درگذشته مطالعهی تکامل و مهاجرتها از طریق کشف و بررسی بقایای اسکلتی و فسیلها انجام میشد. اما از حدود سه دههی پیش، باستانشناسان و زیستشناسان با بهکارگیری آنالیزهای DNA موفق به کشفهای بسیار دقیقی شدند که کمک فراوانی به ردیابی تاریخ مهاجرت بشر و تکامل انسانها نموده است. یکی از پرکاربردترین راههای آنالیز DNA، بررسی نشانگرهای[1] ژنتیکی افراد است، که از مهمترین آنها میتوان به توالیهای کوتاه تکراری[2] موسوم به STR اشاره کرد. STRها، توالیهایی به طول یک تا سیزده نوکلئوتید هستند که در ژنوم موجودات در نواحی غیرکدکننده موجود میباشند. هر فرد توالیهای منحصر به فردی دارد و هیچ دو نفری در جهان نیستند که توالیهای یکسانی داشته باشند. به همین دلیل ازSTR ها میتوان در مطالعات جمعیتی و بررسی تنوع ژنتیکی در جمعیتها سود جست [1]. علاوه بر مطالعات جمعیتی ازSTR ها میتوان در موارد تعیین هویت، تعیین ابویت، تستهای پزشکیقانونی و سایر موارد استفاده کرد. به طور معمول STRهایی که برای تعیین هویت و مطالعات ژنتیکی جمعیت بهکار میروند، یکسان هستند و شامل پانزده جایگاه به نامهای D8S1179،D21S11 ، D7S820،CSF ،D3S1358 ،TH01 ، D13S317، D16S539،D2S1338 ، D19S433، VWA، TPOX،D18S51 ، D5S818،FGA ،VWA ، TPOXو TH01 میباشند [1]. همچنین از روش مشترکی موسوم به تعیین الگوی DNA در این زمینهها استفاده میشود. هر فرد دارای الگوی DNA منحصر به فرد است که تا پایان عمر تغییر نخواهد کرد. محققان دریافتند که افراد یک جمعیت در الگوهای ژنتیکی خود دارای تشابهاتی هستند که منحصر به همان جمعیت است و با الگوی افراد جمعیتهای دیگر متفاوت است. از این تفاوتها میتوان برای ردیابی تاریخ مهاجرت و تکامل انسانها استفاده نمود (1). 2-1- نشانگر چیست؟ صفاتی را که میتوانند به عنوان نشانهای برای شناسایی افراد حامل آن صفت مورد استفاده قرار گیرند، نشانگر مینامند. مندل نخستین کسی بود که از نشانگرهای ظاهری برای مطالعه چگونگی توارث صفات در نخودفرنگی استفاده کرد. اما گاهی صفات به سادگی و با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند، مانند گروه خونی. برای مشاهده چنین صفاتی باید آزمایشهای خاصی صورت گیرد. به طور کلی هر صفتی که بین افراد متفاوت باشد، ناشی از تفاوت موجود میان محتوای ژنوم آنها میباشد. حتی بروز صفات به صورت متفاوت در میان افراد (در شرایط محیطی یکسان)، به علت تفاوت در ژنوم آنها است. این تفاوتها میتوانند به عنوان نشانه یا نشانگر ژنتیک به کار گرفته شوند. به طور کلی برای آنکه صفتی به عنوان نشانگر ژنتیک مورد استفاده قرار گیرد، باید دست کم دو ویژگی داشته باشد: 1-در بین دو فرد متفاوت باشد (چند شکلی) 2-به توارث برسد (2). 3-1- انواع نشانگرهای ژنتیکی نشانگرهای ژنتیکی عبارتند از: 1-نشانگرهای مورفولوژیک 2-نشانگرهای پروتئینی 3-نشانگرهای مولکولی در سطح DNA و RNA 1-3-1- نشانگرهای مورفولوژیک کاربرد نشانگرهای مورفولوژیک به دهها سال پیش از کشف DNA مربوط میشود. نشانگرهای مورفولوژیکی که پیامد جهشهای قابل رویت در مورفولوژی هسته، از ابتدای این سده مورد استفاده قرار گرفتند. صفات مورفولوژیکی که عمدتا توسط یک ژن کنترل میشوند، میتوانند به عنوان نشانگر مورد استفاده قرار گیرند. این نشانگرها شامل دامنه وسیعی از ژنهای کنترلکننده صفات فنوتیپی هستند و جز نخستین نشانگرها به شمار میآیند و از زمانهای بسیار دور یعنی از زمانی که محل ژنها روی کروموزوم مشخص شد، مورد استفاده قرار میگرفتند (2). معایب نشانگرهای مورفولوژیک – اغلب دارای توارث غالب و مغلوب بوده و اثرات اپیستازی و پلیوتروپی دارند. – تحت تاثیر شرایط محیطی و مرحله رشد موجود قرار میگیرند. – فراوانی و تنوع کمی دارند. – گاهی برای مشاهده و ثبت آنها باید منتظر ظهور آنها ماند. – اساس ژنتیک بسیاری از نشانگرهای مورفولوژیک هنوز مشخص نشده است(2). 2-3-1- نشانگرهای پروتئینی در دهه 1950، نشانگرهای پروتئینی قابل مشاهده توسط الکتروفورز پروتئینها تحول شگرفی را ایجاد نمودند. برخی از تفاوتهای موجود در ردیفDNA بین دو موجود ممکن است به صورت پروتئینهایی با اندازههای مختلف تجلی کنند، که به روشهای مختلف بیوشیمیایی قابل ثبت و مطالعه میگردند. این قبیل نشانگرها را نشانگرهای مولکولی در سطح پروتئین مینامند که از آن جمله میتوان به سیستم آیزوزایم[1]/آلوزایم[2] اشاره کرد. معمولترین نوع نشانگرهای پروتئینی آیزوزایمها هستند که فرمهای مختلف یک آنزیم را نشان میدهند. آیزوزایمها به طور گسترده در بررسی تنوع ژنتیکی بهکار گرفتهشدند. نشانگرهای پروتئینی تغییرات را در سطح ردیف و عمل ژن به صورت نشانگرهای همبارز نشان میدهند. اما این دسته از نشانگرها هم دارای معایبی هستند. برخی از معایب