وبلاگ

1-1- تاریخچه آنتی بیوتیک

مدت‌ها قبل از کشف پنی‌سیلین بشر آموخته بود به‌طور تجربی بعضی مواد خام را به عنوان عامل ضد میکروب مورد استفاده قرار دهد. ۶۰۰ – ۵۰۰ سال قبل از میلاد، چینی‌ها شیره کپک زده لوبیای شور را برای درمان عفونت‌ها بکار می‌بردند. در گذشته از عصاره گیاهانی مثل درمنه برای مقابله با کرم آسکاریس، از پوست درخت سینچونا[2] برای درمان مالاریا و از ریشه گیاه اپیکا در درمان اسهال استفاده می‌کردند اما مصرف دوز بیش از حد آنها عوارضی همچون سمیت، اختلالات شنوایی و بینایی داشت. از فلزات سنگین نیز در درمان بیماری‌ها استفاده می‌شد. از جیوه در درمان سفلیس و آرسنیک در درمان بیماری انگل تریپانوزوما استفاده می‌شد که به‌دلیل سمیت بالای این ترکیبات درمان را با مشکل مواجه می‌کرد. در سال 1910 پائول ارلیخ ترکیبات شیمیایی مختلف را به عنوان مواد ضد میکروبی آزمایش کرد و پایه گذار شیمی درمانی مدرن بود. او ارسفانآمین[4] را به عنوان اولین داروی موثر برای سفلیس معرفی کرد. کلمه آنتی بیوتیک از اصطلاح آنتی بیوز اولین بار در سال ۱۸۸۹ به‌وسیله ویلمین[6] برای توجیه ماهیت رقابتی جوامع بیولوژیک که در آن فقط قویترین و اصلح‌ترین زنده می‌ماند بکار برده شد و چند سال بعد این اصطلاح برای آنتاگونیسم[7] میکروارگانیسم‌ها نیز مورد استفاده قرار گرفت.

 آنتی بیوتیک‌ها مواد شیمیایی هستند که از میکروارگانیسم‌هایی مانند قارچ‌های میکروسکوپی و باکتری‌ها گرفته می‌شوند و از ادامه زندگی سلول‌های یوکاریوتی یا پروکاریوتی جلوگیری نموده و یا مانع تکثیر آنها می‌شوند در قرن 19 آقای لوئی پاستور و رابرت کخ باکتری‌ها را به عنوان عوامل بیماری معرفی کردند و کنترل آنهارا امری ضروری دانستند. تا قرن بیستم، داروهای نسبتا اندکی وجود داشت. در سال‌های اول قرن بیستم، پژوهشگران امور پزشکی امیدوار بودند که بتوانند با کشف یا ساخت داروهای جدید عامل عفونت را در داخل بدن از بین ببرند.

اولین کشف مهم در این زمینه بوسیله پزشک اسکاتلندی، الکساندر فلمینک در سال 1928 میلادی انجام گرفت. در تابستان سال 1928 فلمینگ مشغول تحقیق درباره آنفلوانزا بود. ضمن انجام كارهای معمول آزمایشگاهی كه می‌بایست كشت‌های باكتریایی را كه در ظرف‌های پهن در پوش‌دار رشد كرده بودند زیر میكروسكوپ بررسی كند، متوجه شد كه در یكی از ظرف‌ها ناحیه شفافی به وجود آمده است. تحقیقات بیشتر نشان داد كه ناحیه شفاف در اطراف نقطه‌ای بود كه وقتی سرپوش ظرف گذاشته نشده بود، تكه‌ای كپك به درون آن افتاده بود. فلمینگ با به خاطر آوردن تجربیاتش در زمینه لیزوزیم، نتیجه گرفت كه كپك چیزی تولید می‌كند كه باعث مرگ باكتری‌های استافیلوكوكوس در ظرف كشت شده بود. فلمینگ كپك را جدا كرد و آن را به عنوان یكی از اعضای جنس پنی‌سیلیوم شناخت، و ماده آنتی بیوتیكی را كه تولید می‌كرد پنی‌سیلین نامید. فلمینگ در ادامه نشان داد كه پنی‌سیلین برای جانوران سمی نیست و به یاخته‌های بدن آسیبی نمی‌رساند. به سبب ضرورت بهره‌گیری سریع از توانایی پنی‌سیلین در مقابله با بیماری‌ها و درمان زخم‌های نظامیان جنگ جهانی دوم، تولید آن در مقیاس گسترده، هم در انگلستان و هم در ایالات متحده، از اولویت‌های اول بود. استفاده از پنی‌سیلین نه تنها جان هزاران نفر را طی جنگ جهانی نجات داد، بلكه عاملی شد تا برای كشف آنتی بیوتیك‌های دیگر، از جمله خانواده‌ای از تركیبات مشابه شیمیایی پنی‌سیلین به نام سفالوسپورین‌ها، پژوهش‌هایی انجام گیرد.

 در سال 1945 جایزه نوبل در پزشكی به طور مشترك به او و فلوری[13] و چاین[14] داده شد (Clardy, 2009). با معرفی آنتی بیوتیک پنی‌سیلین به عنوان یک متابولیت ثانویه از کپک پنی‌سلیوم نوتاتوم[15] به دست آمد، دوران مدرن شیمی درمانی در سال 1940برای درمان بیماری‌های عفونی در انسان آغاز شد (Ligon, 2004). با کشف آنتی‌بیوتیک گرامایسیدین در سال 1939 به عنوان اولین عامل باکتری‌کش از یک باکتری جداشده شده از خاک (باسیلوس برویس[17]) نقطه آغاز جداسازی و غربالگری باکتری‌ها و قارچ‌های خاک برای دستیابی به آنتی بیوتیک‌های جدید آغازشد (Dubos, 1993) کشف آنتی‌بیوتیک استرپتومایسین در سال 1943 از باکتری استرپتومایسس، باکتری‌ها را درکانون توجه عموم برای کشف داروهای جدید قرار داد (Riedlinger, 2004).  استرپتومایسین اولین ترکیب از مجموعه متابولیت‌های ثانویه فعال زیستی بود که از اعضای جنس استرپتومایسس به دست ‌آمد و به عنوان آغاز مسیر تولید آنتی‌بیوتیک از سایر باکتری‌ها معرفی می‌شود (Berdy, 2005). در حالی که تعریف اصلی از آنتی بیوتیک‌ها  که توسط میکروبیولوژیست خاک واکسمن،کاشف

 استرپتومایسین، به شدت متکی بر متابولیت‌های مولکولی تولید شده توسط میکروارگانیسم‌هایی بود که باعث مهار رشد و یا از بین بردن میکروارگانیسم‌های دیگر می‌شد بود ولی امروزه این اصطلاح همچنین شامل عوامل به دست آمده از سایر منابع طبیعی و یا ترکیبات با منشاء نیمه سنتتیک یا مصنوعی نیز گفته می‌شود (Laskin, 2003).

1-1-1- مکانیسم عمل آنتی بیوتیک‌ها

بیشتر آنتی بیوتیک‌ها بر روی هر دو نوع سلول پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها اثر می‌گذارند و به همین دلیل نمی‌توان همه آنها را از نظر درمانی برای انسان مورد استفاده قرار داد. آنتی‌بیوتیک‌ها به دو گروه عمده‌ی عوامل کشنده یا سیدال که تمام سلول ها را می کشند و عوامل استاتیک که رشد باکتری را مهار می‌کنند طبقه بندی می‌شوند. در جدول شماره 1-1 مهمترین دارو‌های ضد میکروبی و مکانیسم اثر آن‌ ها را نشان می‌دهد. آنتی بیوتیک‌ها از طریق چهار مکانیسم کلّی ویژگی باکتریوسیدی یا باکتریواستاتیکی خود را بروز می‌دهند.

