العوالق

Microplankton

The coccolithophoreEmiliania huxleyi (μm = thousandth of one mm)

Algae bloom of Emiliania huxleyi off the southern coast of England

Plankton is mostly made up of planktonic microorganisms less than one millimetre across, most visible only through a microscope. Microorganisms have been variously estimated to make up about 70%,^[11] or about 90%,^[12][13] of the total ocean biomass. Taken together they form the marine microbiome. Over billions of years this microbiome has evolved many life styles and adaptations and come to participate in the global cycling of almost all chemical elements.^[14]

Microplankton are ecological linchpins in the marine food web. They are crucial to nutrient recycling in the way they act as decomposers. They are also responsible for nearly all photosynthesis that occurs in the ocean, as well as the cycling of carbon, nitrogen, phosphorus and other nutrients and trace elements.^[15] Microplankton sequesters large amounts of carbon and produce much of the world's oxygen.

It is estimated marine viruses kill 20% of ocean microplankton biomass every day. Viruses are the main agents responsible for the rapid destruction of harmful algal blooms which often kill other marine life. The number of viruses in the plankton decreases further offshore and deeper into the water, where there are fewer host organisms.

صاغ عالم الأحياء البحرية الألماني فيكتور هينسن مصطلح "العوالق" عام 1887، وهو اختصار لكلمة "العوالق الملحية " المشتقة من الكلمتين اليونانيتين ἅλς ( هالس) بمعنى "بحر" و πλανάομαι ( بلانوماي ) بمعنى "الانجراف" أو "التجوال". ^{[ 17 ] : 1 [ 18 ]} تتميز بعض أنواع العوالق بقدرتها على الحركة الرأسية المستقلة، حيث يمكنها السباحة لمئات الأمتار عموديًا في يوم واحد (وهو سلوك يُعرف بالهجرة الرأسية اليومية ). مع ذلك، يتحدد موقعها الأفقي بشكل أساسي بحركة المياه المحيطة، لذا عادةً ما تتحرك العوالق مع تيارات المحيط . وهذا على عكس الكائنات السابحة ، مثل الأسماك والحبار والثدييات البحرية ، التي تستطيع السباحة عكس التيار المحيط والتحكم في موقعها في البيئة .

يُطلق على دراسة العوالق اسم علم العوالق، ويُشار إلى الكائن العوالقي باسم العوالق. ^{[ 19 ]} تُستخدم صفة "عوالق" على نطاق واسع في الأدبيات العلمية والشعبية، وهي مصطلح مقبول عمومًا. مع ذلك، من وجهة نظر قواعد اللغة المعيارية، تُعدّ صفة "عوالق" الأقل شيوعًا هي الأصح. عند اشتقاق الكلمات الإنجليزية من أصولها اليونانية أو اللاتينية، تُحذف عادةً اللاحقة المُحددة للجنس (في هذه الحالة، "-on" التي تُشير إلى أن الكلمة محايدة)، ويُستخدم جذر الكلمة فقط في الاشتقاق. ^{[ 20 ]}

العوالق الهوائية كائنات حية دقيقة تطفو وتنجرف في الهواء، تحملها تيارات الرياح ؛ وهي النظير الجوي للعوالق البحرية. معظم الكائنات الحية التي تُكوّن العوالق الهوائية صغيرة جدًا، بل مجهرية، ويصعب تحديد العديد منها لصغر حجمها. يستطيع العلماء جمعها للدراسة باستخدام مصائد وشباك مسح من الطائرات أو الطائرات الورقية أو البالونات. [21] تتكون العوالق الهوائية من العديد من الميكروبات ، ^{بما في ذلك} الفيروسات ، ونحو 1000 نوع مختلف من البكتيريا ، وحوالي 40000 نوع من الفطريات ، ومئات الأنواع من الطلائعيات والطحالب والحزازيات التي تقضي جزءًا من دورة حياتها كعوالق هوائية، غالبًا على شكل أبواغ وحبوب لقاح وبذور تنثرها الرياح . بالإضافة إلى ذلك، تحمل العواصف الترابية الأرضية الكائنات الدقيقة المتنقلة في الهواء، كما تُقذف كميات أكبر من الكائنات الدقيقة البحرية المحمولة جوًا إلى طبقات الجو العليا بفعل رذاذ البحر. يُرسب العوالق الهوائية مئات الملايين من الفيروسات المحمولة جوًا وعشرات الملايين من البكتيريا يوميًا على كل متر مربع حول العالم. وهذا يعني أنه يمكن العثور على مزيج مماثل من أنواع العوالق المجهرية في المسطحات المائية المفتوحة حول العالم. ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

