زیست شناسی - صفحه 2 از 3 - پایگاه دانلود رایگان کتاب | دانلود کتاب

پارانشیم در پهن برگان به دو دسته تقسیم میشه پارانشیمهای محوری و پارانشیم های عرضی که اول از پارانشیم های محوری شروع میکنم . راستی درصد پارانشیم ها هم نسبت به حجم چوب ۰-۲۳ % هستش .
پارانشیم های محوری :
پارانشیم های محوری همون طور که از اسمشون پیداست پارانشیم هایی هستند که در جهت طولی در داخل درخت قرار دارند یعنی ….

ساقه بخشی از محور اصلی گیاه است که معمولا بیرون از خاک و بطور قائم در فضا قرار دارد. البته ساقه‌هایی وجود دارند که بطور افقی در زیر یا روی خاک قرار دارند…..

این شاخه آغازیان درآب‌های شیرین هستند و جزء تاژکداران معمولی و متعدد و مستقل می‌باشند که حدود یک سوم از هزار گونه شناخته شده‌ی این آغازیان کلروپلاست دارند و فتوسنتز کننده هستند و بقیه گونه‌ها کلروپلاست ندارند و هتروتروف‌اند. آن‌ها را می‌توان در آزمایشگاه به آسانی کشت داد و مطالعه کرد و جسم سلولی باریک و دراز و …..

سلول واحد ساختاری مشترک در تمام موجودات زنده است. سلول عنصری مستقل ، کوچک و دارای اندازه میکروسکوپی است. محتویات سلولی مجموعه‌ای از اجزا با ساختاری بسیار پیچیده و ترکیبات خاص است. تمام ظواهر و پدیده‌های حیاتی و واکنشهای موجود ، ناشی از فعالیت محتویات پروتوپلاست درون سلولی است. سلولهای گیاهی نسبت به سلولهای جانوری دارای اشکال متنوعتری هستند. سلول‌های گیاهی دارای اشکال چند ضلعی با اقطار مساوی و منظم و یا کشیده هستند و علاوه بر آن سلولهای گیاهی ، محصور در غشای شکل دهنده نسبتا سخت و محکم و مقاوم هستند که گاه نازک و گاهی ضخیم است.
در یک توده سلولی همگن سازنده یک بافت ، همه سلولها دارای یک اندازه و یک شکل و معمولا چند وجهی‌اند. در گیاهان آلی اندازه سلولها متناسب با کار آنهاست و بر حسب ماهیت بافت و نقشی که در گیاه دارند اندازه آنها متفاوت است. اندازه و طول سلولهای سازنده پیکر گیاهان به ماهیت و ویژگی آن سلول بستگی دارد و به طول ملکولهای پروتئینی موجود در آنها و همچنین به میزان فعالیت هسته سلول و دوره استراحت آن ارتباط دارد.
سیتوپلاسم هر دو یاخته مجاور به وسیله منافذ موجود (پلاسمودسم‌ها) با هم ارتباط دارند. غشای سیتوپلاسمی از یک لایه دو مولکولی فسفولیپید تشکیل یافته است که پروتئینها به دو صورت سطحی و عمقی در آن غوطه‌ورند. نقش غشای سیتوپلاسمی حفظ تراوایی انتخابی است. زمینه سیتوپلاسم اساسی‌ترین قسمت درونی یاخته را تشکیل می‌دهد، زیرا اکثرا اعمال بیوسنتزی یاخته در آن صورت می‌گیرد. اندامکها در این زمینه قرار دارند. یکی از ویژگیهای سیتوپلاسم جنبش دائمی آن است که در اثر انقباض ریزرشته‌ها بوجود می‌آید، ولی ریزلوله‌ها به این جریان جهت می‌دهند.
روش مشاهده سلول گیاهی
ساده‌ترین راه مشاهده سلول گیاهی ، مطالعه سلولهای اپیدرم فلس پیاز است. اپیدرم فلس پیاز در زیر میکروسکوپ با بزرگنمایی ضعیف به صورت سلولهای چند وجهی کشیده‌ای است که بطور منظم که هم قرار داشته و بهم چسبیده‌اند. چنانچه این اپیدرم را با محلول رقیق یدیدوره آغشته سازیم هسته سلولها بطور محسوسی مشخص می‌گردد. در هسته یک یا دو هستک به صورت نقاط روشن دیده می‌شود. علاوه بر هسته در داخل سلولها واکوئل یا (حفره‌های سیتوپلاسمی) نیز وجود دارد که در ابتدا کوچک و پراکنده هستند و با رشد سلول بهم ملحق شده ، حفره‌هایی واحد و بزرگ را تشکیل می‌دهند.
در سلولهای پیر و مسن که واکوئلها قسمت اعظم فضای درونی آنها را فرا می‌گیرند هسته به گوشه‌ای رانده شده ، سایر محتویات سلول به صورت ورقه نازک در اطراف واکوئل مرکزی چسبیده به غشا باقی می‌مانند. به علت چسبندگی و یکی بودن غشای سیتوپلاسمی با غشای سلولزی لذا غشای سیتوپلاسمی بطور عادی قابل مشاهده نیست ولی با اضافه کردن چند قطره محلول آب و نمک ۲۰ درصد و ایجاد کیفیت پلاسمولیز غشای سلولی از غشای سلولزی جدا و قابل رویت می‌گردد.
 
 
دیواره یاخته‌ای
در پیرامون اغلب یاخته‌های گیاهی و بعضی از یاخته‌های جانوری ، دیواره‌ای به نام دیواره یاخته‌ای وجود دارد. دیواره یاخته‌ای در یاخته‌های گیاهان ساختار نسبتا سخت سلولزی دارد و نوعی اسکلت بیرونی را ایجاد می‌کند که به این یاخته‌ها شکل هندسی و نسبتا ثابتی می‌دهد. این دیواره که دیواره نخستین نامیده می‌شود، بوسیله پروتوپلاسم زنده یاخته ایجاد می‌شود و وجود آن اساسی‌ترین وجه تمایز بین گیاهان و جانوران است. دیواره بین دو یاخته شامل شامل سه بخش است: هر یک از دو یاخته مجاور هم ، دیواره نخستین را تولید می‌کند و بین آن دو ، لایه بین یاخته‌ای به نام تیغه میانی مشترک بین دو یاخته وجود دارد.
جنس تیغه میانی از ترکیبات پکتینی ، مانند پکتین ، است. در نتیجه افزایش سن یاخته ، ممکن است مواد دیگری ساخته شوند و از سمت داخل یاخته به صورت لایه‌ای روی دیواره نخستین قرار بگیرند که دیواره دومین یا پسین نام دارد. ارتباط بین دو یاخته از راه پلاسمودسمها صورت می‌گیرد. پلاسمودسمها در دیواره‌های نخستین در سوراخهای ریز دیواره ، جایی که دیواره فاقد تیغه میانی است، بوجود می‌آیند و سیتوپلاسم از آن محلها از یاخته‌ای به یاخته دیگر جریان می‌یابد.
غشای سلولی
غشای سیتوپلاسمی از یک لایه دو مولکولی (دو ردیفی) فسفولیپید ساخته شده که هر مولکول آن شامل یک سر آب دوست و یک دم آب گریز است. استقرار این دو ردیف مولکول در مقابل یکدیگر طوری است که دمهای آب گریز به طرف داخل و در مقابل یکدیگر و سرهای آب دوست به طرف خارج قرار گرفته‌اند. مولکولهای پروتئین در سطح بیرونی یا درونی و یا در تمام غشا وجود دارند. نقش غشای سیتوپلاسمی حفظ تراوایی انتخابی است. این غشا چون سدی نیمه تروا عمل می‌کند، نیمه تراوا بودن غشا عامل اصلی در نقش آن است.
 سیتوپلاسم
سیتوپلاسم شامل تشکیلات یاخته‌ای است که ساختاری نیمه شفاف ، بی‌شکل و تقریبا یکنواخت دارد و خاصیت شکست نور در آن کمی بیش از آب است. سیتوپلاسم پس از مرگ یاخته با رنگهای اسیدی آنیلین رنگ می‌گیرد، یعنی اسیدوفیل است. برعکس ، سیتوپلاسم زنده تقریبا خنثی است. زمینه سیتوپلاسم را هیالوپلاسم گویند. در هیالوپلاسم دو دسته عناصر به حالت شناور وجود دارند: یک دسته ضمایم دائمی مانند میتوکندریها ، پلاستها ، دستگاه گلژی و غیره که اندامک نامیده می‌شوند و دسته دیگر مواد غیر دائمی حاصل از اعمال زیست شیمیایی داخل هیالوپلاسم به نام اجسام ضمیمه هستند.
در هر حال محدوده هیالوپلاسم از طرف داخل ، غشای هسته و از طرف خارج ، غشای سیتوپلاسمی یاخته است. اندامکها عبارتند از: هسته ، میتوکندری ، شبکه آندوپلاسمی ، دستگاه گلژی ، ریزلوله‌ها و ریزرشته‌ها ، لیزوزوم‌ها ، واکوئلها و پلاستها. ذرات دیگری نیز در سیتوپلاسم دیده می‌شوند که از اندامکها کوچکترند و غشا ندارند و ریبوزوم نام دارند. اگر چه ریبوزومها غشا ندارد و اندامک به شمار نمی‌آیند، اما اهمیت زیادی در سوخت و ساز یاخته دارند. سیتوپلاسم در تبادلات یاخته ، مراحل مختلف سوخت و ساز و همچنین جنبشهای سیتوپلاسمی که ممکن است چرخشی و یا موضعی باشد، نقش دارد.
 