1-1-1-1- جلوگیری از سنتز دیواره سلولی باکتری: باكتری‌ها یک لایه خارجی سخت دارند كه دیواره سلولی آنها است و شكل میكروارگانیسم را تعیین می‌كند و از سلول باكتری كه فشار اسموتیک بالایی دارد محافظت می کند . آسیب به دیواره سلولی (توسط لیزوزیم) یا مهار تولید آن ، به متلاشی شدن سلول می‌ انجامد. آنتی‌بیوتیک‌هایی که باعث مهار سنتز دیواره ی سلولی می شوند عبارتند از: پنی‌سیلین‌ها (پنی‌سیلین G، پنی سیلین V، آمپی سیلین، نفسیلین، تیکارسیلین،کاربنی‌سیلین، کلوکاسیلین)، سفالوسپورین‌ها، باسیتراسین، وانکومایسین، سیکلوسرین، نووبیوسین، تیکوپلانین، ریستوستین، فوزومیوسین و فسفونوپپتیدها.

2-1-1-1- مهار پروتئین سازی: آنتی بیوتیک‌های این گروه را می توان در دو گروه ممانعت کننده از نسخه برداری و ممانعت کننده از ترجمه تقسیم بندی کرد. گروه اول شامل اکتینومایسین که با اتصال به مولکول DNA مانع سنتز mRNA می شود و ریفامپین که با اتصال به آنزیم RNA پلی مراز مانع سنتز mRNA می‌شود. گروه دوم شامل آنتی‌بیوتیک‌های مهارکننده جزء30S ریبوزوم(آمینوگلیکوزیدها، آمینو سایکلیتول‌ها، تتراسایکلین ها) و آنتی بیوتیک‌های مهار کننده جزء 50Sریبوزوم(ماکرولیدها، لینکومایسین‌ها و تتراسایکلین).

3-1-1-1- جلوگیری از سنتز اسید نوکلئیک: این گروه شامل میتومایسن( به دو زنجیره مکمل DNA متصل شده و مانع جدا شدن و همانندسازی آن می‌شود)، اکتینومایسین ( به مولکول DNA متصل شده و مانع سنتز مولکول mRNA  می‌شود)، ریفامپین (به آنزیم RNA پلی مراز متصل شده و مانع سنتز mRNA می‌شود)، کینولون‌ها (نالیدیکسیک اسید؛ سینوکساسین و مشتقات فلورینه آن شامل نورفلوکساسین، سیپروفلوکساسین) می‌باشند.

4-1-1-1- تغییر در عملکرد غشاء سلولی: سیتوپلاسم تمام سلول‌های زنده توسط یک غشای سیتوپلاسمی محصور شده كه به‌عنوان یک غشای دارای نفوذپذیری انتخابی عمل می‌كند . این دسته با ایجاد تغییراتی در غشاء سلولی باعث افزایش نفوذپذیری و در نتیجه تخریب غشاء می‌شوند. نمونه این مكانیسم اثر پلی‌میكسین‌ها به طور مستقیم بر فسفاتیدیل اتانول آمین غشا در باكتری‌های گرم منفی می‌باشد و پلی ان‌ها که بر قارچ‌ها موثر هستند از دیگر داروهایی كه با مهار عمل غشای سلولی اثر می‌گذارند می‌توان به آمفوتریسین ب ، كلیستین، کلوتریمازول، کتوکونازول، ایمیدازول، تری آزول‌ها و یونوفورها اشاره كرد.

2-1-1- ژنتیک تولید آنتی بیوتیک

ژن تولیدکننده آنتی‌بیوتیک و دیگر متابولیت‌های ثانویه اکتینومیست‌ها معمولا به‌صورت کلاستر و یا به صورت پلاسمیدهای خطی بزرگ دیده می‌شوند. از نظر ژنتیکی آنتی بیوتیک‌ها با وزن مولکولی پائین، ساختار بسیار پیچیده دارند که نزدیک به 50 ژن در سنتز آنها دخالت دارد (Cundliffe, 2006). این در حالی است که یک ژن به آسانی می‌تواند یک پروتئین به وزن 100 کیلو دالتون را رمز گذاری کند(Challis, 2003). بعضی از جنس‌های استرپتومیسس بیش از 20 کلاستر ژنی را به سنتز متابولیت‌های ثانویه اختصاص داده‌اند. هر آنتی بیوتیک حدود 1% از کل ژنوم اکتینومیست تولید کننده را لازم دارد. علاوه بر ژن‌های لازم برای سنتز آنتی بیوتیک بعضی کلاستر‌ها دارای ژن‌های تنظیم کننده تولید آنتی بیوتیک می‌باشند (Cundliffe, 1989).

[1] . Clustered

[1] . Cidal

[2] . Static

[1] . Santonin

[2] . Cinchona  

[3] . Paul Ehrlich

[4] . Arsphenamine

[5] . Antibiosis

[6] . Vilmain

[7] . Antagonism

[8] . Louis Pasteur

[9] . Robert Koch

[10] . Allexander Fllemiing

[11] . Staphylococcus

[12] . Penicillium

[13] . Florey

[14] . Chain

[15] . Penicllium notatum

[16] . Gramicidin

[17] . Bacillus bervis

[18] . Streptomycin

[19] . Streptomyces

[20] . Waksman

خلیج‌فارس به دلیل شرایط اقلیمی ویژه‌ی حاکم بر آن بسیار شکننده و آسیب‌پذیر است و ورود کمترین آلاینده‌ها به داخل دریا اثرات مخربی بر سلامت آبزیان و موجودات آن دارد. خلیج‌فارس با تمام مشکلات محیطی و اقلیمی که بر آن حاکم است از تنوع ژنی بالایی برخوردار است. از طرفی خلیج‌فارس محل حمل و نقل جهانی محسوب می‌شود و این امر موجب شده در سال‌های گذشته لکه‌های نفتی بسیاری از این نفت‌کش‌ها در آب‌های خلیج‌فارس به جا بماند, از طرفی آلاینده‌های صنایع حاشیه سواحل وارد آب این دریا         می‌شوند و همچنین بخشی از آلاینده‌ها بر اثر حرکت نفت‌کش‌ها و شناورها, رها کردن آب توازن کشتی‌ها- حفاری و عملیات کشف نفت- تراوش و استخراج نفت و ریختن زباله‌ها از داخل شناور‌ها به خلیج‌فارس تزریق می‌شوند. مرجان‌های زیبا و گونه‌های نادر گیاهی و جانوری در حالی قربانی توسعه بی رویه غیر اصولی و هجوم انواع آلاینده‌ها به درون دریا می‌شوند که هنوز سازمان حفاظت از محیط زیست به عنوان دستگاه متولی حفظ محیط زیست نتوانسته اقدام موثر و شایسته‌ای در این زمینه انجام دهد. که در نهایت اینگونه بی‌توجهی‌ها منجر به مرگ و میر آبزیان و مهاجرت آن‌ ها به خارج از منطقه, تغییرات در تنوع زیستی و کاهش تنوع زیستی و تغییر رفتار موجودات در محیط زیست منطقه می‌شود که از جمله آثار ناشی از آن آلودگی دریاهاست.

بخش اعظم آلاینده‌های موجود در خلیج‌فارس از نوع نفتی است, از طرفی نفت از میلیون‌ها ترکیب تشکیل شده است که در کل می‌توان آن‌ ها را در 4 دسته تقسیم‌بندی کرد که عبارتند از ترکیبات آروماتیک, هیدروکربن‌های اشباع, رزین‌ها و آسفالتن‌ها. از طرفی ترکیبات آروماتیک با توجه به تعداد حلقه‌های بنزنی به کار رفته در ساختارشان تقسیم‌بندی می‌شوند که در این پروژه از فنل بعنوان یک ترکیب آروماتیک تک حلقه و از نفتالین بعنوان یک ترکیب دو حلقه استفاده شده است. ترکیبات آروماتیک از طریق استنشاق, بلعیدن و تماس مستقیم با پوست قابلیت ورود به بدن داشته و در صورت بروز این رخداد منجر به بروز علایمی چون استفراغ, سرگیجه و اسهال می‌شود و با توجه به خصوصیات شیمیایی که دارا می‌باشند, توانایی ایجاد جهش در ژنوم موجودات زنده را دارند و می‌تواند منجر به بروز سرطان در موجود زنده شوند. در این پروژه با بررسی آلودگی منطقه ساحلی استان بوشهر به ترکیبات آروماتیک موفق به جداسازی و شناسایی 9 سویه تجزیه کننده ترکیبات آروماتیک شده و با رسم درخت فیلوژنی به بررسی جد مشترک میکروارگانیسم‌ها پرداخته‌ایم. بطور کلی این پایان ‌نامه از 5 فصل تشکیل شده است که عبارتند از فصل اول شامل کلیه قسمت‌های مربوط به پروپوزال جهت بیان مسئله و ارائه ضروریات اجرایی شدن مسئله و اهداف پروژه. فصل دوم مروری بر ادبیات و پیشینه تحقیق. فصل سوم شامل روش اجرای تحقیق می‌باشد.در فصل چهارم به تجزیه و تحلیل داده‌ها پرداخته ودر نهایت در فصل پایانی به بحث و نتیجه‌گیری و بیان پیشنهادات می‌پردازیم.

