علم الأحياء

للصف الثامن

وفق منهج التعليم المُحَتْلَن

للصفوف السابعة - التاسعة

في المدارس الرسميّة والرسميّة الدينيّة

مركز التكنولوجيا التربوية

2013

صفحات بخط عادي 5-261

الناسخة: وفاء أبو حسين

المكتبة المركزية للمكفوفين

وذوي عسر القرائي

نتانيا  اسرائيل  2018م

رقم التسلسل: 47377

نسخ أو نقل النسخة الملائمة معارضة لأوامر قانون تنسيق الاعمال، تنفيذ وبث للأشخاص ذوي الاحتياجات الخاصة 2014 تشكل خرقًا لحقوق المنتجين.

فهرس الكتاب TOC \o "1-3" \h \z \u

قاموس مصطلحات صفحة 259

يتناول كتاب علم الأحياء للصف الثامن ظواهرَ، مباني وعمليّات عند الكائنات الحيّة (نباتات، حيوانات ومن ضمنها الإنسان). يبدأ كتاب التعليم حسب منهج التعليم الجديد لوزارة التربية، ويحتوي على جميع المواضيع في علم الأحياء التي تقررت للصف الثامن وفقَ المنهج التعليمي المُحُتلُن للعلوم والتكنولوجيا (2011).

يتألّف الكتاب من خمسة فصول وهي: مدخل إلى علم الأحياء؛ الخليّة؛ الاتّصال، الحواسّ والجهاز العصبيّ؛ التكاثر عند النباتات، الحيوانات والإنسان؛ الأنظمة البيئيّة.

توجد للكتاب صيغة رقميّة على شبكة الإنترنت في موقع كوتار الكتب التعليميّة على الرابط:

www.school.kotar.co.il.

تحتوي الصيغة الرقميّة للكتاب على فعّاليّات متنوِّعة وروابط لمواقع إنترنت، لأفلام قصيرة، برامج مُحاكاة وموادّ مختارة على الشبكة وكذلك موادّ للتعلّم عن بُعد، تمّ تطويرها لتناسب الكتاب التعليميّ.

الموقع المرافق للكتاب التعليميّ على شبكة الإنترنت هو:

الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا

www.ebaghigh.cet.ac.il

افتتاحيّة

ينتاول كتاب علم الأحياء للصف الثامن ظواهرَ، مباني وعمليّات عند الكائنات الحيّة (نباتات، حيوانات ومن ضمنها الإنسان). يستند مجال علم الأحياء (البيولوجيا)، كباقي الفروع العلميّة على البحث العلميّ عن طريق المشاهدات والتجارب، التي يُمكّن من تفسير ظواهر في الطبيعة.

يتألف الكتاب من خمسة فصول:

الفصل الأول: مدخل إلى الى علم الأحياء

يشكّل الفصل مدخلاً لموضوع البيولوجيا بشكل عامّ، ولمواضيع هذا الكتاب: الخليّة، الاتّصال والجهاز العصبيّ، التكاثر عند النباتات، الحيوانات والإنسان، الأنظمة البيئيّة. يتناول الفصل مميّزات الحياة عند الكائنات الحيّة ومنهج البحث العلميّ.

الفصل الثاني: الخليّة

يتناول الفصل الخليّة، وحدة المبنى والأداء في جميع الكائنات الحيّة. يعرض الفصل وظيفة النواة والمادّة الوراثيّة فيها، كما ويبحث في قسم من مميّزات الحياة للخلايا وفي التلاؤم بين المبنى والأداء لخلايا من أنواع مختلفة.

الفصل الثالث: الاتّصال، الحواسّ والجهاز العصبيّ

يتناول الفصل الاتّصال مع البيئة كأحدى مميّزات الحياة. يبحث الفصل في قنوات الاتّصال التي تستعملها الكائنات الحيّة وفي أهمّية التواصل في الطبيعة. كما ويتناول الفصل مبنى وأداء الجها العصبيّ، أعضاء الحواسّ بشكل عامّ، العين والأُذن بشكل خاص.

الفصل الرابع: التكاثر عند النباتات، الحيوانات والإنسان

يتناول الفصل عمليّات التكاثر عند الكائنات الحيّة. يبحث الفصل في أهمّيّة عمليّة التكاثر لإستمرار بقاء النوع، في التكاثر التزواجيّ واللاتزاوجي. كما ويتناول الفصل مبنى أجهزة التكاثر وأدائها، تطوّر الجنين وعمليّة النموّ في النباتات، الحيوانات (مع التركيز على الإنسان).

الفصل الخامس: الأنظمة البيئيّة

يتناول الفصل الانظمة البيئية في الكرة الأرضيّة والتي تمتاز بالعوامل الاحيائيّة والعوانل اللاأحيائيّة والعلاقات المتبادلة بينها. كما ويبحث الفصل في تنوّع الأنواع وفي تنوّع أماكن النموّ، ويبحث في تأثيرات الإنسان على الأنظمة البيئيّة وعلى التنوّع البيولوجيّ.

*5*

الفصل 1: مدخل إلى علم الأحياء

*5*

سنتعلم في هذا الفصل أن.

- جميع الكائنات الحيّة لها مميزات مشتركة، ومنها التنفّس، التكاثر، التغذية، الإفراز، النموّ والتطوّر، الاتّصال مع البيئة والمبنى الخلويّ.

- البحث في علم الحياء يجري وفق منهج البحث العلميّ (تجربة، مشاهدة).

مصطلحات نتعرّف عليها:

مميّزات الحياة

احتياجات البقاء للكائنات الحيّة

البحث العلميّ

*6*

تعلّمتم في الصف السابع أنَّ البيولوجيا - هو مجال واسع في علم الأحياء، يتناول ظواهر، مبانيَ وعمليّاتٍ في الكائنات الحيّة، وأنَّه يشمل فروعًا مختلفة مثل علم الحيوان (Zoology)، علم النبات (Botany)، علم الأحياء الدقيقة (Microbiology)، علم البيئة (Ecology) وغيرها. كما تعلّمتم عن طريقة تصنيف الكائنات الحيّة إلى مجموعات، تعرّفتم على خلايا كائنات حيّة وتعلّمتم أنّ الخليّة هي وحدة المبنى والأداء الأساسيّة للحياة. تعرّفتم أيضًا على جزء من الأجهزة التي تعمل في أجسام الحيوانات والنباتات، وتعلّمتم عن التعاون الموجود بين الأجهزة المختلفة، وهو أمر حيويّ لبقاء الجسم والمحافظة على صحته. ركّزتم حتى الآن على التعرُّف على جهاز النقل في جسم الإنسان (الدورة الدمويّة)، أهمّيّة المحافظة على توازن الماء وعلى توازن الحرارة في جسم الإنسان وأجسام حيوانات أخرى، وكذلك على نقل الموادّ وتوازن الماء في النباتات.

سوف تتعرّفون في هذا الكتاب بشكل أعمق على خلايا مختلفة في الجسم وعلى أدائها، وتتعرّفون على جهازَيْن إضافيَّيْن في الجسم:

- الجهاز العصبيّ، والذي يشمل أعضاء الحسّ، وأهمّيتها البالغة للاتّصال في داخل الجسم وبين كائنات حيّة.

- الأجهزة التناسليّة عند الحيوانات، عند الإنسان والنباتات، والتي تُمكّن الكائنات الحيّة من إنجاب النسِل واستمراريّة بقاء نوعها.

كذلك سوف تتعرّفون على فرع يشمله علم الأحياء وهو: علم البيئة. يتناول هذا الفرع دراسة الكائنات الحيّة في بيئات حياتها. ستتعلّمون عن مكوِّنات الأنظمة البيئيّة وعن مُلاءَمات الكائنات الحيّة للعيش في الظروف البيئيّة المختلفة.

(ثلاثة صور في الكتاب: استعن بالمعلم)

عين (أ)، أذن (ب) وجلد (ج) - جزء من أعضاء الحواسّ

*7*

مميّزات الحياة

هل هناك شيء مشترك بين النمر والفُطْر؟ هل يوجد تشابه بين سمكة القِرْش وشجرة الصَّنَوْبَر؟

الجواب على هذه الأسئلة إيجابيّ: يوجد بين جميع الكائنات الحيّة الكثير جدًّا من التشابه. على سبيل المثال، لجميعها نفس مميّزات الحياة (ظاهر وعمليّات تحدث لدى جميع الكائنات الحيّة، من لحظة نشوئها وحتى موتها). كذلك تحتاج جميعُها إلى بيئة تستطيع العيش فيها والحصول على جميع احتياجات البقاء (أشياء حيويّة لا يستطيع الكائن الحيُّ العيش بدونها، مثل: الأكسجين والماء والغذاء) اللازمة لها.

ما هي مميّزات الحياة للكائنات الحيّة؟

أ. التنفُّس - في أجسام كثير من الحيوانات يمكن أن تشعر بدخول الهواء (شَهيق)، الذي يُدخل إلى الجسم هواءً بالأكسجين، وبخروج الهواء (زفير)، الذي يطرد من الجسم هواءً غنيًّا بثاني أكسيد الكربون. أما النباتات، والتي هي أيضاً كائنات حيّة، فلا يوجد لها جهاز تنفُّس، ومع ذلك تحدث في أجسامها عمليّة التنفّس 24 ساعة في اليوم. في خلايا أجسام جميع الكائنات الحيّة تحدث عمليّة تُدعى "تنفّس خلويّ": يتحلّل السكّر بمساعدة الأكسجين، وتنطلق من عمليّة التحليل طاقة كيميائيّة وثاني أكسيد الكربون. أيْ أن التنفّس الخلويّ يحتاج إلى تزويد خلايا الجسم بالأكسجين وطرد ثاني أكسيد الكربون النّاتج فيها.

ب. التغذّية (استهلاك الطاقة) - تحتاج جميع الكائنات الحيّة إلى الطاقة من أجل بقائها. ضوء الشمس هو مصدر الطاقة للنباتات، وهو يُتيح لها أن تُنتِج بواسطة عمليّة التمثيل الضوئيّ السكّر وموادّ عضويّة أخرى. الغذاء هو مصدر الطاقة (الكيميائيّة) عند الحيوانات، التي تأكل كائنات حيّة (نباتات أو حيوانات أخرى).

ج. التكاثُر - تُنجب الكائنات الحيّة أنسالاً إلى العالَم. وهكذا يستمر بقاء النوع على الكرة الأرضيّة حتى بعد موت الوالدين.

د. النموّ والتطوّر - خلال عمليّة نموّ الكائنات الحيّة يتغيّر كِبَر الجسم، وفي حالات كثيرة يتغيّر شكل الجسم ومبنى الأعضاء أيضًا. بعض الكائنات الحيّة تشبه والدَيْها كثيرًا وهي صغيرة، ويزداد هذا الشّبه كلمّا كبرت خلال حياتها، وبعض الكائنات الحيّة تختلف كثيرًا عن والدَيْها وهي صغيرة، وخلال نموّها وتطوّرها تمرّ بتغيُّرات بارزة في الشكل. الفراش مثلا، يمرّ بتغيُّرات كبيرة جدًّا، أثناء التطوّر من يرقة صغيرة حتى الفراشة البالغة. والأشجار الصغيرة التي نبتت للتوّ تختلف كثيرًا عن الأشجار البالغة.

*8*

ه. الإفراز - تَنتج النفايات في خلايا الجسم كنتيجة لعمليات التنفّس وعمليّات أخرى تجري في أجسام الكائنات الحية (على سبيل المثال، ثاني أكسيد الكربون). كمّية كبيرة وزائدة من هذه النفايات تشكل خطرًا على الحياة، ويجب علينا أن نُخلّص الجسم منها.

و. الحركة - وهي ميزة بارزة للكائنات الحيّة عامّةً، والحيوانات خاصّة. هناك كائنات حيّة يصعب تمييز حركتها، مثل النباتات والمَرْجان.

ز. الإستجابة (ردّ الفعل) للمحفِّزات (الاتّصال مع البيئة) - تستجيب جميع الكائنات الحيّة للمحفِّزات التي تستقبلها من البيئة الخارجيّة - وهكذا تقوم بالاتّصال مع كائنات حيّة أخرى. فالعصافير تهرب عندما ترى أنَّنا نقترب منها، ويركض كلبنا نحوَنا عندما ندخل إلى البيت. كما أنَّ النباتات تستجيب للمحفِّزات من البيئة، على سبيل المثال: تتفتّح الأزهار في ضوء النهار وتَنْغَلِق في الليل.

ح. المبنى الخلويّ - توجد في الكائنات الحيّة ميزة إضافيّة وهي أن جميعها مكوّنة من خلايا، وللخلايا مبنى متشابه. يمكن رؤية غالبيّة الخلايا بواسطة المِجْهر فقط، لأنَّها صغيرة جداً. هناك كائنات حية مكوّنة من خليّة واحدة فقط، وهذه هي الكائنات وحيد الخليَة (الأوليّات)، ومنها ما يتكوّن من عدد كبير من الخلايا وحتى من ملايين الخلايا، وهذه هي الكائنات عديدة الخلايا.

لتعريف الحياة لا تكفي ميزة حياتيّة واحدة، وإنّما فقط من الدمج بين المُمَيِّزات المختلفة.

(صورتان في الكتاب: استعن بالمعلم)

مُحفز وردَ فعل

فتحة الدخول للمغارة

أسئلة

1. طُرح في أحد الصفوف السؤال التالي: لماذا لا تعتبر السيارة كائنًا حيًّا؟ فهي تتحرك، تستهلك الوقود ("غذاء") وتطلق النفايات (ثاني أكسيد الكربون).

ما هي إجابتكم عن هذا السؤال؟

2. اكتُشفت في أوروبا مَغارة عميقة ومظلمة وفي داخلها بحيرة كبيرة. كانت تطفو على سطح الماء مادّة هُلاميّة تبدو مثل غشاء شفّاف، ومن تحتها اكتُشف الكثير من الديدان، السرطانات المائية، أسماك صغيرة وحيوانات أخرى. بالمقابل، لا تنمو النباتات في المَغارة، وفي المياه التي في داخلها لا توجد طحالب. افترضَ الباحثون أن المادّة الهُلاميّة الطافية على سطح الماء تحتوي على كائنات دقيقة معيّنة، واعتقدوا أنها مصدر الغذاء لباقي الكائنات في البحيرة.

اقتِرحوا على الباحثين ماذا عليهم أن يفحصوا لاستيضاح إن كان الغشاء الهُلاميّ مكوّناً من كائنات حيّة من مادّة غير حيّة.

علّلوا إجابتكم.

*9*

طريقة البحث العلميّ

يثير حبّ الاستطلاع البشريّ والرغبة في فهم ظواهر بيولوجيّة والحاجة إلى حلّ مشكلات مختلفة أسئلةً مختلفة. للإجابة عن مثل هذه الأسئلة ينبغي الاستعانة بطرق البحث العلميّ.

أنتم أيضًا، خلال دراستكم موضوع علم الحياء، سوف تبحثون ظواهر وعمليّات وتُجرون مشاهداتٍ وتجاربَ مختلفة.

البحث بواسطة المشاهدة

لإجراء البحث بواسطة المشاهدة يجب التمعُّن باهتمام في الأشياء التي ترغب في بحثها، وكما تحدث في الواقع. من المهمّ توثيق كلّ التفاصيل التي نراها بدقّة دون الإعراب عن رأينا، دون إشراك المشاعر ودون تفسير شخصيّ للمعلومات.

يمكن بواسطة المشاهدة، مثلاً، أن نجمع معلومات عن سلوك الحيوانات، عن نموّ وتطوّر النباتات، عن البيئة والعمليّات التي تحدث فيها.

مشاهدة مفتوحة مقابل مشاهدة موجّهة

مشاهدة مفتوحة - يشاهد الباحثون ما يحدث ولا يقرّرون مسبقًا على ماذا يركّزون. خلال تنفيذ المشاهدة يقرّر الباحثون على ماذا يركّزون، ما الذي يستحقّ التوثيق وما هي الطريقة المناسبة للقيام بذلك. تتأثّر المعلومات التي حُصل عليها في مثل هذه المشاهدة بقدر كبير بالمشاهدين، وإذا قام مشاهدون مختلفون بإجراء مشاهدة مفتوحة لنفس الظاهرة فقد يتوصّلون إلى نتائج مختلفة.

وذلك لأن المعلومات المُحصّلة تتعلق بما اختار المشاهدون التركيز عليه وبتفسيرهم للظاهرة التي يبحثونها.

المشاهدة المفتوحة بشكل عامّ هي مشاهدة أوّلية، والهدف منها الحصول على صورة عامّة للظاهرة أو البيئة المراد بحثها. في أعقاب نتائج المشاهدة المفتوحة يمكن تخطيط مشاهدة موجّهة ومركّزة. على سبيل المثال: إذا رغبنا في بحث البيئة الحياتيّة القريبة من مكان سكننا، علينا أوّلاً أن نقوم بمشاهدة عامّة في المنطقة واختيار أفضل مكان مناسب لمشاهدات مفصّلة.

مشاهدة موجّهة - يوثّق المشاهدون المعلومات بحسب توجيهات صريحة حدّدوها أو تلقَوْها مسبقاً. الهدف من التوجيهات هو تركيز المشاهدة على جوانب محدّدة: ماذا يشاهدون، أين يشاهدون، متى يشاهدونه وما شابه. تقلّص المشاهدات الموجّهة تأثير المشاهدين على المعلومات التي يحصلون عليها، وإذا أجرى مشاهدون مختلفون مشاهدة موجّهة لنفس الظاهرة بناءً على نفس التوجيهات سوف يحصلون على نتائج متشابهة جدًّا. وذلك لأنَّ المعلومات موثّقة وفق معايير واضحة ومفصّلة. مثال على مشاهدة موجّهة في بيئة حياتيّة ما هي المشاهدة التي تُركّز على فحص درجة الحرارة وتوثيق باقي ظروف البيئة، ومشاهدة النباتات والحيوانات الموجودة فيها.

*10*

مشاهدة كيفيّة مقابل مشاهدة كمّيّة

مشاهدة كيفيّة - يعتمد المشاهدون على الحواسّ (البصر، السمع، الشمّ وما شابه)، أو أنهم يستعينون بأدوات تُحسّن من قُدراتهم مثل عدسة مكبِّرة أو مِنظار. تكون النتائج الحاصلة وصفًا بالكلمات، بالصور، بالرسم، بتسجيل الأصوات أو المناظر وما شابه.

مشاهدة كمّيّة - يستعين المشاهد بأجهزة قياس (ميزان، مسطرة قياس، مقياس درجة حرارة وما شابه). تكون النتائج الحاصلة كمّيّة، أيْ موصوفة في أعداد.

مشاهدة لمرَة واحدة مقابل مشاهدة لمدّة طويلة

مشاهدة لمرة واحدة - نشاهد الظاهرة أو البيئة المبحوثة مرّة واحدة فقط. قد تثمر هذه المشاهدة عن نتائج تُبيِّن ما حدث أثناء المشاهدة فقط. إذا أجريت مشاهدة لمرّة واحدة لنفس الظاهرة أو نفس البيئة في موعد آخر، فقد نحصل على نتائج مختلفة كلّيًا. مثلاً، نتائج مشاهدة حيوانات تُجرى في ساعات الصباح قد تختلف عن نتائج مشاهدة ليلية لهذه الحيوانات في نفس البيئة.

مشاهدة لمدّة طويلة - نعود ونشاهد مرارًا نفس الظاهرة أو نفس الظاهرة أو نفس البيئة في أزمنة مختلفة. تمكّننا مثلُ هذه المشاهدة من الحصول على معلومات أكثر دقّة بالمقارنة مع المشاهدة لمرّة واحدة، لعمليّات تحدث خلال مدّة طويلة أو حول ما يحدث في البيئة خلال ساعات اليوم المختلفة وفي فصول مختلفة من السنة، مثل عصافير مهاجرة أو عمليّات إنبات ونموّ.

مشاهدة في الحقل مقابل مشاهدة في المختبر

مشاهدة في الحقل - مشاهدة تُجرى في ظروف البيئة الطبيعيّة التي تحدث فيها الظاهرة المبحوثة. تمثّل نتائج هذه المشاهدة بشكل جيّد جدًّا ما يحدث في الطبيعة، وما يحدث للمركَّبات والعوامل العاملة معاً في البيئة وتأثيرها على بعض.

مشاهدة في المختبر - مشاهدة تُجرى في ظروف اصطناعيّة أو في بيئة اصطناعيّة (حوض أسماك، أُصُص نباتات وما شابه)، أقيمت في المختبر خصّيصًا لغرض المشاهدة. في حالات كثيرة لا تعكس الظروف المفحوصة في المختبر ما يحدث في الطبيعة: في الواقع الأمور أكثر تعقيدًا، لأن البيئة الطبيعيّة والعمليّات التي تحدث فيها تتأثّر بعوامل كثيرة ومختلفة.

*11*

فعَاليَة

إكساب مهارات البحث

نُجري مشاهدة: عصافير في الساحة

هدف الفعَاليَة: مشاهدة عصافير وسلوكها.

المعدّات اللازمة: أوراق وأدوات كتابة، أو معدّات أخرى لتوثيق النتائج مثل كاميرا رقميّة، مِنظار، كتب إرشاد للتعرّف العصافير، ورق رسم وأقلام رصاص.

سير الفعّاليّة: اخرجوا إلى الساحة (في المدرسة، البيت، حديقة عامّة، حقل بور وما شابه).

جدوا منطقة جيّدة للمشاهدة، خذوا مواقعكم فيها واجلسوا بارتياح وشاهدوا العصافير.

حددوا أنواع العصافير الموجودة في المنطقة وصِفوا ماذا تعمل.

تلخيص الفعّاليّة:

أ. اعرضوا في الصف المعلومات التي جمعتموها (أوصاف العصافير، الصور وما شابه).

ب. اذكروا إن كانت المشاهدة التي أجريتموها مفتوحة أو موجّهة، كيفيّة أو كمّيّة، لمرّة واحدة أو لمدّة طويلة.

ج. قارنوا بين المعلومات التي جمعتموها وبين المعلومات التي جمعها زملاؤكم، وتتطرقوا إلى جودة المعلومات التي تُجمع في مشاهدات من أنواع مختلفة.

أسئلة

1. كيف يمكن تحسين جودة أو كمّيّة المعلومات التي نحصل عليها من مشاهدة كتلك التي أجريتموها؟ اقترحوا أفكارًا لتحسين المشاهدة.

2. يرغب باحثون في الإجابة عن الأسئلة التالية.

أيّ نوع من المشاهدات يفضّل أن يجريها الباحثون للإجابة عن كلّ سؤال من الأسئلة التالية:

أ. هل يوجد اختلاف في تنوّع العصافير في الحدائق العامَّة في حيفا والتي في إيلات؟

ب. ما هي المسافات التي يقطعها قطيع من الفيلة في أفريقيا بحثًا عن مصادر الماء والغذاء؟

ج. اكتُشِف في أمريكا الجنوبية خفّاش من نوع جديد، هل يجد هذا الخفّاش أيضًا فريسته بواسطة إرسال أمواج صوتية إلى البيئة واستيعاب الصدى المنعكس؟

*12*

البحث بواسطة التجربة

نفحص في التجربة العلميّة تأثير عامل ما على عامل آخر. لذا من المهمّ أن نعرف ما هو هدف التجربة، والحرص على تنفيذ المراحل التالية:

أ. سؤال البحث - نصوغ سؤالاً الإجابة عنه ليست مفهومة ضمنًا، ويمكن للتجربة أن تجيب عنه. يفحص سؤال البحث علاقة بين متغيّريّن، أحدهما يؤثّر على الآخر.

ب. فرضيّة - نصوغ إجابة ممكنة لسؤال البحث. في نهاية التجربة نفحص إن كانت الفرضيّة صحيحة. تعتمد الفرضية على معلومات سابقة وموقف مدروس. وهي ليست تخمينًا عشوائيًّا، لكنّها ما زالت غير مُثبَتة. نشير في نصّ الفرضيّة إلى العوامل أو الظروف التي نرغب في فحصها، ولذا فهي تلمِّح إلى سير التجربة.

هنالك أسئلة بحث تحتاج إلى فرضيّات كثيرة لكي نحيط بكلّ الأجوبة الممكنة لها. في هذه الحالة يجب أن نفحص كلّ فرضية بتجربة منفردة. في صياغة الفرضيّات يجب مراعاة كلّ الإمكانيّات الموجودة، وليس فقط فرضيات الباحثين السابقة. هكذا فقط يمكننا أن نضمن أن يكشف البحث عن الإجابة الصحيحة حقًّا.

ج. تخطيط تجربة - عندما نخطّط تجربة يجب التأكُّد من أنّها تفحص الفرضية حقًّا. لذا نختار في كلّ تجربة عاملاً واحدًا ونفحص تأثيره.

في البداية يجب تحديد ما هو العامل المُؤثِّر - وهو العامل الذي نرغب بفحص تأثيره في التجربة. ثم يجب تحديد ما هو العامل المتأثِّر - وهو العامل الذي نرغب بفحص التغيُّرات التي تعتريه في التجربة. إذا كانت عدّة عوامل مؤثِّرة، من المهمّ أن نفحص في كلّ مرّة عاملا مؤثرًّا واحداً فقط، وإبقاء باقي العوامل ثابتة. تسمى هذه العملية عزل متغيرات.

لكي نثبت بشكل قاطع أن العامل المفحوص هو حقًّا السبب في نتيجة التجربة، هناك حاجة لإجراء تجربة مع ضابط. المجموعة الضّابطة هي تجربة تُجرى تمامًا بنفس الطريقة وبنفس الظروف مثل التجربة ذاتها، وهي تشمل جميع العوامل الموجودة في التجربة باستثناء العامل المؤثِّر. باقي العوامل والظروف يجب أن تكون متماثلة.

د. تنفيذ التجربة - ننفِّذ التجربة بناءً على خطة مقرَّرة مسبقًا.

من المهمّ إعادة كلّ تجربة أكثر من مرّة واحدة، للتأكُّد من أنّ النتائج ليست محض صدفة. إذا كانت النتائج الحاصلة من الإعادات مختلفة عن بعضها، نحسب قيمة متوسِّط النتائج.

*13*

ه. وصف النتائج وتلخيصها - في نهاية التجربة نصف النتائج بالطريقة الأكثر ملاءَمةً، وبناءً على ما تقرّر في تخطيط التجربة. من المهمّ أيضًا أن نعرض النتائج التي حصلنا عليها بتأثير العامل المفحوص والنتائج التي حصلنا عليها بدونه أيضًا.

يمكن تنظيم النتائج في جدول، رسم بياني، مجموعة من الصور وما شابه، ومن المهمّ أن نكتب دائمًا عنوانًا ملائما. هناك أنواع مختلفة من الرسوم البيانية، ومن المهمّ أن نختار نوع الرسم البيانيّ المناسب لعرض نتائج التجربة. لعرض المقارنة بين المُعطيات، مثلا بين مقادير مختلفة أو بين كميات مختلفة، من المألوف تحضير مخطّط أعمدة. لعرض تطوّرات عمليّة، مثلا تغيُّر مع الزمن، من المعتاد تحضير رسم بياني متصل. وإذا رغبنا بوصف أي جزء يحتلّه كلّ مركب من الكلّ، يستحسن تحضير رسم بياني دائريّ.

في الرسوم البيانيّة المكوّنة من هيئة محاور، نعرض على المحور الأفقي (محور X) العامل المُؤثّر ونعرض على المحور العموديّ (محور Y) العامل المتأثِّر.

إضافة إلى تنظيم النتائج في جدول، رسم بياني أو أيّة طريقة أخرى، يجب وصفها بالكلمات أيضًا، بإيجاز ووضوح، مع التأكيد على العلاقات بين العوامل أو بوصف اتجاهات التغيُّرات التي حصلنا عليها.

(ثلاثة رسوم بيانية في الكتاب: استعن بالمعلم)

و. استخلاص الاستنتاجات - بعد الحصول على نتائج التجربة يمكن استخلاص استنتاجات منها نجيب عن أسئلة البحث. هذه هي المرحلة التي نفحص فيها هل تحقّقت الفرضيّة (تبّين أنَّها صحيحة) أمْ دُحِضت (تبين أنها غير صحيحة).

إذا دَحضت نتيجةُ التجربة الفرضيّةَ، نطرح فرضيّة جديدة ونفحصها في تجربة جديدة.

في الفعّاليّة التالية وُصِفت تجربة على نباتات صابون الراعي، أُجريت في رماته هنديف في جنوب جبل الكرمل.

*14*

فعَاليّة

إكساب مهارات البحث

نُحلّل تجربة: ما الذي يلقِّح صابون الراعي؟

زيارات المُلقِّحات (حيوانات تزور الأزهار وفي أعمقاب ذلك تنقل حُبيبات اللقاح من زهرة إلى أخرى) للأزهار حيوية سواء للملقِّح أو النبات. في أغلب الحالات يزوّد النبات للملقِّح حاجة للبقاء: غذاء، وأحيانا حاجات بيولوجيّة أخرى أيضًا مثل موقع لإيجاد زوج أو مخبأ. ينقل الملقح حُبيبات لقاح من زهرة إلى أخرى، ويُتيح للنبات أن يُنتج بذورًا ويتكاثر.

لأزهار صابون الراعي مبنًى خاصّ: الزهرة "مقلوبة" وأعضاء التكاثر فيها (الأسدية وميسم القلم) متجهة نحو الأسفل، وهكذا تبقى جافة في أيام المطر. للأزهار رائحة ذكية، ولكن لا يتكوّن فيها رحيق. حتى قبل بضع سنوات لم تكن طريقة تلقيح أزهار صابون الراعي معروفة، وكانت الملقحات التي تزورها بمثابة لُغز مُحيّر أيضًا. لم يكن معروفًا إن كانت الأزهار تُلقَّح بواسطة الرياح، بواسطة ملقَّحات أو بالتلقيح الذاتيّ. هل يوجد لصابون الراعي ملقَّحات؟ وإن كان كذلك - ما هي ملقَّحات صابون الراعي، وعمَ تبحث في هذه الأزهار عديمة الرحيق؟

قرّر باحثون من رمات هنديف حلّ هذا اللغز وأجروا مشاهدات على أزهار صابون الراعي في الحقل وعلى أزهار نمت في ظروف مراقبة. أُجري البحث في رمات هنديف.

فحص الباحثون نباتات صابون الراعي التي نمت في الحقل، فشاهدوا حشرات من أنواع مختلفة تزور أزهارها. لاحقًا زرعوا نباتات صابون الراعي في أُصص أيضًا. وضعوا هذه الأصص داخل أقفاص شفّافة وكانت محميّة من الحشرات والرياح. بعد تفتُّح أزهار صابون الراعي أدخل الباحثون إلى بعض الأقفاص حشرات من الأنواع التي وجدوها على أزهار صابون الراعي - لكلّ قفص حشرات من نوع مختلف: عثّ (مجموعة كبيرة من عائلات الفراش من طائفة الحشرات، تنتظم أجنحتها على شكل سقف ومعظمها تنشط في الليل). أو تريبسيات (رتبة من طائفة الحشرات القريبة من البقّ. أنواع كثيرة من التريبس تتغذى على عصارة النباتات وتعتبر ضارّة للزراعة، بينما غيرها تتغذّى على محتوى حُبيبات اللقاح وتعتبر مفيدة للزراعة وللنباتات البرّيّة، لأنّها تلقّح الأزهار).

بعد مدّة ما فحصوا نسبة الأزهار التي تطوّرت إلى ثمرة في الأقفاص المختلفة ونسبة الأزهار التي تطوّرت إلى ثمرة في الحقل، المُعرّضة لبيئتها. نتائج التجربة ملخّصة في الجدول التالي.

العلاقة بين تواجد حشرات مختلفة وبين تطوّر ثمار صابون الراعي:

(جدول في الكتاب مكون من ثلاثة أعمدة:)

رقم العلاج،  العلاج،  نسبة الأزهار المئوية التي تطوّرت إلى ثمرة

1،  نباتات صابون الراعي في أقفاص شفافة ومحمية من الحشرات،  0.4

2،  ننباتات صابون الراعي في أقفاص شفّافة ومحمية من الحشرات أضافوا إليها حشرات من نوع تريبس.،  9.4

3،  نباتات صابون الراعي في أقفاص شفّافة ومحمية من الحشرات أضافوا إليها العثّ من النوع الذي وجدوه على أزهار صابون الراعي.،  12.6

4،  نباتات صابون الراعي نمت في الحقل، وهي معرضة لملقِّحات مختلفة وللرياح،  40.1

*15*

شاهد الباحثون ايضًا، في الحقل وفي المختبر، نشاط العثّ الخاصّ الذي وُجد على أزهار صابون الراعي. أغلب أنواع العثّ تنشط في الليل ولها خرطوم مميّز تستخدمه في امتصاص الرحيق، ولكن العثّ الذي وُجد على أزهار صابون الراعي كان نشطًا في النهار، وله فكوك ماضغة لا تسمح له بامتصاص الرحيق بل تسمح له بمضغ حُبيبات اللقاح. الغذاء الموجود في زهرة صابون الراعي ليس رحيقًا بل حُبيبات لقاح، ولذا يوجد تلاؤم بين صفات الزهرة وبين مبنى فم هذا العثّ.

هذا العثّ صغير جدًّا، وكذلك وجد الباحثون ملاءمة أيضًا بين كِبر جسم العثّ وبين كِبر أزهار صَابون الراعي: توّفر حافّة فتحة زهرة صابون الراعي للعثّ موقفًا مناسبًا للأكل حيث أنّ المسافة بينها وبين أطراف الأسدية، التي يتوفّر فيها الغذاء (حُبيبات اللقاح)، يتناسب تمامًا مع طول جسم العثّ.