تحتوي الطبقة السطحية الدقيقة للبحر ، مقارنةً بالمياه تحت السطحية، على تركيز عالٍ من البكتيريا والفيروسات . ^{[ 25 ] [ 26 ]} يمكن أن تنتقل هذه المواد من سطح البحر إلى الغلاف الجوي على شكل رذاذ مائي بفعل الرياح ، وذلك بسبب ارتفاع ضغط بخارها وعملية تُعرف بالتبخر . ^{[ 27 ]} عندما تكون محمولة جوًا، يمكن أن تنتقل هذه الميكروبات لمسافات طويلة إلى المناطق الساحلية. وإذا وصلت إلى اليابسة، فقد تؤثر على صحة الحيوانات والنباتات والإنسان. ^{[ 28 ]} يمكن أن ينتقل الرذاذ البحري الذي يحتوي على الفيروسات لمئات الكيلومترات من مصدره، ويبقى في حالة سائلة طالما كانت الرطوبة عالية بما يكفي (أكثر من 70%). ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]} يستطيع هذا الرذاذ البقاء معلقًا في الغلاف الجوي لمدة 31 يومًا تقريبًا. ^{[ 32 ]} تشير الأدلة إلى أن البكتيريا يمكن أن تظل حية بعد انتقالها إلى الداخل عبر الرذاذ. وصل بعضها إلى مسافة 200 متر على ارتفاع 30 مترًا فوق مستوى سطح البحر. ^{[ 33 ]} وتؤدي عملية نقل هذه المواد إلى الغلاف الجوي إلى زيادة تركيز البكتيريا والفيروسات فيها مقارنةً بالطبقة السطحية أو المياه الجوفية (بنسبة تصل إلى ثلاثة أضعاف في بعض المواقع). ^{[ 33 ]}

العوالق المائية العذبة توازي العوالق البحرية (أدناه)، ولكنها توجد في المياه العذبة للبحيرات والأنهار في المناطق الداخلية.

تعيش العديد من الحيوانات في البيئات الأرضية مزدهرةً في مسطحات مائية ورطبة عابرة، غالباً ما تكون مجهرية. تشمل هذه الحيوانات الدوارات والديدان المعدية التي تضع بيضاً مقاوماً قادراً على البقاء لسنوات في البيئات الجافة، وبعضها قادر على الدخول في حالة سكون. عادةً ما تكون الديدان الأسطوانية مجهرية الحجم وتعتمد على نمط الحياة هذا. أما دببة الماء، فرغم أن أعمارها لا تتجاوز بضعة أشهر، إلا أنها معروفة بقدرتها على الدخول في حالة سبات عميق خلال الظروف الجافة أو القاسية والبقاء على قيد الحياة لعقود. وهذا ما يسمح لها بالانتشار في البيئات الأرضية على الرغم من حاجتها للماء للنمو والتكاثر. ومن المعروف أيضاً أن العديد من مجموعات القشريات المجهرية، مثل مجدافيات الأرجل والبرمائيات (التي ينتمي إليها جراد الرمل ) وروبيان البذور، تدخل في حالة سكون عند الجفاف وتعيش في مسطحات مائية عابرة ^{[ 34 ]} .

يشمل العوالق البحرية الطلائعيات البحرية ( الطحالب والبروتوزوا )، والحيوانات العائمة والمنجرفة (وخاصة الحيوانات الدقيقة )، والكائنات بدائية النواة البحرية (البكتيريا والعتائق)، والفيروسات البحرية التي تعيش في المياه المالحة للمحيطات والمياه قليلة الملوحة للمصبات.

في أعماق المحيط

في عام 2025، اكتشف باحثون مجتمعات ميكروبية تعيش في الحزام الناقل للمحيطات ، حتى في أعماق سحيقة. ^{[ 43 ] [ 44 ]} تتولد تيارات المحيطات بفعل الرياح السطحية والعواصف حتى عمق 500 متر (1600 قدم) تقريبًا تحت السطح. لكن متوسط ​​عمق المحيطات يصل إلى 3.7 كيلومتر (2.3 ميل) . ^{[ 45 ]} في هذه الأعماق، تتحرك التيارات بفعل اختلافات كثافة المياه، والتي بدورها تتأثر باختلافات درجة حرارة المياه وملوحتها. ينتج عن هذه الآلية دوران يشبه الحزام الناقل، ينقل المياه والكائنات الدقيقة إلى أعماق سحيقة وحول العالم. ^{[ 43 ]}    

أُخذت عينات مياه على امتداد كامل عمق عمود الماء في جنوب المحيط الهادئ، من جزيرة إيستر إلى القارة القطبية الجنوبية. ووجد الباحثون زيادات ملحوظة في التنوع الميكروبي على عمق حوالي 300 متر (1000 قدم) ، في طبقة أطلقوا عليها اسم " طبقة التدرج الميكروبي بدائيات النوى" . تمثل هذه المنطقة، المشابهة لطبقة التدرج الكثافي ، تحولًا من مياه سطحية أقل تنوعًا إلى أنظمة بيئية ميكروبية وفيرة في أعماق المحيط. فعلى سبيل المثال، تحتوي مجموعة أطلقوا عليها اسم " مياه قاع القطب الجنوبي" على ميكروبات متأقلمة مع البرودة والضغط العالي، بينما تحتوي مجموعة أخرى أطلقوا عليها اسم " مجموعة المياه القديمة" ، الموجودة في مياه بطيئة الدوران معزولة عن السطح لأكثر من ألف عام، على ميكروبات ذات جينات متأقلمة مع نقص الأكسجين. ^{[ 43 ] [ 44 ]}  

العوالق النباتية (من الكلمة اليونانية phyton ، أو نبات) هي طحالب بدائية النواة أو حقيقية النواة ذاتية التغذية تعيش بالقرب من سطح الماء حيث يتوفر ضوء كافٍ لدعم عملية التمثيل الضوئي . ومن بين أهم مجموعاتها الدياتومات ، والبكتيريا الزرقاء ، والسوطيات الدوارة ، والكوكوليثوفورات .