2-1- بیان مسئله

تجزیه زیستی مواد، به فرایندی اطلاق می‌شود که در طی آن مواد آلوده‌کننده خارجی به وسیله میکروارگانیسم‌هایی که قادرند از آنها استفاده کنند، به مواد بی‌ضرر تبدیل می‌شوند (Luis and Mara et al 2000, 69-75; Chaıneau and Rougeux et al 2005, 1490-1496). که در آن از میکروب‌های مختلف استفاده می‌شود و اساس کار آن استفاده از جمعیت‌های میکروبی به منظور تجزیه آلاینده‌ها بوده

 بنابراین ضرورت نظافت زیستگاه‌های طبیعی جمعیت‌های میکروبی قبل از هر کار دیگر لازم و ضروری می‌باشد (Aitken and Stringfellow et al 1998, 743-752). آلودگی نفتی از معضلات زیست محیطی می‌باشد، هیدروکربن‌های نفتی یک دسته از آلاینده‌های خطرناک محیط هستند که براساس فعالیت‌های مختلف در محیط تجمع می‌یابند (Ewies and Ergas et al 1998, 80-89; Dobler and Saner et al 2000, 41-46) نفت‌خام کمپلکس پیچیده‌ای از مخلوط صد‌ها نوع ترکیب مختلف شامل هیدروکربن‌ها, نیتروژن, گوگرد و وانادیوم است که قسمت هیدروکربن شامل ترکیبات آروماتیک, آلیفاتیک و آسفالتی است (Sisler and Zobell 1987, 521-522; Chaıneau and Rougeux et al 2005, 1490-1496; Feijoo-Siota and Rosa-Dos- Santos 2008, 185-192) ورود هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای PAHs[1] به محیط زیست, اثرات بسیار خطرناکی در زندگی انسان خواهد داشت. مشخص شده است که PAH ها عوامل بالقوه سرطان‌زا برای انسان می‌باشند و به سرعت وارد بدن شده و در بافت‌های چربی بدن ذخیره می‌شوند (Koch and Fuchs 1992, 649-671). هیدروکربن‌های نفتی یک دسته از آلاینده‌های خطرناک محیط هستند که براساس فعالیت‌های مختلف در محیط تجمع می‌یابند (Ewies and Ergas et al 1998, 80-89; Dobler and Saner et al 2000, 41-46). این آلاینده‌ها یکی از مهمترین آلودگی‌های زیست محیطی دنیا محسوب می‌شود که در اثر دفع و دور ریز نامناسب فاضلاب‌ها، ضایعات، پساب صنعتی و پخش آلاینده‌ها توسط نیروگاه‌ها و نشت آلاینده‌ها از مخازن نفت و ایستگاه سوختگیری و غیره وارد محیط زیست می‌شوند ((Ewies and Ergas et al 1998, 80-89; Dobler and Saner et al 2000, 41-46; Cappello and Crisari et al. 2012, 39-50). استفاده از فعالیت‌های بیولوژیکی محیطی (باکتری‌های تجزیه کننده) در جهت حذف هیدرو‌کربن‌های نفتی که در این تحقیق ترکیبات آروماتیک می‌باشد نسبت به روش‌های فیزیکی (سوزاندن) که آلودگی زیست محیطی ایجاد می‌کند و روش شیمیایی (سورفکتانت‌ها) که روشی پر‌هزینه و دارای محدودیت می‌باشد مزیتی قابل توجه‌ای دارد (MacGillirray and Shiaris et al 1999, 90-101; Vinas and Grifoll et al 2002, 252-261; Moslemi and Vosoughi et al 2005, 15-23). میزان تجزیه و معدنی شدن ترکیبات آلی وابسته به غلظت ترکیبات است بطوریکه غلظت بالای هیدروکربن‌ها با محدود کردن مواد غذایی و اکسیژن یا از طریق اثرات سمی ایجاد شده بوسیله هیدروکربن‌های فرار از تجزیه زیستی ممانعت می‌کند. رشد میکرواورگانیسم‌ها روی هیدروکربن‌ها اغلب همراه با امولسیونه کردن منابع کربن نامحلول در محیط کشت است. در اغلب موارد این همراه با تولید عوامل امولسیونه کننده خارج سلولی در طی شکست هیدروکربن‌ها می‌باشد این فرایند رشد میکرواورگانیسم روی نفت خام و متابولیزه کردن آن را امکان‌پذیر می‌سازد (حسن شاهیان و همکاران 1387، 8-1؛ طلایی و همکاران 1388، 68-57؛ طلایی و همکاران 1389، 68-80). در این تحقیق هدف بر این است که با جداسازی باکتری‌های تجزیه‌کننده ترکیبات آروماتیک در اکوسیستم ایران و بکارگیری آنها به روش تجزیه زیستی موجبات کاهش این آلاینده‌ها فراهم گردد.

3-1- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق

رشد روز افزون فعالیت‌های صنعتی از یک سو و عدم رعایت الزامات زیست‌ محیطی از سوی دیگر که باعث افزایش آلاینده‌ها زیست‌محیطی در چند دهه اخیر شده، ضرورت جلوگیری و ایجاد روش‌های بهینه‌تر و اقتصادی‌تر برای از بین بردن این آلودگی‌های محیطی بیش از پیش قابل توجه است. هیدروکربن‌های نفتی یک دسته از آلاینده‌های خطرناک محیط هستند که بر‌اساس فعالیت‌های مختلف در محیط‌ زیست تجمع می‌یابند. هیدروکربن‌های نفتی آلاینده‌های اصلی محیط‌های دریایی هستند. خلیج فارس از متنوع‌ترین اکوسیستم‌های جهان است. در آب‌های این منطقه 57.1% آلودگی نفتی مربوط به حمل و نقل کشتی‌ها و 22.4% مربوط به بهره‌برداری از دریا است. آلودگی مزمن محیط با نفت منجر به بهم ریختگی اکولوژِیکی و مانع از استفاده پایدار آن توسط بشر می‌شود (R and J 2003, 1234-1243). مهم‌ترین روش‌های حذف این آلودگی‌ها جداسازی فیزیكی، جذب، ژل‌سازی، امولسیون‌سازی و تصفیه‌زیستی می‌باشد اغلب این روش‌ها بر‌اساس جابجا كردن، پخش نمودن و انتقال آلودگی‌ها بوده و باعث حذف كامل آلاینده‌ها نمی‌شوند(حسن شاهیان و همکاران 1387، 8-1؛ طلایی و همکاران 1388، 68-57؛ طلایی و همکاران 1389، 68-80). تجزیه‌زیستی مشتقات نفتی در محیط‌های آلوده موثر‌تر, قوی‌تر و از نظر اقتصادی مقرون به‌صرفه‌تر از روش‌های فیزیک و شیمیایی است (Fedorak and Westlake 1981, 367-375). هیدروکربن‌های آروماتیک پلی‌سیکلیک (PAH) از دو یا چند حلقه شش عضوی تشکیل شده‌اند که این حلقه‌ها توسط اشتراک یک جفت اتم‌های کربن بین حلقه‌ها جوش‌خورده و بهم متصل شده‌اند و ساده‌ترین عضو این گروه نفتالین (C10H8) است (Zaidi and Imam 1999, 737-742) تا کنون 16 ترکیب PAH در فهرست سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا, بعنوان آلاینده‌های مهم آمده است. از مهمترین آنها میتوان به نفتالین, آنتراسین, فنانترن, فلورن, کریزن, فلورانتن, پیرن, مشتقات آنها اشاره کرد (R and J 2003, 1234-1243) بازیافت، تصفیه و دفع این مواد شیمیایی سمی اهمیت زیادی دارد و در حال حاضر تصفیه ‌زیستی، یکی از فناوری‌های اصلی برای رفع آلودگی زیست محیطی به شمار می‌رود. روش‌های بیولوژیکی علاوه بر اینکه کم هزینه‌تر و موثرتر می‌باشد، سازگاری بیشتری نیز با محیط زیست دارند. تحقیقات بر روی تجزیه‌زیستی ترکیبات نفتی نشان داده است که این روش بهترین و موثرترین روش های حذف ترکیبات نفتی از محیط زیست (خاکی و آبی) می‌باشد(حسن شاهیان و همکاران 1387، 8-1؛ طلایی و همکاران 1388، 68-57؛ طلایی و همکاران 1389، 68-80).