لاحظ الباحثون أيضًا أن العثّ يجد في أزهار صابون الراعي ملجأ من البرد ومن المطر وأنّه يستخدمها موقعًا لإيجاد زوج. أيْ، العثّ ملائم لتلقيح أزهار صابون الراعي في سلوكه، حجمه ومبنى فكّيه.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

عثّ ميكروبتريكس في موقف أكل على صابون الراعي

مهمّتكم

اكتبوا بالتفصيل جميع مراحل التجربة.

حدّدوا ماذا كان هدف التجربة؛ صوغوا أسئلة البحث؛ ضعوا فرضيّات وعلّلوها: صِفوا العوامل المُؤثِّرة والعوامل المتأثِّرة في التجربة، اكتبوا ما هي العوامل الثابتة وما هي المجموعة الضّابطة؛ فسّروا النتائج؛ استخلصوا استنتاجات وصوغوا أسئلة بحث جديدة تظهر في أعقاب التجربة.

انتبهوا:

نتائج هذه التجارب لا تجيب عن كلّ الأسئلة حول ملقّحات صابون الراعي بكاملها. ولذلك هناك حاجة لصياغة أسئلة جديدة، يتوجب على الباحثين أن يفحصوها في تجارب أخرى.

يمكنكم الاستعانة بالوحدة التعليميّة في الحقيبة الرقميّة التي تتناول إكساب مهارات التجربة:

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، تجدوا عن اليمين تحويلاً إلى صفحة أدوات ومختبرات. ادخلوا إلى ادوات لبناء مهارات واختاروا التجربة. هناك، تجدون استمارة تساعدكم في تقديم تقرير عن سير التجارب في صابون الراعي.

*16*

تلخيص

لجميع الكائنات الحيّة نفس مميّزات الحياة، تشابه في احتياجات البقاء التي نحصل عليها من بيئة حياتها. يُثير الفضول البشريّ والرغبة في فهم ظواهر بيولوجيّة والحاجة إلى حل قضايا مختلفة أسئلة مختلفة. للإجابة عن مثل هذه الأسئلة نستعين بطريقة البحث العلمي - المشاهدات والتجارب.

عادة، عندما نرغب في بحث وجمع معلومات حول سلوك الحيوانات، حول نموّ وتطوّر النباتات، حول البيئة والعمليّات التي تحدث فيها، نجري مشاهدة، فيها نمعن النظر باهتمام ونوثّق بدقّة جميع التفاصيل التي نراها. عندما نريد أن نفحص تأثير عامل ما على عامل آخر نجري تجربة. ولهذا الغرض نحدّد هدف التجربة، نطرح أسئلة، نضع فرضيّات، نخطّط تجربة مع ضابط وتنفّذها، نجمع النتائج وننظّمها، ونستخلص استنتاجات.

في حالات كثيرة تؤدّي النتائج التي نجمعها في المشاهدات والتجارب والاستنتاجات التي نستخلصها منها إلى ظهور أسئلة جديدة وإلى استمرار البحث العلميّ. هكذا تزداد المعرفة العلميّة وتتّسع.

*17*

أسئلة تلخيص

1. تُطلق ذكور الطنّان في موسم المغازلة تغريدًا مميّزًا لها، يجذب انتباه الإناث ويطرد من المنطقة ذكوراً آخرين. سأل تلاميذ إن كانت ذكور الطنّان في كلّ البلاد تُطلق بالضبط نفس التغريد، أم يوجد للذكور في كلّ منطقة تغريدٌ مختلف.

ما هي الطريقة المفضّلة لبحث الموضوع للإجابة عن السؤال - بواسطة مشاهدة أم بواسطة تجربة؟ علّلوا.

2. لاحظ باحثون في السنوات الأخيرة تبكيرًا في إزهار نباتات برّيّة من أنواع معيّنة. نباتات الخِطْمِيّة، مثلاً، بدأت الإزهار في شهر كانون الأول (بدلاً من الموعد العاديّ، شهر نيسان). أراد الباحثون أن يعرفوا إن كان الأمر متعلِّقًا بتغيّرات المناخ في منطقتنا (كمّيّة الأمطار، درجات الحرارة وغيرها). ما هي نصيحتكم للباحثين في الموضوع للإجابة عن السؤال - هل بواسطة مشاهدة أم بواسطة تجربة؟ علّلوا.

3. حتى قبل حوالي مئة سنة عاش يَحْمور الكرمل (الرَّو) في البلاد كحيوان بريّ، لكن الصيد والإخلال بمناطق معيشته أدّت إلى انقراضه من المنطقة كلهّا. قبل 30 سنة تقريبًا تقرَّر إعادة يحمور الكرمل إلى الطبيعة. لذلك، جُلبت عدّة أفراد من يحمور الكرمل إلى البلاد وأطلقت في منطقة الكرمل. كيف فحص، حسب رأيكم، الباحثون إذا كانت حملة إعادة اليحمور إلى الطبيعة قد نجحت - بواسطة مشاهدة أم بواسطة تجربة؟ اشرحوا.

(ثلاثة صور في الكتاب)

طنّان (ذكر)

خِطْمية مُزهِرة

يحمور الكرمل (مطوّق بجهاز بث)

*18*

4. الباراكيت (دراره - الدرّاء) الخضراء هي نوع من الببغاوات، جُلبت إلى البلاد كعصفور زينة. هربت عصافير باراكيت من أقفاص تربيتها وتكاثرت بشكل كبير في الطبيعة، واليوم يمكن أن نرى أسرابًا كبيرة منها تطير في أماكن عديدة في البلاد. خشي علماء البيئة أن تتنافس الباراكيت مع الطيور البرّيّة في البلاد، فقاموا بفحص مصادر غذاء الباراكيت في البلاد وأماكن تعشيشها.

أ. صوغوا أسئلة بحث فتش الباحثون عن إجابات لها.

ب. في أعقاب نتائج البحث واستنتاجاته أُعلن عن الباراكيت "نوعًا دخيلاً"، نوعًا ينتشر في منطقة خارج مجال انتشاره الطبيعيّ في أعقاب نشاط الإنسان، ويسبب في هذه المنطقة أذًى ملحوظًا للإنسان أو للبيئة. خمّنوا ماذا كانت نتائج البحث. اشرحوا.

(صورة في الكتاب)

باراكيت (دراره - درّاء) خضراء

*19*

الفصل 2: الخليّة

*19*

سنتعلم في هذا الفصل أن.

الخليّة هي وحدة المبنى والأداء الأساسيّة لجميع الكائنات الحيّة.

- مميّزات الحياة موجودة في الخلايا: الخلايا تنمو وتتطوّر، تتكاثر، تُجري اتصالات مع البيئة وغيرها.

- المادّة الوراثيّة (DNA) موجودة في نواة الخلية، وهي تحتوي على جميع المعلومات الخاصّة بصفات الكائن الحيّ.

- هنالك تنوّع كبير في الخلايا وهي تختلف عن بعضها في الشكل والوظيفة، وهنالك تلاؤم بين المبنى الخاص للخليّة وبين أدائها.

- خلايا الأعصاب تُكوِّن الجهاز العصبيّ، ووظيفتها نقل المعلومات داخل الجسم.

- الخليّة تنشأ من خليّة: كلّ خليّة أصلها من خليّة سابقة، انقسمت إلى خليَّتَين في عمليّة تدعى انقسام الخليّة.

- الخلايا التناسليّة هي حيوانات مَنَويّة، تتخلّق في جسم الأب، وخلايا بُوَيضة، تتخلّق في جسم الأمّ.

مصطلحات نتعرّف عليها:

نواة الخلية

مادّة الوراثيّة (DNA)

كروموسومات

خليّة عصبيّة (نويرون)

حيوان منويّ

بويضة

انقسام غير مباشر (ميتوزا)

انقسام اختزالي (ميوزا)

*20*

مدخل - الخليّة وحدة الحياة

تعلّمتم في الفصل السابق عن مميِّزات الحياة، المشتركة بين جميع الكائنات على سطح الكرة الأرضيّة. سوف نتناول في هذا الفصل إحدى مميّزات الكائنات الحيّة - المبنى الخلويّ.

كما ذكرنا، جميع الكائنات الحيّة مَبنيّة من خلايا. هناك كائنات وحيدة الخليّة، أيْ: مكوّنة من خليّة واحدة فقط، مثل البكتيريا، طحالب وفُطريات معيّنة (مثل الخميرة)، وكائنات متعددة الخلايا، أيْ: مكوَّنة من خلايا كثيرة، مثل النباتات والحيوانات.

الخليّة هي وحدة المبنى التي تُبنى منها جميع الكائنات الحيّة، وهي أصغر وحدة حياة تحدث فيها جميع العمليّات الحيويّة. أيْ أنّ الخلية هي وحدة المبنى والأداء الأساسيّة، المشتركة لكافة الكائنات الحيّة على سطح الكرة الأرضيّة.

هنالك تشابه كبير بين جميع الخلايا: في مميّزات الحياة المتوفِّرة فيها، في العمليّات التي تحدث فيها وفي مبناها الأساسيّ، لكنَّ الخلايا تختلف عن بعضها، أيضًا. هناك تنوّع كبير جدًّا من الخلايا والتي تختلف عن بعضها في الشكل والأداء. تتركّب أجسام الكائنات متعددة الخلايا (حيوانات كانت أم نباتات) من خلايا من أنواع مختلفة لها وظائفها المختلفة. غالبًا ما يكون تلاؤم بين المبنى الخاص للخلية وبين أدائها.

نركّز في هذا الفصل على نوعين من الخلايا في أجسام الحيوانات: الخلايا التناسليّة (الحيوان المنويّ والبويضة) والخلايا العصبيّة. سنفهم كيف أن المبنى والشكل المميِّزين لهذه الخلايا يتلاءمان مع أدائها.

كما سنتعلّم عن نواة الخليّة وعن المادّة الوراثيّة التي في داخلها، وعن أهمّيّتها في عمليّة انقسام الخليّة.

ما هو ال DNA وأين يتواجد في الخليّة؟ أيّة خلايا هي الأطول في جسمنا؟ ما هي وظيفة الخلايا التناسليّة وما هي العلاقة بين خليّة تناسليّة وبيضة الدجاجة؟ سنبحث في هذا الفصل هذه الأسئلة وأسئلة مثيرة أخرى.

وبداية - ما هو مبنى الخلايا؟ لنبدأ بالتعرُّف على المبنى الأساسيّ المشترك لجميع الخلايا تقريبًا.

(ثلاثة صور في الكتاب)

بويضة، التُقطت الصورة بواسطة مجهر ضوئي بتكبير 400 مرّة.

خليّة عصبيّة، التُقطت الصورة بواسطة مجهر فلورسنتي بتكبير 200 مرّة.

براميسيوم (كائن وحيد الخليّة)، التُقطت الصورة بواسطة مجهر ضوئي بتكبير 400 مرّة.

*21*

مبنى الخليّة

لجميع الخلايا مبنى أساسيّ متشابه. تعرّفتم في الصفّ السابع على أجزاء الخليّة، سواء الخلايا الحيوانيّة أو الخلايا النباتيّة. نراجع باختصار الأجزاء الرئيسة المشتركة لخلايا جميع الكائنات الحيّة.

غشاء الخليّة - وهو غشاء يغلّف الخليّة ويفصلها عن البيئة الخارجيّة. غشاء الخليّة غشاء نفّاذ اختياري (غشاء يسمح بمرور موادّ معيّنة ويمنع مرور موادّ أخرى)، أيْ: لا تستطيع كلّ مادّة أن تنفذ عبره. يُمكّن الغشاء من المحافظة على بيئة داخليّة مستقرّة ومختلفة عن البيئة الخارجيّة، ويُمكّن من قيام علاقة ذات اتّجاهين بين الخليّة وبيئتها.

السيتوبلازم (سائل الخلية) - سائل لزج له ملمس الجِلّ، يملأ معظم حجم الخليّة. يكوّن السيتوبلازم داخل الخليّة بيئة داخليّة مائيّة، حيويّة لحدوث جميع العمليّات التي تحدث في الخليّة.

توجد في سيتوبلازم غالبيّة الخلايا جُسيمات تسمّى عُضَيّات (مبنى في الخليّة يقوم بوظيفة خاصّة به ويُتيح عمليّات الحياة في الخليّة). وهي مبانٍ داخل خلويّة خاصّة محاطة بغشاء نفّاذ اختياريّ، يشبه في مبناه غشاء الخليّة. تقوم كلّ عُضَيّة بوظيفة محدّدة في الخليّة. تشكّل العُضيّات في الخلايا حُجَيْرات صغيرة مختلفة، تُتيح "توزيع المهامّ" داخل الخليّة وتعزّز من نجاعة العمليّات التي تحدث فيها.

إحدى العضيّات الهامّة هي الميتوكندريون (جمعها: ميتوكندريا). الميتوكندريا هي "محطّات توليد الطاقة" في الخليّة. فهي تزوّد الخليّة بالطاقة، المنطلقة منها في عمليّة التنفُّس الخلويّ التي تحدث داخلها.

نواة الخليّة - في غالبيّة الخلايا (عدا خلايا البكتيريا) توجد نواة واضحة محاطة بغشاء، وهي العضيّة الأكبر والأكثر بروزًا في الخليّة. توجد في نواة الخليّة المادّة الوراثية DNA (اسم المادّة الوراثية الموجودة في خلايا الكائنات الحيّة (اختصار ل (Deoxyribonucleic Acid)، التي تحتوي على كلّ المعلومات عن صفات الكائن الحيّ، وهذه المعلومات تنتقل من جيل إلى آخر.

إضافة إلى الأجزاء التي يمكن إيجادها تقريبًا في جميع الخلايا الحيّة، هناك خلايا توجد فيها عضيّات إضافيّة. على سبيل المثال: في خلايا النباتات أيضًا توجد مبانٍ أخرى خاصة بها، ولن نتطرق لها في هذا الكتاب.

(صورة في الكتاب: خلية حيوانية (ميتوكندوريون، غشاء الخلية، نواة الخلية، سيتوبلازم)

موقع: الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعدادية - علم التكنولوجيا، مجال: علم الأحياء. الوحدة التعليميّة: الخليّة الحيوانيّة والخليّة النباتية).

أسئلة

1. ما هو السيتوبلازم؟

أ. ماء يملأ الخليّة

ب. سائل لزج يملأ العضيّات في الخليّة

ج. سائل لزج يملأ معظم حجم الخليّة

د. سائل لزج ودهنيّ يتركَّب منه غشاء الخليّة

2. فيما يلي جملتان تصفان إصابات محتمَلة لأداء الخليّة.

أيُّ جزء من الخليّة يُصاب في كلّ جملة؟

أ. يُعيق سُمّ السيانيد عمليّة التنفّس الخلويّ.

ب. أشعّة الشمس القويّة يمكن أن تضرّ المادّة الوراثيّة.

3. وظيفة غشاء الخليّة هي المحافظة على بيئة داخليّة مستقرّة في الخليّة.

أيُّ صفة لغشاء الخليّة تُتيح هذا؟ اشرحوا.

*22*

أمامكم رسم توضيحيّ للخليّة وأجزائها. لائموا الاسم الصحيح لكلّ جزء.

(صور في الكتاب: خليّة حيوانية: (ميتوكندوريون، نواة الخلية، غشاء الخلية، سيتوبلازم))

موقع: الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، مجال: علم الأحياء. الوحدة التعليميّة: الخليّة الحيوانيّة والخليّة النباتية.

المادّة الوراثيّة في النواة

تحدث في جسمنا طوال الوقت أعمال وعمليات مركّبة. الدماغ هو "مركز المراقبة" الذي يُشرف على ما يجري في الجسم. وماذا يحدث داخل الخليّة؟

تحدث في داخل الخليّة أيضًا في كلّ لحظة عمليّاتٌ كثيرة جدًّا، تشارك فيها عضيّات مختلفة وموادّ مختلفة. هل يوجد في الخلايا أيضًا ما يقوم بوظيفة "مركز المراقبة"؟

نعم، إنها نواة الخليّة، التي يوجد فيها ال DNA - المادة الوراثيّة.

ال DNA حيويّ لبقاء الخليّة لأنّه يحمل المعلومات الوراثيّة، والذي يعمل مثل "برنامج تشغيل" تظهر فيه جميع التعليمات اللازمة لأداء الخليّة السليم لوظائفها ولتكاثرها. عمليًّا، ال DNA الموجود في نواة أيِّ خليّة يحمل جميع المعلومات الوراثيّة اللازمة ليس فقط للأداء السليم للخليّة نفسها، بل لأداء الكائن الكامل أيضاً.

ال DNA في نواة الخليّة مُنظّم ومُعبّأ بشكل كثيف، في مبانٍ ضيقة وطويلة تسمّى كروموسومات (كروموسومات - مبانٍ خاصّة موجودة في نواة الخلية. تتركّب الكروموسومات في الأساس من المادّة الوراثيّة DNA، التي تحمل المعلومات عن صفات الكائن الحيّ).

يوجد في خلايا كلّ كائن حيّ عددٌ مختلف من الكروموسومات، يميّز النوع الذي ينتمي إليه الكائن الحيّ. على سبيل المثال: في كلّ خليّة من خلايا جسم الإنسان يوجد 46 كروموسومًا في نواة الخليّة، في نبات الذرة 20 كروموسومًا في نواة الخلية وفي ذباب الفاكهة 8 كروموسومات. يمكن تمييز الكروموسومات بواسطة المِجهر الضوئي، أثناء انقسام الخليّة فقط، عندما تنضغِط وتتضخّم.

(صورة أربع خلايا في الكتاب)

الخليّة وفي داخلها النواة، الكروموسومات في نواة الخليّة، كروموسوم فرديّ، ال DNA

تنتظم المادّة الوراثية (DNA) في كروموسومات داخل نواة الخليّة.

*23*

فعَاليَة

إلى الشبكة

ال DNA في نواة الخليّة

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء. ادخلوا إلى موضوع الخليّة واختاروا الوحدة التعليميّة الرحلة إلى ال DNA.

شغّلوا المحاكاة: ادخلوا إلى داخل الجسم، إلى داخل الخليّة وإلى داخل النواة مرحلة تلو مرحلة، واكتشفوا مزيدًا من التفاصيل.

أسئلة

1. نظرة إلى داخل الجسم - ماذا يوجد داخل جسم الكائن الحيّ؟ رتّبوا المركّبات التالية من اليمين إلى اليسار بحسب ترتيب الاحتواء - ما الذي يحتوي ماذا؟

نواة (عضيّة)، خليّة، نسيج، مادّة وراثية DNA، جهاز في الجسم، كروموسوم، عضو.

2. انسخوا المخطّط التالي إلى الدفتر واملأوا فيه المصطلحات الملائمة من مستودع الكلمات.

مستودع الكلمات: معلومات وراثيّة، عضيّات، خليّة، كروموسومات، مادّة وراثيّة (DNA)، نواة خليّة، ميتوكندريون

وحدة المبنى والأداء الأساسية لجميع الكائنات الحية هي --

تحتوي على: --

مثل -- ومثل: --

تحتوي على: --

مكونة من: --

تحمل: --

*24*

توسَع

تحليل بحث علميّ

أهمّيّة نواة الخليّة

أُجريت وعلى مرّ الزمن أبحاث كثيرة بهدف فهم ما هي أهمّيّة نواة الخليّة. ففي مطلع ثلاثينات القرن العشرين أجرى العالِم الألمانيّ يواكيم هامرلينغ (1980-1901) سلسلة من التجارب للإجابة عن هذا السؤال.

استعمل هامرلينغ الطحلب (نبات مائيّ عديم الأزهار والبذور. توجد طحالب وحيدة الخليّة وطحالب متعددة الخلايا). وحيد الخليّة المسمّى أسيتابولاريا. يتكّون هذا الطحلب من خليّة وحيدة كبيرة نسبيًّا، يصل ارتفاعها إلى حوالي 5 سم (ويمكن رؤيته بدون مجهر).

لخليّة الأسيتابولاريا مبنى خاصّ: المظلّة، الساق وقاعدة الساق كلّها أجزاء لخليّة واحدة. تقع نواة الخليّة في قاعدة الساق. يمكن تقطيع الخليّة بحيث تنتج منها أجزاء عديمة النواة وجزء يحتوي على النواة. استعمل هامرلينغ في تجاربه نوعين من الأسيتابولاريا، يختلفان عن بعضهما بصفة بارزة: وهي شكل المظلّة.

(صورة طحلبان في الكتاب: استعن بالمعلم)

طحلب من النوع أ

طحلب من النوع ب

وصف التجربة ونتائجها:

أ. نزع هامرلينغ المظلة والساق لطحلب من نوع أ، وبقيت قاعدة الساق فقط للنوع أ، وفيها الخليّة.

ب. وصل قاعدة الساق هذه (التي احتوت على نواة الخليّة للنوع أ) بساق النوع ب (بدون المظلّة وبدون قاعدة الساق).

ج. بعد مدّة ما شاهد هامرلينغ أنّ للساق من النوع ب (التي وصلها بقاعدة ساق النوع أ) نمت مظلّة تخص النوع أ.

(صورة في الكتاب تفسر تجربة الطحالب: استعن بالمعلم)

د. أجرى هامرلينغ تجربة عكسيّة: وصل قاعدة ساق النوع ب (التي احتوت على نواة الخليّة للنوع ب) بساق طحلب من النوع أ. بعد مدّة ما نمت على الساق من النوع أ (التي وصلها بقاعدة ساق من النوع ب) مظلّة تخص النوع ب.

(صورة في الكتاب تفسر تجربة الطحالب العكسية: استعن بالمعلم)

*25*

تلخيص النتائج واستخلاص الاستنتاجات:

1. انسخوا الجدول التالي إلى الدفتر، ولخِّصوا فيه النتائج من تجربة هامرلينغ. استعملوا الكلمات: النوع أ، النوع ب.

(جدول في الكتاب مكون من ثلاثة أعمدة:)

أصل قاعدة الساق (التي تحتوي على نواة الخليّة)،  أصل الساق،  شكل المظلّة التي نمت يميز مثال

2. أكملوا الجمل التالية:

في التجربة التي أجراها هامرلينغ على نوعين من طحلب أسيتابولاريا، عندما وصل قاعدة ساق من النوع أ مع ساق من النوع ب، نمت مظلّة من النوع --، وبالعكس: عندما وصل قاعدة ساق من النوع ب مع ساق من النوع أ، نمت مظلة من النوع --.

اعتمادًا على هذه النتائج، استنتج هامرلينغ أن صفة شكل المظلّة يتعيّن بواسطة -- (المظلة / الساق / قاعدة الساق)، وهو الجزء في خليّة الأسيتابولاريا الذي يحتوي على --.

3. في تجربة أخرى أخرج هامرلينغ النواة من ساق النوع ب. ثم نقل نواة الخلية فقط من قاعدة ساق النوع أ إلى ساق النوع ب (التي كانت عديمة النواة).

أ. خمنوا: أي مظلة نمت على الساق - مظلة تميز النوع أ أم مظلة تميز النوع ب؟

ب. ما هو الاستنتاج الذي يمكن استخلاصه من النتائج (المخمّنة) لهذه التجربة بخصوص وظيفة وأهمية نواة الخليّة؟ علّلوا.

4. عندما نقطع خليّة أسيتابولاريا إلى أجزاء، فإنَّ الجزء المحتوي على النواة يمكنه أن ينمو ويُكَمِّل الأجزاء الناقصة وينتج ثانية خليّة كاملة. بالمقابل، الأجزاء عديمة النواة لا تتطوّر، بل تتلاشى وتموت.

كيف تتعلّق هذه الحقيقة باستنتاجات التجربة واستنتاجكم في السؤال 3ب؟

من نتائج التجربة التي أجراها هامرلينغ ومن نتائج تجارب أجراها باحثون آخرون، توصلوا إلى الاستنتاج بأنّ لنواة الخليّة أهمّيّة بالغة في تعيين صفات الخليّة. تحتوي نواة الخليّة على المعلومات الوراثية الحيويّة لحدوث العمليّات الحيوية في الخليّة ولتكاثر الخليّة.

*26*

العلاقة بين مبنى الخلايا وبين أدائها

جسمنا، مثل أجسام الكائنات الحيّة الأخرى، يشبه "آلة" متطوِّرة جدًّا. فكل آلة مكوّنة من مركّبات مختلفة، لكلّ مركب منها وظيفة مختلفة ومميَّزة. إذا تضرّر مركّب ما فقد يختلّ عمل الآلة. مثل هذا أيضًا، أجسام الكائنات متعدِّدة الخلايا (حيوانات ونباتات) المكوّنة من تشكيلة واسعة من الخلايا من أنواع مختلفة، وتختلف عن بعضها في الشكل والوظيفة. للأنواع المختلفة من الخلايا أهمّيّة كبيرة في أداء الكائن متعدّد الخلايا.

من بين الخلايا التي تتركَّب منها أجسام الحيوانات نذكر خلايا العضلات، خلايا الدم الحمراء، خلايا الدم البيضاء، خلايا عصبيّة، خلايا تناسليّة (حيوانات منويّة وبويضات)، خلايا جلد وخلايا دُهْن.

ومن بين الخلايا التي تتركّب منها النباتات نذكر خلايا تناسليّة، خلايا بشَرة (تغلّف النبات من الخارج)، خلايا شُعيرات ماصّة (في جذور النبات)، خلايا خشب وخلايا لحاء (في نسيج النقل).

في هذه الخلايا، كما في باقي الخلايا، يوجد تلاؤم بين المبنى المميَّز للخليّة وبين أدائها. مثلا: وظيفة خلايا الدم الحمراء هي نقل الأكسجين من الرئتَيْن إلى جميع خلايا الجسم وكذلك نقل جزء من ثاني أكسيد الكربون من خلايا الجسم إلى الرئتين (الباقي يذوب في سائل الدم). تتحرك خلايا الدم الحمراء مع تيار الدم داخل الأوعية الدمويّة، ومبناها مميِّز لها وملائم للقيام بوظيفتها: إنّها صغيرة جدًّا، شكلها يشبه القرص المفلطح ولذا فهي تستطيع أن تنحشر أيضًا داخل الشعيرات الدمويّة الضيّقة للغاية. كما أنّها عديمة النواة، وتملأ معظم حجمها مادة الهيموغلوبين (هيموغلوبين - زلال موجود في خلايا الدم الحمراء لكثير من الحيوانات، ويملأ معظم حجم هذه الخلايا. وظيفته: ربط الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. يحتوي الهيموغلوبين على ذرّات الحديد، الحيويّة لربط الأكسجين). التي تربط إليها الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. لهذا يمكنها أن تحمل الكثير من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون، وتنقلهما داخل الجسم.

ما هي أفضليّة التلاؤم بين مبنى الخليّة وبين أدائها؟

بفضل التلاؤم بين مبنى الخلايا وبين أدائها تستطيع كلّ خليّة أن تقوم بوظيفتها بشكل أفضل وأكثر نجاعة؟

*27*

فعالية

تشخيص مركّبات وروابط

التلاؤم بين المبنى والأداء في خلايا من أنواع مختلفة

فيما يلي معلومات عن 5 خلايا من أنواع مختلفة: صور الخلايا ووظائفها في الجسم.

1. خلايا دم بيضاء (أكولة) - تنتمي لجهاز المناعة (الحماية). تحمي الجسم من المُسبّبات الغريبة التي قد تسبِّب المرض.

2. خلايا دُهن - تُخزَّن فيها جزيئات دهن في أجسام الحيوانات. تُستعمل كمخزن للطاقة وتبطّن مناطق حسّاسة في الجسم.

3. خلايا عَضَلة - تحرَّك الجسم (غالبًا بمساعدة عظام الهيكل العظمي).

4. خلايا الإندوثيل في جدران الشعيّرات الدمويّة - تبني جدران الشعيّرات الدمويّة في أجسام الحيوانات. تسمح للموادّ بالمرور من تيّار الدم إلى خلايا الجسم ومن الخلايا إلى الدم.

5. خلايا دم حمراء - تنقل الأكسجين من الرئتين إلى خلايا الجسم وجزءًا من ثاني أكسيد الكربون من خلايا الجسم إلى الرئتين.

فيما يلي 5 جمل تصف المبنى المميّز والصفات الخاصّة لكلّ واحدة من الخلايا الخمس التي تعرفتم عليها.

أ. خلايا مرنة شكلها مستطيل يمكنها أن تنقبض وتقصُر، وكذلك أن ترتخي وتستطيل. تحتوي على عضيّات ميتوكندريا كثيرة.

ب. خلايا شكلها متغيِّر: خلايا يمكنها أن تمدّ زوائد لإحاطة جُسَيْم غريب يتسلّل إلى داخل الجسم، وأن تبتلعه وتحلِّله.

ج. خلايا كبيرة تحتوي على قطرة دهن ضخمة تملأ معظم حجمها، بحيث تُحشر نواة الخلية إلى الجوانب.

د. خلايا مسطّحة تنتظم في طبقة واحدة. توجد فجوات بين الخلايا.

ه. خلايا صغيرة جدًّا، شكلها يشبه القرص المفلطح، عديمة النواة ومعظم حجمها مليء بالهيموغلوبين (الذي يربط الأكسجين وثاني أكسيد الكربون).

1. أيّ مبنى ملائم لوظيفة كلّ نوع من أنواع الخلايا؟ لائموا لكلّ خليّة الجملة التي تصفها. مثلا: خلايا الدم الحمراء - جملة ه.

2. اشرحوا كيف يتمثل مبدأ الملاءمة بين المبنى والأداء في كلّ نوع من أنواع الخلايا.

*28*

مميّزات الحياة في الخلايا

تتمثل معظم مميزات الحياة، التي تساعدها في التمييز بين الحيّ وغير الحي، في الخلايا أيضاً. تتغذى كلّ خليّة وتستهلك طاقة، تتنفّس، تفرز فضلات، تنمو وتتطوّر، تستجيب (تردّ فعل) للمحّفزات من حولها وتقيم اتّصالات. بعض الخلايا تتحرك، وفي غالبيتها تحدث عمليّات تكاثر أيضاً (انقسام خلايا ينتج عنه المزيد من الخلايا). فحصتم في كتاب علم الأحياء للصف السابع مميزات الحياة للبراميسيوم، وهو كائن مكون كله من خليّة واحدة، وتبين لكم أنّه في خلية مستقلة لكائن وحيد الخلية نجد جميع مميزات الحياة أيضاً.

نتناول الآن بتوسع عدداً من مميزات الحياة التي تميّز الخلايا: النموّ والتطور، الاتصال والتكاثر.

الخلايا تنمو وتتطوّر

من بين ممّيزات الحياة لجميع الكائنات الحية يمكن أن نرى النموّ والتطوّر أيضاً. على سبيل المثال، إذا تفحصنا الإنسان نرى أنّه خلال حياته ينمو جسمه ويتغيّر - فهو يبدأ جنيناً في رحم أمّه، يتطوّر ليصبح رضيعاً ثم طفلاً يكبر على مرّ السنين حتى البلوغ. مع البلوغ يتغيّر كبر الجسم وشكله ومبنى أعضائه.

وماذا يحدث للخلايا في داخل الجسم؟ هل تتمثل فيها ميزة الحياة، النموّ والتطور، أيضاً؟ بالطبع! منذ لحظة نشوء الخلايا في جسم الجنين تبدأ بالنمو، تتطوّر وتتغيّر. في عمليّة التمايز (عملية في تطور الجنين تحصل الخلايا خلالها على شكل (مبنى) ووظيفة مميّزين)، التي تحدث بالأساس خلال تطوّر الجنين، تنتظم الخلايا في مجموعات منفردة، تغيّر شكلها وتكتسب وظائف تميّزها وحدها. مثلا، خلايا معيّنة "تتخصّص" وتتحوّل إلى خلايا جلد، وخلايا أخرى "تتخصّص" وتتحوّل إلى خلايا عضلة. سوف تتعلّمون عن تمايُز الخلايا بتوسّع لاحقاً في الكتاب، في الفصل الذي يتناول موضوع التكاثر.

تمايز خلايا إلى أنواع مختلفة من الخلايا

خليّة دهن، خلية عضلة، خلية عصبية، خلية دم بيضاء، خلية دم حمراء

خلايا عضلة، صُوِّرت بالمجهر الضوئي بتكبير 400 مرة.

خلايا جلد، صُوِّرت بالمجهر الضوئي بتكبير 100 مرة.

*29*

الخلايا تستجيب (تردّ فعل) للمحفّزات

وتقيم اتصالات مع محيطها

تستجيب جميع الكائنات الحية للمحفّزات التي تستوعبها من محيطها الخارجيّ، وهكذا تُجري اتصالات مع كائنات أخرى. فهي ترسل رسائل إلى البيئة وتستقبل محفزات من البيئة وتستجيب لها.

كما أن الخليّة تستجيب للمحفزات وتقيم اتّصالات مع محيطها.

كيف تجري الاتصالات بين الخلايا في الكائن الحيّ؟ تستقبل الخلايا رسائل من محيطها، من خلايا مجاورة ومن خلايا أبعد داخل الجسم، وتستجيب وفقاً لها.

كيف تتسلّم الخلايا الرسائل؟ في حالات كثيرة تنقل الرسائل بواسطة موادّ أُفرزت من خلايا أخرى في الجسم أو بواسطة موادّ مصدرها من البيئة الخارجيّة، وهي تحمل معها "معلومات". المواد التي تصل إلى محيط الخليّة ترتبط بمستقبلات خاصة على غشاء الخلية، وتقوم هذه المستقبلات بتمرير الرسالة إلى الداخل. تستطيع الخليّة الرد على الرسالة المستوعبة بعدّة طرق: بدء، توقف، زيادة أو إبطاء العمليات المختلفة التي تحدث بداخلها. من ردود الفعل المحتملة، وعلى سبيل المثال، يمكن أن تكون تغييراً في وتيرة النمو، تغييراً في عملية التنفس الخلوي في الميتوكندريا وغيرها. ردود فعل من نوع آخر يمكن أن تكون تغييراً في شكل الخلية أو في مبان في داخلها (مثلا، خلية دم بيضاء تمد زوائد و "تبتلع بكتيريا). استيعاب الرسائل ونقلها داخل الخلية والاستجابة لها هي التي تجعل الخلايا تنمو، تنقسم (انقسام الخلية) وغيرها.