آنها عبارتاند از: – محدود بودن فراوانی این نوع نشانگرها؛ – تعداد آیزوزایمهای قابل ثبت و مشاهده که میتوان از آنها به عنوان نشانگر استفاده کرد به یکصد عدد نمیرسد؛ – محدود بودن تنوع ژنتیکی قابل ثبت در آیزوزایمها(نداشتن چند شکلی)؛ – پیچیدگی فنوتیپهای الکتروفورزی آیزوزایمها به دلیل دخیل بودن آنزیمهای مرکب از چند پلیپپتید مستقل در ترکیب برخی از آیزوزایمها(3). اما پیشرفتهایی که در زمینهی الکتروفورز دوبعدی با قدرت تفکیک زیاد پدید آمده، تجزیه تحلیل همزمان هزاران پروتئین را میسر ساخته و مجددا بهعنوان فناوری پیشتاز در عرصه نشانگرهای مولکولی مطرح شدهاند. تاثیرپذیری نشانگرها از محیط که بهطور معمول بهعنوان یکی از محدودیتها و نکات منفی نشانگرهای مولکولی یاد میشود، در مورد این نشانگرها تبدیل به برتری شده و جایگاه متمایزی را در بین سایر نشانگرها به ارمغان آورده است. پروتئومیکس(مطالعه سراسری کل پروتئینهای موجود در یک سلول یا یک ارگانیسم) میتواند بهطور همزمان برای مطالعه بیان ژن و همچنین برای شناسایی پروتئینهای واکنش دهنده به شرایط محیطی مورد استفاده قرار گیرد(3). [1] Ayzozyme [2] Allozyme [1] Pleiotropy [1] Mendel [2] Polymorphism [1] Marker [2] Short tandem repeat
:
گیاهان نقش پایهای در شکل گیری اکوسیستمهای طبیعی دارند. از اینرو شناخت دقیق گونه های گیاهی و اطلاع از تنوع زیستی گیاهی و جوامع گیاهی ما را برای مدیریت منابع طبیعی كشور یاری خواهد داد.
جنگلهای شمال ایران که به جنگلهای هیرکانی یا خزری معروفاند، با طول تقریبی 800 کیلومتر، عرض 110 کیلومتر و مساحت کلی 84/1 میلیون هکتار، از منطقه تالش در جمهوری آذربایجان در غرب تا پارک ملی گلستان در شرق کشیده شده و پوشش سبزی را در شیبهای شمالی کوههای البرز ایجاد می کند [1، 2]. این جنگلها از سواحل جلگهای تا ارتفاع 2700 متر در شیبهای شمالی البرز گسترش یافتهاند و به اقلیم واحد با بارندگی سالیانه (از 600 تا 2000 میلی متر) وابستهاند و بهنظر میرسد که با ساختار جنگلهای اروپا-سیبری بسیار سازگار باشند [3، 4].
این ناحیهی رویشی یکی از اکوسیستمهای متنوع و جالب از اقلیمهای حیاتی معتدلهی نیمکرهی شمالی است. شرایط طبیعی و جغرافیایی این ناحیه، از جمله برخورداری از بارشهای فراوان و منظم و حرارت مناسب، نزدیکی به دریا، وجود کوهها، دامنههای پرشیب و کمشیب و اختلاف ارتفاع شدید در فواصل کوتاه، منجر به توسعه و آشیانگزینی اکولوژیک بسیاری از عناصر گیاهی در آن شده است که اجتماعات گیاهی مختلفی را تشکیل میدهد. در این خصوص تنها بخش کوچکی از ویژگیهای زیستی رویشگاهها، جوامع گیاهی و در نتیجه ترکیب فلوریستیکی هریک از آنها مطالعه شده و هنوز هم حضور تعدادی از گونه ها در اجتماعات جنگلی و محدوده انتشار جغرافیایی آنها ناشناخته مانده است [5].
در بین سه زون ارتفاعی تعریف شده از جنگلهای هیرکانی (پست، کوهپایهای و کوهستانی) [6، 4، 7، 8، 9]، جنگلهای مناطق پست از ارزش بالای حفاظتی و مدیریتی برخوردار بوده و بهنظر میرسد که برای مطالعات اکولوژیکی و پوشش گیاهی در اولویت باشند چرا که در این مناطق انسان با حذف عناصر طبیعی و جایگزینی عناصر دیگر جوامع آن را تا حد زیادی تغییر داده و یا در معرض نابودی قرار داده است [8]. به علت این تغییر، بسیاری از گونه های گیاهی به بقایایی از زیستگاههای مناطق پست، محدود شده اند [10].
پاركهای جنگلی نور و سیسنگان كه به ترتیب در شهرستانهای نور و نوشهر واقع میباشند، اگرچه در سالهای اخیر مورد تخریب و آسیب شدید توسط دام و انسان قرار گرفتهاند، با این وجود، جزء تنها بقایای جنگلهای پست خزری هستند [11، 8]. با توجه به اهمیت این مناطق، شناخت و بررسی رویشهای طبیعی آن حائز اهمیت است.
تنوع زیستی تنها به مجموعه ای از گونه ها اشاره ندارد، بلکه به عنوان تغییرات میان ارگانیسمهای زنده در تمام منابع خشکی، دریایی و دیگر اکوسیستمهای آبی تعریف می شود. براساس تعریف دبیرخانهی کنوانسیون تنوعزیستی، تنوعزیستی به معنای قابلیت تمایز بین ارگانیسمهای زنده از هر منبع شامل اکوسیستمهای زمینی، دریایی و اکوسیستمهای آبزی، همچنین شامل ترکیبات اکولوژی که بخشی از اکوسیستمها را تشکیل میدهند، میباشد [12].
بحث تنوع زیستی از موضوعات بسیار مهم فعلی دنیا است. با تخریب منابع طبیعی و محیط زیست و کاهش مساحت آنها شاهد انقراض گونه های گیاهی و جانوری و در نتیجه کاهش تنوع زیستی در دنیا هستیم. هریک از گونه ها آنچنان در اکوسیستمهای جنگلی نقش حیاتی و اساسی را در زنجیرههای غذایی بازی می کنند که نابودی یک گونه، تعادل حیات را در طبیعت برهم میزند. برنامه های زیست محیطی برای هر منطقه بدون شناخت وضعیت پوشش گیاهی آن منطقه و تنوع گونهای آن ممکن نیست [3].