[1] Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

1-1- تالاب ها

تالاب ها به طور مستقیم یا به طور ضمنی و تلویحی به طرق گوناگون تعریف شده اند. عوامل متعدد ازقبیل دیدگاه و نظریات شخصی، جایگاه وموقعیت، چشم اندازها و مناظر، هر فرد یا گروهی تالاب  را از دیدگاه و نظریات خود متکی بر تجارب یا نیازهای خاص تعریف کرده است. برای مثال، اگر تعریف تالاب از یک  فرد عادی و غیر متخصص پرسیده شود، ممکن است که یک باتلاق با انبوهی از گیاهان با آب عمیق همراه با اردک ها و یا این که یک برکه ناشناخته و کدر  را بیان کند، اما از دیدگاه متخصص، تالاب به عنوان مکانی که در آن فرایند غیر هوازی رخ می دهد، به همراه  گیاهان  فراوانی که برای زندگی در شرایط مساعد، یا دشوار و طاقت فرسای آن ناحیه سازگار شده اند تعریف می شود. نهایتاً آنان که استفاده و کارایی های تالاب ها  را بیان و محاسبه میکنند مطمئنا یک نظریه ساختاری دارند و تالاب را به وسیله ویژگی های بارز خاک، هیدرولوژی و گیاهان آن به خاطر سهولت تصمیم گیری در مورد کاربری های آن تعریف  می کند.

2-1- تعریف تالاب

تالاب از نظر لغوی معادل واژه “ وتلند “ به معنی اراضی خیس و غرقابی و متشکل از دو کلمه تال و آب بوده که در اصل به معنی آبگیر می باشد. تالاب ها  زیستگاه هایی موقتی و انتقالی اند از این حیث که آنها نه زیستگاه های خشکی اند و نه زیستگاه های آبی، بلکه ویژگی ها و خصوصیات هر دو را دارند. ممکن است در طی زمان به خاطر وابستگی به فاکتور هایی نظیر میانگین بارش سالیانه، تبخیر و تعرق و تغییرات و اصلاحات حوضه آبریز، گسترده یا محدوده  شوند. به خاطر موقتی بودن خصوصیات تالاب ها  و جابجایی مرزهای آنها، شناسایی  دقیق مرز تالاب ها اگر عملاً غیر ممکن نباشد، مشکل خواهد بود. همچنین انواع مختلف تالاب در نوع تعریف آن مؤثرند. تالاب ها شامل زیستگاه های شناخته شده ای، مانند باتلاق  و مرداب و تالاب های فصلی که کمتر شناخته شده اند، مانند برکه های بهاری و رودهای دوره ای و فصلی می باشند.

هر تالاب بسته به اندازه، شکل، هیدرولوژی، خاک، گیاهان و موقعیتش در چشم اندازها منحصر به فرد می باشد. به همین دلیل تالاب ها دامنه وسیعی از ویژگی های عملکردی وکارا و مفید، شامل : 1- تهیه زیستگاه هایی برای حیات وحش و آبزیان 2- حفظ و نگهداری رسوبات و سموم 3- تضعیف قدرت تخریب سیلاب 4- متابولیسم مواد غذایی 5- تغذیه آبهای زیرزمینی 6- صدور محصولات را ارائه می کنند.

علی رغم این که ارائه تعریف برای تالاب به صورت جامع کاملاً دشوار است، تاکنون چندین تعریف رسمی پیشنهاد شده است. آسانترین تعریف را مدیران و دانشمندان بویژه آنهایی که علاقمندن به پرندگان آبزی و حیات وحش می باشند، بیان نمو ده اند (F. Shaw 1956). این تعریف که تا اندازه ای تعریف ساختاری است و مطلبی قابل فهم و کلامی معقول را برای افراد عادی  ارائه می دهد. واژه تالاب به زمین های پستی اطلاق می شود که با آب کم عمق ( پایاب) و گاهی اوقات آبهای موقتی و فصلی پوشیده شده اند. همچنین با اسامی دیگری مانند, wet Meadow , Bog ,fen swamp , marsh , potholes  نامیده می شود.

این تعریف برپایه دو پارامتر ضروری که باید در یک تالاب وجود داشته باشد، بیان شده است :

1- وجود آب های سطحی 2- توسعه و گسترش رطوبت درخاک برای گیاهان

دریک کارگروه کانادایی، یک گروه محقق تالاب های ملی آن کشور، تعریفی را ارائه کرده که پارامتر سومی یعنی خاک های هیدریک را هم شامل شده است. این تعریف بیشتر به  خصوصیات علمی تالاب ها توجه کرده است. به علاوه توضیح  و بسط تعریف قبلی  تالاب که نه تنها شامل زیستگاه هایی که دارای آب های سطحی می باشند، می پردازند، بلکه آنهایی را که خاک اشباع شده دارند، را تشریح می کنند (Tarnokai- 1979).

سرویس حیات وحش  و ماهیان آمریکا، تعریفی را که هیدرولوژی تالاب، خاک های  هیدریک و گیاهان آبدوست را به عنوان پارامترهای دخیل در تعریف تشخیص داده، تصویب نموده است (Kvardyn et al, 1979). این تعریف  تالاب شناسان، تعریفی است که از تعریف کانادایی ها، از این حیث که نیاز به ارائه  ویژگی و خصایص  پارامتر مذکور را ندارد، متمایز گردیده است :

تالاب ها، زمین های موقتی بین سیستم های خشکی و آبی هستند. مکانی که سفره آب در درون یا نزدیک به سطح زمین قرار دارد و یا بوسیله آب های کم عمق پوشیده شده است.

1-2-1- تعریف تالاب از نظر کنوانسیون رامسر

مناطق مردابی، آبگیر، توربزا  برکه های مصنوعی یا طبیعی که به طور دائم یا موقت دارای آب ساکن یا جاری، لب شوریا شور مشتمل بر

 مناطقی از آبهای دریایی که عمق آب هنگام پایین ترین جزر در آنها  بیش از6 متر نباشد.

3-1- طبقه بندی تالاب

روش ها و الگوهای طبقه بندی تالاب ها بسیار توسعه یافته اند (For example, Martin and Stewart et al 1953 and 1971 Kantvrd Glt and Larson 1974). این سیستم طبقه بندی بوسیله کاردین و همکارانش در سال 1979 گسترش  یافت و در سال  1993 بوسیله آقای برینسون که از سوی دانشمندان، سیاستمداران  و مهندسین مورد  تأیید قرار گرفت، به صورت پیشرفته ارئه گردید. این طبقه بندی ها می توانند درتمام نواحی جغرافیایی و در قسمت اعظم دنیا  بیشتر از سایر طرح های طبقه بندی به کار روند.