أحد الأمثلة على الاتّصال بين الخلايا الذي يتمّ بهذه الطريقة هو الاتصال بواسطة هورمونات (هورمون - مادة ينتجها الجسم (غالباً في غدة خاصة) وتنقل إلى جميع أنحاء الجسم (بواسطة الدورة الدموية أو أوعية النقل عند النبات)، ولكن جزءاً من الخلايا تستجيب له فقط. الخلايا التي تستجيب له هي خلايا الهدف). عندما تُفرَز هورمونات من نوع من نسيج الخلايا وتصل مع تيار الدم إلى خلايا بعيدة عنها، فهي ترتبط بمستقبلات ملائمة على أغشية خلايا معيّنة - هذه هي خلايا الهدف التي تتسلّم الرسالة. تُنقل الرسالة إلى داخل خلايا الهدف، ويمكن أن تكون استجابتها مثلا بالتكاثر بواسطة انقسام الخلية.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

ارتباط هورمون بمستقبل ملائم في غشاء خليّة الهدف ونقل الرسالة إلى داخل الخلية.

*30*

الجهاز العصبيّ والخلايا العصبيّة

يستوعب جسمنا محفّزات مختلفة، من المحيط الخارجيّ ومن داخل الجسم نفسه، ويستجيب لها. تشترك في كلّ ردّ فعل أجهزةٌ مختلفة في الجسم، ويجب التنسيق يما بينها. على سبيل المثال: يرى شخص عن بُعد حافلة تقترب من المحطة فيبدأ بالركض لكي يتمكن من وصول المحطة للصعود إليها. تمّ استقبال منظر الحافلة المُقتربة بالعين، تصل المعلومات إلى الدماغ، تعالج وتحلل، وينقل الدماغ تعليمات إلى عضلات الرجلين للركض بسرعة. عندما يركض الشخص تزداد وتيرةُ تنفسه، وتزداد وتيرة خفقان قلبه وجميع الأجهزة والأعضاء في جسمه تعمل بالتنسيق والتعاون مع بعضها.

في جسمنا وفي أجسام معظم الحيوانات متعدّدة الخلايا، الجهاز الذي يُشرف على هذه العمليّات المعقدة يسمى الجهاز العصبي. هذا الجهاز هو المسؤول عن استقبال المحفّزات من المحيط الخارجيّ ومن داخل الجسم، ومعالجة المعلومات المستقبَلة والردّ عليها، وذلك بالتنسيق بين الأجهزة والأعضاء المختلفة. تُنقل المعلومات المستقبَلة إلى الدماغ وتُعالج هناك، ونتيجة ذلك تنقل تعليمات إلى أجزاء مختلفة من الجسم (عضلات أو غدد)، لتشغيل إستجابة معيّنة.

يتركّب الجهاز العصبيّ من خلايا مميّزة له - خلايا عصبيّة (تسمّى نويرونات أيضاً). هذه الخلايا هي وحدات العمل الأساسيّة للجهاز العصبيّ. عملياً، يشبه الجهاز العصبي شبكة اتصالات متفرعة ومركبة مبنية من خلايا عصبية كثيرة، أشكالها متنوِّعة، وتنقل المعلومات بين أجزاء الجسم المختلفة.

مبنى الخلية العصبية

توجد في جسم الخلية العصبيّة نواة وعضيّات أخرى. وتخرج من جسم الخلية زوائد كثيرة ومتفرعة. غالبية الزوائد قصيرة نسبياً، وتسمى دندريتات (زوائد شجرية). وظيفة الدندريتات هي إستيعاب المحفّزات من المحيط أو من خلايا أخرى ونقل المعلومات إلى جسم الخلية وإلى خلايا أخرى. في خلايا عصبيّة معينة تكون إحدى الزوائد التي تخرج من جسم الخليّة طويلة جداً. تسمى هذه الزائدة أكسون (محور الليفة العصبيّة). بإمكان الأكسون أن ينقل المعلومات من جسم الخلية إلى خلايا بعيدة. هنالك في جسم الإنسان خلايا عصبية يصل أكسونها من المنطقة السفلى للعمود الفقري وحتى الاصبع الكبير في القدم. قد يصل طول هذا الأكسون إلى أكثر من متر؟ يتفرّع الأكسون في طرفه، وهكذا فإنّ خليّة عصبيّة واحدة يمكن أن تنقل المعلومات إلى عدد كبير من الخلايا.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

"شبكة" خلايا عصبية

سؤال للتفكير

حاولوا تقدير طول أكسون خليّة عصبيّة، يصل من العمود الفقري حتى طرف الاصبع الكبير في قدم فيل أو زرافة.

*31*

(صورة في الكتاب استعن بالمعلم)

نويرون - خليّة عصبيّة

دندريتات، جسم الخليّة، أكسون

التلاؤم بين مبنى الخلايا العصبيّة وبين أدائها

كما ذكرنا، وظائف الجهاز العصبيّ هي استقبال معلومات من المحيط الخارجيّ والداخليّ، معالجة المعلومات ونقل "تعليمات عمل" إلى أجزاء الجسم المختلفة.

كيف تقوم الخلايا العصبيّة، التي تبني الجهاز العصبيّ، بهذه الوظائف؟

المبنى المميّز للخليّة العصبيّة - الزوائد القصيرة (الدندريتات) والزائدة الطويلة (الأكسون) - يتلاءم مع وظيفته في نقل المعلومات في الجسم: تنتقل المعلومات في هذه الزوائد في أنحاء الجسم إلى خلايا أخرى، قريبة أو بعيدة.

تنتقل المعلومات في الجهاز العصبيّ بواسطة سيّال عصبيّ (سيال عصبي - ظاهرة كهربائية تتقدّم على امتداد الليف العصبيّ) - وهو شبه تيّار كهربائيّ ضعيف ينتقل في الخلايا العصبية. يقوم أكسون الخليّة العصبيّة بوظيفة تشبه وظيفة سلك الكهرباء: تمرّ فيه المعلومات على شكل تيّار كهربائيّ يتقدّم على امتداده بسرعة كبيرة جدًّا. بفضل الزوائد التي تربط بين خلايا الأعصاب، بإمكان خليّة عصبية واحدة أن تحفّز عدّة خلايا عصبيّة أخرى تتلامس معها، وهكذا يتقدّم السِّيال قُدُماً داخل الجسم.

سوف تتعلّمون في الكتاب فيما بعد، في الفصل الاتّصال والجهاز العصبيّ عن انتقال السيالات العصبيّة في الجسم.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

خليّة عصبية، صورت بمجهر فلورسنتي بتكبير 200 مرة.

أسئلة

1. ما هي وظيفة الخلايا العصبيّة، وكيف يتلاءم المبنى المميّز للخلية العصبية مع وظيفته؟

2. توجد أمراض صعبة تصيب الجهاز العصبي تتضرر فيها أكسونات الخلايا العصبية وتتلاشى.

أ. كيف يمس الضرر في الأكسون بوظيفة الخليّة العصبية؟

ب. اختاروا أحدَ الأمراض الثلاثة التالية، والتي تصيب الجهاز العصبيّ: ألتسهايمر، باركنسون، التصلب المتعدد. فتشوا عن معلومات عن المرض الذي اخترتموه في شبكة الإنترنت أو في مصادر معلومات أخرى. اكتبوا تلخيصاً موجزاً، تتطرقون فيه إلى الأسئلة التالية: ما هي مسببات المرض؟ أي خلايا عصبية تصاب؟ ما هي الأعراض التي يعاني منها المصابون بالمرض؟ ما هو مدى انتشار المرض بين السكان؟ ما هي طرق العلاج؟

*32*

الخلايا تتكاثر

هناك مبدأ مهم ينطبق على جميع الخلايا وهو أن "الخلية أصلها خليّة". أي: كل خلية مصدرها من خلية سبقتها، انقسمت إلى خليّتين. هكذا تتكاثر الخلايا.

في مرحلة ما أثناء حياة الخليّة البالغة تنقسم هذه إلى خليّتين، بعملية تُسمى انقسام الخليّة. في نهاية هذه العملية تنتج خليتان ابنتان.

كثير من الخلايا في جسمنا وفي أجسام الكائنات متعدّدة الخلايا الأخرى يمكنها أنه تنقسم وتتكاثر. على سبيل المثال، خليّة جلد في راحة اليد تنمو وتتطور منذ لحظة نشوئها وحتى انقسامها إلى خليتي جلد جديدتين، وهما بدورهما تستمران بالنموّ والانقسام وهكذا دواليك. كذلك البراميسيوم، مثل الكائنات وحيدة الخليّة الأخرى، تمرّ بانقسام خلوي خلال حياتها: من براميسيوم بالغة تنتج خليتا براميسيوم صغيرتان. هكذا تتكاثر الكائنات وحيدة الخلية.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

تكاثر الخلايا بواسطة انقسام الخليّة

كيف تنقسم الخلايا؟

عمليّة الانقسام غير المباشر

الانقسام غير المباشر (ميتوزا) (انقسام غير مباشر (ميتوزا) انقسام خلويّ في نهايته تكون كمية المادة الوراثية في الخلايا الناتجة مساوية لكمّيّة المادة الوراثية التي كانت في الخلية المنقسمة. بهذه الطريقة تنتج جميع خلايا الجسم باستثناء الخلايا التناسليّة). هو انقسام خلويّ في نهايته تنتج خليتان ابنتان متماثلتان الواحدة مع الأخرى ومع الخليّة الأمّ (الخليّة الأصليّة). أيْ، في نهاية الانقسام غير المباشر تنتج خليتان فيهما الشحنة الوراثيّة متماثلة مع الشحنة الوراثيّة التي كانت في الخليّة الأمّ.

يحدث الانقسام غير المباشر أيضًا في الكائنات وحيدة الخليّة، كطريقة للتكاثر، وكذلك في أجسام الكائنات متعدّدة الخلايا. الانقسام غير المباشر هو الطريقة التي تتكاثر فيها خلايا الجسم. هذا هو الانقسام الخلويّ المسؤول عن عمليات النموّ في الجسم تنقسم الخلايا وتنتج خلايا ابنة مطابقة للخليّة الأمّ، وهكذا يُضاف المزيد من الخلايا إلى النسيج أو العضو، الذي يأخذ بالنموّ. الانقسام غير المباشر هو أيضًا الأساس لعمليّات تجدُّد النسيج بعد إصابته. مثلا: عندما تُجرَح يدنا، تبدأ خلايا الجلد في منطقة الجرح بانقسام غير مباشر، وتستبدل الخلايا الجديدة الخلايا المُصابة. يتيح تكاثر الخلايا للجلد أن يشفى وللجرح أن يلتئم.

*33*

مراحل الانقسام غير المباشر

1. خلال حياة الخليّة، وقبل أن تنقسم إلى خليّتين، تأخذ بالكبر ويزداد حجمها. استعدادًا للانقسام غير المباشر تتضاعف المادّة الوراثية (ال DNA) في نواة الخليّة.

2. في بداية الانقسام، وقبل الانقسام نفسه، تحتوي النواة على مجموعتين من الكروموسومات (كلّ واحد من الكروموسومات تضاعف قبل الانقسام).

3. المادة الوراثية التي تضاعفت في هذه المرحلة تتوزّع بالضبط إلى قسمين: كلّ كروموسوم مضاعف ينقسم إلى نُسختَين متماثلتَين.

4. كل مجموعة كاملة من الكروموسومات تنتقل إلى طرف معاكس داخل الخليّة، والخليّة كلّها تنقسم إلى خليتين.

5. في نهاية الانقسام غير المباشر كلّ واحدة من الخليَّتين الابنتين تحتوي على نفس العدد من الكروموسومات التي كانت في الخليّة الأمّ (قبل مضاعفة الكروموسومات).

كمّيّة المادّة الوراثية في الخلايا الناتجة تطابق كمّية المادّة الوراثية التي كانت في الخلية الأم. الخليّتان الابنتان والخليّة الأمّ تكون متطابقة تمامًا في صفاتها الوراثية.

(صورة في الكتاب استعن بالمعلم)

مرحلة 3: في الانقسام غير المباشر

مرحلة 4: في الانقسام غير المباشر

خلايا في جذر بصل في مراحل مختلفة من الانقسام غير المباشر، صُوّرت بالمجهر بتكبير 400 مرّة.

*34*

فعالية

إلى الشبكة

الانقسام غير المباشر

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء. ادخلوا إلى موضوع الخليّة واختاروا الوحدة التعليميّة الانقسام غير المباشر.

شغّلوا المحاكاة وأجيبوا عن الأسئلة.

1. يوجد في خلايا البطاطا 48 كروموسومًا.

بدأت خليّة واحدة في النبات بالانقسام وإنتاج درنة جديدة. كم كروموسوما نجد في كلّ خليّة من خلايا درنة البطاطا بعد انتهاء الانقسام غير المباشر؟

2. يُسمّى الانقسام غير المباشر انقسامَ مساواة أيضًا. فكّروا: لماذا يُسمّى بهذا الاسم؟

3. في الانقسام غير المباشر تنقسم خليّة واحدة إلى خليّتين متماثلتين في صفاتهما الوراثية، وكمية المادة الوراثية في كلّ واحدة من الخليّتين الناتجتين تكون مطابقة لكمّية المادّة الوراثيّة في الخليّة الأمّ (قبل مضاعفتها).

اشرحوا كيف يمكن أن تنقسم الخليّة إلى خليّتين وتحتوي الخليتان الناتجتان على كل المادة الوراثيّة، وليس على نصف الكمية فقط (تلميح: راجعوا مراحل الانقسام غير المباشر).

4. ماذا كان يحصل لو أنّه خلال الانقسام غير المباشر، في مرحلة انفصال الكروموسومات (المضاعفة)، حدث خللٌ ولم ينفصل أحدُ الكروموسومات إلى اثنين؟

أ. هل عدد الكروموسومات في الخليّتين الابنتين كان متساويًا مع عددها في الخليّة الأم؟ هل كمية ال DNA في الخليّتين الابنتين كانت متطابقة مع كمّيته في الخلية الأمّ؟

ب. كم كروموسومًا كانت تحتوي كلّ واحدة من الخليتين الابنتين؟

كما ذكرنا، يحدث الانقسام غير المباشر في الخلايا الجسدية للكائنات متعددة الخلايا طيلة حياتها. ولكن، في أجسام الكائنات متعددة الخلايا يوجد شكل آخر لانقسام الخلية، يسمى الانقسام الاختزالي (ميوزا) (انقسام اختزاليّ (ميوزا) انقسام خلوي في نهايته تكون كمّية المادّة الوراثيّة في الخلايا الناتجة مختصرة إلى النصف. في هذه الطريقة تنتج الخلايا التناسليّة). الانقسام الاختزالي لا يحدث في جميع خلايا الجسم، بل يحدث خلال إنتاج الخلايا التناسلية فقط.

ما هي الخلايا التناسلية؟

تنتج معظم خلايا الجسم بواسطة الانقسام غير المباشر بينما تنتج الخلايا التناسلية (خلايا تناسلية - الخلايا المنوية وخلايا البويضات، الناتجة في أجسام الوالدين. تندمج هذه الخلايا أثناء التكاثر التزاوجي. تسمّى الخلايا التناسلية أيضًا: خلايا جنسية، خلايا تزاوجية أو جاميطات) بواسطة الانقسام الاختزاليّ (ميوزا). لكي نفهم كيف يحدث الانقسام الاختزاليّ علينا أن نتعرف على عمليّة التكاثر التزاوجي (تكاثر تزاوجيّ - (تكاثر جنسي) عملية إنتاج نسل بواسطة إخصاب فيه يندمج حيوان منويّ مع بويضة. النسل له والدان، ذكر وأنثى، ومن كليهما يحصل (النسل) بالوراثة على مزيج من الصفات). والخلايا التناسليّة.

*35*

غالبيّة أنواع الكائنات متعدّدة الخلايا، وبضمنها النباتات، الإنسان وحيوانات أخرى، تتكاثر بواسطة التكاثر التزاوجيّ.

التكاثر التزاوجيّ هو نوع من التكاثر الذي يكون فيه لكل فرد والدان - ذكر وأنثى. ينشأ الكائن من اندماج خليّة تناسليّة أنثويّة (مصدرها من الأمّ) - خلية بويضة (خليّة بويضة - خلية تناسليّة أنثويّة، أيْ: خليّة تناسليّة نتجت في الجهاز التناسليّ عند الأمّ. خلايا البويضة لدى الثدييّات (وبضمنها الإنسان) مغطاة بطبقات. يسمّى هذا المبنى بويضة). وخليّة تناسلية ذكريّة (مصدرها من الأب) - خلية منويّة (خلية منوية - خليّة تناسليّة ذكريّة، أيَّ: خليّة تناسليّة نتجت في الجهاز التناسليّ عند الأب). تندمج الخليّتان التناسليّتان عن طريق عمليّة الإخصاب (إخصاب - اندماج خليّة منويّة مع بويضة وإنتاج بويضة مخصبة. البويضة المخصبة هي الخليّة الأولى للجنين). هذه هي الخليّة الأولى للكائن. هذه الخليّة تنقسم بانقسام غير مباشر، وتستمرّ الخلايا الناتجة بالانقسام أيضاً انقساماً غير مباشر. أي: تنتج من الخليّة الأولى جميع خلايا جسم الكائن.

مبنى الخلايا التناسليّة عند الحيوانات

إذا تمعّنتم في الحيوانات التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجي يتبين لكم أن الذكور والإناث التي تنتمي إلى نفس النوع البيولوجيّ يمكن أن تكون متشابهة أو مختلفة عن بعضها، ولكن، تختلف، في معظم الأنواع، الخلايا التناسليّة الذكريّة (الحيوانات المنويّة) عن الخلايا التناسليّة الأنثويّة (البويضات) اختلافاً كبيراً: في الحجم والشكل والموادّ التي تحتويها وفي صفات أخرى.

لماذا الأمر على هذا النّحو؟

"مهمّة" الخلايا التناسليّة الهامّة هي إنتاج كائن جديد - عليها أن تلتقي وتندمج لتنتج الخليّة الأولى من الكائن. في عملية الإخصاب، التي تنتج عنها البويضة المخصّبة، يوجد لكلّ خليّة من الخليّتين التناسليّتين وظيفة مختلفة. ولكلِّ من الحيوان المنويّ والبويضة مبنى يتلاءم مع وظيفته.

خلايا البويضات هي خلايا كرويّة وكبيرة بشكل خاص. على سبيل المثال: هناك ضفادع من نوع معين لها بويضات يصل قطرها حتى 1 ملم؟ تكون بويضة الحيوانات أكبر بكثير من الحيوان المنوي. البويضة ساكنة (لا تستطيع التحرُّك)، أو أنَّها تتحرّك ببطء شديد. وهي تحتوي على مخزون من الموادّ الغذائية التي أُعدّت للجنين المتطور في أيامه الأولى، لأنه بعد دخول الحيوان المنويّ إليها تتحوّل البويضة إلى بويضة مخصّبة، وهي الخليّة الأولى للجنين.

الحيوانات المنويّة هي خلايا صغيرة نسبيَّا. في الحيوانات، الحيوان المنويّ أصغر بكثير من البويضة، على سبيل المثال: الحيوان المنويّ للإنسان أصغر ب 100 مرة تقريباً من البويضة. الحيوان المنوي متحرك (يمكنه التنقُّل) بفضل السَّوْط، وهو يشبه الذيل الذي يساعده على الحركة بخفة في بيئة سائلة والسباحة نحو البويضة. يشبه شكل الحيوان المنوي لدى حيوانات كثيرة شكل "الشُرْغُوف" (والعامّة تسميه "أبو رويس") وهو يحتوي على عضيّات كثيرة من الميتوكندريا التي تزوده بالطاقة اللازمة له في حركته.

أسئلة

1. قارنوا بين الحيوان المنويّ والبويضة. تطرّقوا إلى المعايير التالية: خليّة تناسليّة ذكريّة / أنثوية، تنتج عند الأب / الأم، الحجم، القدرة على الحركة، مركّبات بنائية.

2. استخلصوا استنتاجات:

أ. كيف يتلاءم المبنى المميز للحيوان المنوي مع أدائه؟

ب. كيف يتلاءم المبنى المميز للبويضة مع أدائها؟

3. مع أن الفروق بين الحيوان المنويّ والبويضة كثيرة، إلا أن لهما صفات ومميزات مشتركة أيضاً. بماذا يتشابه الحيوان المنويّ والبويضة؟

*36*

كيف تتكوّن الخلايا التناسليّة؟

عمليّة الانقسام الاختزاليّ (ميوزا)

كما ذكرنا، يحدث انقسام الخليّة بالانقسام الاختزاليّ فقط أثناء إنتاج الخلايا التناسلية في أجسام الكائنات متعدّدة الخلايا. الانقسام الاختزاليّ ضروريّ لعمليّة إنتاج الحيوانات المنويّة وكذلك لعمليّة إنتاج البويضات.

عند الإخصاب تندمج الخليّتان التناسليّتان - الحيوان المنويّ، الذي مصدره من الأب، والبويضة، التي مصدرها من الأمّ. وينتج من إندماج هاتين الخليّتين بويضة مخصّبة، وهي الخليّة الأولى للكائن.

لو احتوت الخلايا التناسليّة على كمّيّة عاديّة من المادة الوراثية (DNA)، لاحتوت البويضة المخصبة على كمية مضاعفة من المادّة الوراثية مقارنة مع الخلايا الجسدية عند الوالدين (الكمية التي وصلت من الخليتين التناسليتين). لو كانت هذه هي الحالة، لتضاعفت كمّية المادة الوراثية في كل جيل عمّا كانت عليه في الجيل الذي سبقه. يتّضح أن الأمر مختلف، وفي كلّ الكائنات الحيّة التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجيّ لا تتضاعف كمّيّة المادّة الوراثية من جيل إلى آخر.

كيف تحفظ كمّيّة المادّة الوراثية ثابتة؟

يكمن التفسير لذلك في الانقسام الخاصّ للخليّة الذي تنتج عنه الخلايا التناسليّة - الانقسام الاختزالي. سُمَي هذا الانقسام بهذا الاسم لأنّه تُختزَل (تُختصر) في نهايته كمّيّة المادة الوراثية، والتي تنتقل إلى الخلايا الابنة، إلى النصف: تحتوي الخلايا الناتجة عن عملية الانقسام الاختزالي على نصف عدد الكروموسومات التي كانت في الخليّة الأم المنقسمة.

لكي نفهم كيف يحدث الانقسام الاختزالي، علينا أن نعرف كيف تنتظم الكروموسومات في خلايا الجسم.

يوجد في خلايا أجسام الكائنات الحيّة عدد ثابت من الكروموسومات، يميّز النوع الذي ينتمي إليه الكائن الحيّ. هذا العدد زوجي دائماً.

لماذا؟

يتبين من فحص الكروموسومات في خريا الجسم أنّ لكل كروموسوم في نواة الخليّة كروموسوماً توأماً. تسمّى أزواج الكروموسومات التوائم بالكروموسومات المتماثلة، وهي تحتوي على معلومات وراثية لنفس الصفات، وهي تتشابه مع بعضها بالحجم والشكل. ومع ذلك، فإنها غير متماثلة: صحيح أن المادة الوراثية (DNA) التي تتركب منها متشابهة، ولكنّها غير متطابقة تماماً.

كلّ زوجين من الكروموسومات يتركّبان من كروموسومات متماثلة - كروموسوم واحد مصدره من الأمّ وساهمت به البويضة، والكروموسوم الآخر مصدره من الأب وساهم به الحيوان المنويّ. مثلا: في الخلايا الجسديّة عند الإنسان يوجد 46 كروموسومًا، أيْ: 23 زوجا من الكروموسومات المتماثلة.

*37*

مراحل الانقسام الاختزاليّ (ميوزا)

1. يشمل الانقسام الاختزاليّ انقسامين يحدثان الواحد تلو الآخر بشكل متواصل. هنا، كما في الانقسام غير المباشر، تسبق انقسام الخلية مضاعفة المادة الوراثية (DNA) في نواة الخلية.

2. في بداية الانقسام الاختزاليّ، قبل الانقسام نفسه، تحتوي نواة الخليّة على مجموعة مضاعفة من الكروموسومات (كلّ واحد من الكروموسومات تضاعف قبل بداية الانقسام).

3. بعكس الانقسام غير المباشر، بعد المضاعفة كلّ أزواج الكروموسومات المتماثلة تنفصل وتبتعد عن بعضها، وكلّ واحد منهما يتجه نحو طرف معاكس في الخليّة المُنقَسمة.

4. تنقسم الخليّة كلهّا إلى خليّتين يصل كروموسوم واحد من كل كروموسومين متماثلين إلى كلّ خلية. والنتيجة: عدد الكروموسومات في خليّة من الخليّتين أقلَ من العدد في الخلية الأم (نصف العدد الذي كان في الخليّة الم فقط).

5. في هذه المرحلة كلّ خليّة تنقسم ثانية إلى خليّتين، ولكن بطريقة أخرى: في هذه المرّة تنفصل النسخ المتطابقة في كلّ كروموسوم، وليس الكروموسومات المتماثلة. نسخة واحدة من كل كروموسوم تصل إلى خلية والنسخة الأخرى تصل إلى الخلية الأخرى.

6. في نهاية الانقسام الاختزاليّ تنتج 4 خلايا ابنة، في كلّ واحدة منها نصف عدد الكروموسومات التي كانت في الخليّة الأم التي انقسمت، أي: نصف كمية المادّة الوراثية (DNA).

للتلخيص، الانقسام الاختزاليّ هو انقسام خلوي يحدث في أجسام الكائنات متعددة الخلايا فقط أثناء إنتاج الخلايا التناسلية. في نهاية عمليّة الانقسام الاختزاليّ تنتج من خليّة واحدة 4 خلايا تناسليّة، كل واحدة منها تحتوي على نصف كمية المادة الوراثية (ونصف عدد الكروموسومات) الموجودة في باقي خلايا الجسم.

يشمل هذا النصف كروموسومًا واحدًا من كل كروموسومين متماثلين، ولذا فإنّ كل خليّة ابنة تحتوي على معلومات عن جميع صفات الكائن الحي.

الخلية التناسليّة الأنثوية التي نتجت بالانقسام الاختزاليّ لدى الأمّ تحتوي على نصف عدد الكروموسومات، والخلية التناسليّة الذكرية التي نتجت بالانقسام الاختزالي لدى الأب تحتوي كذلك على نصف عدد الكروموسومات. عندما تندمج الخليتان التناسليتان، الأنثويّة والذكريّة، في عملية الإخصاب، تساهم كل منهما بمادتها الوراثية للخلية الأولى للكائن (البويضة المخصبة)، وهكذا نحصل ثانية على مجموعة كاملة من الكروموسومات.

*38*

فعالية إلى الشبكة

الانقسام الاختزاليّ - الميوزا

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء. ادخلوا إلى موضوع الخليّة واختاروا الوحدة التعليميّة الانقسام الاختزاليّ - ميوزا.

أسئلة

1. ما الفرق بين الخليّة الأم التي تنقسم بانقسام اختزالي، والخلايا الناتجة في نهاية هذا الانقسام؟

2. الكروموسومات في الخلايا الجسديّة للكائنات الحيّة تنتظم بأزواج من الكروموسومات المتماثلة. ما هو مصدر كلّ واحد من الكروموسومين المتماثلين؟

3. يوجد في الخلايا الجسدية عند الإنسان 46 كروموسوماً.

أ. كم زوجًا من الكروموسومات المتماثلة يوجد في كلّ خلية جسديّة عند الإنسان؟

ب. كم كروموسومًا يوجد في خليّة تناسليّة عند الرجُل؟ كم كروموسومًا يوجد في خليّة تناسلية عند المرأة؟

ج. بعد اندماج خليّة تناسليّة ذكرية مع خلية تناسلية أنثوية، تندمج نواتا الخليتين. كم كروموسومًا يكون في نواة الخليّة الأولى للكائن؟ كم كروموسومًا يكون في باقي الخلايا الجسدية التي تنتج من هذه الخلية؟

(تذكير: تنتج الخلايا الجسدية للكائن النامي بواسطة الانقسام غير المباشر).

4. يوجد في الخلايا الجسديّة في البعوضة 6 كروموسومات (3 أزواج من الكروموسومات المتماثلة).

في أحد الانقسامات الاختزاليّة حدث خلل في مرحلة انفصال الكروموسومات المتماثلة، وزوجان من الكروموسومات لم ينفصلا.

أ. خمّنوا: هل عدد الكروموسومات في الخلايا التناسليّة الناتجة عن هذا الانقسام سيكون نصف ما كان في الخليّة المنقسمة؟ كم كروموسومًا تحتوي كل خليّة من الخلايا الابنة.

ب. هل، حسب رأيكم، الخلايا التناسليّة الناتجة عن الانقسام الاختزاليّ الموصوف أعلاه ستكون سليمة؟ عللوا.

*39*

توسَع

متلازمة داون

تعلّمتم أنّ عدد الكروموسومات في الخليّة يميّز النوع الذي ينتمي إليه الكائن. تغيير في عدد الكروموسومات - نقص أو زيادة كروموسوم - يسبِّب تغييرات ملحوظة في صفات الكائن. متلازمة داون هي مثال على ذلك: المصابون في هذه المتلازمة لديهم 47 كروموسومًا في خلايا جسمهم، بدلاً من 46 كروموسوماً. هؤلاء الأشخاص لديهم تخلف عقلي وتطوري، ومشاكل صحية مختلفة في القلب، في الجهاز التناسلي والبصريّ، ومَيْل أكثر للإصابة بمرض السكري. كما أن مبنى الجسم وملامح وجوههم مميزة لهم.

تنجم متلازمة داون عن زيادة كروموسوم رقم 21 في الخلايا - في خلايا المصابين بمتلازمة داون يوجد ثلاثة كروموسومات رقم 21 بدلا من كروموسومين متماثلين.

كيف تنشأ هذه الحالة؟

(صورة في الكتاب استعن بالمعلم)

في صورة كروموسومات من خلايا جسم إنسان مصاب بمتلازمة داون تظهر ثلاثة كروموسومات رقم 21 بدلاً من كروموسومين متماثلين.

في الخليّة الأولى للجنين المصاب بمتلازمة داون توجد ثلاثة كروموسومات رقم 21، بدلا من كروموسومين متماثلين. لماذا؟ لأنه في إحدى الخليّتين التناسليّتين اللتين اندمجتا لإنتاج الخليّة الأولى للجنين كان كروموسومان رقم 21 بدلاً من واحد. وفعلاً، زيادة كروموسوم رقم 21 في الخليّة التناسليّة الأنثوية (البويضة) يمكن أن تكون إحدى أسباب ولادة طفل مصاب بمتلازمة داون.

خلال إنتاج الخلايا التناسليّة عند الأم حدث خلل في عملية الانقسام الاختزالي، في مرحلة انفصال الكروموسومات المتماثلة، ولم ينفصل الكروموسومات المتماثلان رقم 21، بل بقيا ملتصقين الواحد بالآخر وتحركا معاً نحو أحد طرفي خلية الأم. نتيجة لذلك تكونت خلية بويضة تحوي زوجاً من كروموسوم رقم 21 بدلاً من واحد. عندما اندمجت هذه البويضة مع حيوان منويّ، احتوت الخليّة الأولى للجنين على ثلاث نسخ من كروموسوم رقم 21. لاحقاً ومن هذه الخلية تكوّنت كلّ خلايا الجسم في انقسام غير مباشر، وفي جميع هذه الخلايا ثلاث نسخ من كروموسوم رقم 21. وهكذا وُلد طفل مصاب بمتلازمة داون.

*40*

فعالية

مقارنة

مقارنة بين الانقسام غير المباشر والانقسام الاختزاليّ

تُعرض فيما يلي المراحل الرئيسة في عمليّة الانقسام غير المباشر مقبل المراحل الرئيسة في عملية الانقسام الاختزاليّ.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

المراحل الرئيسة في الانقسام غير المباشر

المراحل الرئيسة في الانقسام الاختزاليّ

تمعّنوا في الرسم التوضيحيّ ولاحظوا الفروق بين انقسام الخليّة غير المباشر وانقسام الخلية الاختزاليّ. قارنوا بين نوعي الانقسامات.

اختاروا أكبر قدر من المميزات للمقارنة واعرضوا المعلومات في جدول، يشمل المميزات التي اقترحتموها.

تطرقوا إلى الأسئلة التالية:

- ما هي أهمّيّة كل نوع من انقسامَي الخليّة ومتى يحدث كلِّ منهما في الجسم؟

- هل تتضاعف المادّة الوراثية التي تبني الكروموسوم قبل الانقسام؟

- كم خليّة تنتج في نهاية الانقسام؟

- كم كروموسوماً يوجد في الخليّة الأم؟ كم كروموسوماً يوجد في الخلية الابنة؟

يمكنكم الاستعانة بالمحاكَيات في الوحدة التعليمية التي تتناول الانقسام غير المباشر والانقسام الاختزالي الموجودة في موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا.

*41*

تلخيص

تتركَب جميع الكائنات الحيّة على سطح الكرة الأرضيّة من خلايا، الخليّة هي وحدة المبنى والأداء الأساسية لكل كائن حي. في معظم الخلايا توجد نواة وفيها الكروموسومات. تتكون الكروموسومات من مادة وراثية (DNA)، تحمل جميع المعلومات عن صفات الكائن الحيّ.