 
ریبوزومها
ریبوزومها ذرات کروی کوچکی هستند که به صورت آزاد یا روی شبکه‌ آندوپلاسمی درون سیتوپلاسم دیده می‌شوند. با استفاده از رادیوایزوتوپها توانسته‌اند محل تشکیل اجزای ریبوزوم را تعیین کنند. بدین سان معلوم شده که RNA ریبوزومی در هستک ساخته می‌شود و از آنجا به سیتوپلاسم منتقل می‌گردد. دو بخش ریبوزوم پس از ساخته شدن به یکدیگر می‌پیوندند و ریبوزوم کامل را بوجود می‌آورند. نقش اصلی ریبوزوم‌ها شرکت در ساختن پروتئین‌ها است، یعنی جایگاه ساخت پروتئین هستند.
شبکه آندوپلاسمی
شبکه آندوپلاسمی متشکل از لوله‌های تو خالی است. در برش به صورت مجاری ظریف غشایی توخالی ، با شاخه‌های فراوان و مرتبط با یکدیگر و یا به شکل مخازن پهن و بیش متراکم و پراکنده در تمام سیتوپلاسم مشاهده می‌شود. به بسیاری از نقاط دیواره بیرونی شبکه آندوپلاسمی ، تعداد فراوانی دانه‌های ریبوزوم متصل‌اند و به همین دلیل به دو صورت دانه‌دار و بدون دانه یافت می‌شوند: شبکه آندوپلاسمی دانه‌دار یا ناصاف که واجد ریبوزوم بوده و شبکه آندوپلاسمی بدون دانه یا صاف که فاقد ریبوزوم است. نقش شبکه آندوپلاسمی ، ذخیره و هدایت بعضی مواد درون یاخته و شرکت در تشکیل دیواره سلولزی یاخته و ایجاد ارتباط بین یاخته‌ها است.
 
دستگاه گلژی
دستگاه گلژی از واحهایی به نام تشکیل شده است. دیکتیوزومها سیستمهای غشایی ویژه‌ای هستند که از روی هم قرار گرفتن ۵ تا ۱۵ کیسه گرد و تخت با وزیکولهایی در لبه آنها تشکیل شده‌اند. هر کیسه را سیسترنا می‌نامند. دیکتیوزوم‌ها در بسته بندی پروتئین نقش دارند.
میکروبادیها
میکروبادیها وزیکولهایی هستند که از دیکتیوزومها جدا می‌شوند و خود اندامکهای ویژه‌ای را پدید می‌آورند. اینها ذرات کروی کوچکی هستند که در پیرامون آنها فقط یک غشا وجود دارد. میکروبادیها شامل پراکسی زوم و گلی اکسی زوم هستند.
لیزوزوم‌ها
لیزوزومها نیز از دیکتیوزوم‌ها جدا شده و خود اندامکهای ویژه‌ای را پدید می‌آورند و اندامکهایی به اندازه میتوکندریها و یا کوچکتر از آنها هستند که حاوی آنزیم‌های گوناگون می‌باشند و نقش آنها تجزیه سریع مولکولهای درشت و گوارش مواد هنگام تمایز یاخته‌ای است.
واکوئلها
بخش اعظم فضای یاخته‌های بالغ را واکوئل اشغال می‌کند که به صورت حفره یا کیسه‌ای است که غشایی به نام تونوپلاست آن را از سیتوپلاسم جدا می‌کند. درون واکوئل را مایعی به نام شیره واکوئلی پر کرده است. واکوئلها محل ذخیره آب و مواد آلی و کانی و همچنین تجمع مواد زاید سیتوپلاسم هستند.
میتوکندری
میتوکندریها ذرات ریزی هستند که به شکل کروی ، یا میله‌ای و یا رشته‌ای دیده می‌شوند و دارای دو غشا هستند: غشای بیرونی آنها صاف و غشای درونی به صورت چین خورده است. نقش میتوکندری ، تنفس است و ضمنا میتوکندری ، منبع انرژی می‌باشد. آنزیمهای تنفسی موجود در سطح غشای درونی آنها موجب شکستن مولکولهای گلوکز و اسیدهای آمینه و چربیها می‌شود و در نتیجه انرژی آزاد می‌گردد.
پلاستها
پلاستها را بر اساس رنگدانه‌هایی که ذخیره می‌کنند، به سه گروه کلروپلاست ، کروموپلاست و لوکوپلاست تقسیم می‌کنند. کلروپلاستها عموما قرصی شکل بوده و به علت دارا بودن کلروفیل ، سبز رنگ هستند. این اندامک غشایی دو لایه‌ای دارد. بخش درونی کلروپلاست شامل دو سیستم لایه‌ای و ماده دربرگیرنده این دو سیستم یعنی ماده زمینه‌ای یا دانه‌دار است. سیستم لایه‌ای دو بخش دارد: بخشی که گرانومها را تشکیل می‌دهد و بخش دیگری که آنها را بهم متصل می‌کند.
بخش درونی گرانوم به صورت کیسه‌های پهن شده‌ای مرتب شده‌اند و تیلاکوئید نام دارند و محل کلروفیلها هستند. نقش کلروپلاستها فتوسنتز است. لوکوپلاستها پلاستهای بی‌رنگی هستند که در یاخته‌های بشره و دیگر بافتهای بی‌رنگ وجود دارند. بعضی نشاسته ذخیره کرده و آمیلوپلاست نام دارند. گروه سوم پلاستها ، رنگدانه‌های زرد یا قرمزی داشته و کروموپلاست نامیده می‌شوند.
 
هسته
هسته از غشا و شیره هسته و دانه‌های کروماتین و یک یا دو هستک تشکیل شده است. DNA و RNA در هسته و میتوکندری و پلاست وجود دارند. هسته بزرگترین اندامک ساختار درونی یاخته‌های یوکاریوت است. اندازه نسبی هسته بر حسب سن و نوع یاخته فرق می‌کند.
تفاوت یاخته‌های گیاهی و جانوری
برای تمایز یاخته‌های گیاهی و جانوری می‌توان تفاوتهای زیر را بررسی کرد:
تفاوتهای متابولیسمی
تفاوتهای ساختاری
تفاوتهای تقسیمی
کلروپلاست
مقدمه
کلروپلاست معمولا از میتوکندری بزرگتر است و شباهت زیادی به میتوکندری دارد و جایگاه فرآیند فتوسنتز می‌باشد. کلروپلاستها جز گروهی از اندامکها هستند که این اندامکها پلاستید نام دارند. پلاستیدها در کلیه سلولهای گیاهی یافت می‌شوند و شامل اتیوپلاست ، کلروپلاست ، کروموپلاست ، آمیلوپلاست و الایوپلاست هستند.

وجه مشترک تمام پلاستیدها این است که تمام آنها از اندامک کوچک اولیه‌ای به نام پروپلاستید ایجاد می‌شوند. پروپلاستید که پیش ساز کلیه پلاستیدها است. بسته به بافت گیاه و پیامهای محیطی به انواع گوناگون پلاستها تمایز پیدا می‌کند. کلروپلاست تنها پلاستیدی است که کلروفیل دارد و عمل فتوسنتز را انجام می‌دهد.
 
تاریخچه
کلروپلاستها به دلیل رنگ داشتن رنگ سبز از اولین اندامکهایی هستند که در یاخته‌های گیاهی نظر پژوهشگران را به خود جلب کرده‌اند. ووشر در سال ۱۸۰۳ رده بندی جلبکهای رشته‌ای آب شیرین را بر بنای شکل ذرات سبز موجود در آنها قرار داد و آنها را به کونفروهای مارپیچی ، ستاره‌ای و لوله‌ای تقسیم کرد. در جلبکها کلروپلاستها ساختمان ساده‌تری دارند و اغلب آنهارا کروماتوفور می‌نامند. در گیاهان پیشرفته و عده‌ای از جلبکهای سرخ و قهوه‌ای کلروپلاستها کروی ، بیضوی و یا اغلب عدسی شکل هستند.
 
اندازه کلروپلاست
کلروپلاستها اندازه بسیار متفاوتی دارند. طول آنها از حدود ۲ تا بیش از ۳۰ میکرون می‌رسد. در گیاهان پیشرفته طول کلروپلاستها ۳ تا ۱۰ میکرومتر ، عرض آنها ۱ تا ۳ و ضخامتشان ۱ تا ۲ میکرومتر است. اندازه کلروپلاست به ویژگیهای وراثتی ، سن یاخته و دیگر ویژگیهای فیزیولوژیکی یاخته وابسته است. یاخته‌های پلی پلوئید کلروپلاستهای درشت‌تری از یاخته‌های دیپلوئید دارند.
رنگ کلروپلاست
کلروپلاستها به دلیل داشتن کلروفیل اغلب سبز رنگ هستند اما در برخی شرایط فیزیولوژیکی یا بر حسب نوع یاخته و میزان نسبی رنگیزه‌های غیر کلروفیلی ممکن است به رنگهای دیگری دیده شوند. در جلبکهای قهوه‌ای و قرمز ، رنگ سبز کلروفیل بوسیله سایر رنگیزه‌ها پوشیده شده است.