با توجه به ویژگیهای متفاوتی که تالابها می توانند داشته باشند سیستم های طبقه بندی  متعددی برای تالابها ارائه شده است. معمولاً در این نوع طبقه بندی ها معیارهای گوناگونی نظیر رویش های گیاهی، ویژگیهای هیدرولوژیک، خصوصیات شیمیایی، نوع خاک و هیدروتوپوگرافی منطقه اساس طبقه بندی تالابهای مختلف قرار می گیرد. بنابراین فقط به برخی از طبقه بندی های مهم در رابطه با تالابها در نقاط مختلف دنیا اشاره می شود. هر چند بیشتر سیستم های طبقه بندی تالاب بر روی مفهوم هیدرولوژی تکیه می کنند ولی سیستم های اولیه ای که در ارتباط با طبقه بندی تالاب ارائه شدند برمبنای رویش های گیاهی نظیر جنگلی، همیشه سبز، برگ ریز و غیره استوار بودند، که البته این سیستم ها هنوز هم  برای توصیف و تشریح ساده از تالاب بسیار مفید می باشند.

 در دهه 1970 طبقه بندیهای فراوانی از تالاب ارائه شد که یکی از مهمترین آنها را ادوم ( 1971, Odum ) بر اساس موقعیت جغرافیایی قرارگیری تالابها و شرایط محیطی تأثیر گذار بر آنها ارائه نموده است.

 بر طبق طبقه بندی ادوم تالابها به پنج گروه تقسیم می شوند :

نوع اول : سیستم هایی که سازگار به شرایط مختلف محیطی بوده بدین لحاظ دارای محدوده وسیعی از پراکنش جغرافیایی می باشند.

نوع دوم : اکوسیستم های نواحی حاره و استوایی که در این اکوسیستم های هر چند میزان نور بالا بوده ولی تغییرات محیطی و فصلی بسیار ناچیز می باشند  از جمله این اکوسیستم ها می توان به سیستم های  حرا اشاره نمود.

نوع سوم : اکوسیستم های نواحی معتدله که شدیداً تحت تأثیر تغییرات فصلی نظیر سرمای زمستان و گرمای تابستان می باشند.

نوع چهارم : اکوسیستم های واقع در نواحی قطبی

نوع پنجم : اکوسیستم های جدیدی که در مجاورت جوامع بشری بوجود آمده اند و شدیداً تحت تأثیر دستکاریهای بشر در حال تغییر می باشند.                                                                               

یکی از مهمترین سیستم های تالابی که همیشه درمورد آن مباحث زیادی بیان می گردد، توربزارها می باشد. اقدامات مربوط به طبقه بندی  توربزارها در شمال اروپا و آمریکا انجام شده که طبقه بندی Davis (1907)                                                                                     در ایالات متحده از اولین طبقه بندیهای ارائه شده در رابطه با توربزارها می باشد وی باگهای میشیگان را بر طبق سه اصل ذیل گروه بندی نمود :

1-  زمین های باگ یا بر روی دریاچه های کم عمق یا بر روی دلتاهای رودخانه ایی واقع شده اند.

2-  باگ ها از دوطریق توسعه می یابند یا با بالا آمدن کف سیستم و یا گسترش نواحی ساحلی به سمت دریا

3-  سطح آنها یا از خزه و یا از لاریکس پوشیده شده است.

ویلر نیز (Wheller – 1994) انواع تالاب ها را بر اساس منبع تأمین آب، چگونگی کسب رطوبت و همچنین مکان جغرافیایی آنها گروه بندی نموده است که در زیر به اختصار آورده شده است :

بر اساس منبع تأمین آب : دریاچه ها، آبهای زیرزمینی، نهرهای جاری شده از آبهای جاری

تالابهای واقع بر مناطق بدون شیب : انواع تورب زارها، تالاب مردابی، تالاب چاهی

تالابهای واقع بر مناطق شیب دار : فن های چشمه ای، فن های شیب دار، باگ تپه ای

یکی دیگر از نظام های طبقه بندی که امروزه در رابطه با تالاب ها مطرح است طبقه بندی Brinson (1993) می باشد  وی تالاب را بر اساس ویژگیهای هیدروژئومورفیکی تقسیم بندی نموده است، او در طبقه بندی خود به سه فاکتور ژئومورفولوژی منطقه ( موقعیت جغرافیایی تالاب )، منابع آب تالاب و خصوصیات هیدرو دینامیکی آب تالاب ( جهت و قدرت حرکت آب تالاب ) توجه داشته است که به این تقسیم بندی در زیر اشاره شده است :

بر اساس ژئوموفولوژیکی ( موقعیت جغرافیایی تالاب ) : گودالها ( برکه های بهاری ) تورب زارها ( باگ فن)، حواشی رودخانه ها و برخی اکوسیستم های دیگر ( کرانه ها).

بر اساس منبع تأمین آب : بارندگی ( باگ امبروتر وفیک )، آبهای زیرزمینی ( فن ها)، آبهای  سطحی (تالاب ساحلی ).

بر اساس ویژگیهای هیدرودینامیکی : نوسانات عمودی ( باگ )، جریانهای یک طرفه ( تالابهای کنار رودها).

بنابراین کاملاً مشخص است که طبقه بندی  تالابها در نقاط مختلف جهان بر اساس معیارهای بسیار متنوعی صورت می گیرد و در این مورد نیز اتفاق نظری وجود ندارد و متناسب با نوع ویژگی یک تالاب و یا اعمال نظر شخصی یک دانشمند یا سازمان این تقسیم بندی  انجام می شود.

Beazly درسال 1993 درکتاب ” تالابها در معرض خطر” انواع تالابهای موجود در نقاط مختلف جهان را در شش سیمای عمده به صورت زیر معرفی کرد.

1- مصب ها، سیستم های حرا و کفه های گلی (Estuaris ‘ Mangroves and tidal flate) : از مهمترین ویژگی این اکوسیستم ها بویژه مصب ها حرکت روزانه جزر و مد می باشد. در محل مصب ها به دلیل تداخل آب شیرین رودخانه با آب شور دریا ها چشمه هایی با آب لب شور ایجاد شده است. 

2- دشت های سیلابی و دلتاها (Flood plain and deltas) : این زیستگاها عمدتاً تحت تأثیر طغیان آب رودخانه ها بوده و بر این اساس الگوی تغذیه ایی آب در آنها به صورت فصلی می باشد. دشتهای سیلابی عموماً در نواحی ساحلی و دلتاهای مصبی همراه با زیستگاه های آب شور و یا شیرین یافت می شوند. 

3- نیزارهای آب شیرین (Freshwater marsh) : چشمه های سطحی، رودها و سیلابها می توانند ایجاد اکوسیستم هایی با آب دائمی و کم عمق نمایند که به آنها تالاب آب شیرین اطلاق می شود.

4- دریاچه ها (Lakes) : دریاچه ها زیستگاه هایی می باشند که در اکثر مناطق دنیا یافت می شوند که به لحاظ رویش گیاهی، غرقابی بودن خاک و همچنین حیات وحش آنها را نوعی تالاب محسوب می نمایند.

5- تالابهای جنگلی (Forest wetland) : در برخی از نواحی نظیر سواحل دریاچه ها و دشت های سیلابی که آب در آنها به مدت طولانی بصورت ساکن باقی مانده است جنگل هایی تشکیل شده است که به این زیستگاه ها تالابهای جنگلی گویند.

6- توربزارها (Peatland) : توربزارها تحت شرایط ناشی از دمای پایین، اسیدیته بالا، مواد غذایی کم، شرایط غرقابی و میزان اکسیژن پایین تشکیل می شوند. درچنین شرایطی سرعت تجزیه مواد گیاهی مرده کاهش می یابد. این ویژگی هر چند در تمامی توربزارها عمومیت دارد اما میزان در انواع آن متفاوت است. برای مثال توربزارهایی تحت عنوان باگ ها دارای اسیدیته بالا و مواد غذایی کم بوده در حالی که فن ها دارای اسیدیته خنثی و از نظر مواد غذایی غنی می باشند. البته در کل می توان توربزارها را نسبت به سایر تالابها اکوسیستم های حاصل خیز به شمار آورد (Beazley’1993) . برخلاف تصور اولیه توربزارها مختص به عرض های جغرافیایی بالا در نیمکره شمالی نبوده بلکه در تمامی قاره ها و عرض های جغرافیایی مشاهده می گردنند. توربزارها برطبق معیارهای مختلفی مثل میزان اسیدیته، آّب و هوا و هیدرولوژی دارای تنوع وسیعی بوده که مهمترین این معیارها هیدروتوپوگرافی توربزار می باشد.