• يشكل العوالق النباتية إلى حد كبير قاعدة الشبكة الغذائية البحرية
• 
  تُعد الدياتومات من أكثر أنواع العوالق النباتية شيوعاً
• 
  هيكل دياتوم أحفوري يعود تاريخه إلى ما بين 32 و 40 مليون سنة
• 
  نوع من البكتيريا الزرقاء ( Cylindrospermum sp)
• 
  الطحالب الخضراء، بيراميموناس

العوالق الحيوانية (من اليونانية zoon ، أي حيوان) هي كائنات أولية أو حيوانات متعددة الخلايا صغيرة الحجم (مثل القشريات وغيرها من الحيوانات ) تتغذى على العوالق الأخرى. وتشمل هذه المجموعة بعض بيوض ويرقات الحيوانات السابحة الأكبر حجماً، مثل الأسماك والقشريات والديدان الحلقية .

• تميل العوالق الأكبر حجماً إلى أن تكون عوالق حيوانية تتغذى على العوالق النباتية الأصغر حجماً.
• 
  يرقة سمكة الرنجة مصورة مع بقايا صفار البيض والأمعاء الطويلة الظاهرة في الحيوان الشفاف
• 
  يرقات سمك الجليد من القارة القطبية الجنوبية لا تحتوي على الهيموجلوبين
• 
  مجدافيات الأرجل من القارة القطبية الجنوبية، وهي حيوانات مجهرية بيضاوية شفافة ذات قرنين استشعار طويلين.
• 
  يرقة الكريل من العوالق الحيوانية، بينما البالغ (كما هو موضح) من العوالق السابحة

تتميز العوالق المختلطة (من الكلمة اليونانية mixis ، أي خليط) باستراتيجية غذائية مختلطة. وفي السنوات الأخيرة، ازداد الإدراك بأن غالبية العوالق ربما تستطيع العمل بالنمطين المذكورين أعلاه.

تقليديًا، كان يُقسّم العوالق إلى مجموعتين غذائيتين رئيسيتين فقط: العوالق النباتية التي تُصنّع غذاءها بنفسها، عادةً عن طريق عملية التمثيل الضوئي، والعوالق الحيوانية التي تتغذى على العوالق الأخرى. في السنوات الأخيرة، ازداد الوعي بأن العديد من العوالق، وربما أكثر من نصفها، مختلطة التغذية . ^{[ 65 ]} لطالما صُنّفت العوالق إلى مجموعات منتجة ومستهلكة ومُعيدَة تدوير، لكن بعض العوالق قادرة على الاستفادة من أكثر من مستوى غذائي واحد. تعني هذه الاستراتيجية الغذائية المختلطة أن العوالق المختلطة يمكنها أن تعمل كمنتجة ومستهلكة في آنٍ واحد، إما في الوقت نفسه أو بالتبديل بين أنماط التغذية استجابةً للظروف المحيطة. وبهذه الطريقة، تستطيع العوالق المختلطة استخدام عملية التمثيل الضوئي للنمو عندما تكون العناصر الغذائية والضوء متوفرة بكثرة، ولكنها تتحول إلى التغذي على العوالق النباتية أو الحيوانية أو بعضها البعض عندما تكون ظروف النمو سيئة.

نتيجةً لهذه النتائج، لم يعد يُصنَّف العديد من العوالق وحيدة الخلية ، التي كانت تُصنَّف سابقًا ضمن العوالق النباتية، بما في ذلك الكوكوليثوفورات والدينوفلاجيلات ، ضمن العوالق النباتية بشكلٍ حصري، لأنها لا تُنتج غذاءها بنفسها عن طريق التغذية الضوئية فحسب ، بل يمكنها أيضًا ابتلاع كائنات حية أخرى. ^{[ 66 ]} ويُطلق على هذه الكائنات الآن اسم العوالق المختلطة بشكلٍ أدق. ^{[ 63 ]} ولهذا التصنيف آثارٌ مهمة على كيفية فهم آلية عمل الشبكة الغذائية للعوالق. ^{[ 67 ]}

• يمكن أن يتصرف العوالق المختلطة كعوالق نباتية وعوالق حيوانية على حد سواء.
• 
  كائن هدبي وحيد الخلية يعيش داخله بواسطة طحالب زوكلوريلا خضراء في علاقة تكافلية داخلية
• 
  يوجلينا متابيليس ، سوط يقوم بعملية التمثيل الضوئي
• 
  تُسبب الدياتومات المختلطة التغذية كارينيا بريفيس ظاهرة المد الأحمر الضارة
• 
  تستضيف الشعاعيات الأكانثارية كائنات متكافلة من نوع Phaeocystis .
• 
  رغوة طحالب الفايوسيستيس البيضاء التي تجرفها الأمواج إلى الشاطئ