  مشکلات ناشی از آفت کشها
مصرف آفت کشهای شیمیایی برای کنترل بسیاری از آفات سهل تر از به کارگیری روشهای کنترل بیولوژیکی است، زیرا استفاده از آفت کشهای شیمیایی نیازی به اطلاع از خاستگاه اکولوژیک آفات ندارد. آفت کشها را می توان به دفعات مورد نیاز برعلیه آفات یا قارچها به کاربرد و آنها را برای دوره ای محدود نیز تحت کنترل درآورد. مصرف سموم در دنیا از اوایل سال ۱۹۵۰تاکنون دوازده برابر شده است و هزینه ای که کشاورزان آمریکایی برای خرید مواد دفع آفات به ویژه در کنترل علفهای هرز وبیماریها موفق عمل کرده اند اما درموارد بسیاری، از جمله کنترل آفات حشره ای پنبه در بسیاری از کشورها تأثیر نداشته اند. به خاطر پرهیز از نتایج منفی کاربرد آفت کشها شامل عدم کنترل آفات، آلوده سازی محیط زیست و عوارض سوء برسلامتی انسان بسیاری از کشورها برآن شده اند تامصرف سموم را کاهش دهند.
مشکلات کاربرد آفت کشها زمانی ملموس می شود که آفتی کنترل نشود و یا سبب طغیان جدیدی شود. مقاومت آفات در برابر آفت کشها یکی از عوامل مؤثر در عدم تأثیر سموم است. مقاومت در آفات در اثر تفاوت واکنش حیاتی افرادی از یک جمعیت در برابر یک سم بروز می کند، از جمله ممکن است سم را به سرعت خنثی ساخته و مانع از ورود آن به بدن شود. چنین افرادی، طی چند نسل زیاد شده و جمعیت مقاومی را به وجود می آورند که تحت تأثیر همان آفت کش و حتی سموم دیگر از بین         نمی روند. از سال ۱۹۴۵تعداد حشرات، علفهای هرز و اخیراً پاتوژنهای گیاهی که دربرابرآفت کشها مقاوم شده اند به شدت افزایش یافته است. یکی دیگر از دلایل طغیان آفات، نابودی دشمنان طبیعی آنها در اثر مصرف آفت کشها است. بسیاری از آفات یا آفات بالقوه، توسط دشمنان طبیعی از طریق شکارگیری، پارازیتیسم، بیماریزایی و یا واکنش های آنتاگونیستی کنترل می شوند. این عوامل مفید غالباً در برابر سموم حساس تر از آفات بوده ودر اثر سمپاشی از بین می روند. برای مثال: حشره کشها، حشرات مفید را و کنه کشها، کنه های شکارگر را از بین می برند. همچنین قارچ کشها قارچهایی را که گیاهان در مقابل عوامل بیماریزای گیاهی حفاظت می کند نابود ساخته و حتی روی قارچهایی که بندپایان را تحت تأثیر قرارمی دهنداثر نامطلوب دارند. وقتی دشمنان طبیعی در اثر مصرف سموم از بین رفتند، عوامل زیان آور ذیربط بلامعارض زندگی کرده و در نتیجه با جمعیت زیادتری طغیان خواهد کرد. برای مثال طغیان زنجرک قهوه ای برنجNilaparvata  lugens (stal)   در آسیا به سبب از بین رفتن عنکبوتها و سایر دشمنان طبیعی آنها در اثر کاربرد آفت کشها تشخیص داده شده است.
آفت کشها موجب پدید آمدن آفات جدید نیز می شوند. بدین ترتیب که دشمنان طبیعی آفات کم اهمیت در اثر کاربرد سموم از بین رفته و این آفات فرصت می یابند تا با جمعیتی زیادتر فعالیت کنند. آن گاه این آفات خود اهداف جدید سمپاشیهای تازه ای قرار می گیرند و در نتیجه مصرف سموم افزایش می یابد. کنه های نباتی مثالهای بارزی از آفاتی به شمار می روند که در اثر مصرف سموم شیمیایی طغیان یافته اند. مینوز برگ سیب (پروانه)phyllonorycter  crataegella (Clemens)  نیز از آفاتی است که در اثر مصرف سموم روی سیب و نابودی دشمنان طبیعی آن به وجود آمده است.
در مناطقی که مصرف آفت کشها متداول است، ممکن است مقادیری از سموم به خارج از منطقه هدف سمپاشی انتقال یابد. این سموم موجب آلودگی خاک، آب، پرندگان و سایر جانوارن شده و نیز در خود محصول باقی می ماند.
کاربرد علف کشها و سموم تدخینی که برای ضد عفونی خاک به کار می روند، منابع آبهای زیر زمینی را آلوده ساخته اند. سموم کلره مانند ددت موجب نابودی منطقه ای بعضی از پرندگان کمیاب شده و حتی سموم خطرناک تر، مثل بعضی از سموم فسفره موجب مسمومیت مستقیم انسانها شده اند. مسمومیتهای اتفاقی و آلودگیها غالباً زمانی پیش می آید که زارعین متوجه زیان موادی که به کارمی برند نباشند و یا نتوانند برچسب سم را بخوانند و یا لوازم محافظت کننده کافی در اختیار نداشته باشند. آنگاه که زارعین و عموم مردم آگاهی بیشتری به این مشکلات پیدا کنند، تقاضا برای سایر روشهای کنترل آفات به خصوص کنترل بیولوژیک افزایش خواهد یافت.
البته کنترل بیولوژیک کار آسانی نبوده و اجرای موفقیت آمیز نیاز به متخصصین کارآزموده برای انجام تحقیقات لازم روی دشمنان طبیعی و کارشناسان و کشاورزان مطلع دارد.
تعریف کنترل بیولوژیک
کنترل بیولوژیک یعنی استفاده از پارازیتوئیدها، پرداتورها، آنتاگونیستا و یا میکرو ارگانیزمهای رقیب. برای کاهش جمعیت یک آفت، به طوری که آفت فراوانی کمتری داشته باشد و خاراتی کمتر از آن چه ممکن می بود وارد سازد. حشرات، کنه ها، علفهای هرز، عوامل بیماریزا و مهره داران جملگی ممکن است از اهداف کنترل بیولوژیک باشند. کنترل بیولوژیک ممکن است با دخالت هدفمند انسان صورت پذیرد و یا نتیجه عملی یک نیروی طبیعی خودجوش باشد. کنترل بیولوژیک ممکن است برای پایین آوردن جمعیت آفت مزارع یا جنگل ها و یا برای تعدیل ناهماهنگیهای به وجود آمده در اثر ورود یک عامل جدید به محیطی طبیعی صورت پذیرد. البته همه روشهای غیر شیمیمایی، کنترل بیولوژیک به شمار نمی آیند. اصلاح نژاد گیاهان، مبارزه زراعی و کاربرد مواد شیمیایی علامتی (Semiochemicals)  اگر با قصد تأثیر گذاری بر آفت به کاررود، کنترل بیولوژیک نیست. این موارد زمانی کنترل بیولوژیک محسوب می گردند که با هدف حمایت یا تقویت دشمنان طبیعی به کار گرفته شوند. برای مثال اصلاح نژاد گیاهان به صورتی که برای آفات مسموم کننده بوده و یا به طریق دیگری موجب کاهش جمعیت آفت گردد، مبارزه بیولوژیک نیست. اما اگر این اصلاح با هدف به وجود آوردن شرایطی بهتر برای زندگی و بقای پارازیتوئیدها یا پرداتورها و فراهم شدن شرایط برای میزبان یابی و حمله به آفات باشد، مبارزه بیولوژیکی به شمار می رود. مواد شیمیایی حاصل از عصاره گیاهان یا میکربها که علیه آفات به کار می برند نیز کنترل بیولوژیک نیست. کنترل بیولوژیک یعنی پدید آوردن مجموعه ای که در آن جمعیت یک گونه توسط افراد گونه ای دیگر با مکانیزمهای نظیر شکارگری، پارازییتیسم، بیماریزایی یا رقابت محدود شود. در این کتاب، کنترل بیولوژیک به طور مشروح مورد بحث قرار می گیرد و نمونه هایی از تاکسونها واهداف گوناگون ارائه می شود. اما کنترل بیولوژیک تاکسونهای به خصوصی (حشرات، علفهی هرز و غیره) به صورت جداگانه مورد بحث قرار نمی گیرد، بجز کنترل بیولوژیک عوامل بیماریزای گیاهی که تفاوت بارزی با سایر عوامل داشته و توضیحات جداگانه ای را می طلبد.