يوجد في الطبيعة تنوّع كبير من الخلايا، التي تختلف عن بعضها في الشكل والوظيفة. المبنى المميّز للخلية يتلاءم مع أدائها، وبفضل ذلك يمكنها أن تقوم بوظيفتها على أفضل وجه وأنجع شكل. وظيفة الخلايا العصبيّة نقل المعلومات في أنحاء الجسم، ولها زوائد قصيرة وزائدة واحدة طويلة (أكسون) تنتقل عبره المعلومات. الخلايا التناسليّة هي حيوانات منويّة تنتج في جسم الأب وبويضات تنتج في جسم الأمّ. اندماج الحيوان المنويّ مع البويضة ينتج الخلية الأولى للكائن. يتلاءم مبنى للحيوان المنوي وكذلك البويضة مع أدائهما.

توجد في الخليّة مميّزات الحياة. على سبيل المثال: الخلايا خلال حياتها تنمو، تتطور وتتغير، "تتخصص" وتكتسب وظيفة خاصة وشكل مميّز. كما وتستجيب الخلايا للمحفزات وتقيم اتصالات مع محيطها، مثل الكائنات الحيّة. تتكاثر الخلايا بعملية تسمى انقسام الخليّة. يوجد شكلان لانقسام الخليّة: الانقسام غير المباشر، الذي يحدث في الكائنات وحيدة الخليّة وكذلك في الخلايا الجسديَّة للكائنات متعدَّدة الخلايا طيلة حياتها، والانقسام الاختزاليّ، الذي يحدث في الكائنات متعددة الخلايا خلال إنتاج الخلايا التناسلية فقط.

أسئلة للتلخيص

1. اكتشف علماء سماً يعيق مضاعفة المادة الوراثية في الخلايا (DNA). من المرجح الافتراض انّ هذا السمّ -

أ. يصيب نواة الخليّة ولكنه لا يؤثر على عمليّات انقسام الخليّة.

ب. يصيب عمليّة الانقسام غير المباشر ولكنّه لا يؤثر على عمليّة الانقسام الاختزاليّ.

ج. يصيب عمليّة الانقسام الاختزالي ولكنه لا يؤثر على عملية الانقسام غير المباشر.

د. يصيب عمليّة الانقسام غير المباشر وكذلك عملية الانقسام الاختزاليّ.

علّلوا إجابتكم.

2. استعينوا بالصور وأكملوا الجملة التالية:

(أربعة صور في الكتاب استعن بالمعلم)

وحدة المبنى والأداء الأساسيّة للكائن الحيّ هي ال --، التي تحتوي على عضيات مختلفة. إحدى هذه العضيّات هي ال --، التي توجد في داخلها --، التي يتركّب كلّ واحد منها من --.

3. أ. "يتلاءم مبنى الخلايا مع أدائها". علّلوا هذا الادّعاء اعتمادًا على مبنى خليّة عصبية وأدائها.

ب. اختاروا خليّة أخرى: حيوانًا منويًا، بويضة، أو أيَّ خليّة أخرى تعرفونها.

صفوا وظيفة الخليّة التي اخترتموها ومبناها المميز. اشرحوا كيف يتمثل مبدأ التلاؤم بين المبنى والأداء في الخليّة التي اخترتموها.

*42*

4. فيما يلي عمليّات مختلفة تحدث في الكائنات الحيّة. عينوا في أيّ منها يحدث انقسام غير مباشر وفي أيِّ منها يحدث انقسام اختزالي؟

أ. تكاثر كائن وحيد الخلية مثل بكتيريا.

ب. عمليّة التئام جرح وتجدد النسيج المُصاب.

ج. عملية إنتاج بويضات في مبايض الإناث.

د. عملية تطور الجنين في بيضة دجاجة.

ه. عمليات النموّ في أجسام الأطفال.

و. عمليّات النموّ في النباتات.

ز. عمليّة إنتاج حيوانات منويّة في خُصى الذكور.

5. فيما يلي مميّزات خلايا تناسليّة.

اكتبوا بجانب كلّ ميزة إن كانت تميّز الحيوانات المنويّة فقط، البويضات فقط أو الحيوانات المنويّة والبويضات معًا.

أ. كمّيّة المادّة الوراثيّة فيها تساوي نصف كمّيّتها في باقي خلايا الجسم.

ب. عديمة القدرة على الحركة الذاتيّة.

ج. تحتوي على موادّ غذائيّة.

د. تشترك في عمليّة الإخصاب.

ه. محاطة بغشاء خليّة.

و. لها سَوْط.

ز. تنتج عن انقسام اختزاليّ.

6. ما هو الإخصاب؟

أ. عمليّة إنتاج خلايا تناسليّة ذكريّة وخلايا تناسليّة أنثويّة.

ب. عمليّة تندمج فيها خليّة تناسليّة أنثويّة مع خليّة تناسلية ذكريّة.

ج. عملية يُنتج فيها أحد الوالدين أنسالاً كثيرين.

د. عمليّة تطوّر النسل في بويضة مخصّبة.

7. يوجد في الخلايا الجسديّة لنبات الذُرة 20 كروموسومًا.

لو لم يحدث انقسام اختزالي أثناء إنتاج الخلايا التناسلية للذُرة ماذا كان سيحدث؟

أ. لكانت الخلايا التناسليّة تحتوي على 10 كروموسومات.

ب. لكانت الخلايا التناسلية تحتوي 40 كروموسومًا.

ج. لكانت الخلايا الجسديّة للنسل تحتوي على 20 كروموسومًا.

د. لكانت الخلايا الجسديّة للنسل تحتوي على 40 كروموسومًا.

8. ادّعى داود أن عدد الكروموسومات في خلايا جلده مساوٍ لعددها في خلايا جلد عرين، زميلته في الصف. ادّعت عرين أن عدد الكروموسومات في خلايا جلدها يختلف عن عددها في خلايا جلد داود.

أيهما على حقّ؟

9. هل كمّيّة المادة الوراثية متساوية في جميع الخلايا في أجسام الناس البالغين؟ اشرحوا.

*43*

الفصل 3: الاتّصال، الحواسّ والجهاز العصبيّ

*43*

سنتعلّم في هذا الفصل أن

- الاتصال مع البيئة هو أحد مميّزات الحياة.

- الاتصال مع البيئة حيويّ لبقاء الكائنات الحيّة.

- الاتّصال يشمل استقبال مُحفّز، معالجة المعلومات في الدماغ والاستجابة للمُحفّز (تغذية مُرتدّة).

- الجهاز العصبيّ يُتيح الاتّصال بين الأعضاء داخل الجسم.

- مبنى الجهاز العصبيّ يتلاءم مع أدائه.

- العين والأُذُن هما من أعضاء الحواسّ عند الإنسان.

مصطلحات نتعرّف عليها:

قناة اتّصال

أعضاء الحواسّ

الجهاز العصبيّ، المركزيّ والمحيطيّ

خليّة عصبيّة) نويرون

ليف عصبيّ

سيال عصبيّ

*44*

مدخل

كيف يجد الصُّرصور زوجته؟ كيف تعرف اللّبؤات أن تتعاون أثناء الصيد؟ كيف تخبر النحلات بعضها بعضًا عن مكان فيه أزهار مليئة بالرحيق؟ كيف تميّز النعجة في القطيع الحَمَل الذي ولدته؟ وكيف ننجح نحن، بني البشر، أن نبني نسيجًا اجتماعيًّا غنيًّا ومتطوّرًا؟

كلّ هذا ممكن بفضل عمليّات الاتصال في عالم الأحياء.

الاتّصال هو أحد مميّزات الحياة لجميع الكائنات الحيّة. الاتّصال بين الكائنات الحيّة هو الطريقة التي تنقل بواسطتها المعلومات من هذا إلى ذلك بواسطة رسائل وإشارات مختلفة.

عندما يجري اتّصال بين كائنّين حيّين، ينقل أحدهما رسالة إلى الآخر. ناقل الرسالة هو المُرسل. أما مُتسلّم الرسالة فهو المُستقبِل للمعلومات، والمستجيب لها. الاستجابة (رد الفعل) هي تغذية مرتدّة للرسالة المستقبَلة، ويمكن أن تتمثل، مثلا، كتغيير سلوكي. عمليًا، هذه التغذية المرتدة هي أيضا رسالة، لانه عندما يستجيب المُستقبِل فإنه يتحول من مُستقبِل إلى مُرسِل.

أذاً، عملية الاتّصال هي عمليّة دائريّة.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

الرسالة، المردود (رد الفعل)

كيف نعرف إذا حدث اتّصال حقًا؟ لأجل ذلك علينا أن ننظر إلى الجانب المستقبل ونرى إن كان سلوكه قد تغير في أعقاب الرسالة التي أرسلها المرسِل. على سبيل المثال: عصفور مغرّد يميّز طائرًا جارحًا، يُطلق صوتًا خاصًّا. إذا رأينا باقي العصافير المغرَّدة في السرب قد قطعت طيرانها الحرّ وفتّشت عن ملاذ لها، نفهم من ذلك أنّه جرى اتصال ونستطيع أن نفترض أن الرسالة التي أرسلها العصفور كانت "احذروا، خطر!"

لكي نفهم عمليّة الاتصال كلهّا وأهمّيّتها للكائنات الحيّة، علينا أن نعرف قنوات الاتصال المختلفة في الطبيعة الطرق التي تنقل فيها الكائنات الحيّة الرسائل فيما بينها. كما يجب معرفة أنواع الرسائل الإشارات التي تنتقل من كائن إلى آخر. من المهم أن نفهم الوظائف التي يقوم بها الاتّصال في حياة الكائنات الحيّة، وكذلك العمليّات التي بواسطتها تُستقبَل هذه الإشارات في أعضاء الحسّ وفي نهاية الأمر تؤدي إلى الاستجابات (ردود الفعل) الملائمة.

سوف نبحث هذه المواضيع في هذا الفصل. ونتعرف على أمثلة للاتّصال بين الكائنات الحيّة، نفهم دلالة الاتّصال في الطبيعة ونتعرّف على مبنى وأداء الجهاز العصبيّ أيضاً، مع التركيز على العين والأذن عند الإنسان.

*45*

فعالية

إلى الشبكة

الاتصال بين الحيوانات

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع الاتصال والحواس، واختاروا الوحدة التعليمية الاتّصال بين الحيوانات. شاهدوا الفيلمين القصيرين وأجيبوا عن الأسئلة التالية:

1. ما هي أهمية الرسائل التي تنتقل بين الغزلان في الفيلم الأّوّل؟

2. هل حسب رأيكم تنتقل رسائل من الغزلان إلى الذئب أيضًا؟

3. أي رسائل تنقلها الزغاليل إلى والديها في الفيلم الثاني؟

4. ما هو رد فعل الوالدين على الرسائل التي تُرسلها الزغاليل؟

طرق الاتصال

عندم نقول "اتّصال" في الكلام المُتداوَل يوميًا نقصد عادة وسائل الإعلام: صحيفة، راديو، تلفزيون ومواقع إنترنت. عندما نقول إن أحداً لديه مهارات اتصال جيدة نقصد، عادة، قدرته على إنشاء علاقات جيدة مع أشخاص آخرين. سوف نتركز في الجانب البيولوجي للاتصال: في انتقال معلومات (الرسالة) من كائن حي (المرسل) إلى كائن حي آخر (المستقبل).

لدى البشر طريقة اتصال متطورة جداً اتصال بواسطة اللغة، التي تمكننا أن ننقل رسائل مركبة جداً، وبضمنها رسائل مجرّدة لا تتعلق ب "هنا والآن". مثلا، الرسالة "غداً سأقرر إن كنا سنلتقي في نهاية الأسبوع" لا سبيل لنقلها إلا بواسطة الكلمات.

الحيوانات ونحن البشر يمكننا أن نتواصل بدون لغة، بدون كلمات.

فالابتسامة، مثلاً، هي طريقة مشتركة عند جميع البشر، وفي جميع الثقافات، لبث رسالة الرضا. من يشاهد الابتسامة يستقبل رسالة إيجابية ويستجب وفقاً لذلك. لغة لجسد عند الإنسان، وكذلك عند حيوانات كثيرة أخرى، تبث رسائل واضحة. يمكنها أن تبث الخوف، العدوانية، السكينة، الفرح وغيرها.

حيوانات كثيرة مثلنا تنقل فيما بينها رسائل بواسطة وضعيات الجسم وتعابير الوجه. يجدر أن نتمعّن في الكلاب التي تلتقي في متنزه مثلاً بعضها يبث لزملائه رسالة تهديد بواسطة تحديب الظهر والتكشير عن الأنياب، وبعضها يبث رسالة خضوع بأن يرخي "يدلي" أذنيه وذيله وبعضها يبث رسالة فرح بواسطة هز الذيل وقفزات موضعية صغيرة. إضافة إلى ذلك، تبث جميع الكلاب الذكور أيضاً الرسالة "هذه هي منطقة نفوذي". كيف تقوم بهذا؟ بالتبوّل على الأشجار، الجدران وأشياء أخرى في الطريق.

*46*

تنقل الحيوانات رسائل بقنوات اتصال مختلفة:

اتصال مرئي (بصري) - بالألوان والأشكال، بحركات الجسم وتعابير الوجه.

اتصال صوتي - بإطلاق أصوات بواسطة أجزاء مختلفة من الجسم.

اتصال كيميائي - بالأساس بواسطة الرائحة.

اتصال لمسيّ - باللمس المباشر أو باهتزازات مادّة.

تتعلّق قنوات الاتصال التي تستخدمها الكائنات الحية بالظروف في البيئات الحياتية المختلفة. على سبيل المثال: في الأماكن التي تصعب فيها الرؤية، كما في الماء أو في أعماق الأدغال، تكون القناة الصوتية أكثر نجاعة من القناة المرئية. تكون المناظر، الألوان وتعابير الجسم أكثر نجاعة عندما تكون الحيوانات قريبة من بعضها ويمكنها أن ترى بعضها. أما عندما يكون المرسل والمستقبل بعيدين الواحد عن الاخر فإن الاتصال بواسطة الرائحة يكون الأكثر نجاعة. هكذا مثلا تجد فراشات معينة أزواجاً لها عن مسافة بعيدة. كما أن الاتصال بواسطة الرائحة يُتيح ترك معلومات في المنطقة بعد أن يبتعد الحيوان عن المكان، مثل الكلب الذي يترك علامات رائحة (بول) في المنطقة.

يتم الاتصال أحياناً بين أفراد من نفس النوع (اتصال داخل النوع)، مثلا قرد البابون الذي يكشر عن أسنانه أمام بابون آخر في قطيع القرود. أحيانا يكون الاتصال بين أفرد من أنواع مختلفة (اتصال بين الأنواع)، مثلا ألوان التحذير الحمراء والسوداء للفراشة الحمراء اللامعة، التي تردع العصافير من محاولة افتراسها. في حالات كثيرة تكون عملية الاتصال مركبة جداً. فيها جزء مكشوف وآخر خفيّ.

الجزء المكشوف هو إشارة تنتقل من كائن إلى آخر ويسهل تمييزها، مثل صوت، منظر (لون أو حركة) أو مادة أخرى تحفز حاسة الشم أو الذوق.

أما الجزء الخفيّ فهو ما يحدث داخل جسم الكائن الحيّ، حيث تُستقبل الإشارة في أعضاء الحواسّ (ضوء يُستقبل في العين، صوت يُستقبل في الأذن، مادّة تُستقبل في الأنف أو الفم وما شابه)، وهذه الإشارة تؤدي إلى نشوء سيال عصبي، ينتقل من أعضاء الحواس إلى الدماغ. في الدماغ تحدث عمليات تحليل ومعالجة للمعلومات، وفي نهاية الأمر يتكون رد الفعل - تغيير في سلوك مستقبل الرسالة.

(إربعة صور في الكتاب)

قرد بابون يهدّد بالتكشير عن أسنانه.

الفراشة الحمراء اللامعة، لها ألوان تحذير رادِعة.

ضوء اليراعة يومض في الظلام.

أصوات الصراصير تُسمع من مشافات بعيدة.

فعّاليّة

معلوماتيَة

قنوات الاتصال بين الكائنات الحيّة

الهدف: التعرُّف على قنوات الاتصال التي تستخدمها الكائنات الحيّة.

1. ابحثوا عن معلومات عن قنوات اتّصال لدى الخفافيش، اليراعات، الصراصير، النمل والإنسان. استعينوا بموقع المكتبة الافتراضيّة لمطاح وبمصادر معلومات أخرى في الإنترنت، الكتب التي تتناول سلوك الحيوانات، المجلاّت مثل طيفع هدفاريم (טבע הדברים) وما شابه.

2. اذكروا أي قنوات اتّصال تُستخدم في كلّ حالة، من المرسل ومَن المستقبل، ما هي الرسائل التي تنتقل بينهما وماذا كانت ردود الفعل على هذه الرسائل.

3. اشرحوا لماذا كانت قنوات الاتّصال المستخدمة في كلّ حالة من الحالات هي الأكثر نجاعة (بالمقارنة مع قنوات الاتصال الأخرى).

*47*

أهمّية الاتصال في الطبيعة

أسئلة

1. ما هي الاحتياجات التي من أجلها تُجري الحيوانات اتصالات فيما بينها؟

اذكروا أكبر عدد من الاحتياجات التي يمكن أن تحصل عليها الحيوانات من الاتصالات.

2. هل البشر يتّصلون مع بعضهم لأهداف مشابهة أيضاً؟

هل يُتيح لنا الاتصال الحصول على أشياء أخرى؟ إذا كانت الإجابة نعم، اذكروها.

الاتّصال حيويّ لبقاء الكائنات الحيّة لأنّه يخدمها في تحقيق أهداف مختلفة: الدفاع عن النفس، الحصول على الغذاء، المحافظة على منطقة النفوذ، ترتيب المكانة الاجتماعيّة، العثور على الأزواج، العناية بالأنسال وغيرها.

فيما يلي أمثلة تجسد أهمية الاتصال في الطبيعة.

اتصال لأغراض الدفاع عن النفس

يعزز الاتصال من احتمال نجاة الحيوانات من المفترسات. على سبيل المثال، عند وجود خطر في منطقة حيوانات اجتماعية فإنها تستعمل الاتصال لتبليغ باقي أفراد المجموعة بذلك. عندما يلاحظ أحد أفراد المجموعة خطراً فإنه يشير إلى باقي أفراد المجموعة بإطلاق أصوات أو بإبراز أجزاء معينة من الجسم. في أعقاب استقبال الرسالة تتجمع أفراد المجموعة وتطرد المفترس، أو تهرب إلى مكان آمن. نتيجة لذلك يضطر المفترس إلى تغيير سلوكه والابتعاد عن المكان.

السرقاط

السرقاط هو حيوان صغير من الثديات يعيش في صحراء "كالاهاري" في جنوب أفريقيا. يشبه النمس، وهو يعيش في قبائل مكونة من 20-50 فردًا. يوجد في "معسكر" السرقاطات دائما حارس يقف على رجليه ويراقب ما حوله. في حالة اقتراب مفترس أو في حالة أي خطر آخر، يبلغ الحارس أفراد المجموعة بإطلاق صوت مميز، مثل النباح. تسرع الجراء وبعض البالغين إلى الاختباء في الجحور، ويزيد الباقي من يقظهم.

في حالات كثيرة نستعين الحيوانات بالاتصال لتنقل إلى المفترس رسائل تجعله يختار فريسة أخرى. كيف تقوم بذلك؟ عندما تلحظ هذه الحيوانات مفترسًا، فإنها تشير له بسلوكها أنها لاحظته وأنه فقد عامل المفاجأة. كما يبين بعضها للفريسة أنها قوية بشكل خاص أو سريعة جداً.

(صورة في الكتاب)

سرقاط بوظيفة حارس

غزال تومسون

يعيش غزال تومسون في "السفانا" في شرق أفريقيا. يتغذّى على أكل العشاب وهو يمتاز بقدرته على الركض السريع جدًّا، حتى 70 كم / ساعة. كما يستطيع الغزال الالتفاف بسرعة والركض المتعرّج، وهكذا كثيراً ما ينجو من المفترسات التي تطارده. عندما ترى أسداً أو نمراً وما شابه يقترب منها، فإنّ الغزلان الصغيرة والضعيفة تهرب فورًا - أمّا القويّة منها فتضرب الأرض بأرجلها، تقفز في مكانها ولا تسرع في الهرب. يستقبل المفترس الرسائل، ويتحوّل إلى مطاردة فريسة يكون نيلها أسهل.

*48*

أسئلة

تستعين السرقاطات وكذلك عزلان تومسون بالاتّصال لنفس الغرض، وهو الدفاع عن النفس من المفترسات، لكنّ الاتّصال الذي يتمّ في الحالتين يكون مختلفًا.

1. ما هي المرسلة للرسائل في القطعتين اللتين قرأتموها؟

2. هل الرسائل في الحالتين متشابهة؟ عللوا.

3. ما هي المستقبلة للرسائل في الحالتين، وما الفروق بينها؟

4. هل يوجد فرق بين قنوات الاتصال في الحالتين؟

اتّصال من أجل الحصول على الغذاء

تجد حيوانات كثيرة الغذاء، تحدّد الفريسة أو تصطادها بمساعدة رسائل تتبادلها بين بعضها. تنتقل الرسائل بين الصيادين الذين يمسكون بالفريسة معاً، أو بين أفراد مجموعة يتبادلون المعلومات فيما بينهم حول الغذاء الذي وجدوه. كما يساعد الاتصال "المحتالين" الذين يصطادون فريستهم بالتمويه، بنصب المصائد أو بإغراء الفرائس.

المفترسات التي تصطاد معاً، مثل الأسود، تجري بينها اتصالا سريعاً وتنقل رسائل واضحة. ينسق الصيادون فيما بينهم كافة مراحل الصيد - الكمين، الانقضاض والمطاردة - بطرق اتصال مفهومة لهم ولكنها تخفى على الفرائس.

البجع

كيف ينجح البجع، وهو طائر كبير مترهل (ثقيل الحركة) في اصطياد خفيفة الحركة داخل الماء؟ بكل بساطة - بواسطة الصيد الجماعيّ، يتعاون وتنسيق مدهشين!

أحياناً يمكن رؤية البجع يسبح بصف واحد فيجبر الأسماك على الهرب نحو الضفة. وعندما تتجمع الأسماك في المياه الضحلة، كلّ البجعات معاً - فجأة، وكأنه بحسب إشارة (أمر) - تدخل رؤوسها في الماء، تفغر مناقيرها الكبيرة وتصطاد الأسماك.

*49*

النحل

عندما تجد نحلة في محيطها حقل أزهار فإنّها تطير عائدة إلى القفير (بيت النحل). بعدها بمدة قصيرة يطير مزيد من النحل من القفير مباشرة إلى الحقل ويبدأ في جمع حُبيبات اللقاح والرحيق الحلو. كيف نقلت النحلة إلى زميلاتها المعلومات حول مكان الغذاء؟

النحلة التي تجد غذاء تعود إلى القفير وتقوم "برقصة" معينة، تقدّم فيها معلومات حول الغذاء الذي وجدته: بُعده عن القفير، اتجاهه ونوعيته. اتجاه الرقص، في القطعة التي تحرك بها بطنها إلى الجوانب، يشير إلى اتجاه الغذاء بالنسبة لموقع الشمس في السماء. وتشير سرعة حركات "الرقص" إلى بُعد الغذاء عن القفير: كلما كان الغذاء أبعد عن القفير، تكون النحلة تعبة أكثر، ووتيرة اهتزازات بطنها تكون أبطأ. باقي النحلات يُحِطن "الراقصة"، يشممن حُبيبات اللقاح التي جلبتها من الحقل، يتذوقن الحُبيبات، وعندئذ يسرعن خارجات ويجدن الغذاء بسهولة.

مسار الرقص يشير إلى الاتجاه

إلى الزهرة الزرقاء

الى الزهرة الرتقالية

الى الزهرة الوردية

أسئلة

1. من هي مرسلة الرسائل في القطعتين اللتين قرأتموهما، ومن هي المستقبلة للرسائل؟

2. ما هي الرسائل الثلاث التي تنقلها النحلة الراقصة إلى زميلاتها؟

3. في أيّ قناة اتصال تنقل النحلة إلى زميلاتها المعلومات حول الغذاء؟

4. قرأت جميلة مقالاً حول النحل، وعرفت منه أن رقص النحل يسمى "لغة النحل".

تدّعي جميلة أنّه لا يصحُّ أن نسمّي هذا الرقص "لغة". هل توافقون على ادّعائها؟ علّلوا.

*50*

الاتصال من أجل الغزل والجذب

كيف يستطيع الذكر أن يقنع الأنثى بأن تختاره ليكون زوجًا لها؟ بواسطة الغزل، طبعا. تستغلّ الذكور المُغازِلة كافة قنوات الاتصال المتاحة لها لتُمكن الإناث من معرفة طبيعتها: ثمة من تعرض أجسامها على الملأ، وأخرى تُطلق أصواتاً مركبة، وهناك من تنثر روائح مغرية ومنها من تجلب "هدايا" أو تنشر الضوء في الظلام.

الضفادع

في الليل على ضفاف وادٍ أو مستنقع، يمكن أن نسمع "جوقة" من نقيق الضفادع. فكل الذكور من كل أنواع الضفادع في المنطقة تطلق أصواتها معاً وتنقل معلومات عن تواجدها. كيف تميز الضفدع الأنثى فرداً من نوعها من بين كل هذا النقيق؟ لكل نوع من الضفادع نقيق مميز له.

تستجيب الأنثى فقط لنقيق الذكور من نوعها، وليس لنقيق ذكور من أنواع أخرى.

كيف تقرّر الأنثى من تختار؟ يُطلَق نقيق الذكور عبر صناديق تردُّد الصدى (تجويف يعكس أمواج الصوت ويقوّيها)، عادة ما تنتفخ لهذا الغرض "أكياس" في منطقة الحنجرة أو الوجنتين. كلمّا كان الذكر أكبر، كان صندوق الصدى لديه أكبر، ولذا يُسمَع صوته أعمق. تُفضَل غالبيّة الإناث ذكورًا كبيرة وقويّة، ذات صناديق تردُّد للصدى كبيرة.

(صورة في الكتاب)

ذكر ضفدع يُصدلا أصوات نقيق.

الطاووس

الطاووس الذكر هو مثال رائع والفخامة: لريشة ألوان متنوّعة ذات بريق معدنيّ، وعلى رأسه خصلة من الريش الخلاب. أثناء مغازلة الأنثى يفرد الطاووس ذيله مثل المروحة ويهزّ ريشه. عندما يحتكّ الريش مع بعضه يُسمَع ضجيج، يُضاف إليه صياح الطاووس العالي. مثل هذا العرض الخلاب من الألوان والأصوات ينقل رسائل عديدة حول قوة الذكر الكبيرة، وحول قدرته على الفرار من المفترسات بالرغم من ذيله الكبير وبالرغم من ألوانه البارزة للعيان. ريشه اللامع وألوانه الشديدة تدل على صحته الحسنة. كل هذه الرسائل تساعد الأنثى على اختيار أب ناجح لأنسالها: قويّ، بالغ، خبير ومعافًى.

(صورة في الكتاب)

طاووس في عرض مغازلة

أسئلة

الضفادع وكذلك الطواويس تُرسل رسائل مخصّصة للإناث.

1. لماذا في حالة الضفادع القناة الصوتيّة أفضل من قنوات الاتصال الأخرى؟

2. قالت سارة إن الضفادع والطواويس تنقل رسائل ليس فقط إلى الإناث بل إلى الذكور في المنطقة أيضًا. هل توافقون على هذا الادّعاء؟ علّلوا.

3. يدّعي عمر أن الضفادع والطواويس تنقل رسائل إلى كائنات من أنواع أخرى قد تتواجد في المنطقة (اتصال بين الأنواع) أيضًا. اشرحوا هذا الادعاء.

4. بخلاف الطاووس الذكر، ألوان أنثى الطاووس باهتة غير بارزة للعيان. ما هي الحسنة التي قد تكون لهذه الصفة؟

*51*

اتّصال من أجل المحافظة على منطقة النفوذ

تحصل ذكور بعض الأنواع على زوجات بواسطة "احتلال" منطقة (منطقة نفوذ)، تطرد منها الذكور الأخرى، وتسمح ببقاء الإناث فيها فقط. في هذه الحالات على الذكور أن تتصارع فيما بينها، ويبقى الفائز في المنطقة ويحظى بالتزاوج مع جميع الإناث. تحاول الذكور عادة تجنب المواجهات الجسمانيّة مع منافسيها، لاسيّما عندما تكون مزوّدة بقرون حادّة أو بوسائل أخرى قد تسبب لها الجروح الخطيرة. كيف يحدث هذا؟ في البداية يقدّر المتبارزان الواحد الآخر: من أكبر، من أقوى، لمن القرون الأكبر وما شابه. في أحيان كثيرة يكفي التقدير الأولي، ويستسلم الذكر الأضعف وينسحب من المكان. إذا بقي الذكران في مكانيهما، وكمخرج أخير، تبدأ بينهما مصارعة حقيقيّة، ويتعاركان معًا إلى أن ينهزم أحدهما وينصرف جريحًا مصابًا.

الأيَّل

الأيائل المسيطرة تركّز في منطقة نفوذها قطيعًا من الإناث، تتزاوج مع جميعها وتحميها وتحمي أنسالها. تحول ذكور أخرى سلب السيطرة منه واحتلال مكانه. عندما يلتقي أيَّلان يقدر الواحد منهما الاخر بالنظر إلى قرون لخصم. كلما كانت القرون أكبر ومثيرة أكثر، دل ذلك على أن صاحبها بالغ أكثر، معافى ومجرب أكثر. تعرض الذكور قوتها ومدى عدوانيتها بطرق أخرى أيضاً: ترفس وتدوس الأرض بأرجلها، تقف وقفة مشدودة، تطلق أصواتاً وهي تدور حول بعضها. إن لم يقر أحد الخصمين بضعفه ولا ينسحب، تبدأ معركة التناطح بالقرون لصد الخصم.

(صورة في الكتاب)

الأيل البالغ له قرنان مثيران

الغزال

تحتل الغزلان الذكور منطقة نفوذ لها، منطقة كبيرة جدًّا تطرد منها الذكور الأخرى. كيف يعلن الغزال عن ملكيته لكلّ المنطقة عندما يكون موجودًا في جزء بعيد منها؟ أفضل وسيلة للقيام بذلك هي تأشير المنطقة بالرائحة! أي، نشر مادة لها رائحة لا تتطاير بسرعة، وتبقى في مكانها عندما يتجول الحيوان بعيدا عنها أيضاً. وفعلا، تبول الغزلان وتضع الروث في أماكن ثابتة تسمى محطات رائحة. أكوام من الروث تبرز عن بعد، وكذلك الرائحة. شبكة من علامات الرائحة مثل هذه توفر لأصحاب مناطق النفوذ المجاورة معلومات كثيرة حول تحركات جيرانهم وحول حالتهم الصحيّة، دون أن يضطروا إلى المواجهة وجهاً لوجه.

(صورة في الكتاب)

غزال يجمع معلومات في محطة رائحة.

أسئلة

1. من هي مرسلة الرسائل ومن هي المستقبلة لها في القطعتين اللتين قرأتموهما؟

2. كيف يساعد الاتصال الأيائل والغزلان، ذات القرون الحادّة، على تجنب الإصابات الخطرة؟ اشرحوا.

3. موادّ الرائحة التي تتركها الغزلان في "محطات الرائحة" الخاصّة بها مركّبة من مزيج من الموادّ، بعضها يتطاير ويختفي خلال مدة قصيرة وأخرى تتطاير ببطء شديد. يدعي الباحثون أن مثل هذا المزيج يمكن أن ينقل أيضاً رسائل واضحة عن الموعد الذي توجد فيه المرسل في المكان. اشرحوا الادعاء.

4. ابحثوا في الإنترنت عن أفلام قصيرة تصف طرقًا تحافظ فيها حيوانات لها منطقة نفوذ (محتلة لمنطقة) على منطقة نفوذها.

*52*

الاتصال بين الوالدين والأنسال

الاتصال الناجع بين الوالدين والأنسال يُحسّن من فرص الأنسال، الذين يحملون الشحنة الوراثية للوالدين، في الوصول إلى البلوغ واستمرار بقاء النوع. يمكن الاتصال بين الوالدين والأنسال من التعرّف على بعضهم بالتأكيد. على الوالدين أن يعرفوا أنهم يعتنون بأنسالهم فعلاً، حيث أن العناية بأنسال الغرباء لن تساهم في نشر جيناتهم. كما أنه على الأنسال أن يتعرّفوا بشكل مؤكد على والديهم، لأنهم يحصلون منهما على العناية والمساعدة الضرورية لبقائهم. يتيح الاتصال للأنسال أن ينقلوا رسائل إلى والديهم تتعلق باحتياجاتهم، على سبيل المثال: "أنا جائع"، أو "شيء غير معروف يقترب مني"، بينما يستقبل الصغار أنفسهم رسائل من الأهل، على سبيل المثال: "جلبت طعاماً"، "خطر في المنطقة، اختبئوا؟" وما شابه. كما يتيح الاتصال للوالدين أن يقوما بالمهام الكثيرة المطلوب تنفيذها: المحافظة على الأنسال، إطعامهم، تنظيفهم، تعليمهم وما شابه.

النَّوْرَس الفضّيّ

النورس الفضي أحد أنواع الطيور شائعة الانتشار في العالَم. منقاره كبير وقويّ، يمكنه من العيش على تشكيلة منوعة من الأغذية (رَخَويّات، سرطانات وبقايا غذاء على الشاطئ). منقاره أصفر وفي طرفه بقعة حمراء. عندما تقترب النوارس من أنسالها، تنقر صغارها البقعة الحمراء لوالديها. هذا النقر يثير الوالدين على تقيؤ غذاء مهضوم جزئيًا، وتأكله الصغار بشهيّة. أجروا تجارب أخفوا فيها البقعة الحمراء، أو أجروا اللقاء مع الوالدين في الظلام (حيث لم تستطع الصغار أن ترى البقعة الحمراء)، عندها لم تنقر الصغار منقار الوالدين ولم يتقيأ الوالدين الغذاء وبقيت الصغار جائعة.