يمكن تقسيم الكائنات المختلطة التغذية إلى مجموعتين: الكائنات المختلطة التغذية التكوينية ، القادرة على القيام بعملية التمثيل الضوئي بنفسها، والكائنات المختلطة التغذية غير التكوينية، التي تستخدم البلعمة لابتلاع الفرائس الضوئية، إما التي تبقى حية داخل الخلية المضيفة، مستفيدةً من عملية التمثيل الضوئي، أو التي تُهضم، باستثناء البلاستيدات التي تستمر في القيام بعملية التمثيل الضوئي ( البلاستيدات التكاثرية ). ^{[ 68 ]} يتزايد الاعتراف بأهمية التغذية المختلطة كاستراتيجية بيئية، ^{[ 69 ]} فضلاً عن الدور الأوسع الذي قد تلعبه في الكيمياء الحيوية البحرية . ^{[ 70 ]} أظهرت الدراسات أن العوالق المختلطة أكثر أهمية بكثير للبيئة البحرية مما كان يُعتقد سابقًا. ^{[ 71 ] [ 72 ]} يعمل وجودها كحاجز يمنع انهيار النظم البيئية خلال فترات نقص الضوء أو انعدامه. ^{[ 73 ]} للعوالق المختلطة أصول قديمة، وقد عرفها العلماء لأكثر من قرن. ومع ذلك، لم تكتسب الأهمية الواسعة النطاق للعوالق المختلطة اعترافاً في العلوم البحرية السائدة إلا في السنوات الأخيرة. ^{[ 74 ]}

بدلاً من بناء الكتلة الحيوية مباشرة، تقوم الكائنات المحللة بتفكيك العناصر الغذائية العضوية إلى أشكال غير عضوية يمكن إعادة تدويرها (وهو نهج قد يكون مكلفًا من الناحية الأيضية). ^{[ 64 ]}

الفطريات: في الغالب عوالق فطرية دقيقة ( فطريات مجهرية )، أو خميرة ، أو أبواغ متحركة ، يمكنها إعادة تدوير المواد العضوية من خلال عملية تسمى الحلقة الفطرية والتي تتضمن العوالق الطفيلية. ^{[ 64 ]}

البكتيريا/العتائق: تُعرف غالبًا باسم العوالق البكتيرية . هذه الكائنات بدائية النواة الدقيقة (عادةً أقل من 0.001 مم) تُعيد العناصر الغذائية العضوية إلى أشكال غير عضوية عن طريق تحليل المواد العضوية الجزيئية والمذابة من خلال عملية تُسمى الحلقة الميكروبية . ^{[ 75 ]} تُعيد هذه العملية تدوير العناصر الغذائية، مثل النيتروجين والفوسفور، إلى الماء لتستخدمها الكائنات المنتجة الأولية مثل العوالق النباتية مرة أخرى. بعضها يُحوّل الأمونيوم الموجود في مخلفات الحيوانات إلى نترات، بينما يُحوّل البعض الآخر النترات إلى غاز النيتروجين. من المُرجّح أن تُدمّر العدوى الفيروسية الكثير منها، بينما يُفترس البعض الآخر من قِبل العوالق الحيوانية الأولية والعوالق المختلطة، التي تستخدم عناصرها الغذائية في عملية التمثيل الضوئي. مع ذلك، فإن تفاصيل بيئتها مُعقّدة، وليس من الواضح ما الذي يُبقيها على قيد الحياة. ^{[ 64 ]}

الفيروسات: أصغر من البكتيريا بعشرة إلى مئة مرة، وهي أيضاً الأكثر وفرة (حوالي 100 مليار فيروس في اللتر الواحد)، تصيب الفيروسات العوالق الأخرى والكائنات الحية الأكبر حجماً. يُعتقد أنها توقف بفعالية تكاثر العوالق الهائل في غضون أيام، عن طريق تحويل الكتلة الحيوية إلى مواد عضوية ذائبة تدعم نمو البكتيريا من خلال عملية تُسمى التحويلة الفيروسية . ^{[ 76 ]} ونظراً لتخصصها في عائل محدد، فمن المرجح أيضاً أنها تؤثر على مضخات الكربون البيولوجية والميكروبية . ^{[ 64 ]}

العوالق الحيوانية الهلامية حيوانات هشة تعيش في عمود الماء في المحيط. أجسامها الرقيقة خالية من الأجزاء الصلبة، مما يجعلها عرضة للتلف أو التدمير بسهولة. ^{[ 78 ]} غالبًا ما تكون العوالق الحيوانية الهلامية شفافة. ^{[ 79 ]} جميع قناديل البحر هي عوالق حيوانية هلامية، ولكن ليس كل العوالق الحيوانية الهلامية قناديل بحر. تشمل الكائنات الأكثر شيوعًا في المياه الساحلية المشطيات ، والقناديل البحرية ، والسالبيات ، وشعيرات الفك . مع ذلك، تحتوي جميع الشعب البحرية تقريبًا، بما في ذلك الديدان الحلقية ، والرخويات، والمفصليات ، على أنواع هلامية، لكن العديد من هذه الأنواع النادرة تعيش في المحيط المفتوح وأعماق البحار، وهي أقل وضوحًا للمراقب العادي للمحيطات. ^{[ 80 ]}