شناسایی پوشش گیاهی و بررسی فرم زیستی و جغرافیای گیاهی منطقه، ضمن اینکه اساس بررسیها و تحقیقات بومشناختی در منطقه بوده و راهکاری مناسب برای تعیین ظرفیت بومشناختی منطقه از جنبه های مختلف است، در عین حال، عامل مؤثری در سنجش و ارزیابی وضعیت کنونی و پیش بینی وضعیت آیندهی منطقه به شمار میرود که برای اعمال مدیریت صحیح، نقش بسزایی دارد [13].
تنوع زیستی جنگل منبع بسیار مهم و با ارزشی است، زیرا گونه های موجود در جنگل و ذخایر ژنتیکی تشکیلدهنده آن برای سلامتی و تأمین نیازهای بشر و سایر موجودات، حائز اهمیت بوده و قطعاً فقدان تنوع زیستی تهدید خطرناکی برای بقای انسان و سایر موجودات محسوب می شود [14].
تنوع زیستی در جنگلهای شمال ایران بالا است. در بین کشورهای همعرض ایران، جنگلهای شمال ایران و شمال ترکیه که از عصر یخبندان به سلامت گذشتهاند، دارای بهترین تنوع میباشند. پس از پایان عصر یخبندان، پیشروی جنگل به سمت اروپا از جنگلهای شمال ایران و ترکیه آغاز شد و همین قدمت بیشتر سبب شده است که تنوع ژنتیکی گونه های چوبی شمال ایران بیشتر از اروپا باشد [15].
گیاهان نقش پایهای در شکل گیری اکوسیستمهای طبیعی دارند. از اینرو شناخت دقیق گونه های گیاهی و اطلاع از تنوع زیستی گیاهی و جوامع گیاهی ما را برای مدیریت منابع طبیعی كشور یاری خواهد داد.
جنگلهای شمال ایران که به جنگلهای هیرکانی یا خزری معروفاند، با طول تقریبی 800 کیلومتر، عرض 110 کیلومتر و مساحت کلی 84/1 میلیون هکتار، از منطقه تالش در جمهوری آذربایجان در غرب تا پارک ملی گلستان در شرق کشیده شده و پوشش سبزی را در شیبهای شمالی کوههای البرز ایجاد می کند [1، 2]. این جنگلها از سواحل جلگهای تا ارتفاع 2700 متر در شیبهای شمالی البرز گسترش یافتهاند و به اقلیم واحد با بارندگی سالیانه (از 600 تا 2000 میلی متر) وابستهاند و بهنظر میرسد که با ساختار جنگلهای اروپا-سیبری بسیار سازگار باشند [3، 4].
این ناحیهی رویشی یکی از اکوسیستمهای متنوع و جالب از اقلیمهای حیاتی معتدلهی نیمکرهی شمالی است. شرایط طبیعی و جغرافیایی این ناحیه، از جمله برخورداری از بارشهای فراوان و منظم و حرارت مناسب، نزدیکی به دریا، وجود کوهها، دامنههای پرشیب و کمشیب و اختلاف ارتفاع شدید در فواصل کوتاه، منجر به توسعه و آشیانگزینی اکولوژیک بسیاری از عناصر گیاهی در آن شده است که اجتماعات گیاهی مختلفی را تشکیل میدهد. در این خصوص تنها بخش کوچکی از ویژگیهای زیستی رویشگاهها، جوامع گیاهی و در نتیجه ترکیب فلوریستیکی هریک از آنها مطالعه شده و هنوز هم حضور تعدادی از گونه ها در اجتماعات جنگلی و محدوده انتشار جغرافیایی آنها ناشناخته مانده است [5].
در بین سه زون ارتفاعی تعریف شده از جنگلهای هیرکانی (پست، کوهپایهای و کوهستانی) [6، 4، 7، 8، 9]، جنگلهای مناطق پست از ارزش بالای حفاظتی و مدیریتی برخوردار بوده و بهنظر میرسد که برای مطالعات اکولوژیکی و پوشش گیاهی در اولویت باشند چرا که در این مناطق انسان با حذف عناصر طبیعی و جایگزینی عناصر دیگر جوامع آن را تا حد زیادی تغییر داده و یا در معرض نابودی قرار داده است [8]. به علت این تغییر، بسیاری از گونه های گیاهی به بقایایی از زیستگاههای مناطق پست، محدود شده اند [10].
پاركهای جنگلی نور و سیسنگان كه به ترتیب در شهرستانهای نور و نوشهر واقع میباشند، اگرچه در سالهای اخیر مورد تخریب و آسیب شدید توسط دام و انسان قرار گرفتهاند، با این وجود، جزء تنها بقایای جنگلهای پست خزری هستند [11، 8]. با توجه به اهمیت این مناطق، شناخت و بررسی رویشهای طبیعی آن حائز اهمیت است.
تنوع زیستی تنها به مجموعه ای از گونه ها اشاره ندارد، بلکه به عنوان تغییرات میان ارگانیسمهای زنده در تمام منابع خشکی، دریایی و دیگر اکوسیستمهای آبی تعریف می شود. براساس تعریف دبیرخانهی کنوانسیون تنوعزیستی، تنوعزیستی به معنای قابلیت تمایز بین ارگانیسمهای زنده از هر منبع شامل اکوسیستمهای زمینی، دریایی و اکوسیستمهای آبزی، همچنین شامل ترکیبات اکولوژی که بخشی از اکوسیستمها را تشکیل میدهند، میباشد [12].
بحث تنوع زیستی از موضوعات بسیار مهم فعلی دنیا است. با تخریب منابع طبیعی و محیط زیست و کاهش مساحت آنها شاهد انقراض گونه های گیاهی و جانوری و در نتیجه کاهش تنوع زیستی در دنیا هستیم. هریک از گونه ها آنچنان در اکوسیستمهای جنگلی نقش حیاتی و اساسی را در زنجیرههای غذایی بازی می کنند که نابودی یک گونه، تعادل حیات را در طبیعت برهم میزند. برنامه های زیست محیطی برای هر منطقه بدون شناخت وضعیت پوشش گیاهی آن منطقه و تنوع گونهای آن ممکن نیست [3].