أسئلة

1. هل الاتصال بين الوالدين وبين الأنسال مهم للوالدين، للأنسال أو لكليهما؟ اشرحوا.

2. فراخ غالبية الطيور التي تعشِّش على الأرض لها ألوان تمويه، تندمج مع ألوان الخلفية للأرض وتساعد الفراخ على التخفّي عن النظر. هل حسب رأيكم ألوان التمويه هي أيضاً جزء من الاتصال بين الكائنات الحية؟ صوغوا ادعاء وعللوه.

3. بحث تلاميذ عن معلومات حول الاتّصال في الطبيعة أدخَلوا في موقع المكتبة الافتراضية لمطاح كلمات البحث دفاع عن النفس: إنذار، ووجدوا قطعًا مثيرة من المعلومات. في أعقاب المعلومات التي وجدوها ثار جدال حاد في الصف. ثمة تلاميذ ادعوا أن الاتصال موجود أيضاً بين النباتات والحيوانات. وادعى آخرون أن الاتصال بين النباتات وبين كائنات أخرى مستحيل. ادخلوا إلى موقع المكتبة الافتراضية لمطاح، اقرأوا المعلومات التي وجدها التلاميذ، واختاروا الادعاء الصحيح حسب رأيكم. عللوا اختباركم.

*53*

المحافظة على المكانة الاجتماعية بواسطة الاتصال

الحيوانات من أنواع مختلفة، مثل القرود أو الأسود، تعيش في أسراب أو في مجموعات. لدى هذه الحيوانات الاجتماعية كلّ فرد له مكانته الخاصّة في التسلسُل الهرمي الاجتماعي (تسلسل هرمي اجتماعي - تنظيم الأفراد في مجتمع بناءً على مقياس أهميتهم، أي بناء على طبقتهم) للجماعة: هناك من هي عالية المنزلة وأخرى متدنية المنزلة، هناك المسيطرون (السائدون) وهناك المحكومون، وكل واحد يعرف مكانته بالضبط.

عادة ما يكون الحاكم هو الفرد الأقوى في المجموعة، وفي معظم الحالات تتقرّر المكانة الاجتماعيّة بواسطة صراعات قوى وتُحفظ بالأساس بواسطة الاتّصال. مظهر الحاكم وسلوكه يدلان على مكانته الاجتماعية الرفيعة. تلمّح الحيوانات المحكومة له بأشكال مختلفة من وسائل الاتصال، بأنّها لا تنوي تحدّي مكانته. هكذا تتفادى صراعات جسمانيّة زائدة بين أفراد المجموعة.

القرود

في جماعات القرود مثل البابون والشمبانزي يوجد تسلسُل هرمي اجتماعي واضح، وأيّ مسّ فيه يؤدّي إلى نشوب تصرُّفات عنيفة وخطيرة. وكيف يعرف كلُّ فرد من فوقه ومن تحته في التسلسُل الهرميّ الاجتماعيّ، وكيف يتأكّد أن كل الباقين يعرفون هذا؟

عندما تجلس القرود معًا فإنها تُسرّح بعضها بلطف، تزيل قطعًا جافة من الجلد وتفلّي القمل والطفيليّات الأخرى الملتصقة بالجلد. هذا السلوك له وظيفة صحّيّة هامّة، ولكنّه يساعد أيضاً في المحافظة على التسلسل الهرميّ الاجتماعيّ، حيث يُذكّر الكبارُ الأدنى منهم منزلةً بالطلب منهم بأن يقوموا بتسريحهم، والقرود الأدنى تُعرب عن منزلتها الدنيا بعرض التسريح على الأرفع منها منزلة.

أسئلة

1. ما هي الرسالة التي ينقلها قرد ذكر يطلب من ذكر آخر بأن يسرحه؟

2. أيّ رسالة كان يعبّر عنها ذكر ما، لو طلب أن يسرّح أنثى؟

3. ماذا يمكن أن يحدث لو لم تكن القرود تعرف مكانتها في التسلسُل الهرميّ الاجتماعي؟

ادّعى تامر أن سلوك التسريح يكسب أفضلية للقرد الأرفع منزلة.

أمّا شيرين فادّعت أن سلوك التسريح يكسب أفضلية للقرد الأدنى منزلة بالذات.

أي الادّعاءين هو الصحيح حسب رأيكم؟ عللوا.

*54*

توسع

مبدأ التعويق

الطاووس الذي يغازل الإناث بواسطة ذيله الفاخر، ألوانه الخلابة البارزة عن بُعد وصوته العالي، يعرّض نفسه للمفترسات. إضافة إلى ذلك، ذيله الطويل يصعّب عليه الحركة وعلى قدرته على التملص من المفترسات.

الضفادع الذكور التي تنقّ في الليل بأصوات قويّة جدًّا هي صاحبة أكبر الإحتمالات في إبعاد منافسيها وجذب إناث أكثر إليها. ولكن، بسبب صوتها القويّ تعرّض نفسها أيضاً لخطر أكبر: إذ أن المفترسات تُصغي جيدًا للجلبة المسموعة في المستنقع أيضًا، تسمع عمق صوت النقيق، وتعرف أين تجد وجبة دسمة أكثر.

كما أنّ الغزلان التي تميّز المفترس ولا تسرع بالفرار، بل تضرب الأرض بأرجلها وتقفز في أماكنها، تتعرّض لخطر كبير. فإذا قرّر المفترس أن يطاردها هي بالذات، ربما لا تتمكن أن تفلت منه في الوقت المناسب.

الباحث الإسرائيليّ، البروفسور آموتس زهافي، صاغ وطوّر مبدأ التعويق، (مبدأ التعويق - صفات تُثقل على أصحابها وتشكّل خطراً عليهم وهي علامات اتصال في عالم الحيوان، التي تثبت بصورة موثوقة تفوّق الفرد الذي يحملها). الذي يفسر مثل هذه الظواهر. بناءً على هذا المبدأ، الصفات التي تشكل خطراً على أصحابها تنقل رسالة: "أنا ناجح جدًّا (سريع، قوي وما شابه)، لدرجة أنني أستطيع "أن أسمح لنفسي بالمجازفة". التعويق والأخطار المرافقة له تضيف مصداقية لرسالة القوة، الصحّة والشدّة، وكلمّا كان التعويق أكبر تعزّزت فرص الفرد في نقل رسالة أكثر إقناعًا إلى كل من يشاهده.

(صورة في الكتاب)

ضفدع ذكر ينق بصوت عالٍ.

الفرقاطة الرائعة

في أسفل الحنجرة عند طيور مختلفة يوجد كيس واسع، يُخزَّن فيه الغذاء بصورة مؤقتة إلى أن ينزل إلى المعدة. يسمّى هذا الكيس حوصلة. لون حوصلة الفرقاطة الأنثى أبيض، ولكن لون حوصلة الذكر أحمر. معظم السنة حوصلة الذكر منقبضة ومترهّلة، ولكن في موسم الغزل ينفخ الذكر حوصلته الحمراء مثل بالون كبير جدًّا. هذا المنظر يجذب الإناث، كما أنّه يزيد من خطر التعرّض للخطر بكشف الذكور لأعين المفترسات.

الطوقان

معظم ريش الطوقان أسود. فقط ريش عنقه القصير والغليظ لونه أصفر زاهٍ. منقار الطوقان كبير وقويّ، وفيه مزيج من الألوان البارزة أيضًا: برتقاليّ، أخضر وأحمر. لا شكّ أنّ هذا التلوّن يساعد الطوقان على تحديد الأزواج، لكنه يُثقل عليه، لأنّه يكشفه للمفترسات.

*55*

فعالية

مهمة صفية

تَحضير ألبوم: الاتّصال بين الحيوانات

الأهداف:

أ. التعرّف على أمثلة إضافية من الاتّصال بين الحيوانات.

ب. فهم أهمّية الاتصال لبقاء الحيوانات.

سير الفعّاليّة:

أ. ابحثوا عن معلومات حول عمليّات الاتصال بين الحيوانات.

استعينوا بموقع المكتبة الافتراضية لمطاح ومواقع إنترنت أخرى مثل يوتيوب، الكتب التي تتناول سلوك الحيوانات، مجلات مثل طيفع هدفاريم وما شابه.

ب. حضروا ألبومًا صفيًا تعرضون فيه صوراً وروابط لأفلام، ومعلومات موجزة حول الاتصال في كلّ حالة.

اذكروا مَن المرسل ومن المستقبل، ما هي الرسالة، ما هو ردّ الفعل على الرسالة، ما هي قناة الاتصال وما هي وظيفة الاتصال في كل حدث كهذا، اذكروا ما هي أفضلية قناة الاتصال المختارة في تلك البيئة الحياتيّة، واذكروا إن كان الاتصال بين فردَين من نفس النوعَ (اتصال داخل النوع) أو بين أفراد من أنواع مختلفة (اتصال بين الأنواع). نوصي بالاستعانة ببيئات تتيح مشاركة المعلومات، مثل Google docs.

تلخيص مرحليّ: الاتصال في الطبيعة

الاتّصال هو أحد مميّزات الحياة لدى جميع الكائنات الحيّة. هذه هي الطريقة التي بواسطتها تنقل الكائنات الحيّة معلومات فيما بينها. عند حدوث اتصال بين كائنين حيّين، أحدهما ينقل رسالة إلى الآخر. ناقل الرسالة هو المرسِل بينما مستلم الرسالة يستقبِل المعلومات ويستجيب لها.

تنقل الحيوانات الرسائل بقنوات اتّصال مختلفة: قناة مرئيّة، تتمثّل بألوان وأشكال، بحركات الجسد وتعابير الوجه؛ قناة صوتيّة، تتمثّل بأصوات؛ قناة كيميائيّة، تتمثّل بالأساس بموادّ عطرية - وقناة لمس، تتمثّل بلمس مباشر الواحد للآخر.

الاتّصال حيويّ لبقاء الكائنات الحيّة، لأنّه يخدمها في أهداف مختلفة: الدفاع عن النفس، الحصول على الغذاء، المحافظة على منطقة النفوذ، تنظيم المكانة الاجتماعيّة، إيجاد الأزواج، العناية بالأنسال وغيرها.

*56*

أسئلة لتلخيص الاتصال في الطبيعة

1. لماذا بصفون عمليّة الاتصال كعمليّة دائريّة؟ اشرحوا.

2. تعيش في أدغال أمريكا الوسطى قرود عوّاءة. وهي تعيش في مجموعات صغيرة تتكون من ذكر مسيطر ومن عدّة إناث مع صغارها. تأكل القرود العوّاءة نباتات من أنواع معيّنة، تنمو في الغابة على مسافات بعيدة عن بعضها البعض. يحافظ الذكر على منطقة نفوذه وعلى مصادر الغذاء لمجموعته، والإناث منتشرة في المنطقة، كل واحدة منهن تعتني بصغيرها. تشتهر القرود العواءة بسبب "جوقات الفجر" التي تقوم بها. فهي تُطلق عواءً قوياً (عادة تطلقه الذكور)، يصل إلى كيلومترات بعيدة بين أشجار الغابة. جراء هذا العُواء تعتبر القرود العواءة الأكثر ضجيجاً بين حيوانات اليابسة.

أ. أيّ رسائل تنتقل مع عُواء القرود العَوّاءة؟

ب. من هي المرسلة ومن هي المستقبلة للرسائل بين القرود العوّاءة؟

3. طريقة الاتّصال الرئيسة لدى الحيتان هي إطلاق أصوات، طرقات وصفير ("غناء الحيتان"). الأصوات التي تطلقها الحيتان هي تحت صوتية (أصوات تحت صوتية - أصوات ترددها أقل من تردّد أمواج الصوت التي بوسع الإنسان أن يسمعها. يمكن أن تصل مثل هذه الأصوات إلى مسافات بعيدة). ونحن نستطيع أن نسمعها فقط بواسطة معدات خاصة. مثل هذه الأصوات تنتشر في الماء (في أعماق معينة) إلى مسافة مئات وحتى آلاف الكيلومترات. صوت الحوت كبير الزعنفة، على سبيل المثال، يمكنه أن يمرّ في الماء مسافة نصف محيط الكرة الأرضية!

ما هي أفضليّة طريقة اتّصال الحيتان؟

4. يتحول كلّ شتاء أحدُ الخلجان الصغيرة على سواحل أمريكا الشماليّة إلى بحيرة منفصلة، لأن الممرّ إلى عرض البحر يتجمّد ويُسدّ. في خريف إحدى السنين دخلت إلى الخليج خمسة حيتان، ولم تتنبه للخطر بأنّها قد تعلق في الخليج وتبقى فيه طيلة الشتاء، حتى يذوب الجليد ويُفتح الممرّ ثانية، وأنّه في هذه الفترة قد لا تكفيها كمّيّات الغذاء التي في المنطقة.

ابحثوا عن معلومات إضافيّة عن الاتّصال بين الحيتان، واقترحوا حلاًّ ممكنا لهذه الحالة: كيف يستطيع الإنسان أن يدفع بالحيتان إلى الخروج من الخليج إلى المحيط قبل أن يتجمّد الممرّ إلى الخليج وينسد الطريق في وجهها؟

5. لماذا توجد حاجة إلى قنوات اتّصال مختلفة (مرئيّة، صوتيّة، كيميائيّة ولمس) بين الحيوانات؟ علّلوا بواسطة أمثلة.

*57*

الجهاز العصبيّ

من استقبال المُحفَز وحتى الاستجابة

يمشي غزال ذكر في منطقة لا يعرفها، وفجأة يشمّ علامات الرائحة التي تركها الذكر صاحب المنطقة. يفهم الغزال الغريب أنّ المكان يملكه ذكر آخر، معافي وقوي، فيقرِّر مغادرة المكان.

هل هذا الوصف يفسر كلّ ما جرى في حادث الاتّصال هذا بين الغزالين الذكرين؟ - لا!

مع أن حاسة الشمّ لدى الغزال الغريب كان لها دور كبير في الأحداث، ولكن كانت تكملة للحدث: المعلومات التي استقبلتها حاسّة شمّ الغزال الغريب وصلت إلى دماغه، وهناك تمّ تحليلها وجعلت الغزال يقرِّر الابتعاد عن المكان.

وفعلاً، لكي تُستقبل الرسائل أو المحفزات المختلفة بواسطة الحيوانات أو الإنسان هناك حاجة إلى أعضاء حواس، لكن العملية تستمر بعد استقبال الرسائل أيضًا: تنتقل الرسائل من عضو الحس إلى الدماغ، لتحليلها وإعطائها معنى. هذا الجزء من الاتصال غير ظاهر للعيان. وهو يحدث بشكل خفيّ داخل الجسم، والجهاز المسؤول عن تنفيذه هو الجهاز العصبيّ.

لكن نفهم ما يحدث داخل الجسم من المهم أن نتعرف على الجهاز العصبي وعلى طريقة عمله.

استقبال المحفز في أعضاء الحواس

نحن نستقبل مُحفزات مختلفة بواسطة أعضاء الحواسّ في جسمنا. العين هي عضو حسّ يستقبل تحفيز الضوء. الأذُن هي عضو حسّ يستقبل تحفيز الصوت. في الأنف وكذلك في الفم نستقبل تحفيز الموادّ (تخلق إحساسًا بالطعم والرائحة)، والجلد يستقبل مُحفّزات متنوعة: اللمس، الضغط، الحرارة والبرودة. لكلّ نوع مُحفّز يوجد مجسّ ملائم يستجيب له. في كلّ قناة اتصال (صوتيّ، مرئيّ، كيميائيّ أو لمس) تنتقل مُحفزات مختلفة، وكلّ واحد منها يُستقبل في عضو الحسّ الملائم لاستقباله.

نقل المعلومات إلى الدماغ

كيف نفهم أننا استقبلنا مُحفّزات؟ - كل عضو من أعضاء الحواسّ متّصل بالدماغ بواسطة ليف عصبي (ليف عصبي - حزمة من الأكسونات (امتدادات طويلة للخلية العصبية) يمر فيه السيال العصبي). يمتد منه إلى الدماغ. فالعصب البصريّ يربط بين العين وبين مركز معيّن في الدماغ - مركز البصر. والعصب السمعيّ يربط بين الأذُن وبين مركز آخر في الدماغ وهكذا. عندما يُستقبل مُحفّز ما في المجسَّات الملائمة في أحد أعضاء الحواسّ يتكوّن سيال عصبيّ (سيال عصبيّ - ظاهرة كهربائية تتقدّم على امتداد الليف العصبيّ) ينتقل بواسطة الليف العصبيّ إلى المركز المناسب في الدماغ.

معالجة المعلومات - ماذا يحصل للسيال العصبيّ في الدماغ؟

تنتقل السيالات العصبيّة بواسطة الألياف العصبيّة من عضو الحسّ إلى مناطق مختلفة في الدماغ التي تتمّ فيها عمليّات معالجة معلومات. أي، يحلِّل الدماغ السيالات العصبيّة ويعطي لكلٍّ منها معنى. عندها فقط نحن نرى المناظر ونسمع الأصوات أو نحسّ بالروائح والأذواق.

*58*

المناطق التي يصل إليها المُحفّز مهمة جدًّا لتحليله، لأنّ السيال العصبيّ الذي يصل من العين يشبه كثيرًا السيال الواصل من الأذُن. المناطق التي يصل كلّ محفز إليها هي وحدها التي تمكّننا من معرفة إن كان هذا منظرًا أو نغمة نتج عنها السِيال العصبيّ.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

بصر، ذوق، لمس، شمّ، سمع

مناطق مختلفة في الدماغ تعالج المحفزات التي تصل إليها.

معالجة المعلومات في الدماغ هي عملية مركّبة وما زالت غير مفهومة بكاملها. توجد اليوم أجهزة تتيح متابعة النشاط الدماغيّ عند استقبال مُحفّز ما. تبين مثل هذه الأجهزة أنه عندما نتعرض لمُحفّز ما (مثلا عندما ننظر إلى سيارة) يُسجّل نشاط في عدة مناطق مختلفة في الدماغ. أيْ أن معالجة المعلومات تكون في الدماغ في عدّة مناطق حتى يتبلور المعنى الكامل للمُحفّز المستقبل. هكذا تمكننا السِيالات العصبيّة التي تصل إلى الدماغ من فهم أمور مركّبة، مثل حجم الجسم الذي أمامنا، شكله، ألوانه، بُعده عنا وكذلك معنى كلّ هذه المعلومات. على سبيل المثال: نحن نرى جسما له حجم معين وشكل معيّن يتغيّر بعده عنّا طول الوقت - يعطي الدماغ لهذا معنى: سيارة تقترب منّا. نتيجة ذلك يقوم الدماغ بإعطاء أمر لاستجابة مناسبة، تجنّبنا الإصابة.

الاستجابة (ردّ الفِعل)

بعد القيام بمعالجة في الدماغ، يستجيب الدماغ بإرسال سِيالات عصبيّة. هذه السيالات العصبيّة هي عمليا أوامر إلى العضلات بأن تنقبض أو أوامر إلى الغدد في الجسم لكي تفرز موادّ مختلفة - هذه هي الاستجابة. نقل الأوامر من الدماغ إلى العضلات أو الغدد يتم أيضاً بواسطة ألياف عصبيّة تربط بينها.

على سبيل المثال، عندما تُقذف كرة باتجاهكم تحدث عدّة عمليّات: استقبال معلومات - أنتم ترون الكرة تقترب؛ معالجة معلومات - انتم تفهمون معنى الكرة المقتربة؛ واستجابة - أنتم تمدون اليدين وتمسكون بالكرة.

كما في كلّ مرة تأكلون تحدث نفس العمليّات: استقبال معلومات - أنتم ترون الطعام وتشمونه؛ معالجة معلومات - انتم تفهمون معنى الطعام بالنسبة لكم؛ واستجابة - تبدأ غدد اللعاب لديكم بإفراز اللعاب إلى تجويف الفم.

*59*

فعالية

إلى الشبكة

معالجة المعلومات في الدماغ

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع الاتّصال والحواسّ، واختاروا الوحدة التعليميّة أنا أرى، أنا فعّال.

1. شغّلوا المحاكاة واقرأوا المعلومات.

2. كم مركزاً في الدماغ كان مشاركاً في العملية التي حدثت منذ اللحظة التي شاهد فيها راني التفاحة وحتى إيصالها إلى فمه؟

3. هل، حسب رأيكم، تحدث عمليّات اتّصال داخل الدماغ نفسه أيضًا؟ علّلوا إجابتكم.

4. اشرحوا معنى المصطلح معالجة معلومات.

الجهاز العصبيّ

كما ذكرنا، عملية الاتّصال لها جزء ظاهر للعيان وجزء خفيّ، يحدث داخل الجسم، في أعضاء الحواسّ وفي الجهاز العصبي.

الجهاز العصبيّ - ممَّ يتركّب؟

من المألوف تقسيم الجهاز العصبيّ إلى قسمين: الجهاز العصبيّ المركزيّ، والذي يشمل الدماغ والنخاع الشوكي، والجهاز العصبيّ المحيطيّ، الذي يشمل جميع الألياف العصبية في الجسم، التي تخرج من الجهاز العصبي المركزي والتي تدخل إليه. ينقل الجهاز العصبيّ المحيطيّ أيضًا معلومات تصل من كلّ أنحاء الجسم إلى الجهاز العصبيّ المركزيّ، ومعلومات تصل من الجهاز العصبيّ المركزيّ إلى جميع أعضاء الجسم.

بالتلاؤم مع الوظائف المختلفة للجهاز العصبيّ، تُقسم الألياف العصبيّة إلى مجموعتين:

أ. أعصاب تنقل معلومات من أعضاء الجسم المختلفة إلى الدماغ - تنقل هذه الأعصاب إلى الدماغ المعلومات التي تستقبلها أعضاء الحواس والخلايا الحسّيّة الموجودة في أعضاء الجسم الداخليّة. تنتقل المعلومات كسِيال عصبيّ.

ب. أعصاب تنقل معلومات من الدماغ إلى باقي أعضاء الجسم - هذه الأعصاب تنقل المعلومات كالسِيالات العصبيّة أيضًا، وبعد معالجة المعلومات في الدماغ يرسل الدماغ سيالات عصبية إلى الجسم. هذه السِيالات هي أوامر تؤدي إلى استجابة، وهي تشغّل العضلات والغدد في جسمنا.

معظم الألياف الخارجة من الدماغ والألياف الداخلة إليه تمر عن طريق النخاع الشوكيّ. الألياف العصبيّة المحيطيّة تدخل إلى النخاع الشوكيّ أو تخرج منه على امتداده، وهي تنقل معلومات من كلّ أنحاء الجسم إلى كل أنحاء الجسم.

*60*

تعلّمتم في الفصل السابق أن الجهاز العصبيّ مركّب من خلايا عصبيّة مميزة - النويرونات. النويرونات موجودة في الدماغ نفسه أيضًا، وكذلك في النخاع الشوكي وفي الأعصاب المحيطيّة. لكل نويرون جسم خليّة وزوائد. بعض الزوائد قصيرة وتسمى دندريتات. مع هذه الزوائد تصل معلومات إلى جسم الخليّة من خلايا مجاورة. لكل نويرون هنالك زائدة طويلة تسمى أكسون، وفيها تنتقل معلومات من جسم الخلية إلى خلية أبعد: نويرون آخر، خليّة عضلة أو خلية غدة.

عند النظر إلى مقطع في الدماغ نرى أنّه محميّ بأغلفة. وبقع الدماغ نفسه تحت الأغلفة. الجزء الخارجي من الدماغ يسمى قشرة الدماغ. لون قشرة الدماغ رماديّ، وهي مركّبة بالأساس من أجسام خلايا النويرونات.

وهنالك تحت قشرة الدماغ طبقة بيضاء، تتكون من أكسونات خلايا الدماغ. تصل المعلومات إلى قشرة الدماغ من أعضاء الحواس - العين، الأذن، الجلد، الأنف والفم - وفيها تحدث عمليّات مركّبة: تفكير، تخطيط، تعلُّم لغة، ذاكرة وما شابه.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

نويرون - خليَة عصبيّة

دندريتات، جسم الخليّة، أكسون

(صورة في الكتاب)

توجد في قشرة الدماغ ثنيات كثيرة، تجويفات ونتوءات، تزيد كثيرًا من مساحة سطحها

الدماغ مسؤول عن المحيط الداخليّ للجسم أيضًا

يستقبل الدماغ معلومات ليس من المحيط الخارجيّ وليس بواسطة أعضاء الحواسّ فقط. وكذلك تصل إلى الدماغ معلومات من المحيط الداخلي للجسم أيضًا. على سبيل المثال: بعد تناول الطعام تصل إلى الدماغ معلومات عن ارتفاع نسبة السكر في الدم، عندما تتجمع كمية كبيرة من البول في المَثانة تصل معلومات تتعلّق بذلك إلى الدماغ وما شابه.

هذه المعلومات، مثل المعلومات من أعضاء الحواسّ، تصل من مِجسّات خاصة داخل جسمنا، تنقل بواسطة الألياف العصبيّة المحيطية إلى النخاع الشوكي ومنه إلى المركز المناسب في الدماغ. يقوم الدماغ بمعالجة هذه المعلومات، إذا كانت نسبة السكر في الدم مرتفعة يصدر أمرًا ملائماً إلى البنكرياس لإفراز الإنسولين، الذي وظيفته إدخال السكر إلى الخلايا. في أعقاب ذلك يعود مستوى السكر في الدم إلى مستواه الطبيعي.

إذا ازدادت كمّيّة البول يصدر الأمر إلى عضلات المثانة بتفريغها. هكذا ينظم الدماغ النشاطات المختلفة التي تحدث في الجسم، ويبقى المحيط الداخليّ على حالته السليمة.

*61*

فعالية

استخلاص معلومات من رسم بيانيّ

مستوى الجلوكوز (السكّر) في الدم

الجلوكوز هو وحدة البناء لأنواع كثيرة من السكريات التي نأكلها. هذه السكريات تتحلل في جهازنا الهضمي ويتم امتصاص الجلوكوز في دمنا.

يشرف الدماغ على المحيط الداخلي في الجسم، وبضمن ذلك مستوى الجلوكوز في الدم. وهو يقوم بذلك بواسطة إعطاء أمر لإفراز الإنسولين من البنكرياس، وينشط الإنسولين دخول الجلوكوز الموجود في الدم إلى خلايا الجسم.

فيما يلي رسم بياني يصف التغير في مستوى الجلوكوز في الدم بعد الوجبة.

تمعنوا في الرسم البياني وأجيبوا عن الأسئلة التي تليه.

(رسم بياني في الكتاب: استعن بالمعلم)

التغيرات في مستوى الجلوكوز بعد الوجبة / مستوى الجلوكوز في الدم (ملغم في 100 ملل)

أسئلة

1. ما هو مستوى الجلوكوز العاديّ في دم الشخص المفحوص؟ كيف حددتم ذلك؟

2. أي تغيير حدث في مستوى الجلوكوز بعد الوجبة؟

3. متى بدأ التغيير وكم من الوقت استمر؟

4. ما هو دور الدماغ في التغيرات التي حدثت؟

5. الجلوكوز في أجسام مرضى السكري يتراكم في الدم، ومستواه أعلى من المستوى العادي.

ادعى رائد أن مرض السكري سببه أكل الحلوى بكثرة. أما سمر فقد ادعت بأن مرض السكري سببه نقص الإنسولين في البنكرياس.

أي الادعاءين هو الصحيح، حسب رأيكم؟ عللوا.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

فحص لمستوى الجلوكوز في الدم

*62*

الحواس، والمحفزات التي تستقبلها

نحن نستقبل محفزات مختلفة بواسطة أعضاء الحواس التي في جسمنا. من المتبع تقسيم حواسنا إلى 5 حواس أساسية: البصر، السمع، الذوق، الشم واللمس.

حاسّة اللمس

نستخدم حاسة اللمس لاستقبال محفز التلامس. مثلا، عندما نلمس ورقة نحس إن كان نسيجها أملس أم خشناً. تمكننا حاسة اللمس كذلك من الشعور بأننا نوخز بدبوس، أن نشعر بمصافحتنا لشخص آخر وأن نحس بالحر والبرد. عملياً، حاسة اللمس مركبة من 5 أحاسيس مختلفة:

تلامس، ضغط، ألم، حرارة وبرودة.

في أطراف الألياف العصبية التي تصل إلى جلدنا أنواع مختلفة من المجسات.

كل نوع حساس لمحفز مختلف. يستجيب كل مجس للمحفز الملائم له فقط، وينتج سيالاً عصبياً. هذا السيال العصبي ينتقل بالليف العصبي للمجس إلى النخاع الشوكي ومنه إلى الدماغ. عند وصول السيال العصبي إلى الدماغ ندرك الإحساس، أي عندها فقط نعرف أننا وخزنا أو أننا لامسنا شيئاً ساخناً أو غير ذلك من المحفزات.

فعالية

إلى الشبكة

خلايا حسية في الجلد

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع الاتصال والحواس، واختاروا الوحدة التعليمية الجلد الذي يغلف جسمنا.

قد تصل المساحة الكلية للجلد إلى 2 متر مربع وأكثر لدى إنسان بالغ. في المحاكاة نرى قطعة صغيرة منه.

1. تجوّلوا مع الفأرة على القطعة الصغيرة من جلد الإنسان في المحاكاة.

2. كم نوعاً من الخلايا الحسية (مستقبلات) مرسوماً في قطعة الجلد هذه، وما هي؟

3. اشرحوا لماذا يعتبر الجلد أكبر عضو إحساس في جسمنا؟

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

يتركب الجلد من خلايا متراصة تكون غلافا قويا ومرنا، يغطي أجسامنا ويحميها. الجلد مكون من 3 طبقات: ايبدرمس (الطبقة الخارجية)، درمس (الطبقة الوسطى) وطبقة دهنية تحت جلدية (الطبقة الداخلية). يوجد في الجلد أوعية دموية، خلايا عصبية (مستقبلات حسية مختلفة)، غدد عرق وحليب. استعينوا بالأسهم وحركوا الرسم إلى جهات مختلفة.

تنقلوا على الرسم التوضيحي بواسطة الفأر

مستقبلات ألم

مستقبلات الألم هي أطراف حره لألياف عصبية، موجودة في طبقة الدرمس في الجلد. وعندما نتعرض إلى إصابة في الجلد، فان هذه المستقبلات تمكننا من الشعور بالألم.

*63*

فيما يلي وصف لحادث يمثّل أهمية حاسّة اللمس.

قصة رامي

جُرح رامي في يده في حادثة. وهو يستطيع استخدام يده في كلّ شيء تقريبًا، باستثناء المهامّ التي تتطلب قوّة كبيرة.

ذات صباح، بعد أيام من عودته إلى منزله من المستشفى، نظر رامي إلى يده اليمنى ودُهش عندما رأى أن ظهر كفّة يده مغطى بالبثور. لم يفهم متى حدث هذا وما سبب ذلك.

أراد الطبيب أن يحفّز ذاكرة رامي، وطلب منه أن يصف له ماذا فعل عشيّة الحادث بالضبط.

روى رامي بأنّه ملأ، عشيّة الحادث، البانيو وغطس فيه. استذكر ما فعله: فتحت حنفيّة المياه الساخنة، فحصت حرارة المياه ثمّ وازنت بين المياه الساخنة والباردة لكي تناسب درجة الحرارة للاستحمام.

سأل الطبيب: كيف فحصت حرارة المياه؟

أجاب رامي: بواسطة اليد. في الواقع فحصت أولاً باليد اليمنى ثم فحصت باليد اليسرى. عندئذ فقط لاحظت أن الماء يغلي وعندها وازنت بين الماء الساخن والبارد.

أسئلة

1. ما الذي سبّب ظهور البثور على يد رامي اليمنى؟ اشرحوا.

2. ما حدث لرامي عندما حاول أن يفحص حرارة الماء بيده اليمنى لم يكن ليحدث لشخص لم يجرح بيده لماذا؟

3. ماذا كان سيحدث لو لم يبدّل رامي بين اليد اليمنى واليد اليسرى عندما فحص حرارة الماء؟

4. ماذا كان سيحدث لو دخل رامي إلى بانيو مليء بالماء دون أن يفحص حرارته بيده اليسرى؟

5. ها حاسّة اللمس حاسّة مهمة؟ صوغوا ادّعاء وعلّلوه.

6. صفوا، حسب رأيكم، كيف سيعيش شخص فقد بصره.

صفوا ماذا سيكون، حسب رأيكم، مصير حيوان فقد بصره في الطبيعة.

اشرحوا الفروق بين الحالتين.

*64*

فعالية

ممارسة

التمييز بين نقطتين

الهدف: تمثيل مدى أهمّيّة المركز الذي يصله السيال العصبيّ في الدماغ لمعالجة المعلومات، ومدى كثافة خلايا الإحساس بالضغط في الجلد.

المعدات: مشبكان مفتوحان، مسطرة

سير الممارسة:

أ. توزّعوا إلى أزواج. عيّنوا أحد الزوجين "فاحصًا" والآخر "مفحوصًا".

ب. يدير المفحوصون رؤوسهم جانباً ويمدون أياديهم للفاحصين.

ج. يضع الفاحصون طرف المشبك أو طرفي مشبكين على كفوف المفحوصين الممدودة. عندما يستعمل الفاحصون المشبكين، عليهم أن يضعوهما على أيدي المفحوصين في نفس الوقت. يجب تكرار هذه العملية عدة مرات. يقرر كل فاحص بنفسه متى يستعمل مشبكاً واحداً ومتى يستعمل مشبكين. في كل مرة يسأل الفاحصون المفحوصين إذا شعروا باللمس، وإذا لمسوهم بمشبك واحد أم بمشبكين. انتبهوا: عليكم لمس كفوف أيدي المفحوصين بلطف، وعدم وخزهم!