العوالق السمكية هي بيوض ويرقات الأسماك. وتوجد في الغالب في المنطقة المضاءة بأشعة الشمس من عمود الماء ، على عمق أقل من 200 متر، والتي تُسمى أحيانًا بالمنطقة السطحية أو المنطقة الضوئية . العوالق السمكية عوالق ، أي أنها لا تستطيع السباحة بفعالية بقوتها الذاتية، بل تنجرف مع تيارات المحيط. أما بيوض الأسماك فلا تستطيع السباحة إطلاقًا، وهي عوالق بشكل قاطع. تسبح اليرقات في مراحلها المبكرة بشكل ضعيف، ولكن اليرقات في مراحلها اللاحقة تسبح بشكل أفضل وتتوقف عن كونها عوالق مع نموها إلى أسماك يافعة . تُعد يرقات الأسماك جزءًا من العوالق الحيوانية التي تتغذى على العوالق الأصغر حجمًا، بينما تحمل بيوض الأسماك مخزونها الغذائي الخاص. وتُفترس كل من البيوض واليرقات من قِبل حيوانات أكبر. ^{[ 81 ] [ 82 ]} يمكن للأسماك أن تضع أعدادًا كبيرة من البيوض التي غالبًا ما تُطلق في عمود الماء المفتوح. يبلغ قطر بيوض الأسماك عادةً حوالي 1 مليمتر (0.039 بوصة) . تُسمى صغار الأسماك البيوضة حديثة الفقس باليرقات . عادةً ما تكون هذه اليرقات ضعيفة التكوين، وتحمل كيس مح كبير (للتغذية)، وتختلف في مظهرها اختلافًا كبيرًا عن الأسماك اليافعة والبالغة. فترة اليرقات في الأسماك البيوضة قصيرة نسبيًا (عادةً بضعة أسابيع فقط)، وتنمو اليرقات بسرعة وتتغير في مظهرها وبنيتها (وهي عملية تُسمى التحول ) لتصبح أسماكًا يافعة. خلال هذه المرحلة الانتقالية، يجب على اليرقات أن تنتقل من كيس المح إلى التغذية على العوالق الحيوانية ، وهي عملية تعتمد عادةً على كثافة غير كافية من العوالق الحيوانية، مما يؤدي إلى جوع العديد من اليرقات. مع مرور الوقت، تصبح يرقات الأسماك قادرة على السباحة عكس التيارات، وعندها تتوقف عن كونها عوالق وتصبح أسماكًا يافعة . 

العوالق الكاذبة هي كائنات حية تلتصق بالكائنات العوالقية أو غيرها من الأجسام الطافية، مثل الأخشاب الطافية، أو أصداف الكائنات الطافية مثل سبيرولا ، أو الحطام الاصطناعي . ومن أمثلتها برنقيل الإوز وحيوان جيليلا البريوزواني . لا تستطيع هذه الحيوانات الطفو بمفردها ، مما يتناقض مع الكائنات العوالقية الحقيقية، مثل فيليلا وقنديل البحر البرتغالي ، التي تطفو. غالبًا ما توجد العوالق الكاذبة في أمعاء العوالق الحيوانية المرشحة . ^{[ 83 ]}

العوالق التيكوبلانكتونية هي كائنات حية، مثل الكائنات القاعية الحرة أو الملتصقة، وغيرها من الكائنات غير العوالقية، التي تنتقل إلى العوالق نتيجة اضطراب بيئتها القاعية، أو بفعل الرياح والتيارات. ^{[ 84 ]} قد يحدث هذا عن طريق الاضطراب المباشر أو عن طريق تمزق الركيزة وما يتبعه من انجراف في عمود الماء. ^{[ 84 ] [ 85 ]} ولذلك، تُعد العوالق التيكوبلانكتونية تصنيفًا فرعيًا أساسيًا لفرز الكائنات العوالقية حسب مدة دورة حياتها في العوالق، إذ لا تقتصر حياتها بالكامل، ولا أجزاء معينة من تكاثرها، على الوجود العوالقي. ^{[ 86 ]} وتُسمى العوالق التيكوبلانكتونية أحيانًا بالعوالق العرضية .

• بعض أنواع العوالق محمية بأصداف أو هياكل معدنية .
• 
  تمتلك الدياتومات أصدافاً زجاجية ( فروستولات ) وتنتج جزءاً كبيراً من أكسجين العالم.
• 
  يمكن أن تنتج الأصداف السيليكية المعقدة للشعاعيات البحرية المجهرية الأوبال في نهاية المطاف .
• 
  تمتلك الكوكوليثوفورات صفائح طباشيرية تسمى الكوكوليثات ، وقد أنتجت منحدرات دوفر .
• 
  تمتلك المنخربات أصدافاً من كربونات الكالسيوم، وقد أنتجت الحجر الجيري في الأهرامات الكبرى .

إلى جانب كونها تمثل المستويات الدنيا من السلسلة الغذائية التي تدعم مصائد الأسماك ذات الأهمية التجارية، تلعب النظم البيئية للعوالق دورًا في الدورات البيوجيوكيميائية للعديد من العناصر الكيميائية الهامة، بما في ذلك دورة الكربون في المحيط . ^{[ 92 ]} تتغذى يرقات الأسماك بشكل رئيسي على العوالق الحيوانية، التي بدورها تتغذى على العوالق النباتية. ^{[ 93 ]}

الحلقة الميكروبية : تلعب البكتيريا أدوارًا محورية في الشبكات الغذائية المائية. تشير الحلقة الميكروبية إلى عملية في النظم البيئية المائية حيث تستهلك البكتيريا المواد العضوية الذائبة (DOM) ثم تستهلكها الكائنات الحية الدقيقة الأكبر حجمًا، مما يؤدي إلى تدوير المغذيات والطاقة داخل النظام البيئي بشكل فعال. ^{[ 94 ]}

