أثناء مرورك من مسطح مائي، هل لاحظت يومًا وجود طبقة طويلة خضراء أو حمراء اللون على سطح الماء؟
يرجع هذا التغير في لون الماء في الغالب إلى النمو المفرط للعوالق النباتية المجهرية وحيدة الخلية والمعروفة باسم الطحالب.
لقد سمع معظمنا عن الطحالب، لكن ما لا نعرفه هو مدى تأثيرها علينا.
الطحالب هي كائنات حقيقية النواة قادرة على التمثيل الضوئي وتشمل مجموعة واسعة من العوالق النباتية أحادية الخلية إلى الأعشاب البحرية متعددة الخلايا، وتظهر على شكل هياكل تشبه النباتات في البيئة المائية.
بفضل قدرتها على التمثيل الضوئي، تلعب الطحالب دورًا رئيسيًا في السلسلة الغذائية للنظم البيئية البحرية.
يتم استهلاكه عادة من قبل العوالق الحيوانية والقشريات والأسماك الصغيرة، ويشكل قاعدة شبكة الغذاء للحياة المائية.
إذن، أين تكمن المشكلة في وجود الطحالب؟
تكمن المشكلة في النمو المتسارع وغير المقصود وغير المنضبط لنوع واحد أو أكثر من الطحالب في النظم البيئية للمياه العذبة أو مياه البحر، والمعروف باسم ازدهار الطحالب.
يمكن رؤية أزهار الطحالب في مجموعة متنوعة من الألوان.
تنتج الطحالب هذه الصبغات الملونة لغرض التمثيل الضوئي الفعال؛ وتحدد كثافة الصبغة في الخلية الطحلبية لون ازدهار الطحالب بشكل مباشر.
على سبيل المثال، يكون اللون الأخضر بارزًا في الطحالب الخضراء بسبب محتواها العالي من الكلوروفيل، في حين أن الصبغة الإضافية المعروفة باسم فيكوإيريثرين بارزة في الطحالب الحمراء وتنتج مجموعة من الألوان تتراوح من الوردي إلى الأحمر.
وبالمثل، فإن وجود صبغة الفيكوسيانين يضفي لونًا مزرقًا على الطحالب الخضراء المزرقة، كما أن محتوى الكاروتينات في جميع خلايا الطحالب تقريبًا يمنحها لونًا برتقاليًا مصفرًا، ويعطي الفوكوكسانثين لونًا بنيًا للطحالب البنية.
نظراً لطبيعتها ذاتية التغذية في الغالب (قدرتها على إنتاج غذائها بنفسها) ، فإنها تتطلب ضوء الشمس للنمو وتعيش في الغالب على السطح العلوي للمسطح المائي.
يمكن أن يؤدي النمو غير المنضبط إلى تغطية مساحة كبيرة من المسطح المائي، مما يؤدي إلى إزعاج النظام البيئي البحري الذي يقع تحته.
تشير البيانات الحديثة إلى أنه اعتبارًا من مايو 2025، سجلت اليونسكو ما يقرب من 10,000 حالة ازدهار طحالب بحرية ضارة على مستوى العالم ، وهو ما يمثل زيادة سنوية بنسبة 1.8٪ منذ عام 2003.
كيف يحدث هذا؟
تتنفس الطحالب وتستهلك الأكسجين المذاب الموجود في المسطح المائي، كما تقوم بقطع الضوء الساقط - وكلا العاملين مهمان للغاية لاستدامة الحياة المائية.
يمكن أن يصل عدد الطحالب المزهرة إلى عشرات الآلاف إلى الملايين لكل مليلتر.
في الواقع، سجلت بعض حالات ازدهار الطحالب الضارة في المياه الأمريكية كثافة خلوية تتجاوز مليون خلية/مل في صيف عام 2024.
تُعرف المساحة الصغيرة من ازدهار الطحالب باسم ازدهار صغير، وتُعرف المساحة الكبيرة من ازدهار الطحالب باسم ازدهار كبير، ويتم قياسها بالكيلومترات.
تعتمد جميع العوالق النباتية على ضوء الشمس لعملية التمثيل الضوئي.
عندما يُغطى سطح الماء بطبقة من الطحالب، فإن معظم عملية التمثيل الضوئي ستحدث على السطح، وقد يعوق ذلك اختراق ضوء الشمس للماء.