شناسایی پوشش گیاهی و بررسی فرم زیستی و جغرافیای گیاهی منطقه، ضمن اینکه اساس بررسیها و تحقیقات بومشناختی در منطقه بوده و راهکاری مناسب برای تعیین ظرفیت بومشناختی منطقه از جنبه های مختلف است، در عین حال، عامل مؤثری در سنجش و ارزیابی وضعیت کنونی و پیش بینی وضعیت آیندهی منطقه به شمار میرود که برای اعمال مدیریت صحیح، نقش بسزایی دارد [13].
تنوع زیستی جنگل منبع بسیار مهم و با ارزشی است، زیرا گونه های موجود در جنگل و ذخایر ژنتیکی تشکیلدهنده آن برای سلامتی و تأمین نیازهای بشر و سایر موجودات، حائز اهمیت بوده و قطعاً فقدان تنوع زیستی تهدید خطرناکی برای بقای انسان و سایر موجودات محسوب می شود [14].
تنوع زیستی در جنگلهای شمال ایران بالا است. در بین کشورهای همعرض ایران، جنگلهای شمال ایران و شمال ترکیه که از عصر یخبندان به سلامت گذشتهاند، دارای بهترین تنوع میباشند. پس از پایان عصر یخبندان، پیشروی جنگل به سمت اروپا از جنگلهای شمال ایران و ترکیه آغاز شد و همین قدمت بیشتر سبب شده است که تنوع ژنتیکی گونه های چوبی شمال ایران بیشتر از اروپا باشد [15].
فصل اول: مروری بر منابع علمی
1-1- تعریف جامعه شناسی گیاهی و مروری بر تحقیقات جامعه شناسی در جهان
جامعه شناسی گیاهی معروف به فیتوسوسیولوژی[1] شاخهای از علم اکولوژی است که اجتماعات گیاهی را از نظر ترکیب گونهای[2]، اکولوژی، پراکنش جغرافیایی[3] و دینامیک مورد مطالعه قرار میدهد [16]. جامعه گیاهی[4] که برای اولین بار در ابتدای قرن نوزدهم توسط همبولت[5] تشریح شد [17]، اشاره به گونه های معینی مینماید که باهم در محلهای معین رشد کرده و وقوع آنها باهم چیزی بیش از شانس و تصادف است [18]. کلمنتز[6] در سال 1916 با توسعه نظریهی ارگانیسمی[7]، هر جامعه گیاهی را به مثابه یک واحد زیستی (موجود زنده) معرفی کرده است که هر قسمتی از آن عضو یک پیکر بوده و با سایر قسمت ها در ارتباط میباشد. هر جامعه گیاهی به عنوان واحدی منسجم با سیمای ظاهری[8] یکنواخت و ترکیب گونهای نسبتاً ثابت هر رویشگاه بوده [19]، مطالعه آن می تواند مبنای مناسبی برای مدیریت، احیاء[9] و توسعه آن رویشگاه باشد. به دلیل تغییرات شدید در نوع پوششگیاهی، شرایط اقلیمی و چگونگی تأثیر انسان در پوشش گیاهی مناطق مختلف، مکاتب و روشهای مختلفی در دانش جامعه شناسی گیاهی مرسوم گردید [20]. از میان مکاتب موجود، مکتب زوریخ-مونپلیه که توسط براون-بلانکه در سال 1928 پیشنهاد شده است [21]، از اهمیت خاصی برخوردار میباشد [17]. ویژگی بارز این مکتب، انعطاف کافی آن جهت بررسی پوشش گیاهی از دیدگاه های مختلف بوده و علاوه بر این با قرار دادن جامعه[10] بهعنوان واحد پایه، یک سلسلهی ردهبندی را ارائه می کند که دیگر واحدهای آن، اتحادیه[11]، رده[12] و طبقه[13] میباشد [22].
مطالعه فیتوسوسیولوژی به روش براون-بلانکه توسط محققینی چون پور[14] [23]، پاولوسکی[15] [24]، بکینگ[16] [25]، شیمول[17] [26]، مولر-دومبویس[18] و النبرگ[19] [27]، واندرمارل[20] [28] تشریح شده و روشهای اجرایی آن مورد بررسی قرار گرفت [17].
2-1- مروری بر بررسیهای فلوریستیکی و جامعه شناسی پوشش گیاهی در جنگلهای هیرکانی
بررسیهای جامعهشناسی گیاهی در ایران به صورت كلی با مطالعات زوهری [29] آغاز شده است. جزیرهای [30] عناصر فیتوژئوگرافیكی جنگلهای خزری را تشریح نموده است. ترهگوبو [31]، مصدق [32] و درستكار [33] جامعههای گیاهی جنگلهای شمال ایران را بررسی نمودهاند. ثابتی [34]، جامعههای گیاهی متعددی برای مناطق مختلف ایران ذكر كرده است. راستین [35] جامعههای جنگلی پست حوزه هیركانی و اسداللهی [36] جامعههای گیاهی راشستانهای اسالم را مورد مطالعه قرار دادهاند و البرز مركزی توسط کلن [37] مطالعه شده است.