عوامل متوازن ساختن معادله تولید و مصرف و یا به عبارت بهتر، تامین غذا برای مردم بسیارند كه كشف ذخائر و منابع جدید یكی از آنها است. اما مدیریت و حفاظت صحیح این منابع یكی از متغیرها  و گزینه‌های تقریبا فراموش شده‌ای است كه مطمئنا در آینده‌ای نه چندان دور، بشر را دچار مشكلات جدی خواهد نمود. امروزه در شرایطی كه بشر به دلیل رشد روزافزون جمعیت (Apostolidis et al.,1996) نیاز به خوراك، پوشاك، دارو و مكان زندگی دارد، متأسفانه بیش از هر زمان دیگر شاهد از دست رفتن غم انگیز و فاجعه‌آمیز منابع جبران‌ناپذیر و بی‌بدیل حیات است.

نابودی گونه‌ها و از دست رفتن توانایی اكوسیستم‌ها برای رفع نیازهای روزافزون بشر، نابودی منابع ضروری و مورد نیاز برای رفع احتیاجات امروز و آینده ما است. كاهش تنوع زیستی به معنای كاهش توانایی ما برای به دست آوردن غذای كافی، دارو و پوشاك مورد نیاز، محیط زیست سالم و انواع مایحتاج زندگی است.

تنوع زیستی به معنای گوناگونی موجودات زنده، از انواع گیاهان و جانوران كوچك و بزرگ تا قارچ‌ها، جلبك‌ها و انواع موجودات ذره‌بینی است. موجودات زنده گوناگون كه در سراسر دنیا پراكنده‌اند از نظر خصوصیات ظاهری، رفتاری، زیست محیطی و از نظر ژن ‌هایشان بسیار متفاوت می‌باشند و این تنوع، تنوع زیستی منظومه حیات كره زمین را تشكیل می‌دهد (FAO, 1998). تنوع زیستی بخش حساسی از سرمایه طبیعی است که بسیاری از داشته‌های ما از این سرمایه تامین می‌شود. تنوع زیستی علاوه بر آن که توسعه کشاورزی را ممکن می‌سازد، امکان سازگاری با شرایط جدید را برای گونه‌هایی که فاقد چنین امکاناتی هستند، فراهم می آورد. در حقیقت تنوع زیستی نوعی بیمه طبیعت در مقابل حوادث بد و ناگوار است. در این رهگذر خوش بینانه ترین تخمین ها، تعداد گونه‌های زیستی را كمتر از  6/13  میلیون گونه برآورد كرده‌اند و این همه آن چیزی است كه از منابع زیستی در دسترس داریم (FAO, 1998). شاید در نگاه اول این تعداد گونه‌ها زیاد به نظر رسد اما وقتی به یاد آوریم كه سالانه  نزدیک به ۳۰ هزارگونه گیاهى و جانورى را همگام با تخریب اكوسیستم ها و شكار و برداشت بیش از حد برخى از گونه‌ها، برای همیشه از دست مى‌دهیم. بیش از ۵۴۰۰ گونه از جانوران و ۵۷۰۰ گونه از گیاهان در شرایط بحرانی و در معرض خطر انقراض قرار دارند كه اگر اوضاع به همین منوال باشد، تا پایان قرن بیست و یكم میلادی نیمی از گونه‌های زیستی موجود در جهان یعنی در واقع نیمی از تنوع زیستی جهان را از دست خواهیم داد، می‌بینیم كه این تعداد گونه‌های موجود در جهان خیلی زیاد نیست و با ادامه روند كنونی نابودی تنوع زیستی، به زودی این سرمایه تجدید‌ناپذیر را از دست می‌دهیم (Bagley et al., 2004 FAO, 1999;).

انقراض گونه‌ها از زمان پیدایش حیات وجود داشته است. شاید تاكنون 30 میلیارد گونه بوجود آمده باشند، اما امروزه تنها 01/0 درصد آنها بر روی كره زمین زندگی می كنند. گرچه انقراض گونه‌ها یک چرخه طبیعی است، اما از زمان آغاز کشاورزی در ده هزار سال قبل، به همان شتابی که انسان به توسعه نامتوازن در سراسر کره زمین مشغول بوده، انقراض گونه‌ها نیز سرعت بیشتری پیدا  کرده است. در واقع، حذف بسیاری از گونه‌های جانوری و گیاهی روی زمین به دست انسان و برای دستیابی به منابع اقتصادی کوتاه مدت، نه تنها کوته نظری و اشتباه است، بلکه تهدید امنیت جهانی نیز به حساب می‌آید (Ward et al., 1994).

بنابراین با تعمیق فكر و اندیشه، امروزه جایگزین كردن نگرش “غلبه بر طبیعت” با “زندگی در طبیعت” و حفاظت از تنوع زیستی یكی از اساسی‌ترین مسائل غالب كشورهای جهان محسوب می‌گردد و این امر نیز بدون بررسی و شناخت تنوع زیستی یک منطقه یا كشور و به بیان دیگر شناسایی موجودات مختلف میسر نیست (FAO, 1998;  FAO, 1999).

خوشبختانه تنوع این ذخائر كه یک موهبت و عنایت الهی است در كشورعزیزمان، كاملاً هویدا است و با بررسی های علمی ‌و هوشمندانه می‌توان به راه كار عملی برای حفاظت از این ذخایر دست یافت. وضعیت بحرانی زیستگاه‌ها و گونه‌ها یک حقیقت است و شانه خالی كردن از زیر بار مسئولیت، تنها منجر به تسریع این فرایند زیان بار می‌گردد. بر كسی پوشیده نیست كه اگر تمهیداتی در این زمینه در نظر گرفته نشوند روز به روز مشكلی همچون خالی شدن ذخایر ژنتیكی جدی تر می‌شود. لذا ضرورت دارد همه دست اندركاران امر و همه آنهایی كه احساس وظیفه ملی در مقابل ملت و كشور خود می كنند، آستین بالا زده و در فكر طرح نو برآیند و چاره‌ای بیاندیشند. در این راستا سند بیست ساله كشور، حفاظت محیط زیست و احیای منابع طبیعی را بعنوان یكی از اصول بند 19 و تحت عنوان آمایش سرزمین مورد تاكید قرار داده است (فیاضی، 1385).

یكی از عوامل عمده‌ای كه باعث برخورد خشن انسان با طبیعت و از بین بردن تنوع زیستی شده است، نیاز شدید به مواد غذایی است. عدم تناسب بین رشد جمعیت و مقدار مواد غذایی در جهان باعث فشار بیشتر انسان به طبیعت و تنوع زیستی آن شده است (FAO, 1998;

 FAO, 1999). كشور ما، هم اكنون در ردیف كشورهای وارد كننده مواد پروتئینی قرار دارد. با این حال مصرف سرانه مواد پروتئینی مردم از مقدار استاندارد جهانی كمتر می باشد. این مسئله در مورد استفاده از پروتئین نوع حیوانی چشمگیرتر است. با توجه به معضلاتی كه در سالهای اخیر گریبان گیر صنعت دام و طیور (نظیر جنون گاوی و انفلوآنزای طیور) شده است، روی آوردن به فرآورده‌های ماهی (به غیر از مزیت اسید چرب خوب آن‌یعنی ω3 ) امری اجتناب ناپذیر است و چه بسا در سال های آینده، داشتن منابع و ذخایر ژنتیكی خوب و مدیریت شده از ماهیان یكی از امتیازات كشورها خواهد بود       (رجایی و رجایی، 1383).