سيكون هناك إمداد محدود من ضوء الشمس للنباتات العوالق التي تعيش في المياه الضحلة، مما يؤثر على نباتات المياه.
تعتمد الأسماك الصغيرة والعوالق الحيوانية والقشريات على العوالق المتنوعة في غذائها، والتي تستهلكها بعد ذلك الأسماك الأكبر حجمًا.
إن التأثير على نباتات العوالق النباتية من شأنه أن يخل بقاعدة السلسلة الغذائية المائية.
تشير عمليات الرصد عبر الأقمار الصناعية الأخيرة (2023-2025) إلى أن ازدهار الطحالب الضارة (HABs) في بحيرة إيري أدى إلى انخفاض مستويات الضوء تحت الماء بنسبة تصل إلى 70٪ خلال أسابيع الذروة.
بعد عملية التمثيل الضوئي خلال النهار، ستحتاج الطحالب إلى الأكسجين المذاب للتنفس الخلوي، مما يؤدي إلى استهلاك الأكسجين الموجود على السطح.
كما أن خلايا الطحالب الميتة ستبدأ بالتحلل بفعل الميكروبات، مستخدمة الأكسجين المذاب.
على مدى فترة من الزمن، لا يكون الأكسجين الذي تنتجه العوالق النباتية قادرًا على مواكبة معدل استهلاك الأكسجين المذاب بما يكفي لدعم كافة أشكال الحياة المائية.
قد تكون مثل هذه الظروف الخانقة قاتلة لمختلف أشكال الحياة المائية.
في عام 2024، تسببت ظاهرة ازدهار الطحالب الضارة في خليج المكسيك في إنشاء "منطقة ميتة" تمتد على مساحة تزيد عن 20,000 كيلومتر مربع، حيث انخفضت مستويات الأكسجين المذاب إلى أقل من 2 ملغم/لتر في العديد من المناطق، مما أدى إلى نفوق جماعي للأسماك.
يمكن أن تغطي الطحالب المزهرة في المياه العذبة أو مياه البحر عدة كيلومترات، مما يخلق بيئة غير مواتية لتكاثر الأسماك.
وقد تتراكم أيضًا السموم التي يطلقها ازدهار الطحالب في الحياة البحرية المحيطة بها، مما قد يشكل مخاطر صحية على الطيور والبشر الذين يستهلكونها.
تبلغ الخسائر الاقتصادية الأمريكية الناجمة عن الطحالب الضارة ما بين 10 إلى 100 مليون دولار سنويا؛ حيث خسرت بحيرة إيري وحدها نحو 82 مليون دولار في عام 2024 بسبب التأثيرات على مصائد الأسماك والسياحة.
يمكن أن يؤدي نمو الطحالب عند مصدر إمدادات المياه إلى حدوث مشاكل في معالجة المياه بسبب قدرتها على خنق أنظمة المعالجة.
قد يكون هناك انخفاض في مستويات الأكسجين في الماء، وقد تؤدي الطحالب الميتة إلى تسريع نمو الميكروبات في الماء، وكلاهما غير مرغوب فيه من حيث إمدادات مياه الشرب.
يمكن أن تؤدي الطبقة الكبيرة من الطحالب الخيطية إلى اختناق إمدادات المياه.
وبالمثل، يمكن للسموم التي تفرزها الطحالب المزهرة أن تدخل جسم الإنسان مباشرة بسبب الشرب، وقد تؤدي إلى إصابة الشخص بالمرض، وحتى تكون قاتلة في بعض الحالات.
على سبيل المثال ، تسبب ازدهار الطحالب الضارة في توليدو بولاية أوهايو عام 2014 في ارتفاع مستويات الميكروسيستين إلى أكثر من 2 ميكروغرام/لتر، مما استدعى إصدار تحذير عام في المدينة لأكثر من 400,000 ألف من السكان بعدم شرب مياه الشرب. وأدت أحداث مماثلة في الفترة 2023-24 إلى تحديث أنظمة الترشيح الدقيق في 60% من محطات معالجة المياه البلدية في الولايات المتحدة.
هناك العديد من العوامل التي تساهم في ازدهار الطحالب.