د. الآن يلمس الفاحصون أيدي المفحوصين بمشبكين عدة مرات إضافية، وفي كل مرة يغيرون المسافة بينهما. اكتبوا ما هي أقصر مسافة ينجح المفحوصون فيها بتمييز لمس مشبكين وليس مشبك واحد (بالمليمترات).

ه. بعد أن فحصتم الإحساس باللمس في منطقة الكف، افحصوها أيضاً على ظهر اليد (كرروا جميع البنود). اكتبوا ما هي أقصر مسافة يشعرون فيها بتمييز اللمس بظهر اليد (بالمليمترات).

و. هل المسافة التي يشعر فيها المفحوصون بلمس مشبكين على ظهر اليد تختلف عن المسافة في باطن الكفّ (التي قستموها في البند 4)؟

ز. افحصوا الإحساس باللمس أيضا في الجهة الداخليّة من الساعد، في الجهة الخارجيّة من الساعد وفي الرجل.

ح. تبادلوا بينكم الدور وكرّروا جميع الفحوص.

*65*

النتائج:

انسخوا إلى الدفتر الجدول التالي، ولخّصوا فيه النتائج.

(جدول في الكتاب مكون من ثلاثة أعمدة:)

المنطقة المفحوصة،  أقصر مسافة نميّز فيها بين لمسين (ملم)

--،  تلميذ أ،  تلميذ ب

كف اليد،  --،  --

ظهر اليد،  --،  --

الساعد - الجبهة الداخلية،  --،  --

الساعد - الجبهة الخارجيّة،  --،  --

الرجل،  --،  --

تلخيص الممارسة:

أ. تمعنوا في النتائج التي في الجدول. ما الذي يمكن أن يفسّر الفروق؟

ب. تمعّنوا في الرسم التوضيحيّ التالي. هذه "خريطة" لمركز إحساس في الدماغ، تصف أين تُستقبل المعلومات من كلّ عضو. نِسب الكبر بين الأعضاء المختلفة تعكس مدى حساسيّة هذه الأعضاء.

انتبهوا إلى أن المناطق المسؤولة عن الأحاسيس الواصلة من الفم، الوجه وكفّ اليد كبيرة جداً، بالمقابل المناطق المسؤولة عن الذراع والرِّجل صغيرة.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

خريطة مناطق الإحساس في الدماغ

كتف، رُكبة، أصبع القدم الكبير، كف اليد، رأس، شفتان، لسان

هل يفسّر الرسم التوضيحي النتائج التي حصلتم عليها في الممارسة؟ علّلوا.

ج. ما هي عمليّة المعالجة في الدماغ التي حدثت في هذه الممارسة؟

د. كيف ساعدتكم هذه الممارسة على فهم عمليّات معالجة المعلومات التي تحدث في الدماغ؟

*66*

العين - المبنى والوظيفة

العين هي عضو الحسّ الذي يستقبل المحفز الذي ينتجه الضوء. العين مبنية مثل الكرة، يوجد في الجزء الأمامي منها فتحة صغيرة، هي البؤبؤ. البؤبؤ عبارة عن ثقب في قزحية العين، ولذا يمكن أن يمرّ الضوء عبره. يدخل الضوء إلى العين عبر البؤبؤ، يصل إلى الشبكيّة، الواقعة في أعماق العين، ويحفز هناك مستقبلات الضوء. تمرّر هذه المستقبلات سيالات عصبية إلى الدماغ. يقوم الدماغ بتفسير السيالات العصبية ويعطيها معنى. لكي يستطيع الضوء أن يدخل إلى داخل العين، إلى الشبكية، يجب أن تكون الأجزاء الأمامية من العين - القرنية، العدسة والجسم الزجاجي - شفافة.

القرنية - الجزء الأماميّ من العين، لها مبنى يشبه القبّة وتبرز قليلا عن باقي مقلة العين. عند مرور الضوء عبر القرنيّة تنكسر أشعته وتتركّز، كما يحدث عند مرور الضوء عبر عدسة زجاجية.

القُزَحية - طبقة مفلطحة ملوّنة وعضليّة يقع في مركزها البؤبؤ. ترتبط القزحية بمقلة العين تحت القرنية. انقباض وارتخاء عضلات القزحيّة يؤثر على قطر البؤبؤ، بحسب شدّة الضوء.

البؤبؤ - الفتحة في مركز القزحيّة. يتغيّر قطر البؤبؤ استجابة لشدّة الضوء. عندما تكون كمّيّة الضوء كبيرة تنقبض عضلات البؤبؤ ويصغر قطره، وعندما تقل كمية الضوء ترتخي عضلات البؤبؤ ويكبر قطره. هكذا نضمن أن تدخل إلى العين كمّيّة ضوء مناسبة في ظروف إضاءة مختلفة. يظهر البؤبؤ أسود لأن أشعة الضوء التي تدخل عبره تغير من اتجاهها داخل العين ولا تخرج منها. كلّ ما لا يرسل أشعة ضوء أو لا يعكس أشعة ضوء سقطت عليه يظهر أسود.

العدسة - تقع خلف القزحيّة. تستمرّ العدسة بكسر أشعة الضوء التي قد انكسرت من قبل القرنية، وهكذا تركّزها أكثر. العدسة مرنة، ويمكنها تغيير تحدُّبها، أيْ التحوّل من مسطحة أكثر إلى محدبة أكثر، وفقاً لزاوية أشعة الضوء الواصلة إليها. عندما ننظر إلى جسم قريب تتحدب العدسة، وعندما ننظر إلى جسم بعيد فإنها تتسطح.

الجسم الزجاجي - يتكون من مادة شفافة له ملمس جلّ ويملأ كلّ التجويف داخل العين. بفضل الجسم الزجاجي يحفظ الشكل الكروي للعين.

الشبكية - طبقة من الخلايا التي تحتوي على المجسات التي تستجيب لمحفز الضوء. يرتبط كل مجس مع ليف عصبي وكل الألياف العصبية تتجمع معاً مكونة العصب البصري، الذي يخرج من الجزء الخلفي لمقلة العين ويمتد إلى مركز البصر في الدماغ.

المشيمة - طبقة تحتوي على أوعية دموية كثيرة تزود كافة أجزاء العين بالغذاء والأكسجين.

الصلبة - (بياض العين) طبقة صلبة تحمي العين من الخارج وتحافظ على شكلها. لونها أبيض.

*67*

مبنى العين

القُزحيّة، القرنية، البؤبؤ، العدسة، الشبكية، الجسم الزجاجي، الصُّلبة

فعالية

إلى الشبكة

العين

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع الاتّصال والحواسَ، واختاروا الوحدة التعليميّة نظرة إلى العين.

شغّلوا المحاكاة واستعينوا بها للتعرُّف على أجزاء العين.

اقرأوا المعلومات ونفّذوا الفعالية، بحسب التوجيهات في الوحدة التعليميّة.

الصور التي نراها تتكون على الشبكية وهي مقلوبة.

أ. لماذا يحدث هذا؟

ب. اشرحوا: لماذا لا نراها مقلوبة؟

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

يوجد في العين اجزاء مختلفة تشارك في عملية الرؤية (البصر).

افحصوا ما هي هذه الأجزاء، وما هي وظيفة كل جزء.

اضغطوا ايضا على الزر التقاط الضوء، وتأملوا كيف تتم عملية الرؤية.

حركوا العين إلى اليمين وإلى اليسار بواسطة الأسهم.

تنقلوا على الرسم التخطيطي بواسطة الفأر.

*68*

توسع

ممارسة

أجزاء العين

الهدف: التمعّن في أجزاء العين وفي عملها، ومقارنتها مع نماذج للعين.

المعدات: مصباح، عدسة محدبة الوجهين، عدسة مقعرة الوجهين، عدسة مسطحة (قطعة زجاج مسطحة، على سبيل المثال: زجاجة حاملة لمجهر)، مشط، قطعة كرتون أسود أبعادها 30x30 سم، علبة كرتون مغلقة (مثلا علبة أحذية)، نموذج عين

سير الممارسة:

أ. توزّعوا إلى أزواج وتمعّنوا في عين زميلكم المقابل لكم. تعرّفوا على القرنيّة. كيف تعرّفتم عيها؟

ب. أوقفوا المشط على البريستول الأسود وأضيئوا عبره بشكل مائل (قطري).

تمعّنوا بحزم الضوء التي تظهر على البريستول. امسكوا عدسة محدّبة في مسار حزم الضوء. هل تغير مسار حزم الضوء؟

ج. تمعنوا في داخل عين زميلكم. وانظروا جيداً إلى البؤبؤ. صفوا ما رأيتموه. لماذا حسب رأيكم سمي لهذا الاسم؟

د. تمعنوا في قزحية زميلكم. ما هو لونها؟

ه. اطلبوا من زميلكم أن يُغمض عينيه لدقيقتين وأضيئوا بمصباح على إحدى العينين. لحظة فتح العين تمعّنوا في البؤبؤ ماذا رأيتم؟

و. اطلبوا من زميلكم أن يغمض عينيه ويضع عليهما راحتيه ليعتم الضوء قليلا. تمعّنوا في ابؤبؤ لحظة فتحهما ماذا رأيتم؟

ز. اثقبوا ثقبا قطره حوالي 1 سم في جدار العلبة. ابتعدوا مسافة مترٍ تقريباً عن العلبة المغلقة وتمعنوا في الثقب. ما هو لون الثقب؟

ح. افتحوا العلبة هل هي سوداء من الداخل؟

ط. تمعّنوا في العدسة التي في نموذج العين أو في عدسة محدّبة الوجهين أخرى. صفوا شكلها وارسموها في الدفتر.

ي. تغيّر العدسة مدى تحدّبها عند الانتقال من النظر إلى جسم بعيد إلى النظر إلى جسم قريب. مُدّوا اليد إلى الأمام، ارفعوا السبّابة وتمعّنوا فيها. الآن قرّبوا السبابة إلى الأنف ببطء من خلال التمعن في السبّابة. تأخذ عدسات أعينكم بالتحدب كلما اقتربت السبّابة من الأنف. في مرحلة معينة لن تستطيع العدسات التحدب أكثر، وتظهر السبابة مشوشة. عن أي بعد من الأنف يحدث هذا؟

ي أ. أوقفوا المشط ثانية على البريستول الأسود، أضيئوا عبره بشكل مائل وتمعنوا في حزم الضوء الظاهرة على سطح البريستول. امسكوا عدسة محدّبة، زجاجة مسطحة وعدسة مقعرة في مسار حزم الضوء. ارسموا ما رأيتموه.

تلخيص الممارسة:

1. اشرحوا أوجه الشبه بين القرنية والعدسة المحدّبة.

2. بماذا يشبه البؤبؤ الثقبَ في العلبة؟

3. صفوا كيف ساعدكم الثقب في العلبة على أن تفهموا لماذا البؤبؤ أسود.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

في هذا النموذج يمكن أن نرى بوضوح الأجزاء المختلفة للعين.

العصب البصري، الشبكية، المشيمة، الصلبة، العدسة، البؤبؤ، القُزحيَة

*69*

توسع

قِصَر النظر وبُعد النظر

هناك أُناس لا يستطيعون تركيز الرؤية، وهم يَرَوْن ما حولهم بصورة مشوشة. يحدث هذا الأمر عندما لا تتركز أشعة الضوء في الشبكية. حالتان يمكن أن تسبّبا هذا:

بُعد النظر - وهي حالة تتركّز فيها أشعّة الضوء في مكان ما وراء الشبكيّة. مثل هذا الشخص يرى الأجسام القريبة مشوشة، ويصعب عليه، مثلا، أن يقرأ من الكتاب.

قصر النظر - وهي حالة تتركز فيها أشعة الضوء في مكان ما أمام الشبكية. مثل هذا الشخص يرى الأجسام البعيدة مشوشة، ويصعب عليه مثلا، تمييز الناس الذين يقفون على الطرف الآخر من الشارع.

على بعيدي النظر وقصيري النظر أن يستعينوا بنظارات طبية ملائمة.

فعالية

إلى الشبكة

قصر النظر وبُعد النظر وتصليحهما بواسطة عدسات النظارات

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع الاتصال والحواس، واختاروا الوحدة التعليميّة عيوب البصر وتصليحها.

أ. شغّلوا المحاكاة واقرأوا المعلومات كلّها.

ب. نفذوا الفعالية، وأجيبوا عن الأسئلة في الوحدة التعليميّة. افحصوا إجاباتكم.

ج. إذا أمسكنا بعدسة فوق غصن جافّ أو فوق قطعة ورق لمدة بضع دقائق في نهار صيف، يمكن حرق الغصن أو قطعة الورق. هل، حسب رأيكم، يجب أن نستعمل لهذا الغرض عدسة محدبة أم عدسة مقعرة؟ عللوا إجابتكم.

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

قصر النظر هو حالة يتركز فيها الضوء الذي يأتي إلى العين من بعيد قبل الشبكية.

الشخص الذي يعاني من قصر النظر لا يرى الأشياء البعيدة بشكل واضح.

تصحيح الرؤية يتم عن طريق عدسة نظارات مقعرة تبعد المركز الى الشبكية.

الرؤية السليمة، قصر النظر، بعد النظر

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

يصل الضوء إلى العين عبر القرنية والبؤبؤ ويتركز على الشكبية.

الصورة الناتجة هي صورة واضحة جدًا.

*70*

المحافظة على العين

أعيننا هي أعضاء حسّاسة، وعليها أن تخدمنا طيلة حياتنا. لذا من المهم جداً أن نحافظ عليها. وفعلا، توجد حول العين عدة مبان وآليات وظيفتها حماية العين.

الأهداب، الحواجب والجفون - وظيفة الحواجب والأهداب منع دخول الأجسام الغريبة إلى العين. الحواجب تزيح جانبا العرق النازل من الجبين. تغلق الجفون حالا عندما نميز خطراً مقترباً، على سبيل المثال: عندما نقرب بسرعة شيئاً منا إلى العين.

الدموع - تتكون الدموع في غدد الدموع في الجانب الخارجي لكل عين، وهي ترطب العين من الخارج. هكذا لا تجف القرنية والجزء الأمامي من العين. يصرف فائض الدموع إلى الأنف عبر أنبوب دقيق يقع في الجفون. عندما نبكي تنتج غدة الدموع كمية كبيرة من الدمع، وأنبوب التصريف لا ينجح بتصريفه كله. الدموع مهمة جداً للمحافظة على صحة العين، وإذا لم تنتج غدد الدموع ما يكفي من الدمع الطبيعي نقطر في العين دمعاً اصطناعياً، يحافظ على مقدمة العين من الجفاف.

سؤال

عندما يبكي أحد فهو "يشد الأنف" ويشعر بحاجة لمسح الأنف. اشرحوا السبب.

عند الحاجة يمكننا استخدام وسائل مساعدة مختلفة مثل النظارات الشمسية لحماية أعيننا.

النظارات الشمسية - الأشعة الشديدة، كما في أيام الصيف الصافية في إسرائيل، قد تؤذي الأعين. وهي تسبب للعدسة خلال حياتنا أذىً متراكماً وتبهر الشبكية. النظارات الشمسية هي وسيلة ممتازة لحماية العين من الأشعة الشديدة.

سؤال

مَن، حسب رأيكم، من المفضل أن يلبس نظارة شمسيّة، وفي أيّ الظروف هذا الأمر مهم؟ اشرحوا.

*71*

فعالية

مهمة صفية - استطلاع

مَن يلبس نظارات شمسية

الهدف: اجزاء استطلاع للتعرّف على من يكثر من لبس النظارات الشمسية ومن يقلل.

سير الفعالية:

أ. توزعوا إلى مجموعات من 2-4 تلاميذ.

ب. أجروا تعصيفًا ذهنيًا فيما بينكم، واذكروا جميع الأسباب التي من أجلها يلبس الناس النظارات الشمسية.

ج. ضعوا فرضيّات: لدى أيّ مجموعات سكانية، حسب رأيكم، تجدون الكثير من الناس يلبسون نظارات شمسيّة ولدى أيّهم تجدون القليل؟

د. أعدوا استبياناً لجمع المعلومات، بناء على التعصيف الذهنيّ الذي أجريتموه وفرضياتكم.

لا تنسوا أن تسألوا عن تفاصل هامة مثل الجنس، لون العينين وعادات لبس النظارات الشمسية.

يمكنكم أيضًا صياغة جمل مختلفة والطلب ممّن تسألونهم أن يدرّجوا مدى موافقتهم عليها (موافق، موافق قليلا، موافق إلى حدّ ما، لست موافقاً بتاتاً).

أمثلة على جمل: لبس النّظارات الشمسية يجعل الشخص يظهر جذاباً أكثر. من يلبس نظارات شمسية ليس معنياً بأن يعرفوا ما يشعر به حقاً.

ه. نفذوا الاستطلاع: أجروا مقابلات مع 20-30 شخصاً بمساعدة الاستبيان.

و. لخّصوا النتائج. خطّطوا الطريقة التي ستنظّمون بها النتائج: في جدول، رسم بياني وما شابه. إذا اخترتم تحضير رسم بيانيّ (مخطّط)، قرروا أيّ نوع من المخططات (دائري، أعمدة وما شابه) يناسب عرض النتائج.

إذا سألت عدّة مجموعات نفس الأسئلة، يستحسن جمع النتائج معاً.

هل أشارت النتائج إلى مجموعة سكانيّة ما تعتاد على لبس النظارات الشمسية أحيانا كثيرة؟ من هي؟

ز. خططوا عملاً يهدف إلى زيادة الوعي إلى لبس النظارات الشمسية لدى مجموعات سكانية يقل لبسها لها.

*72*

الأذن - المبنى والوظيفة

يتصل البشر بواسطة الأصوات أيضًا. الصوت هو حركة لجزئيات الهواء، وتسمَى أمواج صوتية. العضو الذي يستقبل الأمواج الصوتية ويترجمها إلى سيالات عصبيّة هو الأذن. ينقل العصب السمعيّ السيالات العصبيّة إلى مراكز السمع في الدماغ.

من المتبع التمييز بين 3 أقسام في الأذن: الأذن الخارجية، الأذن الوسطى والأذن الداخليّة.

الصيوان - يساعد في تركيز الأمواج الصوتية إلى داخل القناة السمعيّة.

القناة السمعيّة - تنقل الأمواج الصوتيّة إلى غشاء الطبلة.

غشاء الطبلة - غشاء مشدود، يهتزّ ويتذبذب عندما تصطدم به الأمواج الصوتيّة. غشاء الطبلة هو الحد الفاصل بين الأذن الخارجية والأذن الوسطى.

العظام السمعيّة - في الأذن الوسطى تجويف وفيه 3 عظمات صغيرة جداً: عظمة المطرقة، عظمة السندان وعظمة الركاب. هذه هي أصغر العظام في الجسم. عندما يهتز غشاء الطبلة فإنه يهزّ عظمة المطرقة المتّصلة به، وتهز عظمة المطرقة عظمة السندان، وهذه تهز عظمة الرّكاب.

أنبوب تنظيم الضغط (قناة أوستاكيوس) - في الأذن الوسطى فتحة أنبوب يصل تجويف الأذن الوسطى مع البلعوم عندما يغلق هذا الأنبوب، مثلا أثناء الطيران أو في حالة الزكام، نشعر أن الأذنين "مسدودتان".

الفتحة البيضويّة - فتحة شكلها إهليلجيّ، مشدود عليها غشاء دقيق. عندما تهتزّ عظمة الركاب فإنها تهز الغشاء الذي على الفتحة البيضويّة. هذه الفتحة هي الحدّ الذي يفصل بين الأذن الوسطى والأذن الداخلية.

القوقعة - مسؤولة عن نقل مُحفّز الأصوات إلى الدماغ على شكل سيالات عصبيّة. القوقعة مليئة بسائل وتوجد في داخلها خلايا الحسّ المسمّاة خلايا شعريّة. عندما يهتزّ الغشاء المشدود على الفتحة البيضوية، ينتقل الاهتزاز إلى السائل الذي في القوقعة ويحني الخلايا الشعريّة. يؤدي الأمر إلى إرسال سيال عصبي إلى الدماغ، عبر الألياف العصبيّة المتصلة بالخلايا الشِّعريّة.

عضو الاتّزان - مبنى في الأذن الداخليّة ليس له علاقة بالسمع بل بتثبيت جسمنا في الفضاء. أي: في المحافظة على الاتزان.

*73*

مبنى الأُذُن

(صورة في الكتاب مبنى الأذن)

العظام السمعية:

المطرقة

السندان: (سندان - قاعدة ثقيلة توضع عليها أغراض لمعالجتها بواسطة ضربها بالمطرقة).

الرُكاب: (ركاب - مبنى يشبه الحلقة يُعلق على جانبي السرج، توضع عليه القدمان أثناء ركوب الخيل).

عضو الاتّزان

العصب السمعيّ

القوقعة

أنبوب تنظيم الضغط

الصيوان

القناة السمعية

غشاء الطبلة

فعالية

إلى الشبكة

الأذُن

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع الاتصال والحواسّ، واختاروا الوحدة التعليميّة الأُذن والسمع.

أ. شغّلوا المحاكاة واقرأوا كلّ المعلومات.

ب. نفذوا المهام وافحصوا إجاباتكم.

ج. صفوا بالكلمات المسار الذي تقطعه الأمواج الصوتيّة، من لحظة دخولها إلى القناة السمعية وحتى وصولها إلى العصب السمعي.

*74*

توسع

مشاهدات

ما هو الصوت؟

القسم الأول: نُصدر أصواتًا

الهدف: فهم كيفية نشوء الأصوات وكيف تنتشر في محيطها.

المعدّات: شوكة رنّانة، بالون، كأس زجاجيّة، شوكة عاديّة، وتر قيثارة أو قطعة من خيط صيادين وقوس لشدّ الوتر عليها، أو على التناوب - قيثارة.

سير المشاهدة:

أ. استعملوا هذه الأدوات بطرق مختلفة لإصدار نغمات بواسطتها. في كلّ حالة انظروا جيداً إلى الأدوات واكتشفوا ما الذي أدى إلى صدور الصوت.

ب. انفخوا البالون، اطرقوا الشوكة الرنانة لإصدار صوت، قربوا إليها البالون المنفوخ وانظروا إلى البالون.

النتائج:

صفوا ما حدث في كلّ حالة وما هو المشترك بينها جميعًا.

القسم الثاني: الصوت يؤثر على ما حوله

الهدف: فهم كيفية تأثير الأصوات على الأجسام القريبة منها.

المعدّات: علبة مخلّلات، غطاء العلبة ومطرقة صغيرة، بالون ممزق، شريط مطّاطيّ ("مُغّيطة") لتثبيت البالون، قليل من السكر، مشغل موسيقى (مسجل صوت وما شابه)

سير التجربة:

أ. شدّوا قطعة البالون الممزق على فتحة العلبة وضعوا عليها نصف ملعقة صغيرة من حبيبات السكر.

ب. سوف تُسمعون أصواتاً بالقرب من السكر، ولكن قبلها خمّنوا: ماذا سيحدث للسكر؟ علامَ تعتمد فرضّيتكم؟

ج. دقّوا بالمطرقة على غطاء العلبة بالقرب منها وانظروا إلى السكّر.

أسمعوا أنغامًا من مشغل الموسيقى بالقرب من العلبة وانظروا إلى السكّر.

النتائج:

صفوا ما رأيتموه.

هل تحققت فرضيّتكم؟

الاستنتاج: ما هو استنتاجكم من التجربة؟

أسئلة

1. صوغوا استنتاجًا يتعلق بالطريقة التي تتكوّن فيها الأصوات.

2. اشرحوا كيف تصل الأصوات من الجسم الذي أصدرها إلى أذننا.

3. لماذا طُلب منكم إصدار أصوات بالقرب من السكّر بواسطة المطرقة بالدقّ على الغطاء أو بواسطة موسيقى من مسجّل أو جهاز آخر، وليس بالصراخ مباشرة على السكّر؟

4. كيف تؤثر الأصوات والأنغام على الأجسام القريبة منها؟

5. أي جزء من الفعالية جعلكم تفهمون كيف يتكوّن الصوت وما هو تأثيره؟

*75*

فعالية

ممارسة

هل يمكن تمييز مصدر الصوت؟

الهدف: فحص إذا كان بالإمكان تمييز الاتجاه الذي يأتي منه الصوت.

المعدّات: قطعتان نقديتان معدنيات لكلّ تلميذ وتلميذة يشتركون في الفعّالية

سير الفعالية:

أ. يقف أحدكم ويغمض عينيه، و 5-6 تلاميذ يقفون من حوله في دائرة.

ب. في كلّ مرّة ينقر واحد آخر في الدائرة بقطعتَي النقد. على الواقف في المركز أن يميز من أي اتجاه جاء الصوت.

أسئلة

1. هل نجحتم بتمييز مصدر الصوت دون رؤيته؟

2. هل كان هذا بسيطاً أو معقداً؟

3. اقترحوا تفسيراً لقدرتنا على تمييز مصدر الصوت.

فعالية

إلى الشبكة

سماع الأُذُنين

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع الاتّصال والحواسّ، واختاروا الوحدة التعليميّة سماع الأذنين.

شغلوا المحاكاة واقرأوا المعلومات.

أجيبوا عن الأسئلة وافحصوا إجابتكم.

ما هي الحسنة التي نكتسبها من وجود أذنين لنا على جانبي الرأس، وما كان سيحدث لو كانت لنا أذن واحدة فقط؟ اشرحوا بمساعدة أمثلة.

*76*

هل تعلم؟

سماع البومة حادٌ جدًّا

تنشط البومة في الليل، وهي تخرج لتصطاد القوارض في الظلام الدامس.

كيف تنجح في تمييز موقع الفريسة التي تجري بسرعة، بشكل دقيق؟

البومة مثلنا لها أذنان اثنتان على جانبي الرأس، ولكنها تختلف عنا، فأذُناها ليستا على جانبي الرأس بشكل متماثل بل واحدة أعلى من الأخرى، وليس لها صيوان أذن بل فتحة سمع فقط. الريش الذي ينمو حول وجهها يشكل ما يشبه الصيوان، الذي يوجّه أمواج الصوت نحو فتحة الأذن.

فارق الزمن الذي يستغرقه الصوت لاستقباله بإحدى الأذنين مقابل الأخرى هو ما يُتيح لدماغ البومة أن يحسب الاتجاه الذي يصل منه الصوت وكذلك مكان مصدر الصوت بدقة.

نقيس الضجيج

وحدة قياس شدّة الضجيج تسمى ديسبل. يستطيع الإنسان أن يسمع أصواتاً تتراوح شدتها بين 10 ديسبلات و 150 ديسبلا.

شدّة صوت الكلام العادي حوالي 60 ديسبلا. شدّة صوت الرعد تعادل 120 ديسبلا وشدّة صوت المحركات النفاثة عند الإقلاع تعادل 150 ديسبلا. التعرض لأصوات شدّتها 110 ديسبل أو أكثر يؤلم الأذنين.

التعرض "لتلويث ضجيج" مثل هذا مؤذٍ للصّحّة، وقد يضرّ بقدرة السمع خلال دقائق قليلة. لذا الناس المعرضون لتلويث الضجيج (على سبيل المثال، في مكان عملهم) عليهم استخدام سماعات واقية تمنع وصول الصوت وتحفظ صحتهم.

*77*

فعالية

تغيير عادات

نحافظ على حاسة السمع

التعرّض لأصوات عالية جداً قد يسبب خللاً دائماً للأذن. وفعلاً، "تلويث الضجيج" هو أحد العوامل التي نتعرّض لها أكثر فأكثر، وهذا الأمر صحيح بشكل خاص لدى أبناء الشبيبة. سماع الموسيقى الصاخبة، التواجد في بيئة صاخبة جدًّا وما شابه قد يؤذي السمع.

هل أنتم معرّضون للضجيج الذي قد يؤذيكم أيضًا؟

المرحلة (أ): جمع المعلومات

فتِّشوا عن معلومات حول أضرار الضجيج:

ما هي شدّة الضجيج وما هي مدة التعرّض التي يحصل ضرر في أعقابها في القدرة على السمع؟

أيّ خلل ينجم للأُذنين في أعقاب التعرّض للضجيج؟

يمكنكم الاستعانة بمواقع إنترنت مثل المكتبة الافتراضيّة لمطاح، وزارة حماية البيئة وغيرها.

المرحلة (ب): افحصوا بيئتكم

استعينوا بمقياس الضجيج لقياس شدة الضجيج التي تتعرضون إليها في أماكن مختلفة.

أعدوا جدولاً واذكروا فيه كلّ المرّات، خلال أسبوع، التي تعرّضتم فيها إلى ضجيج قد تؤذي شدّته السمع. اذكروا كم من الزمن كنتم معرضين لهذا الضجيج، والمكان أو الحالة (الظروف) التي حصل فيها هذا.

يمكنكم الاستعانة بالجدول التالي:

(جدول في الكتاب مكون من خمسة أعمدة:)

التاريخ،  من الساعة،  إلى الساعة،  شدة الضجيج،  المكان / الظروف

(مثال)

المرحلة (ج): تخطيط التغيير

اذكروا جميع الطرق التي يمكنكم بها أن تقلّلوا من مدى تعرضكم لأصوات بشدّة عالية. على سبيل المثال: تخفيف شدّة الصوت في السّمّاعات، في جهاز التسجيل، الراديو السي دي في غرفتكم، في التلفزيون وما شابه.

المرحلة (د): تغيير وتوثيق

نفّذوا التغييرات التي قرّرتم تنفيذها.

استمرّوا في متابعة وتوثيق أعمالكم خلال الأيّام التالية.

اعرضوا أمام الصفّ النتائج التي جمعتموها والأعمال التي قمتم بها.

إذا برزت صعوبات في تنفيذ المهمّة اذكروها، وصفوا كيف تغلَّبتم عليها.

هل، حسب رأيكم، التغيير الذي قمتم به مُرْض؟

إذا كان غير ذلك - ماذا يمكنكم أن تعملوا أيضاً.

*78*

تلخيص

تتواصل جميع الكائنات الحيّة مع بعضها. تقوم الحيوانات بهذا لاحتياجات مختلفة مثل الأكل، الدفاع، إيجاد زوج وتربية الأنسال. كذلك البشر يعملون هذا لأسباب مشابهة، ولكن من أجل المتعة أو حتى من أجل التطوّر الفكريّ أيضاً. من الصعب أن نتصوّر حياتنا بدون اتّصالات.

لدى جميع الكائنات الحيّة آليات مختلفة تُمكّنها من إرسال الرسائل واستقبالها. تُصدر الحيوانات أصواتًا، "ترقص"، تغيّر من لونها وتفرز موادّ لنقل الرسائل، وهي ترى، تسمع، تشم وتستجيب لموادّ ومحفزات استقبلتها بحواسها.

الجهاز العصبيّ هو جزء لا يتجزّأ من عملية الاتّصال. أعضاء الحواسّ تستقبل مُحفّزات من المحيط الخارجيّ أو الداخليّ للجسم. في أعقاب ذلك تنقل الخلايا العصبيّة إشارات إلى الدماغ، الذي يقوم بوظيفة حيوية في معالجة الإشارات الواصلة إليه وفي تحليلها. كما يمكّن الجهاز العصبيّ من الاستجابة للرسالة المستقبلة، عن طريق إرسال أوامر إلى العضلات أو إلى الغدد التي تفرز موادً داخل الجسم.

تُتيح لنا أعضاء الحواس ومنها العينان والأُذُنان، أن نستقبل أحاسيس مختلفة: أن نرى، نسمع، نشمّ، نذوق ونحسّ باللمس، الحرارة، البرودة، الضغط والألم.

*79*

أسئلة للتلخيص

1. لائموا بين الأحداث الموصوفة في الجانب الأيمن وبين وظائف الاتصال المسجلة في الجانب الأيسر.

الجانب الأيمن

أ. كلب يُبول في أماكن ثابتة في نزهته اليوميّة.

ب. عصفور يرى ثمرة حمراء ناضجة، ينجذب إليها ويأكلها.

ج. خنافس اليراعات تُضيء وتجذب إليها الذكور.

د. نعجة تميّز الحمل الذي ولدته بمساعدة صوته.

الجانب الأيسر

1. العناية بالنسل

2. إيجاد غذاء

3. تأشير منطقة نفوذ

4. إيجاد زوج

2. انسخوا الجدول التالي إلى الدفتر وأكملوا فيه المعلومات.

(جدول في الكتاب مكون من أربعة أعمدة:)

--،  المُحفّز،  الحاسّة،  عضو الحسّ

أ،  تلامس،  --،  --

ب،  --،  --،  الأٌذُن

ج،  مواد في الهواء،  --،  --

د،  موادّ في الطعام،  --،  --

3. اذكروا أسماء أجزاء الخليّة العصبيّة (نويرون).

(صورة للخلية العصبية (نويرون): استعن بالمعلم)

4. أيّ جملة تصف البؤبؤ؟

أ. قرص أسود صغير في مركز العين.

ب. فتحة لمرور الضوء في مركز القُزحيّة.

ج. كرة سوداء في أحد جانبيها وحمراء في الجانب الآخر.

د. صورة إنسان صغيرة جدًّا داخل العين، تتيح اكتشاف ما يعاني منه.

5. فيما يلي قائمة لأجزاء الأُذُن. صنّفوا أين توجد، في الأُذُن الخارجية، الأُذُن الوسطى أو الأذن الداخليّة.

(أ) القوقعة؛

(ب) القناة السمعيّة؛

(ج) عظمة المطرقة؛

(د) العصب السمعيّ؛

(ه) الصيوان؛

(و) عظمتا السندان والرّكاب؛

(ز) عضو الاتّزان؛ (؛) قناة تربط الأُذُن بالبلعوم.

*80*

6. يكون الاتّصال بين الحيوانات بقنوات مختلفة: صوتيّة، مرئية، كيميائيّة ولمس.