حجازی و ثابتی[1] در سال 1961 چندین جامعه جنگلی از شمال ایران معرفی نمودند [38]. جزیرهای[2] در سالهای 1964 و 1965 عناصر فیتوژئوگرافی جنگلهای هیرکانی را تشریح و جوامعی از این جنگلها را مورد مطالعه قرار داد [30، 39]. ثابتی در سال 1344 جوامع مختلف گیاهی جنگلهای شمال ایران را مطالعه کرده است[40]. خاورینژاد در سال 1345 در پایان نامه ی کارشناسیارشد خود جوامعگیاهی جنگلهای جنوب شرق چالوس را مورد مطالعه قرار داد[41]. ترگوبو[3] در سال 1967 جوامع گیاهی منطقه هیرکانی را معرفی کرد [31]. ترگوبو و مبین[4] در سال 1970 نقشهی پوشش گیاهی ایران را با مقیاس 1:2500000 تهیه کردند [42]. زوهری[5] در سالهای 1963 و 1973 پوشش گیاهی ایران، به ویژه جنگلهای هیرکانی را از جنبه های جغرافیایی و جامعه شناسی گیاهی بررسی کرده است [6، 29]. درستکار[6] در سال 1974 در تز دکترای خود [43] و درستکار و نویرفالیس[7] در سال 1976 [33] جنگلهای شرق دریای خزر را
مورد مطالعه قرار دادهاند. ثابتی در سال 1355 درختان و درختچههای ایران را بررسی کرده است [34]. اسداللهی[8] در سال 1980 در رسالهی دکترای خود، جوامعگیاهی راشستانهای حوزه اسالم [44] و در سال 1366 جغرافیای گیاهی و جوامعگیاهی جنگلهای شمال غربی هیرکانی را در سمینار جنگل و جنگلداری گرگان ارائه نموده است [36]. در سال 1982 اسداللهی و همکاران، اکوسیستمهای جنگلی ایران را از دیدگاه جامعه شناسی مورد مطالعه قرار دادهاند [45]. مصدق[9] در سال 1981 جوامعگیاهی جنگلهای شمال ایران را بررسی کرده است [46]. راستین[10] در سالهای 1980 و 1983 جوامع جنگلی پست منطقه هیرکانی را مورد مطالعه قرار داده است [35، 47]. فرای[11] و همکاران در سال 1985 نقشهی پوشش گیاهی بخش مرکزی کوههای البرز را با مقیاس 1:500000 تهیه کردند [48]. فرای و پرابست[12] در سال 1986 طرح طبقه بندی پوشش گیاهی ایران بر اساس معیارهای فیزیونومی-اکولوژی را ارائه کردند [4]. اسدی در سال 1364 در پایان نامه ی کارشناسیارشد خود، جوامع گیاهی سری پاتم خیرودکنار را بررسی نموده است [49]. طبری در سال 1371 در پایان نامه ی کارشناسیارشد خود، شرایط زیست و مختصات جنگلشناسی و جوامعگیاهی درخت زبانگنجشک را در جنگلهای شمال تشریح نموده است [50]. حمزۀ در سال 1373، جوامع گیاهی و عناصر تشکیلدهنده جنگلهای لساکوتی در جنوب شرقی تنکابن را مورد بررسی قرار داده است [51]. سعیدیمهرورز در سال 1373 در پایان نامه ی کارشناسیارشد خود، فلور و پوششگیاهی مناطق ایسپیلی-دیلمان و نواحی اطراف آن را بررسی نموده است [52]. یزدیان در سال 1374 در پایان نامه ی کارشناسیارشد خود، مهمترین شرایط اکولوژیکی و تیپهای رویشی درخت آزاد را در جنگلهای شمال بررسی کرده است [53]. حسینی در سال 1375 در پایان نامه ی کارشناسیارشد خود، با عنوان تهیه نقشهی فیزیونومیک – فلورستیک پوششگیاهی بخش نمخانهی جنگل خیرودكنار، جوامع جنگلی این بخش را با معرفی گونه های معرف هر جامعه، مشخص نموده است [54]. آخانی[13] در سال 1998، تنوع زیستی پارک ملی گلستان [55] و آخانی و زیگلر[14] در سال 2002 پوشش گیاهی صخرهای و جوامع علفی پارک ملی گلستان را بررسی کردند [56]. کلن[15] در سال 1982 [57] و 1984 [58] و در سال 1991 [37] در تز دکترای خود جوامع گیاهی البرز مرکزی را مورد مطالعه قرار داده است. نظریان[16] و همکاران در سال 2004 به معرفی جوامع جنگلی بخشی از شمال ایران پرداختند [59]. قهرمان[17] و همکاران در سال 2006 به بررسی فلوریستیک جنگلهای توسکای قشلاقی در مناطق پست خزری پرداختهاند[60]. دانشور[18] و همکاران در سال 2007 تنوع ساختاری در راشستان آمیخته (مطالعه موردی جنگل شصتکلاته، گرگان) را مورد بررسی قرار دادند [61]. حمزۀ[19] و همکاران در سال 2008 به بررسی جوامع توسکای قشلاقی در شمال ایران پرداختهاند [8]. جعفری و آخانی[20] در سال 2008 گیاهان منطقه حفاظت شده جهاننما در استان گلستان را مورد مطالعه قرار دادند [62]. نقینژاد[21] و همکاران در سال 2008 ارتباط محیط و پوششگیاهی را در اجتماعات توسکای قشلاقی مناطق پست جنگلهای شمال بررسی نمودند [7]. رمضانی[22] و همکاران در سال 2008، تاریخچهی پوشش گیاهی جنگلهای هیرکانی مرکزی را مورد بررسی قرار دادهاند [63]. سیادتی و مرادی در سال 1389 [64، 3] در پایان نامه ی کارشناسی ارشد خود و همچنین سیادتی[23] و همکاران در سال 2010 [9]، تغییرات فلوریستیکی را در طول شیب ارتفاعی در منطقه جنگلی خیرود بررسی کردند.
[1] Sabeti & Hejazi
[2] Djazirei
[3] Tregubov
[4] Tregubov & Mobayen
[5] Zohary
[6] Dorostkar
[7] Dorostkar & Noirfalise
[8] Assadollahi
[9] Mossadegh
[10] Rastin
[11] Frey
[12] Frey & Probst
[13] Akhani
[14] Akhani & Ziegler
[15] Klein
[16] Nazarian
[17] Ghahreman
[18] Daneshvar
[19] Hamzehꞌee
[20] Jafari & Akhani
[21] Naqinezhad
[22] Ramezani
[23] Siadati
Phytosociology
Floristic
Chorology
Plant association
Homboldt
Clements
Organismic Concept
[8] Physiognomic
[9] Reclamation
[10] Association
[11] Alliance
[12] Order
[13] Class
[14] Poore
[15] Pawlowski
[16] Becking
[17] Shimwell
[18] Muller-Dombois
[19] Elenberg
[20] Van der Marel
نفت که در زبان انگلیسی Petroleum نامیده میشود، از دو کلمهPetra و Oleumکه در زبان یونانی به معنی سنگ روغن و یک نوع روغن میباشد، تشکیل شده است که در زبان فارسی معادل مناسبی ندارد. نفت و سایر مواد سوختنی هیدروکربنی به صورتی که ما امروزه آن را میشناسیم، در مخازنی در اعماق زمین وجود دارند. نفت به عنوان یک منبع انرژی در جهان محسوب می شود و با وجود منابع انرژی دیگر هنوز هم منبع انرژی غالب و در دسترس و قابل اطمینان جایگزین آن نشده است(9).