التحويلة الفيروسية : تلعب الفيروسات أيضًا أدوارًا محورية في الشبكات الغذائية المائية. التحويلة الفيروسية هي عملية تقوم فيها الفيروسات بإصابة الخلايا المضيفة وتحللها (تفجيرها)، مطلقةً محتوياتها الخلوية (بما في ذلك المواد العضوية الذائبة) التي يمكن أن تستخدمها أنواع أخرى من العوالق الدقيقة مثل البكتيريا، متجاوزةً بذلك مسارات الشبكة الغذائية التقليدية. تلعب هذه العملية دورًا هامًا في دورة المغذيات وتدفق الكربون داخل النظم البيئية المائية. ^{[ 95 ]}

للفطريات دورٌ أيضاً. تُعدّ حلقة الفطريات مساراً غذائياً مائياً محدداً، حيث تُصيب الفطريات الكيترايدية الطفيلية العوالق النباتية الكبيرة غير الصالحة للأكل، وتُصبح أبواغها المتحركة (نوع من الأبواغ) مصدراً غذائياً للعوالق الحيوانية. وبهذه الطريقة، تنقل الفطريات الكيترايدية العناصر الغذائية من العوالق النباتية غير القابلة للاستخدام إلى العوالق الحيوانية. ^{[ 96 ]}

• 
  النموذج التقليدي لشبكة الغذاء البحرية ^{[ 97 ]}
• 
  نموذج الشبكة الغذائية البحرية للعوالق المختلطة ^{[ 97 ]}
• 
  يستخدم القرش المتشمس التغذية الترشيحية لتصفية العوالق من الماء.
• 
  الحلقة الميكروبية: هي الرابط بين الحلقة الميكروبية والشبكة الغذائية المائية. تتحول المواد العضوية الذائبة (DOM) إلى مواد عضوية جسيمية (POM) عندما تتغذى عليها البكتيريا وتنمو لتشكل كتلًا. تتغذى الكائنات الحية التي تتغذى على البكتيريا على الكتل الصغيرة من المواد العضوية ، بينما يتغذى العوالق الحيوانية على كل من الكائنات الحية التي تتغذى على البكتيريا والكتل الكبيرة من المواد العضوية. ثم تتغذى الأسماك على العوالق الحيوانية. تُفرز المواد العضوية الذائبة أو تُطرح من قِبل العوالق الحيوانية والأسماك، وتبدأ الدورة، التي تُسمى الحلقة الميكروبية، من جديد. تُظهر الأسهم الزرقاء حركة المواد العضوية من الحلقة الميكروبية إلى الشبكة الغذائية والعودة. ^{[ 94 ]}
• 
  التحويلة الفيروسية: يعيش العوالق النباتية في المنطقة الضوئية من المحيط، حيث تتم عملية التمثيل الضوئي . وخلال هذه العملية، تمتص ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين. وللنمو، تعتمد خلايا العوالق النباتية على المغذيات التي تدخل المحيط عبر الأنهار، والتجوية القارية، ومياه ذوبان الجليد القطبي. تطلق العوالق النباتية الكربون العضوي المذاب في المحيط. وبما أن العوالق النباتية تشكل أساس الشبكات الغذائية البحرية، فإنها تُعد فريسة للعوالق الحيوانية، ويرقات الأسماك، والكائنات الحية الأخرى غيرية التغذية. كما يمكن أن تتحلل بواسطة البكتيريا أو عن طريق التحلل الفيروسي. ^{[ 95 ]}
• 
  دياتوم ريشي من بركة ذوبان جليدية في القطب الشمالي ، مصاب بنوعين من الفطريات الممرضة الشبيهة بالفطريات الكيتريدية (باللون الأحمر الزائف). ^{[ 98 ]} مقياس الرسم = 10 ميكرومتر.
• 
  حلقة الفطريات: يمكن للعوالق الحيوانية أن تتغذى على العوالق النباتية الصغيرة، لكن العوالق النباتية الكبيرة ليست سهلة الهضم، أو حتى غير صالحة للأكل. يمكن أن تجعل الإصابة بالفطريات الكيتريدية العوالق النباتية الكبيرة أكثر استساغة، نتيجة لتجمع العائل (انخفاض قابلية الهضم) أو التفتت الميكانيكي للخلايا أو الخيوط (زيادة الاستساغة). أولًا، تستخلص طفيليات الكيتريدية العناصر الغذائية والطاقة من عوائلها وتعيد تعبئتها على شكل أبواغ متحركة سهلة الهضم. ثانيًا، يمكن أيضًا للعوالق الحيوانية أن تبتلع العوائل المصابة والمجزأة، بما في ذلك الأكياس البوغية الملتصقة بها. ^{[ 96 ]}