شکارگرهای حشرات(predators) . بیش از آنکه تاریخ طبیعی در دوره رونسانس به عنوان یک علم گسترش یابد در برخی کشورها از شکارگرها برای مبارزه با آفات استفاده می شد. مثلاً درچین و یمن از کولنی مورچه ها برای کنترل آفات در مرکبات citrus spp و خرما (phoenix dactylifera) بهره برداری می شد. همچنین در چین عنکبوت ها برای کنترل آفات به کار برده می شدند. در اروپا یکی از اولین پیش طرحهایی که جهت استفاده از شکارگرها برای کنترل آفات ارائه گردید. مربوط به تاکسونومیست معروف کارل لینئوس در سال ۱۷۵۲ است که خاطر نشان می سازد” هر حشره ای، شکارگر مخصوص خود را دارد که توسط آن تعقیب و نابود می شود. این شکارگرها را می توان برای پاکسازی نباتات زراعی از آفات مورد استفاده قراردارد.
در اوایل قرن نوزدهم طبیعی دانهایی مانند اراسموس داروین و برخی از حشره شناسان آمریکایی پیشنهاد می کردند که شکارگرهایی مانند سیرفید و کفشدوزکها بایستی برای مبارزه باشته ها در گلخانه و پاره ای محصولات زراعی مورد استفاده قرار گیرند. اولین حرکت بین المللی در بهره گیری از شکارگریها در سال ۱۸۷۳ انجام گرفت که ضمن آن حشره شناس آمریکایی (رایلی) کنه Tyroglyphus phylloxera را برای مبارزه با فیلوکزرای مو به فرانسه فرستاد ولی با وجود استقرار مؤثر واقع نشد.
پارازیتیسم حشرات
 برخلاف شکارگری حشره ای که حداقل از نظر مفهوم در مقایسه با پستانداران شکارگر به راحتی قابل درک بود، پارازیتیسم حشره ای به سادگی قابل درک نبود. برای مثال، آلدروواندی در سال ۱۶۰۲ وقتی خروج  پارازیتوئید را ازبدن یک لارو پروانه مشاهده کرد آن را با مرحله ای از استحاله اشتباه گرفت و تصور کرد که این مرحله دیگری از دگردیسی لارو پروانه است. اولین فردی که گزارش درستی از پارازیتیسم حشرات ارائه داد پزشک انگلیسی به نام مارتین لیستر بود که در سال ۱۶۸۵ خروج زنبورهای Ichneumonidae از بدن لاروهای پروانه را نتیجه تخمیریزی زنبور بالغ در بدن لارو دانست. در سال ۱۷۰۰ آنتونی وان لیونهوک (مبدع و سازنده میکروسکوپ ) هلندی پارازیتیسم شته ها توسط گونه ای از زنبور Aphidius را به درستی گزارش کرد.
پس از این مشاهدات اولیه بسیاری از محققین درباره سایر پارازیتوئیدها و پرداتورها مطالعه کردند و قرن نوزدهم شاهد مجموعه زیادی از اطلاعات در باره تاکسونومی، بیولوژی و اکولوژی تعداد زیادی از پارازیتوئیدها بود.
دانشمندانی مانندسی، روندانی، جی، دبلیو دالمن، ام.ام، اسپینولا، فورستر، جی.تی.سی.راتزبرگ، جی.آی.سی.گراون هورست، جی.او.وستوود. واتر فرانسیس وبسیاری دیگر در این زمینه بیولوژیک و به عنوان یک تکنولوژی کاربردی فراهم ساخت.
اولین کسی که انتقال پارازیتوئیدها را از کشورهای دیگر برای مبارزه با آفات پیشنهاد کرد حشره شناس آمریکایی آسافیچ در سال ۱۸۵۵بود که منظور او وارد کردن پارازیتوئیدهای پشه گندم sitodiplosis mosellana  از اروپا به مزارع آمریکا بود، ولی این کار عملی نگردید. در حدود ۳۰سال بعد یعنی در سال ۱۸۸۳ اولین پارازیتوئیدApanteles glomeratus(cotesia glomerrata) با موفقیت از انگلستان به آمریکا برده شد ودر مکانهای رها شده تثبیت گردید.
بیماریهای حشرات
 اطلاعات درباره بیماری حشرات نیز عمدتاً در قرن نوزدهم توسعه یافت. اساس کار توسط  ویلیام  کربی  در  کتاب  (  آشنایی  با  حشره  شناسی  )
 to entomology An Intrduction پایه گذاری شد. شناخت بیماریهای حشرات جهت استفاده در کنترل حشرات نبود، بلکه این امر مربوط به جلوگیری از آسیبهای وارده به حشرات مفید مورد استفاده بشر مثل کرم ابریشم Bombyx mori L        می شد.
آکوستینوباسی در ایتالیا   اولین  کسی  بود  که  بیماری  کرم  ابریشم  توسط  قارچ         
bassana beauveria را در سال ۱۸۳۵به اثبات رسانید.
مطالعات بیشتر درباره بیماریهای کرم ابریشم توسط لویی پاستور در فاصله ۷۰-۱۸۶۵در فرانسه صورت گرفت که انتقال افقی و عمودی آلودگی را در این حشره مشخص ساخت.
اولین پیشنهاد برای استفاده از پاتوژنها در کنترل حشرات توسط باسی در سال ۱۸۳۶ ارائه شد که معتقد بود می توان مایع گرفته شده از لاشه حشرات مریض را با آب مخلوط نمود و روی حشرات آفت پاشید و آنها را از بین برد. البته اولین بررسی مزرعه ای در این مورد تا سال ۱۸۸۴ انجام نگرفت. در این سال بود که حشره شناس روسی الی متچونیکوف روشی را برای تکثیر انبوه اسپور قارچ بیماریزای metarhizium anisopliae(M)sorokin ابداع کرد و اسپورها را در مزرعه روی سر خرطومی چغندر قند  cleonus punctiventrisآزمایش نمود که ۵۰تا ۸۵% تلفات را موجب شد.
بند پایان برای کنترل علفهای هرز
 اولین پیشنهاد در مورد استفاده از حشرات برای کنترل علفهای هرز توسط حشره شناس آمریکایی آسافیج در سال ۱۸۵۵ داده شد. وی ملاحظه کرد که روی بعضی از علفهای هرزی که از اروپا وارد آمریکا شده بود نظیر Linaria vulgaris miller  هیچگونه حشره گیاهخوار آمریکایی فعالیت ندارد و بر این اساس پیشنهاد نمود که اگر حشرات گیاهخواری از اروپا وارد شود مشکل آن حل خواهد شد. اولین کار عملی در مورد مبارزه بیولوژیکی با علفهای هرز در سال ۱۸۶۳ در هندوستان انجام گرفت که ضمن آن حشره dactylopius ceylonicus(Green) ازجنوب هندوستان برای از بین بردن نوعی کاکتوس با نام opuntia vulgaris miller به شمال هندوستان انتقال یافت و اولین جابه جایی بین کشوری نیز بلافاصله پس از آن صورت گرفت که این حشره به سریلانکا برده شد.
کنترل بیولوژیکی بیماریهای گیاهی
  سانفورد (درسال ۱۹۲۶) اولین کسی بود که به رقابت غذایی بین عوامل پوسیده خوارو بیماریزا در محل آغاز آلودگی از دیدگاه کنترل بیولوژیک پی برد. او مشاهده کرد که افزودن مواد آلی(کاه) به خاک موجب کاهش آلودگی سیب زمینی به بیماری لکه سیاه که عامل قارچ)waksman, henrici streptomycs scabies(Thaxter است، می گردد. وی به درستی گمان می برد که این پدیده به سبب اثرات آنتاگونیستیک (پادکرداری) عوامل پوسیده خوار است. تلاشهای ابتدایی برای کاربرد این ارگانیسم ها برای کنترل عوامل بیماریزا ناموفق بود ولی امروزه مشخص شده است که شرایط محیطی در توازن بین گونه ها خواه در خاک و خواه در سطح برگ (phylloplane) اثرات تعیین کننده دارد.
هرگاه شرایط برای رشد جمعیت اینوکولوم مصرف شده مساعد نباشد حجم زیاد اینوکولوم افزوده شده به محیط به تدریج کاهش خواهد یافت و اثری در کنترل بیماری نخواهد داشت. با وجود این در شرایطی موفقیت حاصل شده است. برای مثال تلقیح تنه درختان کاج پس از افتادن با قارچ آنتاگونیست  phanerochaete gigntea(Fries:Fries) بیماریزایی قارچ Heterobasidion annosum (Fries:Fries) را روی تنه درخت کاهش داده و آلودگی درختان اطراف نیز کم شده است.
کنترل بیولوژیکی بیماریهای گیاهی می تواند مکانیسمهای مختلفی داشته باشد. از جمله رقابت برسر موارد غذایی بین عامل بیماریزا و گونه های بی ضرر، پارازیتیسم، تولید مواد آنتی بیوتیک. مفاهیم کنترل بیولوژیک بیماریهای گیاهی به وسیله بیکر(۱۹۸۵)، کمبل(۱۹۸۳)، کوک و بیکر(۱۹۸۳)، تشریح شده است. در مقایسه با سایر روشها، کنترل بیولوژیک بیماریهای گیاهی جدید و متأخر بوده و سابقه و تاریخچه کوتاهتری دارد.