پترولیوم می تواند به صورت فازهای مختلف، از جمله فاز گازی نظیر گاز طبیعی (Natural Gas )، فاز مایع نظیر نفت خام ( Crude Oil ) و فاز جامد مثل قیر ( Asphaltene ) در خلل و فرج و شکستگی های سنگ تجمع می یابد. مهمترین منبع هیدروکربن ها، نفت خام است. نفت خام شامل مقدار کمی ترکیبات آلی اکسیژن دار، نیتروژن دار و گوگردی و نیز فلزاتی است که به طور شیمیایی به مولکول های آلی متصلند. انباشته شدن مواد هیدروکربنی در زیر سطح زمین در سنگ هایی صورت می گیرد که توانایی نگه داری و انتقال سیالات را داشته باشند. معمولا نفت خام زیر پوششی از سنگ های غیر قابل نفوذ در محفظه های سنگ های متخلخل به نام مخازن یا (rReservoi) که منحصرا در حوضچه های رسوبی قرار دارند، محبوس است (10).
تجمع مواد هیدروکربنی به صورت اقتصادی در سنگ مخزن منوط به وجود عوامل متعددی است. به طور کلی وجود پنج عامل برای تجمع اقتصادی نفت و گاز لازم و ضروری است، این پنج عامل عبارتند از :
1-سنگ منشأ بالغ (Mature Source Rock) که تولید هیدروکربن کرده باشد.
2-سنگ مخزن ( Resevoir Rock) که بتواند هیدروکربن را در داخل خود جای دهد.
3-مهاجرت هیدروکربن بین سنگ منشأ و سنگ مخزن ( Migration Pathway) عملی باشد.
4-پوش سنگ (Cap Rock ) از خروج نفت از داخل سنگ مخزن جلوگیری می کند.
5-تله نفتی ( Oil Trap) که در آن نفت به صورت تراوش های سطحی شناخته شده و مورد استفاده بوده اند(9).
اکتشافات نفت یک دانش بسیار قدیمی و کاربردی است که با جمع آوری قیر از تراوش های طبیعی سطحی به قلمرو علم وارد شد. در آن زمان ها از نفت برای مقاصد پزشکی، گرمایی و همچنین مصارف عایق کاری استفاده می شد.
این مواد در ابتدای کشف به صورت منبع بسیار مهم انرژی تلقی شدند، لیکن با پیشرفت علم و تکنولوژی مدرن، خواص دیگر آنها نیز مورد توجه قرار گرفت و شاید امروز بتوان گفت که ارزش مشتقات پتروشیمی بسیار حایز اهمیت میباشند، زیرا منابع سوختی دیگری وجود دارند که از آنها به عنوان منبع انرژی می توان استفاده نمود، حال آنکه نفت میزان محدودی داشته و چنانچه به اتمام برسد، تهیه مشتقات مهم آن نیز منتفی خواهد شد. لذا تولید صحیح و برنامه ریزی های دقیق در صنعت، نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند و با مرور زمان به صورت رکن اساسی این صنعت تلقی می گردند (9).
2-1- پیدایش نفت
در مورد منشأ و پیدایش نفت نظریه های مختلفی وجود دارد که عبارتند از:
1-2-1- نظریه منشأ معدنی
نظریه معدنی نفت که در ابتدای قرن بیستم به وسیله اکثر شیمی دان ها و زمین شناسان مورد قبول واقع شده بود در حال حاضر فقط جنبه تاریخی دارد.
در 1901، Sanderens, Sabatier, استیلن را دمای 200-300 درجه سانتی گراد در حضور کاتالیزورهای نیکل و آهن احیاء شده، هیدروژن دار کردند و میزان زیادی از هیدروکربن های موجود در نفت خام به دست آوردند. با آنکه نظریه معدنی بودن منشأ نفت در ابتدا به سهولت پذیرفته شده بود طولی نکشید که با ایرادهای زیادی مواجه گشت که منجر به کنار گذاشتن آن شد.
2-2-1- نظریه منشأ آلی نفت
امروزه می توان گفت که نظریه منشاء آلی برای نفت خام نسبت به هر نظریه دیگری قابل قبول تر است. نفت خام معمولا در لایه های رسوبی یافت می شود و همواره مقدار زیادی مواد آلی در این لایه ها وجود دارند.
بقایای این مواد اعم از گیاهی و یا حیوانی محتوی مقدار زیادی کربن و هیدروژن هستند که سازنده اصلی نفت خام می باشند.
به نظر می رسد موجودات بسیار کوچک و بی شماری که در دریاها، دریاچه ها و مرداب ها زندگی می کنند و پلانکتون نامیده می شوند، منشاء مواد آلی مولد نفت باشند. توزیع پلانکتون ها در سطح دریاها یکنواخت نیست. این موجودات در قسمت بالای آب دریاها ( عمق 50 تا 100 متری ) که اشعه خورشید نفوذ می کند و نیز در مجاورت سواحل متمرکزاند. تولید مثل این موجودات بسیار زیاد است و پس از نابودی در کف دریاهارسوب کرده، قسمت اعظم مواد آلی را تشکیل می دهند که بعدا با رسوب های مختلف مخلوط می شوند، همچنین آب رودخانه هایی که به دریا می ریزند حاوی مقداری مواد هیومیک است که ترکیباتشان نزدیک به هیدروکربن می باشد (11).
:
با توجه به شیوع روز افزون انواع سرطان به عنوان یکی از مهمترین بیماری های تهدید کنندۀ سلامت انسان، دستیابی به روش های موثرتر در درمان سرطان به ویژه انتخاب ترکیبات دارویی با عوارض جانبی کمتر بیش از گذشته مورد توجه محققین قرار گرفته است.