 اهمیت شناخت همه جانبه ی ماهیان جهت  بهره برداری بهینه از این ذخایر بر هیچ شخص آگاه از مسائل شیلات پوشیده نیست. تفاوت بین جمعیت ها می تواند از طریق ریخت شناسی و به دنبال آن نیز در سطح مولکولی ارزیابی گردد. خصوصیات ریخت شناسی (شمارشی و اندازه ای)     می تواند بعنوان اولین گام برای بررسی ساختار ذخایر گونه ها یا جمعیت ها در مقیاس بزرگ استفاده شود. با این وجود یک محدودیت عمده در کاربرد خصوصیات ریخت شناسی در سطوح داخلی وجود دارد که در آنها اختلافات فنوتیپی تحت کنترل مستقیم ژنتیکی قرار ندارد بلکه تعییرات محیطی نیز دخالت دارند (Bhassu et al., 2008).

امروزه با پیشرفت های  فن آوری بطور فزآینده ای از ژنتیک در تعیین تفاوت های جمعیت گونه های ماهی استفاده می شود. با فن آوری های مولکولی می توان تفاوت بین نژاد ها، ژنوتیپ ها یا افراد را در تحقیقات ژنتیک جمعیت با دقت مورد بررسی قرار داد. توصیف ویژگی های مختلف در سطوح  جمعیت می تواند به درک تنوع و ساختار ژنتیکی  بین و مابین جمعیت و نیز  مطالعه و حفاظت از جمعیت های کوچک بکار رود (Diniz et al., 2007). یكی از مسائل اساسی و بسیار مهم،  خصوصیات ژنتیكی ماهیان می باشد كه با بررسی دقیق آن می توان اطلاعاتی جامع برای حفاظت از ماهیان و ارزیابی ذخایر یک جمعیت كسب كرد.

منابع ژنتیکی در حقیقت ماده خام و دست مایه ی اصلی پژوهشگران برای تولید       فرآورده های زیستی می باشد که بدون آن فن آوری زیستی دستاوردی نخواهد داشت. بنابراین به موازات گسترش فنون زیست فن آوری[1]، حفاظت ذخایر ژنتیکی را باید به عنوان سرمایه و ثروتی که روز به روز ارزش بیشتری پیدا  می کند، در راس اولویت های تحقیقات قرار داده و با یک برنامه ملی و همه جانبه امکان حفاظت و بهره برداری هر چه بهتر از ژن های موجود در تنوع زیستی کشور را در برنامه های فن آوری زیستی موجود فراهم نمود. شناسایی، حفاظت و استفاده پایدار از تنوع ژنتیکی فوق العاده ای که در منابع ژنتیکی آبزیان ایران مشاهده می شود برای موفقیت هر برنامه به نژادی و یا زیست فن آوری امری ضروری است (رجایی و رجایی، 1383).

كشورمان علاوه بر440 هزار منبع آبی داخلی با 1800 كیلومتر مرز آبی در خلیج فارس و دریای عمان و حدود 990 كیلومتر از سواحل جنوبی دریای خزر تنوع عظیمی از موجودات آبزی را در خود جای داده است. بنابراین دارای منابع غنی از آبزیان و توانایی بالا در پرورش و صید ماهی می‌باشد (Coad, 1998). 

بنابراین با توجه به اهمیت تنوع ژنتیكی ونقش آن در بررسی تاریخچه ی جمعیت‌ها و گونه‌ها، و ضرورت شناخت و حفاظت تنوع در حداقل كردن احتمال از بین رفتن گونه‌های مطلوب و پایدار كردن گونه‌ها (تنوع ژنتیكی برای سازش تكاملی گونه‌ها با تغییرات محیطی لازم است)، همچنین با توجه به اهمیت بالای ماهیان ممتاز بویژه راشگوی معمولی در اقتصاد شیلاتی کشور بویژه استان های جنوبی، سعی شد با بررسی بنیان ژنتیكی این ماهی، راه را برای مدیریت حفاظت این گونه‌ هموار نمود و راهكار‌هایی برای حداقل نمودن زوال تنوع ژنتیكی پیدا كرد.

در خصوص اهمیت شیلاتی راشگوی معمولی بایستی به نکات زیر اشاره نمود که این ماهی از دیر باز مورد توجه ویژه ساحل نشینان و در زمره ماهیان ممتاز منطقه خلیج فارس و دریای عمان قرار دارد. این گونه بعد از حلوا سفید  Pampus argenteus  بالاترین قیمت در میان آبزیان حوزه خلیج فارس را به خود اختصاص داده است. هرچند ذخایر این آبزی نسبت به ذخایر سایر ماهیان بسیار کمتر می باشد، اما از لحاظ ارزش اقتصادی مهم تر است. اهمیت این ماهی در اقتصاد شیلاتی کشور به حدی است که با وجود اینکه درصد کمی از فرآورده های شیلاتی را تشکیل می دهد، اما میزان درآمد آن قابل توجه می باشد (رجایی و رجایی، 1383).

1-1-1-اهداف و فرضیه های تحقیق

با توجه به اهمیت خصوصیات  ژنتیکی و نقش آن در بررسی تاریخچه ی جمعیت ها و بررسی موارد تكاملی گونه ها، ضرورت شناخت و حفاظت ژنتیكی در به حداقل رساندن احتمال از بین رفتن گونه ها و از طرفی پایدار کردن گونه ها (تنوع ژنتیکی برای سازش تکاملی با تغییرات محیطی لازم است) محرز می باشد (بابایی و همکاران،1380). گسترش برنامه های مدیریتی و انجام       فعالیت های بازسازی ذخایر ماهی راشگوی معمولی هنگامی می تواند مفید باشد که تنوع ژنتیکی ساختار جمعیتی آن درک شود زیرا این اطلاعات در انتخاب جمعیت های دهنده ژن در تکثیر مصنوعی و در امر بازسازی ذخایر ضروری به نظر می رسد.

 در زمان شروع این مطالعه بعلت نبود هیچگونه اطلاعاتی در خصوص توالی های     ریزماهواره ای (بانک ژنی[1] و سایت های مربوطه از جمله [2]NCBI) ماهی راشگوی معمولی و حتی خانواده این ماهی، تلاش گردید  با تعیین توالی‌های نوكلئوتیدی و شناسایی و جداسازی آغازگرهایی برای تكثیر توالی های ریزماهواره ای[3] از ژنوم این ماهی، تكنیک مولكولی مفیدی مبتنی بر ریزماهواره، در جهت شناسایی جمعیت راشگوی معمولی در سواحل خلیج فارس با اهداف کلی ذیل ارائه شود:

 1- تعیین توالی ریزماهواره های جداسازی شده

 2- طراحی آغازگرهای ریزماهواره برای این ماهی برای اولین بار و ثبت در مراكز بین المللی برای مطالعات بعدی در این گونه و خانواده

 3- آزمون آغازگرهای شناسایی شده در جمعیت ماهیان مورد مطالعه جهت بررسی چندشکلی

با توجه به بررسی‌های اولیه این فرضیه ها مطرح گردید:

1- توالی های  نوكلئوتیدی ریزماهواره ای در ماهی راشگوی معمولی، قابل شناسایی، جداسازی و تعیین توالی می باشند.

2- جایگاه های ریزماهواره ای جداسازی شده از ماهی راشگوی معمولی حالت چندشکلی را نشان می دهند.

[1] Gene Bank

[2] National Center of Biotechnology  Information

[3] Microsatellite

[1] Biotechnology

شاه میگوها در1200جنس و 10000گونه مختلف طبقه بندی میشوند .از آن میان حدود 500 گونه شاه میگو درجهان وجود دارد که در 23 جنس جای می گیرد(Lodge, Taylor, Holdich, & Skurdal,2000). ( در دهه اخیرشاه میگو بعنوان یکی از غذاهای آبزیان ویژه درآمریکا محسوب می شود(Martin, Carter, Flick Jr, & Davis,2000 ).