فصل اول

انواع اهداف، عوامل
و روشهای کنترل بیولوژیک
اهداف مبارزه بیولوژیکی
مبارزه بیولوژیک در ابتدا برای کنترل حشرات، کنه ها و علفهای هرز انجام می گرفت.
حشرات
حشرات آفت از مهمترین اهداف مبارزه بیولوژیک بوده اند. بیش از ۵۴۳ گونه حشره در جهان توسط ۱۲۰۰برنامه مبارزه بیولوژیکی از طریق معرفی(ورود) حشره مفید مورد مبارزه قرار گرفته است.   علاوه بر آن برنامه های حفاظت و تکثیر انبوه عوامل بومی نیز به اجرا در آمده است. این حشرات متعلق به رده های مهم حشرات از جملهHomoptera(جوربالان)، diptera(دوبالان)، Hymenoptera(زنبورها)، coleopetra(سوسکها)، lepidopetra(پروانه ها) وتعدادی از رده های دیگر بوده اند. جوربالان از جمله حشراتی هستند که بیشترین موفقیت در مبارزه بیولوژیکی با آنها از طریق معرفی حشرات مفید حاصل شده است. از دلایل این موفقیت می توان جابه جایی زیاد این حشرات (از قبیل شپشکها، شته ها و سفید بالکها) همراه با محموله های تجاری به لحاظ ریزی و ازدید پنهان ماندن همچنین وجود گونه های زیادی از آفات مهم در این رده و فراوانی و تنوع دشمنان طبیعی آنها را برشمرد.
کنه ها
چندین خانواده از کنه های نباتی از اهداف مبارزه بیولوژیک بوده اند از جمله کنه های     Tetranychidae ,Tarsonemidae ,eriophyidae و بیشتر از همه شکارگرهای کنه ها که شامل ورود کنه های شکاری به خصوص از خانواده Phytoseiidae و سوسکهای شکاری coccinellidae و همچنین حفاظت شکارگرهای کنه ها وتکثیر انبوه آنها بوده است.
سایر بی مهره گان
پس از حشرات حلزونها از بی مهره گان هستند که در موارد بیشتری مورد اهداف مبارزه بیولوژیک بوده اند. این حلزونها یا از انواع گیاهخوار بوده و یا از گونه هایی بوده اند که از نظر پزشکی دارای اهمیت می باشند. از میان حلزونهای آفت گیاهی باید به حلزون بزرگ آفریقایی Achatina  fulica  Bowdich اشاره کرد که عمدتاً به عنوان یک موجود خانوادگی به بسیاری از مناطق وارد شده وبه صورت آفت در آمده است. از میان حلزونها، حلزون واسطه بیماری شیستوزمی بیشترین اهمیت را دارا است. مبارزه بیولوژیکی با سایر مهره داران نادر است. کلاوسون(۱۹۸۷) اشاره ای به ورود پارازیت تخم یک نوع عنکبوت سمی به هاوایی دارد. مگس پارازیتوئید Pelidnoptrea nigripennis(Fabricius) نیز برای مبارزه با نوعی هزارپای omatoiulus moreletii lucas غیر بومی استرالیا به آن کشور برده شده است.
علفهای هرز
گیاهان زیادی به عنوان علف هرز در محیطهای مختلف از جمله اراضی مزروعی، جنگل، مرتع و اکوسیستمهای طبیعی تلقی می شوند. لااقل ۱۱۶گونه علف هرز از جمله۳۴خانواده از اهداف مبارزه بیولوژیک بوده اند که توسط بی مهرگان یا پاتوژنهای وارداتی مورد مبارزه قرار گرفته اند. نیمی از این علفهای هرز(۴۷%) مربوط به تیره کاسنی(Asteraceas) و کاکتوسها(cactaceae) بوده اند. البته در سایر خانواده ها نیز علفهای هرز مهمی قرار داشته اند و فعالیت زیادی روی آنها انجام گرفته است. از جمله این گیاهانworth’ Hypericum perforatum st Johnاز تیره salvinia molesta, clusiaceae ازتیرهsalviniaceae وشاه پسندL lantana camara  از تیره verbenaceae است. گراسها کمتر مورد مبارزه  قرار گرفته اند ولی امکاناتی برای مبارزه با این گونه علفهای هرز وجود دارد.
بیماریهای گیاهی
عوامل آنتاگونیست برای کاهش شدت بعضی از بیماریهای گیاهی مورد استفاده قرار گرفته اند. نمونه هایی از عوامل بیماریزا را که از اهداف مبارزه بیولوژیک بوده اند می توان به Agrobacterium  ,Heterobasidion, Cryphonectaria, Erwinia, Pythium, Sclerotinia, Rhysoctonia, pseudomonas  اشاره کرد.
مهره داران
انواع وحشی از مهره داران مانند موشهای صحرایی، خوکها، بزها، گوسفندان، خرگوشها و اپوسوم ها از مهره دارانی هستند که مراتع، جنگلها ومنابع طبیعی را در بسیاری از مناطق مورد حمله قرار می دهند. البته بسیاری از این حیوانات در جای خود مفید می باشند. مبارزه بیولوژیکی با مهره داران بایستی توسط عواملی صورت گیرد که به اهداف مورد نظر حمله کرده ولی به سایر مهره داران آسیبی وارد نسازند. چنین برنامه هایی در مناطقی قابل اجرا است که تداخلی بین جمعیت وحشی واهلی حیوانات وجود نداشته باشد و یا از مفید بودن مبارزه ای که انجام می گیرد اطمینان حاصل باشد. علاوه بر معرفی دشمنان طبیعی اختصاصی برای کنترل مهره داران امروز از علم ژنتیک هم استفاده می شود. بر این اساس پاتوژنهایی مورد استفاده قرار می گیرند که از نظر ژنتیکی به گونه ای پرداخته شده اند که کاملاً اختصاصی عمل می کنند مثل ویروس میکسوما(Myxoma) در خرگوش که موجب می گردد آنتی بادی خاصی در بدن حیوان ماده به وجود آید که مانع از فعالیت اسپرم نرو در نتیجه بارور شدن آن می گردد.

آلودگی محیط زیست
تاریخچه
مقدمه
اولین آلاینده‌های هوا احتمالا دارای منشأ طبیعی بوده‌اند. دود ، بخار بدبو ، خاکستر و گازهای متصاعد شده از آتشفشانها و آتش‌سوزی جنگلها ، گرد و غبار ناشی از توفانها در نواحی خشک ، در نواحی کم‌ارتفاع مرطوب و مه‌های رقیق شامل ذرات حاصل از درختهای کاج و صنوبر در نواحی کوهستانی ، پیش از آنکه مشکلات مربوط به سلامت انسانها و مشکلات ناشی از فعالیتهای انسانی محسوس باشند، کلا جزئی از محیط زیست ما به شمار می‌رفتند، به استثنای موارد حاد ، نظیر فوران آتشفشان.

آلودگیهای ناشی از منابع طبیعی معمولا ایجاد چنان مشکلات جدی برای حیات جانوران و یا اموال انسانها نمی‌کنند. این در حالی است که فعالیتهای انسانی ، ایجاد چنان مشکلاتی از نظر آلودگی می‌نمایند که بیم آن می‌رود بخشهایی از اتمسفر زمین تبدیل به محیطی مضر برای سلامت انسانها گردد.
 

تاریخچه آلودگی
دود یکی از قدیمی‌ترین آلاینده‌های هوا است که برای سلامت بشر مضر است. زمانی که دود ناشی از آتش حاصله از سوختن چوب توسط ساکنین اولیه غارها جای خود را به دود ناشی از کوره‌های زغال سوز در شهرهای پر جمعیت داد، آلودگی هوا ، بقدری افزایش یافت که زنگ خظر برای برخی از ساکنان آن شهرها به صدا در آمد. در سال ۶۱ بعد از میلاد ، “سنکا” (Seneca) فیلسوف رومی از هوای روم بعنوان هوای سنگین و از دودکشهای هود با عنوان تولید کننده بوی بد نام برد.

در سال ۱۲۷۳ میلادی ، “ادوارد اول” پادشاه انگلستان عنوان کرد که هوای لندن به حدی با دود و مه آلوده شده است و آزار دهنده است که از سوختن زغال سنگ دریایی جلوگیری خواهد کرد. علی‌رغم هشدار پادشاه مذکور ، نابودی گسترده جنگلها ، چوب را تبدیل به یک کالای کمیاب نمود و ساکنان لندن را وادار ساخت تا بجای کم کردن مصرف زغال سنگ به میزان بیشتری از آن استفاده کنند.

تا سال ۱۶۶۱ میلادی یعنی بیش از یک قرن بعد ، تغییر قابل ملاحظه‌ای در آلودگی هوا بوجود نیامد. چاره جویی و پیشنهادات عبارت بودند از برچیدن تمامی کارخانه‌های اطراف شهر لندن و بوجود آمدن کمربند سبز در اطراف شهر. بالاخره این چاره جویی‌ها کارساز شد.
مشکلات آلودگی هوا
شواهدی دال بر علاقمندی جوامع انسانی در غلبه بر مشکل آلودگی هوا وجود دارند که از جمله آنها می‌توان از تصویب و اجرای قوانین کنترل دود در شیکاگو سینسنیاتی به سال ۱۸۸۱ نام برد. ولی اجرای این قوانین و قوانینی مشابه آنها با دشواریهایی مواجه گردید و برای تمیز نمودن هوا یا جلوگیری از آلودگی بیشتر آن ، تقریبا کاری انجام نشد. در سال ۱۹۳۰ در دره بسیار صنعتی میوز در کشور بلژیک در اثر پدیده وارونگی ، مه دود در یک فضای معین محبوس گردید. در نتیجه ۶۳ تن جان خود را از دست داده ، چندین هزار تن دیگر بیمار شوند.

حدود ۱۸ سال بعد در شرایط مشابهی در ایلات متحده آمریکا ، یکی از اولین و بزرگترین فاجعه‌های زائیده آلودگیها رخ داد، یعنی ۱۷ نفر جان خود را باختند و ۴۳ درصد جمعیت نورا در پنسیلوانیا بیمار شدند. درست سه سال بعد از فاجعه مه دود لندن در سال ۱۹۵۲ ، نادیده گرفتن عواقب جدی آلودگی هوا غیر ممکن گردید.