يمكن لمجموعة من العوامل، مثل الظروف المناخية والأنشطة البشرية مثل الجريان المفرط للمغذيات في المياه الجوفية الملوثة، أن تؤدي إلى تكوين ازدهار الطحالب.
تتميز أزهار الطحالب الخضراء المزرقة بتقاربها مع فصل الربيع عندما تكون درجة الحرارة أكثر دفئًا وتزداد مدة الضوء.
في المناطق الاستوائية، يمكن أن تؤدي ظروف المياه الدافئة إلى ازدهار الطحالب على مدار العام.
تُعد ظروف درجة الحرارة التي تزيد عن 25 درجة مئوية مواتية لنمو الطحالب الخضراء المزرقة ، مما يمنحها ميزة على الطحالب الأخرى.
إن درجات الحرارة المنخفضة خلال فصل الشتاء ليست مناسبة لنمو الطحالب الخضراء المزرقة.
ارتفعت درجات حرارة المياه السطحية العالمية بنحو 0.2 درجة مئوية لكل عقد (2010-2024)، مما أدى إلى تمديد مواسم الإزهار إلى أواخر الخريف في العديد من المناطق.
نظراً لطبيعة الطحالب ذاتية التغذية، يلعب الضوء دوراً هاماً في نموها. يُعدّ التعرض المتقطع للضوء عالي ومنخفض الشدة مُلائماً لنمو الطحالب الخضراء المزرقة.
يمكن رؤية مثل هذه الظروف الضوئية أسفل سطح الماء مباشرة أو في المياه العكرة.
كما أن الضوء العالي جدًا والشديد يمكن أن يؤدي إلى موت خلايا الطحالب.
تفضل معظم البكتيريا الزرقاء ظروف المياه المستقرة مع الحد الأدنى من الاختلاط وأوقات احتفاظ أطول.
تؤدي الأنشطة البشرية، مثل بناء السدود والري، فضلاً عن مصادر أخرى لاستهلاك المياه، إلى تقليل معدل تدفق النهر، مما يخلق بيئة مواتية لنمو الطحالب.
في مايو 2025، شهد نهر موراي في جنوب أستراليا حدثًا مطولًا لانخفاض التدفق مما أدى إلى ازدهار الطحالب الضارة لمسافة 150 كم، وهو ما أكدته صور الأقمار الصناعية.
وتشمل هذه العناصر الغذائية النيتروجين والفوسفور والحديد والكالسيوم وغيرها.
يعتبر النيتروجين والفوسفور ضروريين لجميع الطحالب، في حين أن العناصر الغذائية الأخرى ضرورية لبعض أنواع العوالق البحرية.
في المحيطات العميقة، يتم استبدال العناصر الغذائية المستنفدة من السطح بعناصر غذائية من المياه العميقة الغنية بالعناصر الغذائية بسبب ارتفاع منسوب المياه أو من الجريان الساحلي الغني بالعناصر الغذائية.
اعتمادًا على الظروف الموسمية وتوافر العناصر الغذائية، يمكن أن تحدث أزهار الطحالب التي تستمر لفترة قصيرة.
ولكن في المناطق ذات البيئات المواتية والتركيزات العالية المستمرة من العناصر الغذائية، يمكن أن تستمر ازدهار الطحالب على مدار العام.
إن وجود تركيز كبير من العناصر الغذائية في النظام البيئي المائي يُعرف باسم التغذية الزائدة.
تساهم المياه الجارية من الزراعة ومياه الأمطار وتصريف مياه الصرف الصحي وغيرها من الأنشطة البشرية في زيادة التغذية، وهو السبب الرئيسي لازدهار الطحالب.
فعلى سبيل المثال، سجلت بحيرة تايهو (الصين) أحمالًا من الفوسفور تبلغ حوالي 1,400 طن متري/سنة في عام 2024، مما أدى إلى ازدهار الطحالب على مدار السنة تقريبًا.
تشكل الطحالب المزهرة عنصرا حيويا في النظام البيئي البحري.
إنها منتجة للأكسجين، ونصف الأكسجين المذاب في النظام البيئي المائي والغلاف الجوي متاح كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الضوئي بواسطة العوالق النباتية.