آنزیم ال-آسپاراژیناز به صورت اختصاصی اسیدآمینه ال-آسپاراژین را به ال-آسپارتات و آمونیاک کاتالیز کرده و نقش مهمی را در متابولیسم همه ارگانیسم های زنده و نیز در داروشناسی بازی می کند(2). دو نوع ترکیب از ال-آسپاراژیناز وجود دارد : ال-آسپاراژیناز l، یک آنزیمconstitutive داخلی، و ال-آسپاراژیناز ll، یک آنزیم خارجی می باشد. این دو آنزیم از لحاظ بیوشیمیایی و ساختار ژنتیکی متفاوتند. ال-آسپاراژیناز ll به صورت گسترده در سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی وجود دارد و بیش از پنج دهه مورد مطالعه فراوان قرار گرفته است(66). این آنزیم از منابع گوناگون مانند سلول های گیاهی و حیوانی، قارچ ها، مخمرها و باکتری ها جدا شده است(61).
ال-آسپاراژینازll یک عامل شیمی درمانی مهم می باشد که برای درمان نوعی از اختلالات لنفوپرولیفراتیو و لنفوما، به ویژه لوکمی لنفوبلاستیک حاد یا ALL[1] بکار برده می شود. این آنزیم بخش اصلی ترکیب پروتوکل های شیمی درمانی است که در درمان ALL اطفال به مدت تقریباً 30 سال استفاده می شود (6،5،4،3،2،1). بر این اساس، همچنین این آنزیم در جدیدترین رژیم های درمانی چند عاملی برای ALL بالغین قرار دارد (8،7). ال-آسپاراژیناز به عنوان یک دارو، اثربخشی خود را در درمان و مراحل بعدی استراتژی های مختلف شیمی درمانی اثبات کرده است. بزرگ ترین محدودیت استفاده از ال-آسپاراژیناز حساسیت شدید بالینی در دز اثر بخشی است، که در 78-3 درصد بیماران تحت درمان با فرم های اصلاح نشده آنزیم ظاهر می شود (11،10،9،3). با گذشت بیش از 10 سال به نظر می رسد پگ-ال-آسپاراژیناز به عنوان یک ترکیب جانشین برای ال-آسپاراژیناز ، مشکلات ناشی از انواع ترکیبات طبیعی را اصلاح کرده است (13،12). در این تحقیق سعی بر این شد تا با ایجاد جهش در باکتریKIAU E. coli ، ارزیابی میزان تولید آنزیم ال-آسپاراژینازll در سویه جهش یافته، و دستیابی به ترتیب توالی جدید در ژن این آنزیم و کلون کردن آن، بتوان ال-آسپاراژینازی استخراج کرد که از نظر فعالیت ویژه و اختصاصیت در سطح بالاتری نسبت به نوع استاندارد قرار داشته باشد. همچنین با تاثیر این پروتئین آنزیمی بر رده سلولی سرطانی و ارزیابی فعالیت و درصد کشندگی آن بر این سلول ها، بتوان به آنزیم ال-آسپاراژیناز موثرتر، با کارایی بالا و عوارض جانبی کمتر دست یافت.
فصل اول: کلیات
1-1- پیشینه تاریخی
نظریه اولیه که به منظور گسترش ال-آسپاراژیناز به عنوان یک عامل بالقوه آنتی نئوپلاستیک ثابت شد بسیار با اهمیت بوده و توسط Clementi در سال 1922 طرح شد(20). وی آشکار ساخت که فعالیت بالای ال-آسپاراژیناز در سرم خوکچه هندی دیده می شود. فعالیت بالای ال-آسپاراژیناز فقط در سرم خوکچه هندی مشاهده می شد، درحالیکه در سایر pestanداران این آنزیم یافت نمی شد. در سال 1953، Kidd عود لنفوماهای پیوندی در موش ها و رت ها را با خوکچه هندی مقایسه کرد و شرح داد(39). این فعالیت سایتوتوکسیک در سرم اسب یا خرگوش وجود نداشت. Neuman و McCoy در سال 1956 این نظریه ها را گسترش دادند(45). آنها ثابت کردند که رشد لاین سلولی که از کارسینوسارکومای Walker مشتق شده مستلزم ال-آسپاراژین است. Haley در سال 1961 با بهره گرفتن از لاین سلولی مربوط به لوکمی موش نتایج مشابهی بدست آورد (29). و بالاخره Broome بود که در سال 1961 درحالیکه در آزمایشگاه Kidd کار می کرد ، یافته های Kidd مربوط به مهار رشد را با اولین نظریه که توسط Clementi ارائه شد مقایسه کرد و با موفقیت نتیجه گرفت که فعالیت آنتی لنفوما در سرم های خوکچه های هندی ناشی از ال-آسپاراژیناز موجود در سرم این حیوان می باشد (12). تحقیقات بیشتر این شخص خصوصیت نهفته درمانی این آنزیم را تایید کرد (12،11). Yellin وWriston در سال 1966، موفق به خالص سازی جزئی دو ایزوفرم ال-
آسپاراژیناز از سرم خوکچه هندی شدند (63). بطور قابل توجه ، فقط یک ایزوفرم در شرایط in vivo فعالیت آنتی لنفوما را آشکار می ساخت (64،63) .
از آنجاییکه استخراج این آنزیم به مقادیر کافی از سرم خوکچه هندی مشکل بود ، سایر منابع نظیر میکروبها بررسی شدند. Mashburn و Wriston ، در سال 1964 و Campbell و Mashburn در سال 1969 از خالص سازی ال-آسپاراژیناز E. coli خبر دادند، و ثابت کردند که فعالیت تومورکشی آن شبیه به نوع سرمی خوکچه هندی می باشد(64،15). این یافته ها پایه عملی تولید آنزیم با مقادیر زیاد را برای تحقیقات بالینی و پیش بالینی فراهم کرد(17،16،15) . Oettgen در سال 1967 اولین کسی بود که تأثیر ال-آسپاراژیناز در انسان های مبتلا به لوکمی را نشان داد (46). بطور همزمان بررسی مهم دیگری توسط Old انجام شد که فعالیت آنتی توموری این آنزیم را در شرایط in vivo در یک مدل سگی مبتلا به لنفوسارکوما اثبات می کرد(47).