در روز سه شنبه ۴ دسامبر سال ۱۹۵۲ حجم عظیمی از هوای گرم به طرف قسمت جنوبی انگلستان حرکت کرده ، با ایجاد یک وارونگی دمایی سبب نشست یک مه سفید در لندن شد. این مه دود به دستگاه تنفسی انسان سخت آسیب می‌رساند. درنتیجه بیشتر مردم بزودی با مشکلاتی از قبیل قرمز شدن چشمها ، سوزش گلو و سرفه‌های زیاد مواجه شدند و پیش از آنکه در ۹ دسامبر از سطح شهر دور شوند، ۴۰۰ مورد مرگ مربوط به آلودگی هوا گزارش کردند. این تعداد تلفات برای متوجه ساختن افکار بریتانیایی‌ها جهت تصویب قانون هوای تمیز در سال ۱۹۵۶ کافی بود.
 

قانون کنترل آلودگی هوا
این قانون در ایالات متحده امریکا به نام قانون کنترل آلودگی هوا (قانون عمومی ۱۵۹_۸۴) به تصویب رسید. اما این مصوبه تنها موجب به تصویب رسیدن یک قانون مؤثرتر گردید. این قانون یکبار در سال ۱۹۶۰ و بار دیگر در سال ۱۹۶۲ بازنگری شد و به قانون هوای تمیز سال ۱۹۶۳ (قانون عمومی ۲۰۶_۸۸) که برنامه‌های ناحیه‌ای محلی و ایالتی را برای کنترل هوا تشویق می‌کرد و در عین حال حق مداخله را برای دولت فدرال در صورت به خطر افتادن سلامت و رفاه اهالی ایالت در اثر آلودگی ناشی از ایالات دیگر محفوظ نگه می‌داشت، الحاق گردید.

این قانون معیارهایی برای کیفیت هوا وضع کرد که بر اساس آنها ، استانداردهای کیفیت هوا و گازهای متصاعد شده در دهه ۱۹۶۰ میلادی پی‌ریزی شد.
 
اجرای قانون هوای تمیز
اجرای قانون هوای تمیز در سال ۱۹۷۰ به آژانس نو بنیاد حفاظت محیط زیست (EPA) محول گریدید. قانون به وضع استانداردهای درجه اول و دوم کیفیت هوای محیط زیست پرداخت. استانداردهای اولیه متکی بر معیارهای کیفیت هوا ، برای حفظ سلامت عموم مردم ، دامنه وسیعی از ایمنی را در نظر می‌گیرد. در حالی که استانداردهای ثانوی که آنها نیز متکی بر معیارهای کیفیت هوا باشند، برای حفظ رفاه عموم انسانها ، به علاوه گیاهان ، جانوران ، اموال و دارائی هستند.

اصلاحات قانون هوای تمیز به سال ۱۹۷۷ به تقویت باز هم بیشتر قوانین موجود پرداخته است. اگر چه این امکان وجود دارد که تغییرات بیشتری نیز انجام شود، کاملا محتمل است که کنترل آلودگی هوا برای ایجاد شرایطی که تحت آن هوا برای نسلهای آینده تمیزتر و سالم‌تر نگاهداشته شود، از حمایت بیشتر عامه مردم برخوردار شود
آلودگی محیط زیست از منابع گوناگون صورت می‌گیرد. با پیشرفت تمدن بشری و توسعه فن‌آوری و ازدیاد روز افزون جمعیت ، در حال حاضر دنیا با مشکلی به نام آلودگی در هوا و زمین روبرو شده است که زندگی ساکنان کره زمین را تهدید می‌کند. بطوری که در هر کشور حفاظت محیط زیست مورد توجه جدی دولتمردان است. امروزه وضعیت زیست محیطی به گونه‌ای شده است که مردم یک شهر یا حتی یک کشور از آثار آلودگی در شهر یا کشور دیگر در امان نیستند.

 

برفی که در نروژ می‌بارد مواد آلاینده‌ای به همراه دارد که منشا آن از انگلستان و آلمان است. یا باران اسیدی در کانادا نتیجه مواد آلاینده‌ای است که منشا آنها از ایالات متحده است. در آتن گاهی مجبور می‌شوند به علت آلودگی شدید هوا کارخانجات را تعطیل و رفت و آمد اتومبیلها را محدود کنند. شهرهای دیگر دنیا مانند مکزیکوسیتی ، رم و تهران نیز با مشکل آلودگی هوا دست به گریبانند. آلودگی دریاها ، رودخانه‌ها ، دریاچه‌ها و اقیانوسها و جنگلهای نیز نیز موضوع بحث جدی می‌باشند.

آلودگی محیط زیست و لایه ازن
یکی از مسائلی که در سالهای اخیر باعث نگرانی دانشمندان شده ، مسئله تهی شدن لایه ازن و ایجاد حفره در این لایه در قطب جنوب است. لایه اوزون در فاصله ۱۶ تا ۴۸ کیلومتری از سطح زمین قرار گرفته و کره زمین را در برابر تابش فرابنفش نور خورشید محافظت می‌کند. هر گاه از مقدار لایه ازن ، ۱۰ درصد کم شود، مقدار تابشی که به سطح زمین می‌رسد تا ۲۰ درصد افزایش می‌یابد. تابش فرابنفش موجب بروز سرطان پوست در انسان می‌شود و به گیاهان صدمه می‌زند. مولکولهای کلروفلوئورکربنها (CFCها) در از بین بردن لایه ازن موثرند. از این ترکیبات بطور گسترده در دستگاههای سرد کننده و در افشانه‌ها (اسپری‌ها) استفاده می‌شود.

این مولکولها به علت پایداری آنها به استراتوسفر راه می‌یابند و در آنجا بر اثر تابش خورشید پیوند C-Cl شکسته می‌شود. اتم کلر حاصل به مولکول ازن حمله می‌کند و مولکول CLO را می‌دهد. این مولکول بنوبه خود با اکسیژن ترکیب شده ، مولکول O2 و اتم Cl آزاد می‌شود که مجددا در چرخه تخریب اوزون شرکت می‌کند. از این روست، در عهدنامه سال ۱۹۷۸ مونترال قرار این شده که از مصرف کلروفلوئوروکربنها به تدریج کاسته شود و مواد دیگری به عنوان جانشین برای آنها یافت شود و یافتن چنین ترکیباتی بطور مسلم کار شیمیدانان است.