تُساهم العوالق الحيوانية، بشكل أساسي، في تزويد الشبكة الغذائية العوالقية بالكربون من خلال التغذي على العوالق النباتية ، إما عن طريق تنفسه لتوفير الطاقة الأيضية ، أو عند موتها على شكل كتلة حيوية أو مخلفات عضوية . تميل المواد العضوية إلى أن تكون أكثر كثافة من مياه البحر ، لذا فهي تغوص في النظم البيئية للمحيطات المفتوحة بعيدًا عن السواحل، ناقلةً الكربون معها. تُعرف هذه العملية بالمضخة البيولوجية ، وهي أحد أسباب كون المحيطات أكبر مستودع للكربون على وجه الأرض . ومع ذلك، فقد ثبت تأثرها بارتفاع درجات الحرارة. ^{[ 100 ] [ 101 ] [ 102 ] [ 103 ]} في عام 2019، أشارت دراسة إلى أنه مع استمرار معدلات تحمض مياه البحر ، قد تصبح العوالق النباتية في القطب الجنوبي أصغر حجمًا وأقل فعالية في تخزين الكربون قبل نهاية القرن. ^{[ 104 ]}

قد يكون من الممكن زيادة امتصاص المحيط لثاني أكسيد الكربون ( CO2)._٢ ) يتم توليدها من خلالالأنشطة البشريةعن طريق زيادة إنتاج العوالق من خلالتخصيبها بالحديد- أي إدخال كميات منالحديدإلى المحيط. ومع ذلك، قد لا تكون هذه التقنية عملية على نطاق واسع.يُعدّ استنزاف الأكسجينوما ينتج عنهإنتاج غاز الميثانإعادة تمعدنالإنتاج الزائدفي الأعماق) أحد العيوب المحتملة. ^{[ ١٠٥ ] [ ١٠٦ ]}

حزام الكالسيت العظيم منطقة في المحيط الجنوبي تتميز بتركيزات عالية من الكوكوليثوفورات ، وهي نوع من العوالق النباتية المنتجة للكالسيت. ويلعب هذا الحزام دورًا هامًا في الكيمياء الحيوية للمحيطات ودورة الكربون العالمية. تُنتج الكوكوليثوفورات في هذا الحزام صفائح من كربونات الكالسيوم ( الكالسيت أو الطباشير ) تُسمى الكوكوليثات . تُعرف هذه العملية بالتكلس ، وتؤثر على دورة الكربون في المحيط عن طريق خفض القلوية وإطلاق _ثاني أكسيد الكربون . مع ذلك، عندما تموت الكوكوليثوفورات، تغرق أصدافها الكالسيتية، مما يُساهم في المضخة البيولوجية عن طريق نقل الكربون إلى أعماق المحيط، وعزله لقرون أو أكثر، وتخفيف مستويات _{ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.} ^{[ 107 ]}

يمتص العوالق النباتية الطاقة من الشمس والمغذيات من الماء لإنتاج غذائها أو طاقتها. وفي عملية التمثيل الضوئي ، تطلق العوالق النباتية الأكسجين الجزيئي ( O₂)._٢ ) في الماء كمنتج ثانوي نفايات. تشير التقديرات إلى أن حوالي ٥٠٪ من أكسجين العالم يُنتج عن طريق عملية التمثيل الضوئي للعوالق النباتية. ^{[ ١٠٨ ]} أما الباقي فيُنتج عن طريق عملية التمثيل الضوئي على اليابسة بواسطةالنباتات. ^{[ ١٠٨ ]} علاوة على ذلك، ساهمت عملية التمثيل الضوئي للعوالق النباتية في التحكم فيثاني أكسيد الكربون₂ /O₂ التوازن منذ بدايةما قبل الكمبري. ^{[ 109 ]}

كفاءة امتصاص العوالق هي نسبة الغذاء الذي تمتصه، والتي تحدد مدى توافر المواد العضوية المستهلكة لتلبية الاحتياجات الفسيولوجية. ^{[ 110 ]} وبناءً على معدل التغذية وتكوين الفرائس، قد تؤدي الاختلافات في كفاءة الامتصاص إلى اختلافات في إنتاج كريات البراز ، وبالتالي تنظم كمية المواد العضوية التي تُعاد تدويرها إلى البيئة البحرية. عادةً ما تؤدي معدلات التغذية المنخفضة إلى كفاءة امتصاص عالية وكريات صغيرة وكثيفة، بينما تؤدي معدلات التغذية المرتفعة عادةً إلى كفاءة امتصاص منخفضة وكريات أكبر ذات محتوى عضوي أعلى. ومن العوامل الأخرى المساهمة في إطلاق المواد العضوية الذائبة معدل التنفس. قد تؤثر العوامل الفيزيائية، مثل توافر الأكسجين ودرجة الحموضة وظروف الإضاءة، على إجمالي استهلاك الأكسجين وكمية الكربون المفقودة من العوالق الحيوانية على شكل _ثاني أكسيد الكربون المتنفس . كما يؤثر الحجم النسبي للعوالق الحيوانية والفرائس على كمية الكربون المنبعثة عبر التغذية غير المتوازنة . تُبتلع الفرائس الصغيرة كاملةً، بينما قد تُستهلك الفرائس الأكبر حجمًا بطريقة غير متقنة، أي يُطلق المزيد من المواد الحيوية نتيجةً للاستهلاك غير الفعال. ^{[ 111 ] [ 112 ]} وهناك أيضًا أدلة على أن تركيبة النظام الغذائي تؤثر على إطلاق العناصر الغذائية، حيث تُطلق الأنظمة الغذائية اللاحمة كميات أكبر من الكربون العضوي المذاب (DOC) والأمونيوم مقارنةً بالأنظمة الغذائية القارتة. ^{[ 113 ]}

تُعدّ العوالق الحيوانية الفريسة الأولى لمعظم يرقات الأسماك عند انتقالها من التغذية داخل أكياس المح إلى التغذية الخارجية. وتعتمد الأسماك على كثافة العوالق الحيوانية وتوزيعها لتتناسب مع كثافة اليرقات الجديدة، وإلا فقد تموت جوعًا. ويمكن لعوامل طبيعية (مثل تغيرات التيارات المائية ودرجات الحرارة) وعوامل بشرية (مثل سدود الأنهار وتحمض المحيطات وارتفاع درجات الحرارة) أن تؤثر بشدة على أعداد العوالق الحيوانية، مما يؤثر بدوره بشدة على بقاء يرقات الأسماك، وبالتالي على نجاح تكاثرها.