اقرأوا الحالات الموصوفة التالية، واكتبوا بجانب كلّ حالة بأيّ قناة يجري الاتّصال الموصوف فيها، وما العلاقة بين هذه القناة وبين وظيفة الاتّصال.

مثال: عندما يفزع قطّ يكشّر عن أنيابه، ينفث هواءً ويسمِّر شعره أمام كلب يهدّده، وهو يستعمل القناة المرئيّة (تسمير الشعر، التكشير عن الأنياب) والقناة الصوتية (النفث) للدفاع عن النفس (ردع الكلب).

أ. كلب يهدّد كلباً آخر بواسطة وضعيّات جسمه - يقوّس ظهره، ينصب أذنيه ويكشّر عن أنيابه.

ب. تجد النعجة حَمَلها في القطيع بفضل ثُغائه.

ج. تشمّ الفراشات الذكور موادّ (فيرومونات (تساوي) pheromones) تفرزها الإناث.

د. ترقص ذكور الطيور رقصًا صاخبًا أمام الأنثى.

ه. حيوانات مثل السمندر (السمندل) لها ألوان تحذير بارزة، تعلن انّها سامّة.

و. فِيلة ولدت قبل بضع دقائق تدفع صغيرها (الدَّغْفَل) لكي يقف على رجليه.

7. كيف تساعدنا الحواسّ على البقاء؟ اكتبوا أمثلة عن حالات مختلفة فيها حاسة معينة تساعدنا على البقاء. اذكروا مثالا واحداً على الأقل لكل حاسة، واشرحوا كيف تساعدنا.

8. في مرض السادّ (الماء الأبيض) تتعكّر عدسة العين (تفقد من شفافيتها). كيف يضرّ هذا الأمر بعمليّة الرؤية؟

9. من أين تصل مسبّبات المرض (بكتيريا وفيروسات) إلى الأذن الوسطى، مع أنها مغلقة من جهة بغشاء الطبلة وبالفتحة البيضوية من الجهة الأخرى؟ هل لها اتصال بالعالَم الخارجيّ؟

10. يدّعي سعيد بأنّ الإنسان يملك 5 حواسّ، بينما تدّعي رهام بأن لدينا حواسّ أكثر (عدد اكبر من الحواسّ). أي ادّعاء تدعمون أنتم؟ علّلوا اختياركم.

11. السِيال العصبيّ يمرّ في الأعصاب بسرعة عالية جدًّا. ماذا يحدث، حسب رأيكم، إذا أصاب مرضٌ سرعة توصيل السيال العصبيّ؟ صِفوا ممّ يعاني شخص مصابٌ بهذا المرض.

12. تدّعي مريم بأنّه إذا أصيب شخص في حادثة، برجله (وليس برأسه)، يصعب عليه المشي. أما فادي فيدّعي بأنّ الشخص الذي يصاب برأسه (وليس برجله) هو بالذات الذي يصعب عليه المشي.

أيّ ادعاء منهما هو الصحيح؟ عللوا.

*81*

الفصل 4: التكاثر عند النباتات، الحيوانات والإنسان

*81*

سنتعلّم في هذا الفصل أن...

- الأفراد من نفس النوع (species) فقط تستطيع أن تتكاثر مع بعضها وأن تخلّف أنسالاً خصبة.

- النسل في التكاثر التزاوُجيّ يتطور من خلايا مصدرها والدَان - ذكر وأنثى.

- النسل في التكاثر اللاتزاوجيّ يتطور من خليّة أو مجموعة خلايا مصدرها والد واحد فقط.

- طريقة الإخصاب، الداخليّة أو الخارجية، تتلاءَم مع البيئة الحياتيّة للكائن الحيّ.

- عمليّة نموّ وبلوغ الكائنات الحيّة تتميّز بتغيّرات في كِبر الجسم، مبناه وأدائه.

- الإنسان يتدخّل في عمليّات تكاثر الكائنات الحيّة لفائدته.

مصطلحات نتعرّف عليها:

نوع (species)

تزاوج

الجهاز التناسليّ

تكاثر تزاوُجيّ وتكاثر لاتزاوجيّ

لاقحة (بُوَيْضة مخْصَبة أو زيجوت)

إخصاب داخليّ وخارجيّ

جَنين

هورمون

هورمونات الجنس (تِسْتوستيرون، إستروجين، وبروجسترون)

تلقيح، تلقيح ذاتيّ

وتلقيح خلطيّ

*82*

مَدخل

يوجد في عالَمنا تنوّع هائل من الكائنات من أنواع مختلفة: نباتات وحيوانات، بكتيريا وفُطريات. بالرغم من أن مدّة حياة كلّ كائن حي لها نهاية، إلا أنَّ الأنواع تستمر بالبقاء بفضل عمليّة التكاثر. القدرة على التكاثر وإنجاب النسل هي إحدى مميّزات الحياة لجميع الكائنات الحية، وبدون استثناء. كلّ كائن حيّ هو حلقة في سلسلة الحياة: سبقته كائنات حيّة، أبواه وآباء أبويه، وتأتي بعده كائنات جديدة، نسله ونسل أقربائه.

في أجسام الكائنات متعدّدة الخلايا - النباتات والحيوانات والإنسان - توجد أجهزة مختلفة، ومن ضمنها الجهاز التنفُّسيّ، الجهاز الهضميّ والجهاز التناسليّ. تعمل أجهزة الجسم المختلفة بالتنسيق فيما بينها، وهذا يمكّن الجسم من القيام بوظائفه، أي أنَّها حيوية لبقاء الفرد. الجهاز التناسليّ هو جهاز شاذّ في الجسم، وبفضله يمكن إنجاب النسل وهكذا يكون استمرار بقاء النوع ممكناً.

من يستطيع التكاثر ومع مَن؟ واضح لنا، مثلا، أن الفيل لا يمكنه التكاثر مع نملة. ولكن هل يمكن لفيل أفريقي وفيل آسيوي التكاثر فيما بينهما؟ (الجواب هو: لا!) وكلب قَلطِيّ (بودل) وكلب من نوع ذئب؟ (نعم، هذا ممكن). وفعلا، الكائنات التي تنتمي إلى نفس النوع (نوع - (species) - هو وحدة التصنيف الأساسيّة للكائنات الحيّة. في هذه المجموعة كائنات ذات صفات متشابهة، وهي جزء من مجموعة تصنيف أكبر (جنس). الأفراد (الذكور والإناث) الذين ينتمون إلى نفس النوع يمكنهم أن يتكاثروا مع بعضهم، ولكنهم لا يستطيعون أن يتكاثروا مع أفراد من نوع آخر وإنجاب أنسال خصبة) فقط، يمكنها أن تتكاثر مع بعضها وأن تنجب أنسالاً خصبة.

أي نوع "جنس"؟

لكلمتَي نوع وجنس معانٍ عدّة:

أ. لكلمة نوع (מין) في اللغة العبريّة المعنى التصنيفي للكائنات الحية (species). ولها معنى الجنس (sex) ومعنى الذكر والأنثى (gender). أما في اللغة العربيّة وفي هذا السياق فلكلمة "جنس" معانٍ عديدةٍ: فهي مجموعة أنواع من ناحيّة التصنيف (genus)، وهي ذكر وأنثى، وعملية التزاوج. عندما يُطلب منكم ذِكْر الجنس في استمارة ما، فالمقصود هو: ذكر أو أنثى.

ب. معنى آخر لكلمة نوع يخص تصنيف الكائنات الحيّة. كائنات من نفس النوع تشبه بعضها البعض لدرجة أنها تستطيع التكاثر فيما بينها. كائنات تنتمي لنوعين مختلفين لا يمكنها التكاثر فيما بينها ولو كانت من نفس الجنس وإذا تزاوجت فيما بينها تنتج (نادرًا) نسلاً غير خصيب. هذا يعني أن كلمة جنس من ناحية التصنيف، مجموعة أنواع متشابهة لا تتزاوج فيما بينها (إلا نادرًاً). على سبيل المثال: جنس القطط يشمل نوع قط المستنقعات وكذلك نوع قط الرمال. وبما أنهما نوعان مختلفان، فإن قط المستنقعات لا يستطيع التكاثر مع قط الرمال.

- هل توجد فروق في طرق تكاثر الكائنات من أنواع مختلفة؟

- هل توجد مميّزات مشتركة لطرق تكاثر الكائنات المختلفة؟

- هل توجد فروق في صفات الأنسال الناتجة عن طرق التكاثر المختلفة؟

يركّز هذا الفصل على هذه القضايا وعلى أسئلة مهمّة أخرى. سوف نتعلّم فيه عن المبنى والوظائف المختلفة للجهاز التناسلي في أجسام الكائنات الحية، وعن الطرق التي يتدخّل فيها الإنسان في عمليات تكاثر الكائنات الحية من أجل الحصول على فائدة منها.

*83*

طرق التكاثر

لكلّ جرو (صغير الكلب) والدان. وهكذا أيضا لكلّ ذبابة، حوت ورضيع. هل لنباتات النجيلة (مسطح عشب أخضر) والدان؟

تمعّنوا في نباتات النجيلة، ولاحظوا سيقانها: إنّها ممتدة على الأرض أو على عمق 2-1 سم تحت التربة. إذا فصلتم من الساق قطعة طولها 20-15 سم، وغرستموها في الأرض ووفّرتم لها ظروفا ملائمة (ريًّا، تسميدًا وما شابه)، يمكن أن تنمو منها جذور وتتطور إلى نبتة جديدة - نسل لنبتة النجيلة الأصليّة.

ما الفرق بين الأنسال لوالدين والأنسال لوالد واحد؟

جميع الكائنات الحيّة تتكاثر، وتنتج أنسالها دائما من خلايا مصدرها من جيل الآباء. لكن التكاثر ممكن بطريقتين مختلفتين: التكاثر التزاوجي (تكاثر تزاوجي - (تكاثر جنسي) عملية إنتاج نسل بإخصاب فيه يندمج حيوان منويّ مع بُوَيْضة. النسل له والدان، ذكر وأنثى، وهو يحصل من كليهما، بالوراثة، على مزيج من الصفات). والتكاثر اللاتزاوجيّ (تكاثر لاتزاوجيّ - (تكاثر لا جنسي) تطوّر النسل من خليّة أو عضو كائن بالغ، دون حدوث إخصاب. النسل له والد واحد، ويكون النسل متطابقًا في الصفات الوراثية).

التكاثر التزاوجيّ

معظم الكائنات متعدّدة الخلايا، ومن ضمنها الإنسان، تتكاثر بالتكاثر التزاوجيّ. هذه الطريقة معقّدة جدًّا، وهي تستلزم التقاء زوجين (ذكر وأنثى) لينتجا معًا نسلاً واحداً. يُنتج الوالدان خلايا تناسليّة (خلايا تناسلية - الخلايا المنويّة وخلايا البويضات، الناتجة في أجسم الوالدين. تندمج هذه الخلايا أثناء التكاثر التزاوجي. تسمى الخلايا التناسلية أيضاً: خلايا جنسية، خلايا تزاوجية أو جاميطات)، ويَنتج كل نسل نتيجة لإندماج الخلية التناسليّة الذكريّة (التي مصدرها من الأب) مع الخليّة التناسليّة الأنثويّة (التي مصدرها من الأمّ).

ينتمي والدا كلّ نسل إلى نفس النوع (species)، لكنهما يختلفان عن بعضهما على الأقلّ في بعض صفاتهما. ولذا يحمل كلّ نسل خليطًا من المادة الوراثية التي حصل عليها من والدَيه. كل نسل يحصل من والديه على خليط من الصفات المميزة له، قد تختلف عن الصفات التي حصل عليها إخوته وأخواته. ولذا يمكن أن تكون هذه الأنسال شبيهة بالوالدين بقدر معيّن ولكنها غير متطابقة مع أحد الوالدين، ولا حتى مع إخوتها.

تمعّنوا في صورة الجراء في هذه الصفحة. كلهّا وُلدت من نفس الوالدين. لكن لاحظوا: بالرغم من التشابه الكبير، فإنها تختلف عن بعضها. أنسال التوائم المتطابقة تكون متماثلة فقط في صفاتها الوراثية (ولكنها تكون في هذه الحالة أيضًا مختلفة عن والديها).

إذن، أنسال الكائنات التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجيّ تختلف عن بعضها. يوجد للتكاثر التزاوجيّ وللفروق بين الأنسال الناتجة عنه حسنات في البيئات الحياتيّة التي لا تكون فيها ظروف البيئة ثابتة وإنما متغيّرة. فإذا حدثت تغيّرات ملحوظة في ظروف البيئة، يُحتمل أن قسماً من الأنسال لا يستطيع العيش في الظروف الجديدة. ولكن، هناك احتمال كبير لأن يكون قسم من الأنسال، على الأقل، متلائماً مع ظروف البيئة الجديدة، وينجح في العيش والتكاثر فيها، وهكذا يستمر بقاء ذلك النوع.

*84*

أمثلة على تغيُّرات في ظروف البيئة

1. تغيّرات مناخيّة في البيئة الحياتيّة - إذا كانت البيئة ماطرة وباردة، حدث فيها تغيّر فقلّت الأمطار وارتفعت درجات الحرارة، من المرجّح الافتراض أنّ كائنات كثيرة سوف تموت. ولكن هناك احتمال أن تكون لقسم من الأفراد في العشيرة تركيبةٌ من الصفات تتيح لها الاستمرار في العيش في هذا المكان بنجاح، وأن تنجب أنسالاً ويستمرّ بقاء النوع.

2. ظهور آفة أو تفشّي وباء - إذا عظُمت آفة ما وسبّبت موت كثير من أفراد العشيرة، هناك احتمال لأن يقاوم قسم من أفراد العشيرة تلك الآفة، أو أن ينجحوا في التغلب عليها. مثل هذه الأفراد الصامدة تبقى وتنجب أنسالاً، وتكون غالبيتهم صامدة أمام نفس الآفة. في هذه الحالة يكون استمرار النوع مضمونا أيضاً.

عند وصول الأنسال إلى بيئات جديدة تختلف فيها الظروف عن ظروف بيئة والديهم، تكون هنا الأفضلية للتكاثر التزاوجيّ أيضًا. في هذه الحالة أيضا هناك احتمال كبير لأن يكون قسم من الأنسال متلائمًا في صفاته مع البيئة الغريبة، وباستطاعتهم العيش فيها وتأسيس عشيرة جديدة. هذه العمليّة، والتي فيها تنقرض الأفراد الأقلّ تلاؤما مع البيئة، وتبقى الأفراد الأكثر تلاؤما مع البيئة وأنسالهم فقط، تسمّى: الانتخاب الطبيعي. وهكذا، على مرّ أجيال كثيرة، تتغيّر صفات الأفراد في عشائر الكائنات الحية.

أسئلة

1. أعطوا أمثلة على كائنات حيّة تعرفونها تتكاثر بالتكاثر التزاوجيّ.

2. الأنسال التي تنتج عن التكاثر التزاوجيّ لها حسنات في بيئات حياتيّة تكون فيها الظروف متغيّرة وليست ثابتة. اشرحوا.

3. لماذا يُعتبر التكاثر اللاتزاوجيّ أبسط من التكاثر التزاوجيّ؟

4. نباتات الأقحوان الزراعية طُوّرت من نباتات الأقحوان البرّيّ.

تمعّنوا في صور أزهار الأقحوان التاجيّ (نبات البرّيّ) والأقحوان الزراعيّ. أيّ الطريقتين:

التكاثر التزاوجيّ أم اللا تزاوجيّ أكثر مربحيّة لمزارعي الأزهار لغرض الإكثار من الأقحوان الزراعيّ والمحافظة على صفاته؟ علّلوا.

(صورتان في الكتاب)

نبات برّي: أقحوان تاجيّ

باقة أزهار من أقحان زراعيّ

5. الحُمّيض المائل هو نبات دخيل. يتكاثر هذا النبات في البلاد لدرجة أنه يشكّل مصدر إزعاج في حدائق الزينة والحقول البريّة. وفي إسرائيل لا يُنتج بذورًا.

ابحثوا عن معلومات عن الحُمّيض المائل في الإنترنت، وأجيبوا عن السؤال: إن لم يكن الحمّيض ينتج بذورًا في إسرائيل، فكيف ينجح بالتكاثر هكذا؟

*85*

التكاثر اللاتزاوجيّ

طريقة التكاثر الأبسط هي التكاثر اللاتزاوجيّ. في هذه الطريقة يكون لكلّ فرد من النسل والد واحد فقط، أيّ أنّه لا يكون ناتجًا عن خلايا تناسليّة من والدَين. ولذا تكون الصفات الوراثيّة لهذا النسل مطابقة للصفات الوراثيّة للوالد.

في أبسط صورة لهذا التكاثر، ينقسم كائن وحيد الخليّة إلى خليّتين. هكذا تنتج خليّتان ابنتان - فردان من النسل - وهما متطابقان في صفاتهما الوراثية، وهما مطابقان، بطبيعة الحال، للخليّة الأم الخليّة الأصليّة التي انقسمت إلى خليّتين. هذه هي طريقة تكاثر البكتيريا، الفطريات وحيدة الخلية (مثل الخميرة) وكائنات أخرى وحيدة الخلية.

أما التكاثر اللاتزاوجيّ بصورته الأكثر تعقيدًا، فهو يحدث عندما ينفصل جزءٌ من جسم الوالد ويتطور إلى فرد كامل، بإمكانه الاستمرار في العيش والتكاثر بصورة مستقلة. ينتشر هذا التكاثر اللاتزاوجيّ كثيرًا عند النباتات. أنسأل النباتات التي تنتج عن التكاثر اللاتزاوجيّ تتطوّر من براعم تكون على السيقان أو على أوراق النباتات.

كيف يحدث هذا؟

التكاثر بواسطة الدّرنات

لنباتات معيّنة سيقان "عاديّة" ولبعضها سيقان مغلّظة تسمّى درنات. تنمو من كلّ نبتة عدّة درنات، وكلّ درنة يمكن أن تنمو إلى نبتة - نسل منفرد، والذي يمكن أن تنمو منه في المستقبل درنات خاصّة به، وهكذا دواليك. هكذا يحدث في نباتات البطاطا، التي تتطوّر درناتها داخل الأرض.

(صورتان في الكتاب)

- في كلّ درنة بطاطا توجد براعم كثيرة، يمكن أن تتطوَر إلى جذور وسيقان وأوراق.

- كلّ نبتة بطاطا تنتج عدة درنات، وكلّ واحدة منها يمكن أن تتطور إلى نبتة جديدة.

التكاثر بواسطة الفسائل

الفسائل هي فروع تتطوّر قريبًا من قاعدة النبتة. في نبتة الموز، مثلا، يمكن أن تنفصل الفسائل عن النبتة الأم وتستمر في النموّ كنبتة منفردة.

(صورة في الكتاب)

نباتات موز مع فسائل

*86*

التكاثر بواسطة السيقان الممتدّة

هنالك نباتات لها سيقان أفقيّة، تنمو إلى الجوانب بموازاة سطح الأرض (فوق الأرض أو داخلها). هذه هي سيقان ممتدّة، وعلى امتدادها توجد براعم تتطوّر إلى نباتات إضافيّة. يمكن أن تنفصل النباتات التي على امتداد الساق الممتدّة عن بعضها وتنمو كنباتات مستقلة. هكذا يحصل، مثلا، في نباتات النجيلة، التوت الأرضيّ، العُلّيق والحمّيض الصغير.

(ثلاثة صور في الكتاب)

سيقان ممتدّة لنبات نجيلة (عن اليمين)، حمّيض (في الوسط) والتوت الأرضي (عن اليسار)

التكاثر بواسطة البُصَيلات

نباتات كثيرة لها أبصال تحت الأرض، تتطوّر منها بُصَيلات ملاصقة لها. هذه البُصَيلات تنفصل عن البصلة البالغة، وتتطوّر كنباتات مستقلة. هكذا يحصل، مثلا، في نباتات العنصلان، النرجس، الثوم والبصل.

(صورة في الكتاب: بُصيلات الثوم)

التكاثر بواسطة التبرعم

في نباتات معيّنة، البراعم الموجودة على السيقان أو على حوافّ الأوراق يمكن أن تتطوّر إلى نبتات صغيرة. هذه النبتات الصغيرة تسقط على الأرض، ويمكن أن تتطوّر إلى نباتات مستقلة. هكذا يحصل في نباتات كالانشو، والأغاف ونباتات أخرى.

(صورتان في الكتاب)

- براعم تتطوّر إلى نبتات صغيرة، في نبات الأغاف.

- براعم تتطوّر إلى نبتات صغيرة، على أطراف أوراق الكالانشو.

*87*

التكاثر اللاتزاوجيّ بشكله المعقّد منشر في النباتات، لكن هناك أيضًا حيوانات قليلة تتكاثر بهذه الطريقة. الهيدرا هي مثال لحيوان يتكاثر بواسطة التبرعم. الهيدرا هي حيوان قريب من قنديل البحر. طولها حتى 2 سم، وهي تعيش في الماء. جسمها أسطوانيّ الشكل، وفي طرفه العلوي توجد فتحة محاطة بأذرع صيد. تتكاثر الهيدرا بواسطة "برعم" يبرز من جسمها ويتطور إلى هيدرا صغيرة، تنفصل عن جسم الأم وتواصل العيش كنسل مستقل. كما تتطوّر البراعم لدى شقائق نعمان البحر وكذلك المَرجان. قسم من البراعم تنفصل عن والديها وتتحول إلى كائنات مستقلة.

جميع أنسال كائن يتكاثر بالتكاثر اللاتزاوجيّ تحمل شحنة وراثيّة متطابقة، أيّ أنّها تتطابق مع بعضها في صفاتها الوراثيّة. هذه الطريقة من التكاثر والتجانس الوراثي للأنسال لها حسنات في بيئات حياتيّة تكون فيها ظروف البيئة ثابتة جداً (مثلا في الواحات الصحراويّة). إذا عاش الأب في المكان بنجاح، وأنجب أنسالاً أيضاً، فهو متلائم جيّدًا مع الظروف الحياتيّة في هذه البيئة.

ولذا، من المرجّح أن أنساله (المطابقة له) سوف تنجح في العيش والتكاثر في نفس البيئة الحياتية أيضًا.

أسئلة

1. التكاثر اللاتزاوجيّ له حسنات في بيئات حياتيّة ظروفها البيئيّة ثابتة.

إذن، في البيئات التي فيها الظروف ليست ثابتة (وإنما متغيّرة)، هنالك سيئات معيّنة للتكاثر اللاتزاوجيّ.

ما هي السيّئات المحتملة للتكاثر اللاتزاوجيّ في بيئة ظروفها متغيّرة؟

2. فيما يلي 6 جمل في موضوع النسال في التكاثر اللاتزاوجيّ.

أ. أيّ الجمل صحيحة؟

ب. صحّحوا الجمل المخطوءة.

1. كلّ نسل له أب وكذلك أمّ.

2. تنشأ الأنسال من خليّة أو من مجموعة خلايا مصدرها من والد.

3. الأنسال متطابقة مع بعضها في صفاتها الوراثية.

4. على الوالد أن يكون أنثى.

5. على الوالد أن يكون ذكرا.

6. الأنسال متطابقة في صفاتها الوراثية مع الوالد.

3. النخيل هو نبات ثنائيّ المسكن. أي: كلّ شجرة نخيل تكون إما أنثى أو ذكرًا.

تتطوّر الفسائل قريبًا من قاعدة الجذع في أشجار النخيل. يمكن فصلها عن الشجرة وغرسها في الأرض، وهي تتطور كشجرة مستقلة.

ماذا يكون جنس أشجار النخيل التي تتطوّر من فسائل: ذكر أو أنثى؟

(صورة في الكتاب)

لاحظوا الفسائل الصغيرة التي تتطوَر على جذع النخلة.

*88*

التكاثر اللاتزاوجيّ لفائدة الإنسان

يعتاد المزارعون وبستانيّو حدائق الزينة أن يستغلوا طرق التكاثر اللاتزاوجيّ عند النباتات، لتكثير نباتات ذات صفات مرغوبة. وقد يتمّ التكاثر الخُضَري (تكاثر خُضَري - تكاثر اصطناعيّ للنباتات بطرق تكاثر لاتزاوجيّة) للنباتات المفيدة بطرق مختلفة.

تُنتج أشجار النخيل فسائل قريبًا من قاعدة الجذع. يربط مزارعو النخيل كيسًا حول قاعدة كلّ فسيلة. يحتوي الكيس على نشارة رطبة، أو وسطًا رطبًا آخر، يُنشّط من تطوّر جذور الفسيلة. بعد أن تطوّرت جذور الفسيلة يفصلونها عن الشجرة ويغرسونها في الأرض.

عند زراعة النجيلة في الحديقة، لا حاجة لتغطية كلّ المساحة بأشتال النجيلة. يمكن استعمال نبتة ذات أغصان متفرّعة، وتقطيعها إلى عدد كبير من الأجزاء (كلّ جزء يشمل قطعة ساق مع براعم وجذور)، وغرس الأجزاء على مسافات ما عن بعضها.

كلّ قطعة كهذه تتطوّر إلى نبتة مستقلة، ينمو منها سيقان جارية متفرّعة. بعد مدّة ما تمتلئ المساحة كلهّا بنجيلة كثيفة.

يمكن تكثير النباتات أيضًا بواسطة العُقَل - وهي فروع نباتات تتطوّر إلى نباتات مستقلّة. كيف نصنع هذا؟ نقصّ قطعة من غصن نبتة، ونضع الجزء السفليّ منه داخل مرطبان ماء. بعد مدّة ما تنمو جذور من الغصن، أي تنمو جذور من الطرف السفليّ. هذه العقلة يمكن غرسها في الحديقة أو في أصيص، وهي تنمو وتتطوّر إلى نبتة جديدة. بهذه الطريقة يمكن أن نقصّ من نفس النبتة أغصانًا كثيرة، ولا سيّما إذا كانت شجرة، شجيرة أو نبتة كبيرة أخرى، وأن نحضّر منها أشتالاً كثيرة.

بعض النباتات تتطوّر عُقلُها بنجاح وبسرعة، ومن ضمنها: اليهودي المتجوّل (من الفصيلة الكوملينية)، الفوتوس والأثل. وهناك نباتات تحتاج إلى موادّ تُنشّط تنمية جذور للعُقَل وتطوّرها.

(ثلاثة صور في الكتاب)

- فسيلتان في قاعدة شجرة نخيل قبل فصلهما عن النبتة الأم.

- عُقلة يهودي متجوّل. لاحظوا الجذور التي تطوّرت في أسفل العقلة، قريبًا من طرف الساق المقطوعة.

عُقَل "يهودي متجوّل".

*89*

إحدى الطرق المستعملة لتكثير نباتات ذات صفات مرغوب بها هي بواسطة مزارع أنسجة. (مزرعة نسيج - نسيج من الخلايا تطوّر من خليّة واحدة أو من عدّة خلايا نتيجة انقسامها).

في هذه الطريقة نأخذ من نبتة بالغة وننمّيها في أوعية خاصّة وفي ظروف ملائمة: درجة حرارة، رطوبة، تهوئة وإضاءة. تحتوي أوعية التنمية على مواد غذائيّة مناسبة. في هذه الظروف تتكاثر الخلايا بسرعة، وخلال بضعة أسابيع تنتج نبتات صغيرة، مطابقة للنبتة التي أخذت منها. هذه الطريقة لها حسنة اقتصادية: نحصل خلال مدّة قصيرة جدًّا (أيام) على نباتات كثيرة، وكلهّا مطابقة في صفاتها للنبتة التي أخذت منها مزرعة النسيج. في هذه الطريقة نُكاثر، على سبيل المثال، نباتات الموز.

طريقة أخرى لتكثير كائنات حيّة هي الاستنساخ (استنساخ - إنتاج "قبيلة" من الخلايا أو الكائنات المتطابقة مع بعضها من ناحية وراثيّة). في هذه الطريقة يمكن إنتاج نُسخ متطابقة من الكائن الحيّ من خليّة جسديّة. تصدّرت هذه الطريقة العناوين عندما وُلِدت النعجة المستنسخة "دولي"، وذلك في معهد روسلين في اسكتلندا. كانت تلك إحدى الانطلاقات العلمية التكنولوجية الهامّة في القرن العشرين: لأول مرة نجحوا في استنساخ حيوان من طائفة الثدييات.

توجد عدّة طرق للاستنساخ. في إحداها يستعملون الجنين في بداية تطوّره.

عندما يكون الجنين مكوّنًا من بضع خلايا فقط، تكون خلاياه الأولى متطابقة مع بعضها، ولها قدرة خاصّة: إذا فصلناها عن بعضها فكلّ واحدة يمكن أن تتطوّر إلى جنين كامل. هكذا يمكن الحصول على قبيلة كاملة من الخلايا المتطابقة، والتي يمكن أن تتطور إلى أنسجة، وحتى إلى كائنات كاملة متطابقة من الناحية الوراثيّة.

توجد في تقنية الاستنساخ، كما في التطورات العلميّة الحديثة الأخرى، فائدة كبرى للبشرية، ولكن حتى اليوم لم يُستنسخ إنسان بهذه الطريقة بل حيوانات فقط، ولكن الإمكانيّة قائمة، وهي تثير معضلات أخلاقيّة عديدة، تتعلق بقيم المجتمع، الدين، الأخلاق، الضمير والقانون.

(صورتان في الكتاب)

- مختبر ينمون فيه مزارع أنسجة

- جنين من عدّة خلايا. كلّ واحدة من هذه الخلايا يمكن أن تتطوّر إلى كائن مستقل، وهكذا تنتج "قبيلة" من الكائنات المتطابقة مع بعضها.

أسئلة

1. قارنوا بينّ كل طرق التكاثر اللاتزاوجيّ: اذكروا أوجه الشبه والاختلاف بينها.

2. ما هي الحسنات التي يستغلها الإنسان لفائدته من التكاثر اللاتزاوجيّ عند النباتات؟

*90*

فعالية

تجربة

تحضير العُقَل في المختبر

هدف التجربة:

مقارنة قدرة ووتيرة تطوّر العقل من نباتات من أنواع مختلفة.

الأدوات والموادَ:

مرطبانات وفيها قليل من الماء، أغصان مقطوعة من نباتات مختلفة (من المهمّ قطع أغصان بطول 20 سم تقريبًا وترك 3-5 أوراق على كلّ واحد منها).

(ثلاثة صور في الكتاب)

غصن قُطع من نبتة فوتوس (عن اليمين)، إزالة الأوراق لتحضير العُقَل (في الوسط)، العُقَل جاهزة للغرس (عن اليسار)

سير التجربة:

أ. نقطع الأغصان، ونضع كلّ 2 أو 3 أغصان من نفس النوع في مرطبان منفرد. قواعد الأغصان تكون مغمورة في الماء حتى نصف ارتفاعها.

ب. نتابع تطوّر العُقَل لمدّة شهر أو أكثر، ونوثّق النتائج بالكلمات والصور.

ج. في نهاية التجربة يمكن غرس العُقَل الناجحة في أصيص، وتزيين الصف بها.

أسئلة

1. هل تطوّرت جميع الأغصان التي حضّرتموها إلى عُقَل؟ أي النباتات تجذّرت بسرعة؟

2. من أيّ مرحلة يمكن اعتبار العقلة نباتًا جديدًا؟ اشرحوا.

3. هل يُستحسن أن نغرس في أصيص أو في الأرض أغصانًا لم تنجح في تنمية جذور؟ اشرحوا.

*91*

توسّع

كائنات تتكاثر بالطريقتين

جميع الكائنات متعدّدة الخلايا تقريبًا والتي تتكاثر في الطبيعة بالتكاثر اللاتزاوجي تتكاثر أيضاً بالتكاثر التزاوجيّ. في أغلب الحالات لا توجد علاقة بين طريقتَي التكاثر، ولذا فهما لا تضران الواحدة بالأخرى. على سبيل المثال: تنمو من نباتات البطاطا درنات وتتكاثر بالتكاثر اللاتزاوجيّ، ولكنها تتكاثر أيضا بالتكاثر التزاوجيّ. فالزهرة هي العضو المتعلق بالتكاثر التزاوجي في النباتات (سوف نتعلم عن هذا فيما بعد). إذن، تنتج نباتات البطاطا درنات وكذلك أزهاراً، تنضج وتتحوّل إلى ثمار وبذور، وبإمكان البذور أن تنبت وتتطور إلى أنسال. هكذا النجيليّات في النجيلة أيضًا - تمدّ سيقانًا جارية وكذلك تزهر في الموسم المناسب.

كما توجد حيوانات مثل أنواع الهيدرا والمَرجان، تتكاثر بالطريقتين. تتكاثر هذه الكائنات بالتبرعُم وكذلك تنتج خلايا تناسليّة وتتكاثر بالتكاثر التزاوجيّ.

(ثلاثة صور في الكتاب)

- بطاطا مُزهرة (فوق) ودرنة مع براعم (تحت)

- المرجان القرنفلي (نوع من المرجان)، بعد أن تكاثر بالتبرعم. حيوانات المَرجان بعد أن تبرعمت انفصلت عن الأم واستقرّت بجانبها.

- المَرجان الأصفر (نوع من المرجان)، في مرحلة التكاثر التزاوجيّ، عندما تكون مئات البُوَيْضات المخصبة من فوقه.

تتأثر طريقة التكاثر بظروف البيئة. مثلا، نباتات الأغاف تتكاثر تزاوجيًّا: ينمو على النبتة البالغة ساق غليظة وعالية، وتتطوّر على طرفها أزهار كثيرة. بعد الإزهار ونضج الثمار، تنتشر البذور الكثيرة في كلّ الاتجاهات، وينبت بعضها ويبدأ بالتطوّر إلى جيل جديد من النباتات. ولكن في ظروف معيّنة تتطوّر البراعم التي على الساق إلى نبتات صغيرة وليس إلى أزهار. بعد مدّة ما تسقط هذه النبتات عن الساق إلى الأرض قرب النبتة الأمّ. النبتات التي تصادف ظروفا ملائمة، تنجح بالتجذّر في الأرض وتبدأ حياة مستقلة كأنسال نتجت عن تكاثر لاتزاوجيّ.