تاریخچه ی میکروسکوپی (۱۶۳۲-۱۷۲۳) Anton van Leeuwenhoek که در Delft-Holland زندگی می کرد احتمال قریب به یقین اولین شخصی بود که توانست یک میکروارگانیسم را به طور واحد ببیند. او یک میکروسکوپ ساده ساخت که قابلیت بزرگنمایی حدود ۱۰۰ تا ۳۰۰ برابر را دارا بود. این ابزار به آنچه ما امروزه به نام میکروسکوپ می شناسیم شباهتی نداشت. این ابزار که از لنزهای باریکی تشکیل شده بود در اصل عینکی بود که دارای قدرت بزرگنمایی بسیار بالایی بود. (شکل ۱-۳) متمرکز شدن توسط این ابزار آنقدر سخت بود که Anton یک میکروسکوپ جدید برای هر نمونه ساخت و میکروسکوپ قبلی را با آن نمونه رها می کرد. هنگامی که خارجی ها به لابراتوار Anton برای دیدن نمونه ها آمدند، او از آنها خواست که دستهایشان را به پشت شان بزنند تا از لمس شدن ابزار تمرکز کردن توسط آنها جلوگیری به عمل آید.
در نامه ای به جامعه سلطنتی لندن در سال ۱۶۷۶، Anton اولین مشاهده اش از باکتری ها و تک یاخته ای ها در آب را توصیف کرد. اما به هر حال او تکنیک مشاهده اش را به عنوان یک سر نگه داشت. حتی امروز ما در مورد روش روشن سازی او مطمئن نیستیم، اگرچه احتمال این را می دهیم که از نوردهی غیرمستقیم استفاده می کرده است با دادن نور از کناره های نمونه، به جای گذراندن نور از میان نمونه ها. Anton همچنین دوست نداشت که هیچ از ۴۱۹ میکروسکوپی را که ساخته بود از خود جدا کند. تقریباً نزدیک فرارسیدن مرگش بود که دخترش با راهنمایی او ۱۰۰ تا از آن میکروسکوپ ها را به جامعه ی سلطنتی فرستاد.
پس از مرگ Anton درسال ۱۹۷۳، هیچ کس در صدد تکمیل این طرح و ساختن میکروسکوپ های بهتر برنیامد و پیشرفت میکروبیولوژی متوقف شد. تا آن زمان او هنوز اولین گام ها را برداشته بود. از طریق نامه های Anton به جامعه ی سلطنتی در اواسط دهه ی ۷۰، وجود میکروب ها برای جامعه ی علمی قطعی شد و در سال ۱۶۸۳ او باکتری های گرفته شده از دهان خودش را توصیف کرد. به هر حال Anton می توانست جزئیات بسیار کمی از آنها را ببیند. همان گونه که خواهیم دید مطالعات بیشتری لازم بود تا میکروسکوپ های پیشرفته تر به وجود آیند.
اصول میکروسکوپی (ذره بینی) واحد های متریک میکروسکوپی یعنی تکنولوژی قابل دید کردن اشیاءِ خیلی ریز برای چشم انسان. به علت اینکه میکروارگانیسم ها بسیار بسیار کوچک هستند، واحدهای به کار رفته برای اندازه گیری آنها به نظر می رسد برای دانش آموزان مبتدی ناآشنا با جهان میکروسکوپی نامأنوس باشد. (جدول ۱٫ ۳)
شکل b10-2 نشان می دهد که چگونه یک مولکول گلوکز در محلول مجدداً چید ه می شود و به خود می پیوندد تا یک حلقه ی بسته را تشکیل دهد. طرح سه بعدی نشان داده شده در شکل c10-2 به شکل دقیق تری شکل واقعی مولکول را نشان می دهد. در مطالعه ی فرمول های ساختاری تجسم هر مولکول به عنوان یک شیءِ سه بعدی از اهمیت خاصی برخوردار است.
مونوساکاریدها می توانند به شکل شکرهای دی اکسی و الکل های قندی تنزل پیدا کنند. (شکل ۱۱٫ ۲) قند دی اکسی deoxyribose که به جای یک گروه –OH در یکی از کربن هایش یک اتم هیدروژن دارد جزئی از DNA است. الکل های قندی معین، که به جای یک گروه آلوئید یا Ketone دارای یک گروه الکلی اضافی هستند قابل متابولیسم توسط میکروارگانیسم های خاص هستند Mannitol و دیگر الکل های قندی برای تشخیص بعضی از میکروارگانیسم های در آزمایش های تشخیصی استفاده می شوند.
دی ساکاریدها هنگامی که دو مونوساکارید توسط از دست دادن آب و تشکیل یک زنجیره ی glycosidic، یک الکل قندی پیوند قندی (شکل a12-2) به هم می پیوندند بوجود می آیند. ساکاروز، همین قند معمول مورد استفاده یک دی ساکارید است که از گلوکز و فروکتوز تشکیل شده است. (شکل b12-2) پلی ساکاریدها مانند starch، گلی کوژن، cellulose پلی مرهای گلوکز- زنجیره ی طویلی از واحدهای تکراری- هستند. به هر حال زنجیره های glycosidic در هر پلی مر به طور متفاوتی چیده شده اند. گیاهان و بیشتر جلبک ها نشاسته و سلولز تولید می کنند. نشاسته به عنوان راهی برای ذخیره ی انرژی عمل می کند و سلولز یکی از اجزای ساختاری دیواره ی سلولها می باشد. حیوانات گلی کوژن تولید و ذخیره می کنند که می توانند آن را به گلوکز شکسته و در هنگام نیاز از انرژی آن استفاده کنند.
میکروارگانیسم ها حاوی چندین پلی ساکارید مهم دیگر نیز هستند به طوری که در فصل های بعدی خواهیم دید جدول ۴٫ ۲ انواع کربوهیدرات ها را خلاصه کرده است.
جستجو در دنیای میکروب ها   
آیا به واقع ممکن است یک گاو بترکد؟
گاوها می توانند مواد مغذی تقریباً خوبی را از علف، علوفه و دیگر مواد سبز فیبری که برای انسان غیرقابل خوردن هستند بدست آورند. نمی توانیم سلولز را هضم کنیم که جزءِ اصلی ترکیب گیاهان می باشد. اگر انسان مجبور شود که با علف زندگی کند مطمئناً تا حد مرگ گرسنگی خواهد کشید. پس چطور گاوها و دیگر حیوانات با چنین جیره ی غذایی موفق به زندگی می شوند. با کمال تعجب باید بگوییم که گاوها نیز نمی توانند این کار را انجام دهند. اما آنها نیاز به چنین کاری هم ندارند چرا که این کار برایشان انجام می شود. گاوها و دیگر حیوانات مانند آنها در معده هایشان میزان جمعیت فراوانی از میکروارگانیسم ها هستند. این میکروارگانیسم ها سلولز را به قندهایی که حیوانات می توانند از آن ها استفاده کنند تجزیه می نمایند. در مورد موریانه هم این امر صدق می کند اگر میکروارگانیسم ها در جهاز هاضمه ی موریانه نبودند آنها نمی توانستند در سقف چوبی منزل شما ناهار یا شام میل کنند. سلولز بسیار زیاد به نشاسته شبیه است. هر دوی آها از زنجیره های طویل مولکول های گلوکز تشکیل شده اند. به هر حال زنجیره بین این مولکول ها از لحاظ شکل هندسی کمی متفاوت است. در نتیجه، آنزیمی که حیوانات برای تجزیه ی یک مولکول نشاسته به اجزایش به کار می برند هیچ تأثیری بر سلولز ندارد. در حقیقت ارگانیسم های خیلی معدودی هستند که می توانند آنزیم هایی تولید کنند که بتواند به سلولز حمله ور شود. حتی تک یاخته هایی که در معده ی گاوها و موریانه ها زندگی می کنند همیشه نمی توانند این کار را به تنهایی انجام دهند. دقیقاً همان گونه که گاوها و موریانه هایی که در معده ی گاوها و موریانه ها زندگی می کنند همیشه نمی توانند این کار را به تنهایی انجام دهند. دقیقاً همان گونه که گاوها و موریانه ها برای ادامه ی حیاتشان به تک یاخته های موجود در معده شان نیاز دارند، حیات این تک یاخته گان هم به باکتری های خاصی که در بین آن ها زندگی می کند وابسته است. در واقع این باکتری ها هستند که آنزیم های هضمی ضروری را تولید می کنند. فعالیت این میکروارگانیسم های روده ای که این خدمات هضمی را انجام می دهند هم برای گاوها و هم برای انسان هایی که از آنها نگهداری می کند یک موهبت است. این باکتری ها هم چنین گاز متان تولید می کند. CH4 به میزان فراوان بین ۱۹۰ تا ۳۸۰ لیتر در روز برای هر یک عدد گاو. تولید این گاز آنقدر سریع است که چنانچه گاو نتواند آروغ بزند ممکن است بترکد. البته راه هایی اختراع شده است که بتوان بدون آسیب رساندن به گاو، این گاز را مستقیماً از بدن گاو خارج کرد. هنگامی که این گاز به ناچار و با هر روشی از بدن گاو خارج می شود به اتمسفر وارد می شود. گمان می رود که این فرآیند در تولید گازهای گلخانه ای و گرم شدن هوای زمین تأثیر داشته باشد. (فصل۲۵). دانشمندان تخمین زده اند که گاوهای جهان سالانه ۵۰ میلیون تن گاز متان وارد جو می کنند که هنوز این تخمین گوسفندان، بزها، بزهای کوهی و دیگر حیوانات علف خوار را در نظر نگرفته است.
لیپیدها لیپیدها گروه شیمیایی متمایزی از مواد تشکیل می دهند که شامل چربی ها، فسفولیپیدها و استروئیدها می شوند. آنها نسبتاً در آب قابل حل نیستند اما در حلال های غیرقطبی مانند اتر و بنزن قابل حل هستند. لیپیدها بخشی از ساختار سلول ها خصوصاً ساختار غشایی آنها را تشکیل می دهد و ممکن است برای انرژی مورد استفاده قرار گیرند. عموماً لیپیدها حاوی میزان بیشتری هیدروژن و میزان کمتری اکسیژن نسبت به کربوهیدرات ها هستند و به همین دلیل حاوی انرژی بیشتری نسبت به آنها می باشند.
چربی ها حاوی سه- کربن الکل glycerol و یک یا بیشتر اسید چرب می باشند. یک اسید چرب از یک زنجیره ی طویل از اتم های کربن با اتم های مرتبط هیدروژن و یک گروه carboxyl در یک انتهای زنجیره می باشند. ترکیب یک چربی از glycerol و اسیدهای چرب شامل از دست دادن آب و تشکیل یک زنجیره ی ester بین گروه carboxyl اسیدهای چرب و یک گروه الکلی glycerol می شود. (شکل a13-2) triacylglycerol که سابقاً triglyceride نامیده می شد عبارت است از یک چربی که هنگامی که سه اسید چرب به glycerol می پیوندند تشکیل می شود. Diacylglycerols , Monacylglycerols به ترتیب حاوی یک و دو اسید چرب هستند و معمولاً از گوارش triacylglycerols تشکیل می شوند.
اسیدهای چرب می تواند اشباع شده و یا غیراشباع باشند. یک اسید چرب اشباع شده حاوی همه ی هیدروژن های ممکن می باشد، بدین معنی که از هیدروژن اشباع شده است. (شکل b13-2) یک اسید چرب غیراشباع حداقل دو اتم هیدروژن را از دست داده و حاوی یک زنجیره دوبله بین دو کربن است که هیدروژن از دست داده است. (شکل c 13. 2). بنابراین غیراشباع بدین معنی است که آن اسید به طور کامل از هیدروژن اشباع نشده است. اسید اولئیک یک اسید چرب غیراشباع می باشد. چربی های polyunsaturated، که تعداد زیادی از آنها روغن های گیاهی هستند که در دمای معمولی مایع هستند، حاوی اسیدهای چرب غیراشباع فراوانی هستند.