درمان با بهره گرفتن از پروتئین ها در انسان ها محدودیت دارد زیرا منجر به ایمنی زایی دارو می شود که مشکلی اساسی می باشد. واکنش های حساسیت شدید نسبت به ال-آسپاراژیناز E. coli بطور متوسط عمومیت دارد. یک بررسی هم زمان بر روی ال-آسپاراژیناز E. coli و Erwinia carotovora فقدان واکنش تقاطعی را نشان می دهد (24). هرچند هردو آنزیم به میزان زیادی سبب تحریک سیستم ایمنی می گردند. تلاش ها در این زمینه موجب کاهش ایمنی زایی این دارو ها شده است و این در حالیست که فعالیت آنزیمی آن حفظ شده است. مشخص شده است اتصال این آنزیم به پلی اتیلن گلایکل یا PEG[1] به عنوان یک پردازش، واکنش های ایمنی زایی این دارو را از بین می برد بدون آنکه در ویژگی آنتی نئوپلاستیک آن تغییر ایجاد کند(27). این ترکیب اصلاح شده دارو در مدل های حیوانی باعث کاهش تشکیل آنتی بادی در مقایسه با ترکیب بومی آن می شود، و بطور محسوس مدت اثرش را طولانی می کند(57،27). در سال های اخیر، استفاده از ال-آسپاراژیناز در درمان لوکمی و سایر اختلالات لنفوپرولیفراتیو بطور وسیع افزایش یافته است. در اوایل از آن تنها برای بهبود بیماران مبتلا به ALL استفاده می شد (36،35،34،33،32،31،30،2،1)؛ اما پس از تحقیقات اخیر به منظور تقویت درمان بدخیمی های لنفوئید، عملکرد این آنزیم را به مدت 30-20 هفته تجویز می گردد(57) . به این دلایل است که ال-آسپاراژیناز به عنوان یک جزء ضروری در روش های نوین شیمی درمانی چند دارویی قرار گرفته است.
2-1- آماده سازی ال-آسپاراژیناز قابل استفاده برای درمان
تحقیقات اولیه با نتایج مثبت با بهره گرفتن از ال-آسپاراژیناز خوکچه هندی انجام شد، اما ثابت شد که آماده سازی حجم انبوه از این آنزیم میسر نمی باشد. اگرچه ال-آسپاراژیناز در گونه های مختلف گیاهی و حیوانی یافت شده است، اما به دلیل روش سخت استخراج این آنزیم، سایر منابع نظیر میکروارگانیزم ها نیز بررسی شدند. میکروارگانیزم ها ثابت کردند که برای تولید این آنزیم منابعی مؤثرتر و ارزان تر هستند. سهولت کشت آنها به تولید فراوان این آنزیم کمک می کند. دامنه وسیعی از میکروب ها شامل باکتری ها ، قارچ ها ، مخمرها ، اکتینومایست ها و جلبک ها از نظر تولید این آنزیم مؤثرترند، اما خصوصیات آنزیمی از ارگانیسمی به ارگانیسم دیگر تغییر می کند ( جدول 1 ). برای تولید مقادیر بالای این آنزیم فقط از دو گونه باکتری استفاده می شود 1-. E. coli و2- Erwinia caratovora . مشخص شده که در بین تنوع وسیع آنزیم های مشابه با فعالیت آنتی توموری شناخته شده، آنزیم این دو منبع سمیت کمتری دارد (24،8،7،6،5،4،3،2،1) .
امروزه، ال-آسپاراژیناز مورد استفاده در بیمارستان با سه نوع ترکیب در دسترس می باشد: دو فرم تغییر نیافته یا فرم های طبیعی، خالص شده از منابع باکتریایی، و یک فرم اصلاح شده از یکی از ترکیبات طبیعی. ترکیبات طبیعی E. coli (از نظر تجاری توسط Merck & Co به عنوان Elsperعرضه می شود)، و Erwinia caratovora (قابل استفاده به عنوان ال-آسپاراژیناز Erwinia از Ogden Bioservices Pharmaceutical Repository در ایالات متحده) می باشند. محصول Erwinia از نظر تجاری در کانادا و اروپا به عنوان ارویناز[1] در دسترس است، که توسط Porton عرضه می شود.
هردو ترکیب طبیعی از نظر استفاده برای درمان بیماران ردیف اول و دچار عود بیماری، تأیید شدند. در اروپا، دو ترکیب از ال-آسپاراژیناز E. coli با تفاوت مختصر در خصوصیات فارماکوکنتیک، بنام های کراسنیتین و ال-آسپاراژینازMedac در دسترس می باشد (11) . این آنزیم ها به عنوان یک دارو از دو منبع، مکانیزم عمل و سمیت یکسانی دارند، اگرچه خصوصیات فارماکوکنتیک آن دو متفاوت است، و بیمارانی که دارای حساسیت شدید به یکی از دو ترکیب هستند اغلب می توانند ال-آسپاراژیناز دیگر را استفاده کنند بدون اینکه با عامل دوم آلرژی ایجاد شود.
سومین ترکیب، پگ-ال-آسپاراژیناز[1] ( نام غیر اختصاصیpegasparaginase )، یک ترکیب از آنزیم می باشد که بطور شیمیایی تغییر داده شده است. درواقع ال-آسپاراژیناز بومی E. coli به صورت کووالانسی به PEG متصل می شود. پگ-ال-آسپاراژیناز، که اکنون به عنوان pegasparaginase یا pegasparagase ارجاء داده می شود، در سال های 1970 و 1980 گسترش یافته و در 1980 تحت کنترل آزمایشات بالینی قرار گرفته بود. Pegasparaginase ( در دسترس به صورت تجاری توسط Rhone Poulenc Rorer به عنوان Oncaspar ) توسط وزارتخانه غذا و دارو تأیید شد تا در ترکیب شیمی درمانی به منظور درمان بیماران ALL ، کسانی که به ترکیب طبیعی ال-آسپاراژیناز E. coli حساسیت شدید دارند، قرار گیرد.
[1] PEG-L-asparaginase
[1] Erwinase
[1] Poly ethylene glycol
[1] Acute lymphoblastic leukemia