ومع ذلك، فإن ازدهار الطحالب بسبب التغذية الزائدة هو الأكثر إشكالية.
وهي عبارة عن حصائر خضراء لزجة من الطحالب المجهرية التي تلتصق ببعضها البعض.
وعلى الرغم من أن هذه الطحالب لا يُعرف عنها أنها تنتج سمومًا، إلا أنها تشكل مخاطر أخرى على الحياة المائية، بما في ذلك نقص الأكسجين، وحجب ضوء الشمس، والتأثير على عملية التمثيل الضوئي للنباتات الأخرى، وإضعاف جماليات المسطح المائي بسبب الرائحة والمنظر غير المريح.
يمكن تصنيف ازدهار الطحالب الذي يشكل خطرًا محتملاً على صحة البشر والحياة البحرية والطيور بسبب إنتاج السموم أو نقص الأكسجين، مما يسبب تهديدًا للحياة البحرية بسبب التركيزات العالية من ازدهار الطحالب، على أنه ازدهار طحالب ضار.
تنتج بعض أنواع الطحالب سمومًا يمكن أن تسبب أضرارًا بالغة لصحة الإنسان أو حتى الموت في بعض الحالات.
يتم تكسير السموم التي تنتجها الطحالب في الظروف العادية من خلال العمل الميكروبي؛ ومع ذلك، أثناء ازدهار الطحالب، يكون تركيز هذه السموم مرتفعًا للغاية.
يتم إنتاج السم الأزرق بواسطة مجموعة متنوعة من البكتيريا الزرقاء، في حين يتم إنتاج حمض الدومويك بواسطة الدياتومات، وهو سم عصبي معروف.
يتم تصنيف السموم الزرقاء إلى فئتين بناءً على تأثيرها البيولوجي.
إن تناول مثل هذه السموم عن طريق مياه الشرب أو السباحة في مثل هذه المناطق قد يشكل خطراً على صحة الإنسان.
يمكن أيضًا أن تنتقل السموم بشكل غير مباشر إلى البشر أو الطيور من خلال السلسلة الغذائية.
يزداد تركيز السموم مع انتقالها من الكائنات الحية الأصغر إلى الكائن الحي التالي في السلسلة الغذائية.
تتغذى المحاريات عن طريق ترشيح الجزيئات مع العوالق النباتية، ونتيجة لذلك تتراكم فيها مستويات مركزة من السموم.
عندما يستهلك الإنسان الأسماك كغذاء، يتم إطلاق السموم في الجسم وتؤثر على صحة الإنسان.
في حالة ازدهار الطحالب على نطاق واسع يغطي مئات الكيلومترات، تصبح المياه الموجودة أسفل الازدهار خالية من الأكسجين بسبب عملية تحلل خلايا الطحالب بفعل الميكروبات، مما يقلل من محتوى الأكسجين المذاب.
بالإضافة إلى ذلك، فإن التركيز العالي من خلايا الطحالب يسد خياشيم الأسماك، مما يسبب تهيجا.
وتؤدي مثل هذه الظروف في النظام البيئي إلى الاختناق، مما يتسبب في موت أعداد كبيرة من الكائنات البحرية.
المد الأحمر هو ظاهرة طبيعية في النظم البيئية البحرية حيث تشكل أنواع الطحالب، مثل الدياتومات أو الدياتومات، ازدهارًا طحلبيًا في ظل ظروف بيئية مواتية، بما في ذلك المياه الدافئة وتوافر العناصر الغذائية العالية.
يصبح الماء أحمر اللون عندما يصل تركيز الدياتومات أو الدياتومات إلى 1000 خلية لكل مليلتر، وتزداد شدة اللون مع تركيز خلايا الطحالب.
من المعروف أن الدياتومات تنتج سمًا عصبيًا يُعرف باسم حمض الدومويك ، والذي يمكن أن يؤثر على الفقاريات العليا والطيور والبشر.
ويمكن لهذه السموم أيضًا أن تصل إلى البشر والطيور عبر السلسلة الغذائية، مما يؤثر على صحة الإنسان.
امتدت موجة المد الأحمر في فلوريدا في عام 2024 لمسافة تزيد عن 300 ميل من الساحل، مما تسبب في تهيج الجهاز التنفسي على نطاق واسع ونفوق الأسماك البحرية، مما أسفر عن خسائر سياحية بلغت 30 مليون دولار.