مقدمه :
در گذشته‌های دور تا کنون حشرات به شکل‌های مختلف با زندگی انسان ارتباط داشته‌اند و براساس این ارتباط حشرات را به دو گروه تقسیم می‌کنیم:
۱- حشرات مفید؛
۲- حشرات مضر.
 ¬  آیا تغذیه زنبورها از گل‌ها باعث خسارت به آن‌ها می شود؟
تحقیقات نشان داده است که زنبور عسل به ازای هر یک ریال عسلی که تولید می کند ۴ برابر آن در افزایش کمی و کیفی محصولات کشاورزی از طریق گرده افشانی نقش دارد؛ و لذا این نظریه به هیچ وجه درست نیست. گروه دیگر از حشرات مفید، حشرات حشره‌خوار هستند و به دو گروه شکارگرها و پارازیتوئیدها تقسیم می‌شوند. حشرات شکارگر، حشراتی هستند که از طریق تغذیه حشرات آفت را مورد استفاده قرار می‌دهند و جمعیت آن‌ها را در طبیعت کنترل می‌کنند مانند کفشدوزک‌های خانواده ککسی نلیده ( Coccinellidea ) که حشرات کامل که لاروهای آن‌ها از شته تغذیه می‌کنند یا بال توری‌های خانواده‌ی کرایزوپیده ( Chrysopidae ) که آن‌ها هم شکارگر شته هستند.
 گروه دیگر از حشرات مفید پارازیتوئیدها هستند که تخم خود را بر روی بدن میزبان یا در داخل بدن میزبان قرار می‌دهند و بعد از اینکه لاروشان از داخل تخم خارج شد محتویات بدن میزبان‌شان را مورد تغذیه قرار می‌دهند و بعد از کامل شدن، و از بدن میزبان خارج می‌شوند و میزبان هم از بین خواهد رفت.
 چه حشراتی در بعضی از شرایط مفید و در بعضی از شرایط دیگر مضر می‌باشند؟
از سال ۱۹۰۰ تا ۱۹۲۰ چندین گونه از کاکتوس‌ها وارد استرالیا شدند. کاکتوس‌ها فاقد دشمن طبیعی بودند و هیچ موجود زنده‌ای از این گیاهان تغذیه نمی کرد. به همین دلیل به آفت بسیار مهمی تبدیل شدند و میلیون‌ها هکتار از مزارع استرالیا را تحت پوشش قرار دادند. بعدها محققین استرالیایی پروان‌هایی بنام ( Cactoblastis cactorum ) را وارد استرالیا کردند و کاکتوس‌ها را بطور کامل تحت کنترل در آوردند در حالیکه همین حشره ممکن است در شرایط دیگر بعنوان یک آفت مطرح شود.
 گروه دیگر از حشرات مفید، حشرات پاکسازی کننده محیط هستند و به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
 الف) حشرات مدفوع‌خوار؛ مانند سوسک‌های خانواده اسکارابیده ( Scarabaeidae )که از مدفوع جانوران در اکوسیستم‌ها تغذیه می‌کنند، و به این طریق محیط را هم از فضولات حیوانات پاک می‌کنند، و هم از افزایش جمعیت مگس‌های مضر جلوگیری می‌کنند.
 ب) حشرات لاشه‌خوار؛ مانند مگس‌های خانواده کالیفوریده ( Calliphoridea ) و سوسک‌های خانواده درمستیده ( Dermestidae ) ، که لاشه جاندارانی را که در طبیعت از بین می‌روند مورد تغذیه قرار می‌دهند و بدین ترتیب محیط را پاکسازی میکند.
گروه دیگر از حشرات مفید، حشرات خاکزی هستند بسیاری از حشرات یک بخش یا کل دوره زندگی خودشان را در داخل خاک سپری می‌کنند و از این طریق می‌توانند در بهبود خصوصیات فیزیکی خاک نقش داشته باشند.
گروه بعدی از حشرات مفید، حشراتی هستند که بعنوان غذای سایر جانداران و یا حشرات با ارزش غذایی مطرح هستند. حشرات توسط گروههای مختلفی از موجودات مورد تغذیه قرار می‌گیرند، بعنوان  مثال دوزیستان مانند قورباغه‌ها، مارمولک‌ها، بعضی از موش‌ها و بعضی از گونه‌های پرندگان به ویژه بعضی از آن‌ها که مختصراً از حشرات تغذیه می‌کنند. این پرندگان ارزش زیبایی شناختی دارند و چنانچه این حشرات در محیط نباشند این پرندگان هم که در واقع بصورت تخصصی از حشرات تغذیه می کنند از بین می‌روند.
 
 
 
 
 
انواع حشرات
      
 
۱- حشرات مفید    1- حشرات گرده افشان
        2- حشرات تولید کننده فرآورده‌های تجاری و غذایی
        3- حشرات حشره‌خوار   
الف- شکارگرها
 ب- پارازیتوئیدها
     
 
 
۲-حشرات مضر    4- حشرات پاکسازی کننده محیط
الف- مدفوع‌خوار
 ب- لاشه‌خوار
        5- حشرات خاکزی
        6- حشراتی با ارزش غذایی
        7- حشراتی با ارزش هنری
گروه دیگر از حشرات مفید حشراتی هستند که ارزش هنری دارند مانند پروانه‌ها، حتی در شعر بسیاری از شعرای ما از پروانه استفاده شده است.
 
 حشرات مضر
حشرات مضر بطور کلی به سه گروه اصلی تقسیم می شوند:
۱- حشراتی که از گیاهان تغذیه می‌کنند؛
۲- حشراتی که از فرآورده‌های انباری تغذیه می‌کنند؛
۳- حشراتی که انسان و سایر جانوران را مورد حمله قرار می‌دهند.
حال به شرح هر یک از این سه گروه می‌پردازیم.
 
۱- حشراتی که از گیاهان تغذیه می‌کنند
الف) حشراتی که از گیاهان تغذیه می‌کنند ممکن است بصورت مستقیم به گیاه خسارت وارد کنند. مثل ملخ‌ها، لارو پروانه‌ها و سوسک‌ها که مستقیماً از بخش‌های مختلف گیاه تغذیه می‌کنند اعم از برگ، گل، میوه و چوب.
 
ب) ایجاد خسارت از طریق تخم گذاری است، بعضی از حشرات مخصوصاً زنجرک‌های خانواده سیکادیده  (Cicadidae ) و زنجرک‌های خانواده سیکادلیده (Cicadellidae ) از طریق تخم‌گذاری در سر شاخه‌های ظریف گیاهان به آن‌ها خسارت وارد می‌کنند.
 ج)ایجاد خسارت از طریق انتقال بیمارهای ویروسی،باکتریایی و مایکوپلاسمائی و احتمالاً قارچی
   در بین حشرات دو گروه شته‌ها و زنجرک‌های خانواده سیکادلیده (Cicadellidea ) از اهمیت بیشتری در نقل و انتقال عوامل بیماری‌زا گیاهی برخوردار هستند. همچنین سخت بالپوشان خانواده اسکولیتیده (Scolytidae ) در نقل و انتقال عوامل قارچی نقش دارند.
  ۲-حشراتی که به فرآورده‌های انباری خسارت می‌زنند و خود نیز به سه دسته تقسیم می‌شوند
الف) اولین گروه آفات چوب می‌باشند.
چوب یکی از مهم‌ترین محصولات است که در زندگی بشر نقش دارد. چوب‌های صنعتی گاهی مورد حمله بعضی از حشرات قرار می‌گیرند از جمله مهمترین این حشرات موریانه‌ها هستند.
چگونگی هضم چوب بوسیله‌ی موریانه‌ها.
موریانه‌ها خود قادر به هضم سلولز یا چوب نیستند. در داخل دستگاه گوارش موریانه تک سلولی‌های فلازل‌داری زندگی می‌کنند که آنزیم‌های مورد نیاز برای تجزیه سلولز را تولید می‌کنند و آن تک سلولی‌ها هستند که باعث هضم سلولز می‌شوند. در واقع نوعی همزیستی بین تک سلولی و موریانه‌ها از این طریق ایجاد شده است.
ب) دومین گروه از آفات فرآورده‌های انباری، آفات پارچه و منسوجات هستند. تعدادی از حشرات از جمله پروانه‌های خانواده تی‌نی‌ده (Tineidae) و سخت بالپوشان درمستیده (Dermestidae) گاهی به منسوجات خسارت سنگینی وارد می‌کنند.
  ج) سومین گروه از آفات مواد غذایی، انباری است. حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد محصولات کشاورزی بعد از مرحله کاشت و پس از برداشت در انبار توسط آفات مختلف از بین می‌روند. در بین آفات انباری سوسک‌های خانواده درمستیده (Dermestidae ) و بروخیده ( Bruchidae ) و کورکولینیده (Curculionidae)، در بین پروانه‌ها تعدادی از گونه‌های خانواده پیرالیده (pyralidae ) مثل پلودیا اینترپونکتلا (Plodia interpunctella) و  افیستیا کونیلا (Ephestia Kuhniella ) از اهمیت زیادی برخوردارند.
   
۳- حشراتی که انسان و سایر جانوران را مورد حمله قرار می‌دهند. آن‌ها نیز به چند گروه تقسیم می‌شوند:
الف) حشرات آزار دهنده مثل تعدادی از پشه‌ها و مگس‌ها. گرچه ممکن است که ناقل بیماری مهمی نباشد ولی به هر ترتیب باعث سَلب آسایش از انسان می‌شوند.
 ب) حشراتی که نیش آن‌ها سمی است. تعدادی از زنبورهای خانواده وسپیده (Vespidae) و  اسفسیده (Sphecidae) و در مواردی زنبورهای بالاخانواده آپویدا (Apoidea ) که جزء حشرات مفید و گرده افشان هستند و انسان را نیش می‌زنند.
بعضی از انسان‌ها به نیش زنبورها حساسیت شدیدی دارند و دچار شوک شدیدی می‌شوند و در مواردی مشاهده شده که نیش زنبور منجر به مرگ انسانی شده است.
 ج) سومین گروه از حشراتی که به انسان خسارت می‌زنند حشرات انگل هستند و به دو گروه تقسیم می‌کنیم.