لقد ثبت أن العوالق قد تكون غير منتظمة في البيئات البحرية التي لا توجد بها أعداد كبيرة من الأسماك، بالإضافة إلى ذلك، في البيئات التي تكثر فيها الأسماك، تتأثر ديناميكيات العوالق الحيوانية بمعدل افتراس الأسماك لها. وبناءً على معدل الافتراس، قد تُظهر العوالق سلوكًا منتظمًا أو فوضويًا. ^{[ 115 ]}

من الآثار السلبية التي يمكن أن تحدثها يرقات الأسماك على ازدهار الطحالب العوالقية أنها ستطيل فترة الازدهار عن طريق تقليل أعداد العوالق الحيوانية المتاحة؛ وهذا بدوره يسمح بنمو مفرط للعوالق النباتية مما يسمح للازدهار بالازدهار. ^{[ 93 ]}

تُعدّ أهمية كلٍّ من العوالق النباتية والحيوانية معروفةً جيداً في تربية الأسماك في الأحواض، سواءً كانت واسعة النطاق أو شبه مكثفة. وقد دأب مُربّو الأسماك التقليديون لعقودٍ على تطبيق استراتيجيات إدارة الأحواض القائمة على أعداد العوالق لتربية الأسماك، مما يُبيّن أهمية العوالق حتى في البيئات التي صنعها الإنسان.

من بين جميع أنواع فضلات الحيوانات، تُعدّ فضلات الحيتان بمثابة "الكنز" من حيث زيادة توافر العناصر الغذائية. فالعوالق النباتية هي المحرك الرئيسي للإنتاج الأولي في المحيطات المفتوحة، ويمكنها الحصول على العديد من العناصر الغذائية من فضلات الحيتان. ^{[ 116 ]} في الشبكة الغذائية البحرية، تُشكّل العوالق النباتية قاعدة السلسلة الغذائية، حيث تتغذى عليها العوالق الحيوانية والكريل، والتي بدورها تُفترس من قِبل كائنات بحرية أكبر فأكبر، بما في ذلك الحيتان، لذا يُمكن القول إن فضلات الحيتان تُغذي الشبكة الغذائية بأكملها.

للعوالق العديد من التأثيرات المباشرة وغير المباشرة على البشر.

يتم إنتاج حوالي 70% من الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي في المحيطات من خلال العوالق النباتية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي، مما يعني أن غالبية الأكسجين المتاح للبشر والكائنات الحية الأخرى التي تتنفس هوائياً يتم إنتاجها بواسطة العوالق. ^{[ 117 ]}

يشكل العوالق أيضًا قاعدة الشبكة الغذائية البحرية، إذ توفر الغذاء لجميع المستويات الغذائية الأعلى. وقد حللت دراسات حديثة الشبكة الغذائية البحرية لمعرفة ما إذا كان النظام يعمل وفق نهج تنازلي أم تصاعدي . ويركز هذا البحث بشكل أساسي على فهم ما إذا كانت التغيرات في الشبكة الغذائية مدفوعة بالعناصر الغذائية في قاعدتها أم بالمفترسات في قمتها. ويُستنتج عمومًا أن النهج التصاعدي يبدو أكثر قدرة على التنبؤ بسلوك الشبكة الغذائية. ^{[ 118 ]} وهذا يشير إلى أن للعوالق تأثيرًا أكبر في تحديد نجاح أنواع المستهلكين الأوليين الذين يفترسونها، مقارنةً بالمستهلكين الثانويين الذين يفترسون المستهلكين الأوليين.

في بعض الحالات، يعمل العوالق كعائل وسيط للطفيليات القاتلة لدى البشر. ومن هذه الحالات الكوليرا ، وهي عدوى تسببها سلالات ممرضة متعددة من ضمة الكوليرا . وقد ثبت أن هذه الأنواع تربطها علاقة تكافلية مع أنواع العوالق الحيوانية الكيتينية، مثل مجدافيات الأرجل . لا تستفيد هذه البكتيريا من الغذاء الذي توفره الكيتينات من العوالق الحيوانية فحسب، بل تستفيد أيضًا من الحماية من البيئات الحمضية. بمجرد أن يبتلع الإنسان مجدافيات الأرجل، يحمي غلافها الكيتيني البكتيريا من أحماض المعدة، فتنتقل إلى الأمعاء. هناك، ترتبط البكتيريا بسطح الأمعاء الدقيقة، ويبدأ المضيف في إظهار الأعراض، بما في ذلك الإسهال الشديد، في غضون خمسة أيام. ^{[ 119 ]}