ولمنع المزيد من توسع انتشار الطحالب وإطلاق السموم الحيوية في المسطحات المائية، من الضروري السيطرة على هذا الانتشار قبل أن يلحق الضرر بالنظام البيئي ويشكل مخاطر صحية على البشر والحياة البحرية.
هناك طرق مختلفة يمكن أن تساعد في السيطرة على ازدهار الطحالب.
باستخدام هذه الطريقة، يمكن إزالة الطحالب الخيطية يدويًا أو بمساعدة الآلات.
إن ضخ المياه السطحية، التي تحتوي على معظم خلايا الطحالب، يمكن أن يساعد أيضًا في القضاء على ازدهار الطحالب إلى حد كبير.
ومع ذلك، فإن هذه الطريقة للسيطرة على ازدهار الطحالب مؤقتة، حيث أن الخلايا المتبقية في المسطح المائي يمكن أن تؤدي إلى ازدهار الطحالب بمرور الوقت.
يتم استخدام وحدات الترشيح لفصل خلايا الطحالب وتنقية مياه الشرب.
تساعد أنظمة التهوية على إزالة الطبقات الحرارية والضوئية في المسطح المائي، مما يخلق ظروفًا غير مواتية لتكاثر الطحالب والبكتيريا الزرقاء السامة.
إن أكبر عيب لهذه التقنية هو أنها غير فعالة من حيث التكلفة، وتستغرق وقتا طويلا، ولا يمكن استخدامها للحد من ازدهار الطحالب، والتي هي أكبر حجما.
في عام 2025، قامت شركة المياه في توليدو بتركيب أنظمة ترشيح دقيقة سريعة، مما أدى إلى خفض مستويات الميكروسيستين بنسبة 90٪ خلال أحداث ازدهار الطحالب الضارة (HAB).
تتضمن هذه الطريقة للتحكم في ازدهار الطحالب إضافة إضافات كيميائية إلى الماء والتي يمكن أن تؤدي إلى ترسيب الفوسفات من الماء.
يتم إضافة العديد من الطين والمواد الكيميائية المضافة، مثل الشبة، ومركبات النحاس، والكلورامينات، إلى أنظمة المياه العذبة لتكتل الخلايا الطحلبية وإزالتها.
تُستخدم مبيدات الطحالب، والتي يتم استخلاصها عادةً من مبيدات الأعشاب المائية، للسيطرة على الطحالب، ولكنها مكلفة وتتطلب جرعات متكررة لإدارة أعداد الطحالب.
وبعيدًا عن التحكم في نمو الطحالب، فإن المواد الكيميائية المضافة ومبيدات الطحالب يمكن أن يكون لها آثار سيئة على النظام البيئي للمياه.
يمكن للمواد الكيميائية المضافة أن تؤدي إلى تمزيق خلايا الطحالب وإطلاق السموم الضارة في المسطح المائي، مما قد يتسبب في نفوق الأسماك والحياة البحرية.
وقد تتراكم هذه المواد الكيميائية أيضًا بمرور الوقت، مما يؤدي إلى مشاكل أخرى غير مرغوب فيها في النظام البيئي المائي.
في عام 2024، انخفضت مستويات الفوسفور في بحيرة روتوروا من 0.12 ملغم/لتر إلى أقل من 0.01 ملغم/لتر بعد تجربة جرعات اللانثانوم، مما أدى إلى انخفاض كبير في شدة ازدهار الطحالب.
تم استخدام العديد من العوامل البيولوجية، مثل البكتيريا والفيروسات والطفيليات، لعلاج ازدهار الطحالب.
تم استخدام Gymnodinium mikimotoi كمبيد للطحالب لعلاج أنواع الدياتومات.
الفيروسات هي مبيدات طحالب شديدة التخصص في المضيف، والتي يمكنها استهداف نوع واحد من الطحالب بشكل فعال.
ومع ذلك، فإن مثل هذه العملية من المكافحة البيولوجية، حيث يسيطر كائن حي على آخر، يمكن أن يكون لها آثار ضارة على الحيوانات الطبيعية واستبدال الأنواع الأصلية بأخرى غير أصلية.