سالیانه 110 هزارتن انواع شاه میگوی آب شیرین ) تقریبا 12 گونه (در دنیا صیدتجاری می شودکه دراین میان آمریکا 55 درصد ،چین 36 درصد واروپا واسترالیا هم بخشی از باقی مانده را بصورت فرآوری شده دراختیار مصرف کنندگان قرارمی دهند(Martin et al., 2000). شاه میگوی دراز آب شیرین A.leptodactylus)) بعلت دارا بودن مقادیر بالایی از اسیدهای چرب امگا 3 مانند ایکوزاپنتاانوئیک اسید و دوکوزاهگزاانوئیک اسید بعنوان یکی از گونه های تجاری به طور گسترده ای در بسیاری از کشورها مصرف دارد. این موجود درکشورهای متعددی به عنوان مثال لهستان، ایتالیا، آلمان، انگلستان، اسپانیا و فرانسه بطور ناخواسته) فرار از مراکز فروش( به منابع آبی راه پیداکرده وجمعیت های مشخصی را برای خود ایجادکرده اند(Harlioğlu,2004). امروزه این موجوددر 27 کشورجهان یافت می شود که در 14 کشور بصورت معرفی به منابع آبی حضورآنها میسربوده است(Skurdal, Taugbol, & Holdich, 2002).

شاه میگوی دراز آب شیرین( A. leptodactylus )تنها گونه از جنس Astacus در ایران می باشدکه از منابع آبهای شیرین داخلی صید می گردد.در بین منابع آبی ،دریاچه مخزنی پشت سد ارس واقع در شهرستان پلدشت از توابع استان آذربایجان غربی زیستگاه اصلی وتنهامحل صیدتجاری این موجود در ایران است که سالیانه بیش از 200 تن آن به کشورهای اروپایی صادر می شود((Nekuie Fard et al., 2011.

ارزش بالای تجاری شاه میگو های دراز آب شیرین در اروپا، باعث شده که به عنوان یک تولید مهم اقتصادی مطرح باشد مهمترین کشورهای تولید کننده A.leptodactylus. روسیه ، ترکیه، فرانسه و اسپانیا هستندکه تقریباً توانایی تامین همه نیازهای کشورهای اروپای غربی و اسکاندیناوی را دارند(Nekuie Fard et al.,) 2011(.

مصرف کنندکان اروپایی ترجیح می دهند A.astacus را که یک گونه اروپایی با ارزش تر نسبت بهA.leptodactylus است را مصرف کنند. ولیکن A.leptodactylusهمیشه جایگاه خاص و مهمی را دربین مصرف کنندگان شاه میگو آب شیرین در اروپا دارا است(Harlioğlu,2004 ) .آمارها نشان می دهد که سود تجاری A.leptodactylus با کاهش جمعیت A.astacusبه علت بیماریها و آبهای آلوده به طور محسوس افزایش یافته است(Harlioğlu,2004 ).بنابراین مصرف کنندگان اروپایی به منظور تامین گوشت مصارف داخلی خود شروع به واردات A.leptodactylus نموده اند(SamCookiyaei et al.,2012 ).

افزایش تقاضا برای این محصول ، توزیع کنندگان رابرای بهینه سازی و ارائه محصولات متنوع فرآوری برطبق ذائقه مشتریان خود به چالش کشیده است.بطوریکه علاوه برتولید محصول می بایستی سلامت آن رانیز برای مصرف کننده تضمین نمایند. ازآنجائیکه فساد در آبزیان وابسته به درجه حرارت و زمان بوده وپراکنش زیادی بین کشورهای تولید و فرآوری کننده ودرخواست کننده وجود دارد استفاده

 ازسیستم انجماد، بسته بندی شاه میگو در شرایط خلاء بعنوان فن آوری های کمک کننده جهت افزایش عمرماندگاری و جلوگیری از فسادشیمیایی،اکسیداسیون و میکروبی محسوب می شود ((Gates, 2012.

 از آنجائیکه تاکنون تحقیقی برای تعیین عمر ماندگاری گوشت خام دمی A.leptodactylus در دمای انجماد     -18 درجه سانتی  گراد در شرایط بسته بندی با خلاء صورت نگرفته بود، این تحقیق انجام شد تابا تکیه به یافته های آن توزیع کنندگان و کارخانجات فرآوری درجهت بهینه سازی روش های فرآوری خود برحسب ویژگی های گونه ای بهره برداری لازم را بعمل آورند.

2-1- بیان مسئله

در چند سال اخیر  شیلات ایران فعالیتهای چشمگیری در زمینه گسترش آبزی پروری و بویژه صید و بهره برداری از ذخایر شاه میگوی دراز آب شیرین موجود در سد ارس و صادرات آن به خارج از كشور انجام داده است.بطوریكه بیش از 200 تن شاه میگو دراز آب شیرین   توسط8 شرکت صیادی،صیدوبه خارج ازکشورصادرمی شودكه موجب ارز آوری متنابهی برای کشورمی شود. بنابراین بنظر می رسد این روند افزایشی صادرات، ادامه خواهد داشت.هدف از طراحی و ترویج سیستم عرضه شاه میگو  حفظ كیفیت گوشت این آبزی صادراتی ، ایجاد اشتغال در بخش خصوصی و بكارگیری نیروهای متخصص ، ارز آوری  و… می باشد.

با تمام این اوصاف،دستورالعمل مكتوبی در زمینه شرایط ونحوه نگهداری فیله شاه میگوی دراز آب شیرین   نه تنها در كشور بلکه در سایر کشورهای جهان وجود ندارد. لذا انجام اینگونه طرح ها میتواند نقش مهمی در پیشرفت روش های نوین مدیریت نگهداری و عرضه شاه میگو دراز آب شیرین و ارتقا سطح سلامت مصرف کنندگان و توسعه صادرات کیفی و به طبع آن افزایش ارزآوری و  سود اقتصادی بهره برداران و  عرضه كنندگان شاه میگو دراز آب شیرین  ایفا نماید. در حال حاضر بدلیل تحریمهای اعمال شده علیه کشورمان و عدم توانایی صادرکنندگان در انتقال ارز از خارج کشور به داخل و هرگونه مبادلات تجاری بخصوص با کشورهای اتحادیه اروپا امکان قطع صادرات شاه میگو وجود دارد . بنابراین باید روش های فرآوری و کنترل فساد میکروبی نیز نگهداری طولانی مدت این آبزی باارزش مورد بررسی قرار گیرد. بنابراین در مراحل اجرای این طرح روش استحصال گوشت از ناحیه دم و انجماد آن و نگهداری در شرایط انجماد و بررسی عمر ماندگاری آن پیش بینی گردیده است.

3-1- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق

امروزه شاه میگوی دراز از دریاچه پشت این سد بطور سنتی وبا بهره گرفتن از تله های حلقوی و تاشو صید شده و بدون انجام آزمایشات لازم و تامین استاندارد های مورد نیازنسبت به صادرات آن به خارج از كشور اقدام می شود . باتوجه به نبود اطلاعات درخصوص اثرات جابجایی و دستكاری بر كیفیت فیزیكی و شیمیایی و بار میكروبی شاه میگوی دراز آب شیرین ولزوم مدیریت صحیح صید و بهره برداری وممانعت ازکاهش ذخایر قابل صید به واسطه جلوگیری وپیشگیری از صدمات وارده حین جابجایی و بالا بردن كیفیت گوشت مصرفی وهمچنین انجام راهکارهای مناسب  بهداشتی و مدیریتی در جلوگیری از افت كیفیت گوشت ازجمله خلاء هایی است که بایدطی یک دستورالعمل اجرایی  پس از این تحقیق در دسترس دستگاه های اجرایی ذی ربط قرارگیرد.

4-1- اهداف مشخص تحقیق

الف) ارزیابی آلودگی های میکروبی  فیله ی شاه میگوی دراز آب شیرین در مدت زمان نگهداری شرایط انجماد (18 – درجه سانتیگراد)

ب) ارزیابی  فاکتورهای فساد شیمیایی فیله ی شاه میگوی دراز آب شیرین در مدت زمان نگهداری شرایط انجماد (18 – درجه سانتیگراد)

ج) تعیین عمر ماندگاری فیله ی شاه میگوی دراز آب شیرین در شرایط انجماد (18 – درجه سانتیگراد)

د) تعیین میزان تاثیر بسته بندی خلاء بر مدت زمان ماندگاری فیله ی شاه میگوی دراز آب شیرین در شرایط انجماد (18 – درجه سانتیگراد).