تحدث معظم حالات ازدهار الطحالب في المياه العذبة أو بالقرب من الساحل بسبب التغذية الزائدة الناتجة عن الأنشطة البشرية.
ولمنع حدوث ظاهرة ازدهار الطحالب، فمن الأفضل اتخاذ التدابير التي لا تشجع على نشوء ظاهرة ازدهار الطحالب.
لقد أدى الإزعاج الذي تسببه الطحالب الضارة في تعطيل المسطح المائي على مر السنين إلى مراقبة جودة المياه، مما يمكن أن يساعد في التنبؤ بتطور ازدهار الطحالب المحتمل وإبلاغ الاستراتيجيات لمعالجتها.
ويمكن لهذه الاستراتيجيات الاستباقية أن تساعد في تقليل المخاطر الصحية والآثار الاقتصادية المرتبطة بتكاثر الطحالب.
إن اكتشاف مستويات العناصر الغذائية أو تحديد وجود الطحالب الضارة من مواقع مختلفة داخل المسطح المائي يمكن أن يساعد في التنبؤ بازدهار الطحالب المحتملة.
تحقق أداة التنبؤ بانتشار الطحالب الضارة في البحيرات العظمى التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) (2025) دقة تصل إلى نحو 85% في التنبؤ بمناطق التكاثر الحشري قبل أسبوعين، مما يسمح للمديرين بإصدار تحذيرات مبكرة.
يمكن للسلطات المحلية والولائية أن تعمل معًا لتصميم برامج لمراقبة وتنفيذ تدابير احتواء إدارة المياه.
ينبغي اتباع السياسات بدقة فيما يتعلق باستخدام الأسمدة في الزراعة وتصريف مياه الصرف الصحي في المسطحات المائية.
يسمح تعديل المناظر الطبيعية للمناطق عبر المحيطات ذات المياه العذبة والساحلية بإدخال المغذيات بسهولة بسبب الجريان الزراعي في المسطح المائي، مما يتسبب في زيادة التغذية.
إن إنشاء الحواجز حول المسطح المائي يمكن أن يمنع دخول مصادر المياه الغنية بالمغذيات إلى النظام البيئي المائي.
ينبغي تنفيذ طرق لاحتواء مصادر جريان العناصر الغذائية، مثل النيتروجين والفوسفور من الأسمدة.
يمكن أن تساعد طرق مثل الري بالتنقيط في التطبيق المركز للأسمدة، وتجنب أي آثار للمغذيات من مياه الجريان السطحي.
إن تطبيق استراتيجيات معالجة مياه الصرف الصحي في الصناعات لإزالة المغذيات البيولوجية قبل تصريفها في المسطحات المائية يمكن أن يقلل من تركيزات المغذيات في المسطحات المائية.
أفادت مزارع الكروم في كاليفورنيا التي تتبنى الري بالتنقيط في عام 2024 بانخفاض بنسبة 40% في جريان النيتروجين؛ وأدت المعالجة الصناعية المسبقة في عام 2025 إلى انخفاض بنسبة 70% في انبعاثات الفوسفور من التصاريح الجديدة.
يمكن استخدام البكتيريا المفيدة كجزء من استراتيجية معالجة بيولوجية صديقة للبيئة وطبيعية للبرك من أجل منتجات تنظيف فعالة للبحيرات.
المنطق وراء استخدام هذه البكتيريا بسيط. تتغذى البكتيريا على العناصر الغذائية العالقة والرواسب العضوية في المسطحات المائية.
كما أنها تستخدم النترات والفوسفات للنمو، مما يجعلها غير متاحة للطحالب والنباتات المائية، وتحد بشكل طبيعي من عملية التغذية الزائدة.
بمجرد انخفاض العناصر الغذائية الموجودة في الماء، تصبح البكتيريا خاملة وتتوقف عن النشاط.
إنها تنشط وتتكاثر بشكل طبيعي بمجرد تدفق العناصر الغذائية، وتبدأ الدورة من جديد.
تتكيف البكتيريا بشكل طبيعي مع النظام البيئي للبركة وتقلل من وتيرة العلاج.
ولهذا السبب تظل استراتيجيات المعالجة البيولوجية واحدة من أفضل الخيارات للحد من خطر ازدهار الطحالب.