(صورة في الكتاب)

- أزهار الأغاف

- براعم الأغاف تتطور إلى نبتات صغيرة

- نبات الأغاف يتكاثر بالتكاثر التزاوجيّ والتكاثر اللاتزاوجيّ.

*92*

الإخصاب

الأنسال الناتجة من الكائنات التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجيّ لها والدان، ذكر وأنثى. يُنتج الوالدين خلايا تناسلية، وكلّ نسل ينتج اندماج الخلية التناسلية الذكرية - الحيوان المنوي (خلية منوية - خلية تناتسلية ذكريّة، أي: خليّة تناسلية نتجت في الجهاز التناسليّ عند الأب) مع الخلية التناسليّة الأنثويّة - خلية البويضة (خليّة بويضة - خلية تناسليّة أنثويّة، أي: خليّة تناسلية نتجت في الجهاز التناسلي عند الأم. خلايا البُوَيْضة لدى الثدييّات (وبضمنها الإنسان) مغطاة بطبقات. يسمّى هذا المبنى بُوَيْضة). نتيجة الإخصاب تتكون بُوَيْضة مخصبة - لاقحة (زيجوت). (إخصاب - اندماج خليّة منوية مع بويضة وإنتاج بويضة مخصبة. البويضة المخصبة هي الخليّة الأولى للجنين). (بُوَيْضة مُخَصَبة - (لاقحة أو زيجوت) خليّة البُوَيْضة بعد أن دخل فيها حيوانٌ منويّ وأخصبها. تتطوّر البُوَيْضة المخصَبة إلى جنين ويتطوّر الجنين إلى نَسْل.

في فصل الخلية (صفحة 36) تعلّمتم أن كلّ خليّة تناسليّة تنتج عن انقسام اختزالي، ولذا فهي تحتوي على نِصف كمّيّة المادة الوراثيّة (DNA) فقط بالمقارنة مع باقي خلايا الجسم. عند الإخصاب يساهم الحيوان المنويّ للاقحة بنِصف المادة الوراثيّة فيها، كما وتساهم خليّة البويضة بالنِّصف الثاني. ولذا، تحتوي البُوَيْضة المخصَبة على كامل كمّية المادة الوراثية، وهكذا يكون الجنين الذي يتطور منها أيضًا.

ليس كلّ لقاء بين حيوان منويّ وبُوَيْضة يؤدي إلى الإخصاب. لكي يحدث الإخصاب، يجب أن تكون الخلايا التناسلية من ذكر وأنثى ينتميان إلى نفس النوع (species). على سبيل المثال، حيوان منويّ من ذكر يحمور الكرمل يمكن أن يُخْصِب بُوَيْضة أنثى يحمور، ولكن ليس بُوَيْضة غزال مَحلي؛ وهكذا أيضاً خليّة تناسليّة ذكريّة من صابون الراعي يمكن أن تخصب خلية تناسليّة أنثويّة من صابون الراعي، ولكن ليس من شقائق النعمان.

التقاء الخلايا التناسليّة

عند غالبية الكائنات الحيّة تكون البُوَيضات كبيرة وساكنة (لا تنتقل من مكانها) أو أنها تتحرّك ببطء. بالمقابل، تكون الحيوانات المنوية صغيرة ذات قدرة على الحركة، وهي تتحرّك بخفّة نحو البويضة.

كيف ينجح الحيوان المنويّ والبويضة أن يجد الواحد منهما الأخرى؟ - في حالات كثيرة توجد موادّ تُفرَز على مقربة من البُويْضة تجذب الحيوانات المنويّة إليها وتوجّه حركتها نحو البُوَيضة. تكون الموادّ التي تفرزها البُوَيْضة مميّزة لكل نوع، وهكذا فقط خلايا منوية من نفس النوع تميزها وتصل إلى البويضة. كما يوجد تلاؤم في مبنى غشاء البويضة وغشاء الحيوان المنويّ.

*93*

فإذا لم تكن الأغشية متلائمة، لا تستطيع الحيوانات المنويّة من الالتصاق بالبُوَيضات، ولن يحدث إخصاب. فقط إذا كان غشاء الحيوان المنويّ ملائما لغشاء البُويضة يلتصق بها، يُطلق الحيوان المنويّ موادّ بإمكانها "ثقب" فتحة صغيرة في غشاء البويضة، ثم يشق طريقه إلى داخل البويضة.

واحد فقط ينجح

في معظم الحالات تنجح حيوانات منويّة كثيرة جدًّا (مئات، وأحيانا آلاف!) أن تصل قريبًا من البُوَيْضة، وحيوان منويّ واحد يخصب البُوَيضة فقط.

كيف يمكن أنّ من بين كلّ الحيوانات المنويّة الكثيرة التي تنجح بالوصول قريبًا من البويضة حيوان منوي واحد فقط يخصب البويضة؟ - يحدث هذا الأمر لأنه في اللحظة التي ينجح فيها الحيوان المنويّ بالارتباط مع غشاء البُوَيْضة والدخول عبره، يتغيّر الغشاء: يصبح غير نفاذ لحيوانات منوية أخرى. إذن، الحيوان المنويّ الأول الذي دخل إلى البويضة هو الذي ينجح بإخصاب البويضة؟

بعد اختراق أحد الحيوانات المنويّة غشاء البويضة، فإنّه يدخل إلى داخل البويضة. وبعد مدّة قصيرة تندمج نواة الحيوان المنوي مع نواة البويضة. هذه هي لحظة إنتاج اللاقحة - انتهى الإخصاب بنجاح!

(صورتان في الكتاب)

- حيوانات منويّة بالقرب من بُوَيْضة.

- بُوَيْضة وحيوان منويّ يخترقها. يبقى "الذيل" في الخارج.

أسئلة

1. خمّنوا: لماذا تسمّى اللاقحة، الناتجة عن اندماج حيوان منويّ مع بُوَيْضة، تسمّى "بُوَيْضة مخصبة" وليس "حيوانًا منويًّا مخصبًا"؟

2. الكائنات الحيّة التي تنتمي إلى أنواع (species) مختلفة لا تستطيع إنجاب أنسال مشتركة.

اذكروا عاملين يتعلّقان بالإخصاب يضمنان أن يحدث فقط بين خلايا تناسليّة لكائنات تنتمي إلى نفس النوع.

*94*

الإخصاب عند الحيوانات والإنسان

تحتوي الخلايا التناسليّة على المادّة الوراثيّة، وفيها المعلومات عن صفات النسل الذي سيتطوّر من البُوَيْضة المخصبة. من هنا يتضح أن أيّ مسّ في الخلايا التناسليّة، أو في المادّة الوراثية التي في داخلها، قد يشكّل خطرًا على قدرتها في المشاركة في الإخصاب أو التسبُّب في نشوء جنين غير سليم. لذا، يجب أن تتواجد الخلايا التناسليّة في ظروف بيئية مناسبة. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري حمايتها من الجفاف ومن عوامل ضارة أخرى منذ لحظة نشوئها داخل جسم الوالد وحتى اللقاء بينهما والإخصاب. هذه الحماية ضرورية بشكل خاص في المرحلة التي تخرج فيها من جسم الوالد وتتعرض إلى البيئة الخارجية. تخيلوا ما قد يحدث للخلايا التناسلية، لو تعرضت قبل لقائها مع الخلايا التناسلية للزوج إلى هواء جاف أو تلوث البيئة.

لكي لا تتضرّر الخلايا التناسليّة ولكي ينجح الإخصاب، يجب أن يكون اللقاء بينهما في بيئة محمية وسائلة (مائية)، ولكي تستطيع الحيوانات المنويّة التحرُّك فيها. كما يجب أن يحصل اللقاء خلال مدّة قصيرة بعد نضوج الخلايا التناسلية وخروجها من الأعضاء التناسلية التي تكونت فيها - المبيضين والخِصيتين.

الإخصاب الخارجيّ

لدى غالبيّة الكائنات التي تتكاثر داخل الماء، يكون لقاء الخلايا التناسلية خارج جسمي الوالدين. يُفرز كلٌّ من الذكر والأنثى الخلايا التناسليّة إلى البيئة (الماء)، وهناك يحصل اللقاء. يسمّى هذا الإخصاب بالإخصاب الخارجي (إخصاب خارجيّ - إخصاب خارج جسم الأنثى. يتمّ الالتقاء بين الحيوان المنويّ وخليّة البُوَيْضة في المحيط الخارجيّ (في الماء)). من الواضح أنه في البيئة المائية لا يوجد خطر جفاف للخلايا التناسليّة.

هكذا يحدث، على سبيل المثال، في الأصداف واللافقاريات الأخرى وكذلك في الأسماك والحيوانات الأخرى، التي تكون كلّ حياتها داخل الماء. الضفادع والعلاجيم تتكاثر بإخصاب خارجي داخل الماء أيضاً.

*95*

مع أنّ الخلايا التناسليّة محميّة من خطر الجفاف في البيئة المائيّة، إلا أنّ أخطارًا أخرى تتربّص بها: مفترسات قد تأكلها (لا سيّما البويضات الكبيرة والمغذّية)، كما ويحتمل ن تتبعثر في أرجاء الماء ولا تلتقي بأزواجها من الخلايا التناسليّة. ولذا ففي الإخصاب الخارجيّ من المهمّ أن يفرز الوالدان الخلايا التناسلية إلى الماء في نفس الوقت، عندما يكونان قريبين من بعضهما. كما أنّه من المهمّ أن ينتج الذكر والأنثى في جسميهما ويطلقا إلى الماء كميّات هائلة من الخلايا التناسليّة دفعة واحدة.

هكذا تزداد كثيرًا احتمالات نجاح التقاء بعض الخلايا التناسليّة في الماء، وأن يحدث الإخصاب. على سبيل المثال، إناث الأسماك تنتج في موسم التكاثر عشرات الآلاف أو مئات الآلاف من البويضات، ويُقدّر عدد الحيوانات المنويّة للذكور بعشرات الملايين!

معظم الكائنات التي تتكاثر بإخصاب خارجيّ في الماء، تبقى بُوَيْضاتها المخصَبة خارج جسم الوالدين ويواصل الجنين التطوّر فيها. لذا من المهمّ أن تحتوي بُوَيْضاتها على مخزون كبير من الغذاء يكفي الجنين الذي سيتطوّر. مثل هذه البُوَيْضات تكون كبيرة نسبيًا. مثلا، قطر بُوَيْضات الضفادع قد يصل إلى حوالي نصف سنتيمتر وقطر بيض الطيور أكبر من ذلك بكثير.

الإخصاب الداخليّ

عند الكائنات التي تعيش وتتكاثر على اليابسة، يجب أن يكون اللقاء بين الخلايا التناسليّة داخل جسم الأنثى - في بيئة رطبة وتحمي الخلايا التناسلية. يسمّى هذا الإخصاب بالإخصاب الداخليّ (إخصاب داخلي - إخصاب داخل جسم الأنثى. يتمّ الالتقاء بين الحيوان المنويّ وخليّة البويضة داخل الجهاز التناسلي الأنثويّ).

يفرز الذكر الحيوانات المنوية إلى داخل جسم الأنثى مع سائل المني. تسبح الحيوانات المنوية في سائل المني، وتتقدم نحو البُوَيْضات وتخصبها. تكون احتمالات التقاء الخلايا التناسلية في الإخصاب الداخليّ عالية جدًّا، لأن الحيوانات المنويّة تتحرك داخل الجهاز التناسليّ عند الأنثى.

الكائنات التي تتكاثر بالإخصاب الداخليّ لا تحتاج إلى إنتاج كميّات هائلة من الخلايا التناسليّة، بالمقارنة مع الكائنات التي تتكاثر بالإخصاب الخارجيّ، وذلك لأن احتمالات فقدان الخلايا التناسليّة في الطريق قليلة. وفعلا، لدى إناث ثدييّات كثيرة فقط بويضات قليلة، أو حتى بويضة واحدة فقط، تكون جاهزة للإخصاب في نفس الوقت. مثلا، لدى المرأة في أغلب الحالات فقط بويضة واحدة تُكمل نضجها كلّ شهر. ولكن في هذه الكائنات عدد الحيوانات المنويّة أكبر بكثير من عدد البويضات أيضاً.

جميع الثدييّات، وبضمنها الإنسان والثدييّات البحريّة (الدلافين والحيتان)، وكذلك الطيور، الزواحف، الحشرات ولافقاريات أخرى تعيش على اليابسة - يكون لديها الإخصاب داخليًّا. ولدى غالبيّتها يوجد للذكر عضو خاصّ ملائم لإدخال الحيوانات المنويّة إلى جسم الأنثى أثناء التزاوج.

أسئلة

قارنوا بين الإخصاب الخارجيّ والإخصاب الداخليّ.

تطرّقوا إلى ظروف بيئة الحيوانات، مكان الالتقاء بين الخلايا التناسلية والظروف التي تسود فيه، وعدد الخلايا التناسلية الناتجة في كل حالة.

1. ظروف البيئة، مكان التقاء الخلايا التناسلية وعدد الخلايا التناسلية - ما هي العلاقة بين الثلاثة في عمليّة الإخصاب؟ استخلصوا استنتاجا اعتمادًا على المقارنة التي أجريتموها.

2. في الإخصاب الداخليّ يجب أن تحتوي البويضات على مخزون كبير من الغذاء. اشرحوا.

*96*

الإخصاب عند الإنسان

الإخصاب عند الإنسان داخليّ. كلّ شهر (في فترة الخصوبة عند المرأة) تنضج إحدى البُوَيضات (خلايا البويضة) وتخرج من المبيض الذي نتجت فيه. تسمى هذه المرحلة إباضة (إباضة - المرحلة التي تخرج فيها البُوَيضة الناضجة من المَبيض، وتكون جاهزة للإخصاب). تبدأ البويضة بالتحرك ببطء من المبيض نحو الرحم، داخل قناة البيض (قناة فالوب) والمسماة أيضا بالبوق بسبب شكلها. تبقى البويضة هناك مدة ما قبل أن تبدأ بالتلاشي. إذا وصلت حيوانات منوية إلى القناة في تلك الأيام فقط، يحصل الإخصاب.

المسار الذي تمر فيه الحيوانات المنوية في طريقها للالتقاء مع البُوَيضة طويل جدًّا. يقذف الذكر حيواناته المنوية داخل مهبل المرأة. ومن هناك تتحرّك إلى داخل الرحم، ومنه إلى قناة البيض.

إذن، المكان الذي يحدث فيه الإخصاب عند الإنسان، مكان التقاء البويضة مع الحيوانات المنوية، يكون داخل قناة البيض. بعد الإخصاب فقط، تستمر البويضة المخصبة في طريقها نحو الرحم.

(صورة في الكتاب)

انقسامات الخلايا الأولى في الجنين

بويضة إخصاب لاقحة

*97*

فعالية

إلى الشبكة

الإخصاب عند الإنسان

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع التكاثر والتطوّر، واختاروا الوحدة التعليميّة الإخصاب عند الإنسان.

شغّلوا المُحاكاة، وأجيبوا عن الأسئلة التالية:

1. في الإخصاب عند الإنسان - ما هو مكان التقاء الحيوان المنويّ مع البُوَيْضة؟

2. الطريق الذي يقطعه الحيوان المنويّ منذ خروجه من جسم الرجل وحتى وصوله إلى البويضة طويل وملتوٍ. ما هي أفضلية هذا؟

3. ما هي الظروف الملائمة التي تسود في مكان الإخصاب عند الإنسان؟ (درجة حرارة، رطوبة، حماية من عوامل مختلفة وما شابه)

(صورة الجهاز التناسلي عند الانسان في الكتاب)

-- يحدث في --

-- يحدث في --

-- يحدث في --

-- يحدث في --

(نضوج البويضة؛ المهبل؛ تطور الجنين؛ المبيض؛ الإخصاب؛ الرحم؛ دخول الحيوانات المنوية؛ قناة البض)

*98*

الإخصاب عند النباتات

الأعضاء التناسليّة عند النباتات

تتكاثر النباتات، مثل الحيوانات، بالتكاثر التزاوجيّ. تنتج النباتات أيضًا خلايا تناسليّة ذكريّة وأنثويّة - بُوَيضات وحيوانات منويّة - وهي أيضا تتكاثر بواسطة الإخصاب. تكون نتيجة الإخصاب عند النباتات لاقحة (بويضة أو زيجوت)، ومنها يتطوّر الجنين. في النباتات كما في الحيوانات، هناك أهمّيّة كبيرة لحماية الخلايا التناسليّة، لأن أي ضرر يصيبها قد يشكل خطرًا على الإخصاب أو الجنين.

ما هي الأعضاء التناسليّة عند النبات؟ كيف تحمي الخلايا التناسليّة الناتجة فيها؟

الزهرة هي العضو التناسليّ عند النباتات. تتكون فيه الخلايا التناسليّة، وتحدث في داخله عمليّة الإخصاب.

(صورة في الكتاب)

مبنى الزهرة

سداة (متك، خيط، السداة)

مدقة (تحوي ما سبقها) ميسم، قلم، مبيض، بويضة

خلية بويضة

ورقة تويج

أوراق الكأس

تمعّنوا في صورة الأزهار، وميّزوا فيها الأجزاء: أوراق الكأس، أوراق التويج، المدقة (مدقة - الجزء الأنثويّ في الزهرة. تتركب المدقة من مبيض، توجد فيها بويضات، وقلم، في طرفه يوجد الميسم). والأسدية (سداة - الجزء الذكريّ في الزهرة تتكوّن حُبَيبات اللِّقاح (غبار الطَّلع) في الأسْدِية.

(صورتان في الكتاب)

زنبق (زراعي)

ورد (زراعيّ)

الأسْدية هي الجزء الذكريّ في الزهرة. تتكون كلّ سداة من خيط سداة ومن متك. خيط السداة هو شبه ساق صغيرة تحمل "رأسًا" غليظا - هذا هو المتك. تنتج حُبَيبات اللقاح داخل المتك، وفي داخل كل حبيبة لقاح تنتج خليتان تناسليات ذكريّتان - حيوانان منويان.

*99*

المدقّة هي الجزء الأنثويّ في الزهرة. وهي مكوّنة من ثلاثة أجزاء: المبيض، القلم والميسم.

الخلايا التناسليّة الأنثوية عند النباتات (خلايا البُوَيضة) تتكون داخل بويضات موجود في المبيض. حيث تكون خلايا البويضة محميّة حتى اللقاء مع الخلايا التناسليّة الذكرية. أما القلم فإنه يربط بين المبيض، المستتر في قاعدة الزهرة، وبين الميسم على رأسه. عندما تكون الزهرة جاهزة للإخصاب يفرز الميسم سائلا دبقاً، وحبيبات اللقاح التي تصل إلى الزهرة تلتصق به.

انتبهوا: داخل كلّ بويضة في النبات توجد خلية بويضة وخلايا أخرى. إذن، الخلايا التناسليّة الأنثوية (خلايا البويضة) عند النبات لديها حماية مزدوجة: إنها محمية داخل البويضات، والبويضات محمية داخل مبيض الزهرة.

الأزهار أحاديّة الجنس والأزهار ثنائيّة الجنس

أنواع كثيرة من النباتات لها أزهار تشمل مدقات وكذلك أسدية. هذه هي أزهار ثنائية الجنس. أمثلة على هذه النباتات: الورد (الجوري)، شقائق النعمان، الحَوذان، اللوز، البرتقال والقمح.

لكن هناك نباتات لها أزهار أحاديّة الجنس. أيْ: كل زهرة فيها إمّا أن تكون زهرة ذكريّة (فيها أسدية، وليس فيها مدقات) أو زهرة أنثوية {فيها مدقات، وليس فيها أسدية)، أمثلة: النخيل، السنديان، البطم والخروع.

(صورة في الكتاب)

ميسم الزهرة

مبيض

أزهار أنثوية

أزهار ذكرية

أسدية

الخروع هو نبات أحاديّ المسكن: توجد على نفس الساق وعلى انفراد أزهار أنثوية وأزهار ذكرية.

النبات الذي يحمل أزهاراً ذكرية وأزهارًا أنثوية تتطوّر جنبًا إلى جنب، هو نبات أحادي المسكن، أي: يكون الذكر والأنثى في نفس "البيت". أما النبات الذي تكون كل أزهاره أحادية الجنس ومن نفس الجنس (كلّ أزهاره إمّا ذكريّة أو أنثويّة) يسمّى بالنبات ثنائيّ المسكن، أيْ: الذكر موجود في "بيت" والأنثى في "بيت" آخر.

(صورتان في الكتاب)

- الخشخاش هو نبات كل أزهاره ثنائية الجنس.

- النخيل هو نبات ثنائي المسكن: كل نخلة تنتج أزهاراً ذكرية (في الصورة) أو أزهاراً أنثوية.

*100*

أسئلة

1. تمعّنوا في صورة زهرة الزنبق الزراعيّ.

هل هذا النبات ثنائيّ المسكن؟ اشرحوا.

2. كثير من الناس، حوالي 20 بالمئة من السكان في إسرائيل، لديهم حساسية لحبيبات لقاح نباتات معينة. في موسم إزهارها يعانون من الرشح، ضيق التنفس والربو، وربما تتعرض حياتهم للخطر. في حالات كثيرة تنجم نوبات الحساسيّة عن نباتات زينة تغرس بجانب المنزل، دون أن يدرك المسؤولون تأثيراتها السلبية على الصحة.

ما هو الحلّ الذي يمكنكم أن تقترحوه لمساعدة هؤلاء الناس الذين يعانون من الحساسية لحبيبات لقاح نباتات زينة ثنائية المسكن؟

(صورة في الكتاب)

زنبق زراعي

الإخصاب الداخليّ عند النباتات المزهرة

لكي تحدث عمليّة الإخصاب الداخليّ في النباتات، على الحيوانات المنويّة أن تصل من الأسدية إلى خلايا البُوَيْضة، داخل البُوَيْضات، الموجودة في مبايض الأزهار. في نباتات كثيرة على الحيوانات المنوية أن تنتقل من زهرة إلى أخرى، وأحيانا مسافة طويلة - عدة كيلومترات. لكن تعرُّض الحيوانات المنوية للهواء قد يكون فتاكاً: فقد تجف هذه الحيوانات المنوية أو تصاب بمواد ضارة موجودة في الهواء. ولذا، من الضروريّ أن تكون محميّة في مرحلة نقلها من زهرة إلى أخرى - في مرحلة تلقيح (تلقيح- انتقال حُبيبات اللقاح من زهرة إلى أخرى. تسبق مرحلة التلقيح مرحلة الإخصاب) الأزهار.

حبيبات اللقاح هي التي تحمي الخلايا المنوية في داخلها. وهي بمثابة "الخزنة"، التي تحافظ على "الكنز" في داخلها أثناء الانتقال من زهرة إلى أخرى.

ولكن حتى بعد وصول حُبيبات اللقاح إلى الزهرة الملائمة، وبعد أن حطت بنجاح على الميسم، لم ينته مسارها. حبيبات اللقاح (والحيوانات المنوية التي في داخلها) تكون بعيدة عن البويضات التي في داخل مبيض الزهرة، وهي لا تستطيع أيضاً أن تدخل إلى المبيض. إذن، كيف تستطيع الحيوانات المنويّة الوصول من داخل حبيبات اللقاح الملتصقة مع الميسم إلى البويضات المستترة في المبيض، والموجود في أعماق الزهرة؟ هذا الأمر ممكن بفضل العملية التالية: "تنبت" حبيبات اللقاح على ميسم الزهرة وتنمو قناة دقيقة تسمى أنبوب اللقاح؛ تنمو اللقاح وتمتد عبر القلم باتجاه المبيض. وتتقدم الحيوانات المنوية في داخلها؛ عند وصول أطراف أنابيب اللقاح إلى داخل المبيض تتفتت، وعندها فقط تخرج الحيوانات المنوية منها وتتقدم نحو البويضات ونحو خلايا البويضة، الموجودة داخل البويضات. الآن، وأخيراً، يمكن أن يحدث الإخصاب.

هذه المرحلة أيضًا ليست بسيطة عند النباتات. فكلّ حبيبة لقاح تحتوي على حيوانيين منويين، ولكنها تخصب بويضة واحدة فقط! - كيف يحدث هذا؟

(صورتان في الكتاب)

- حبيبات لقاح للنخيل. الحيوانات المنويّة موجودة في داخلها، صُوّرت بتكبير 2,500 مرّة.

- حبيبات لقاح للزيتون. الحيوانات المنوية موجودة في داخلها، صورت بتكبير 1,500 مرة.

*101*

داخل كلّ بويضة توجد خليّة بُوَيضة واحدة (الخليّة التناسليّة الأنثويّة في النبات) وخلايا أخرى. الخلايا الأخرى مهمّة لتطوّر الجنين سينتج بعد الإخصاب. أحد الحيوانين المنويّين اللذين وصلا بواسطة أنبوب اللقاح إلى البُوَيْضة، يندمج مع خليّة البُوَيْضة ويخصبها. هذا هو "الإخصاب الحقيقي"، ومن اللاقحة يتطوّر الجنين. بموازاة هذا الإخصاب، يندمج الحيوان المنويّ الآخر مع خلايا إضافيّة (ليست خلايا تناسليّة) داخل البُوَيضة. هذا "الإخصاب الكاذب" والذي عنه نسيج غذائيّ (إندوسبيرم). يغذي النسيج الغذائيّ الجنين في المراحل الأولى من حياته: أثناء وجوده في البذرة، وبالأساس في مرحلة الإنبات، حتى يتطوّر إلى نبتة ناشئة ويبدأ بإنتاج الغذاء بنفسه في عمليّة التمثيل الضوئيّ.

إذن، كلّ حُبَيْبة لقاح يمكن أن تخصب بُوَيْضة واحدة، ويشارك الحيوانان المنويّان اللذان فيها في كلّ إخصاب بُوَيْضة: أحدهما يشارك في إنتاج الجنين ("إخصاب حقيقيّ") ويشارك الاخر في إنتاج نسيج غذاء الجنين ("إخصاب كاذب"). ولذا يسمّى الإخصاب عند النباتات الزهريّة ب "إخصاب مزدوج".

فعالية

إلى الشبكة

الإخصاب عند النباتات

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضع التكاثر والتطوّر، واختاروا الوحدة التعليميّة الإخصاب عند النباتات.

شغّلوا المُحاكاة، وأجيبوا عن الأسئلة التالية:

1. ما هو مسار الحيوانات المنوية في النباتات - من مكان إنتاجها وحتى مرحلة الإخصاب؟

2. ما الفرق بين بُوَيضة المرأة وبين بُوَيضة النبات - قُبَيل الإخصاب؟

3. بعد الإخصاب تتطوّر ثمرة، وفي داخلها بذور. ميّزوا أجزاء الزهرة التي تتطوّر منها الثمرة.

*102*

هل تعلم؟

الإخصاب عند المَرجان

يتكاثر حيوان المَرجان بالتكاثر التزاوجيّ (وأيضًا بالتكاثر اللاتزاوجيّ). ومثل غالبيّة الحيوانات البحريّة التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجيّ، يُطلق المَرجان أيضا بويضات وحيوانات منوية إلى الماء، ويكون الإخصاب خارجيًّا. المرجان الناشئ الذي نتج بعد الإخصاب، يسمّى "يرقة". تعوم اليرقات في الماء إلى أن تستوطن في الشعاب المرجانية، وهناك تواصل النمو والتطور.

تحدث ظاهرة مثيرة في الشعاب المَرجانية الواقعة في الشمال الشرقيّ من أستراليا: أكثر من 140 نوعاً مختلفا من المرجان تطلق إلى الماء خلاياها التناسليّة كل سنة - بالضبط في نفس الموعد! يحدث هذا الأمر أيضًا في الشعاب المَرجانية البعيدة عن بعضها مئات الكيلومترات. كما يبدو، القمر هو عامل التنسيق والتزامن لليلة الإخصاب الجماعي، لأنّ هذا الحدث يحصل دائما في إحدى ليالي الربيع. بعد حوالي أسبوع من الليلة التي يكون فيها القمر بدرًا (يبدأ فصل الربيع في أستراليا في نهاية تشرين الأول أو بداية تشرين الثاني).

في هذه الفترة تكون درجة حرارة الماء ودورات المدّ والجزر هي الأكثر ملاءمة لضمان بقاء الخلايا التناسلية واليرقات المتطورة منها بعد الإخصاب.

بعد ليل الإخصاب الجماعي يكتسي سطح المحيط في أستراليا ببقع كبيرة من الخلايا التناسلية، التي تطفو على سطح الماء وتبدو مثل بقع كبيرة من الزيت. ولكن إلى جانب الحسنات هناك سيئة في هذا: في موسم التكاثر تتجمع مفترسات مختلفة (مثل الأسماك التي تتغذى على بويضات المرجان أو على اليرقات التي تعوم في الماء) قرب الشعاب المرجانية، وتأكل كل ما تطاله.

أسئلة

1. ما هي سيئات الإخصاب المتزامن عند المرجان في الشعاب المرجانية على سواحل أستراليا؟

2. ما هي حسنات الإخصاب المتزامن عند المرجان في الشعاب المرجانية على سواحل أستراليا؟

3. ماذا يمكن أن تكون العلاقة بين تزايد عامل الدفيئة على الكرة الأرضية وبين الإضرار بتكاثر المرجان (وأنواع أخرى)، والتي تتكاثر في البحر؟

*103*

تدخّل الإنسان في الإخصاب

كما تعلّمتم، مراحل ما قبل الإخصاب عند النباتات والحيوانات والإنسان، مركّبة ومرتبطة مع بعضها. لذا يكفي أن يحدث خلل صغير في إحدى المراحل أو في الخلايا التناسلية لكي تتضرّر العمليّة كلهّا. لكن الوسائل التكنولوجيّة، الآخذة بالتطوّر، تتيح للإنسان التدخُّل في عمليّات الإخصاب، حلّ مشاكل الإخصاب وحتى إجراء إخصاب موجّه وفقًا لاحتياجاته.

إخصاب في أنبوب اختبار

مع أنّ غالبية الناس يمكنهم الإنجاب، إلا أنّ هناك أشخاصًا عاقرين، لا يمكنهم الإنجاب لأسباب مختلفة. بعض مشاكل الخصوبة تتعلق بالرجل، وأخرى - بالمرأة.

في بعض الحالات يكفي أن تعالج المشكلة بواسطة هورمونات ملائمة. يمكن بواسطة هذه الوسائل حثّ نضوج الخلايا لاتناسليّة، أو تحسين احتمالات اللقاء بين الخلايا التناسلية. وفي حالات معقدة أكثر يستعينون بإخصاب خارج الجسم (إخصاب خارج الجسم - إخصاب يكون خارج جسم المرأة ("في أنبوب اختبار"). تنقل البويضة المخصبة إلى الرحم، وهناك يستمر الحمل كحمل عادي في كل شيء)، يسمى "إخصاب أنبوب الاختبار" (مع أنهم يجرون الإخصاب بشكل عامّ، في وعاء مناسب آخر وليس في أنبوب اختبار.). في هذه الطريقة يجمعون الخلايا المنويّة والبُوَيْضات في المختبر، في ظروف ملائمة. بعد الإخصاب ينمّون الجنين لمدّة قصيرة في المختبر، ثم ينقلونه إلى رحم المرأة ليتطوّر كالعادة.

لتنفيذ الإخصاب خارج الجسم، ولزيادة احتمالات نجاحه، يجب القيام بعدّة أعمال: بداية تُعطى المرأة هورمونات تحثّ نضوج عدّة بُوَيْضات في جسمها؛ ثمّ يسحبون من مبيض المرأة بويضات ناضجة؛ يحفظون هذه البويضات في ظروف مماثلة، قدر الإمكان، للظروف في جسم المرأة، ويخلطونها مه حيوانات منويّة أخذت من الرجل. بعد التأكد من إخصاب البويضات بنجاح، ومن أن البويضات المخصبة بدأت بالانقسام وإنتاج أجنّة، يغرسون عدّة أجنّة في رحم المرأة. غالبًا ما يغرسون في رحم المرأة أجنة كانت قد بدأت بالتطور: تحتوي على 8-16 خليّة فقط.

من المعتاد غرس عدّة أجنّة، لأنّه لا تنجح جميعها بالانغراس في الرحم ومواصلة تطوّرها. في حالات كثيرة يُستوعَب بنجاح جنينان أو أكثر، والنتيجة: حمل توائم، ثلاثيات وحتى أكثر.

إذا كان الرجل ينتج قليلا جدًّا من الحيوانات المنويّة، أو إذا كانت جودتها متدنيّة جدًّا (مثلا، قدرتها على الحركة ضعيفة)، يمكن الاكتفاء حتى بحيوان منويّ واحد، لإدخاله مباشرة، بالحقن، إلى داخل بُوَيْضة والحصول على جنين.

إذا كان الوالدان يحملان جينات فيها خلل ما بسبب أمراض وراثية صعبة، تكون للإخصاب خارج الجسم أفضليّة أكثر. يمكن أن يساعد الطبّ الحديث هؤلاء الوالدين على إنجاب أطفال معافين، بواسطة تشخيص وراثيّ - قبل الانغراس. في هذه التكنولوجيا يفحصون التركيب الوراثيّ للأجنّة الناتجة عن إخصاب خارج الجسم قبل نقلها إلى رحم المرأة، ويختارون تلك التي لا تحمل جين المرض فقط. الأجنة التي لن تمرض في المستقبل، يغرسونها في رحم المرأة، حيث تستوعب هناك ("تتجذّر")، ويمكنها مواصلة تطورّها كالعادة حتى الولادة.

تثير تكنولوجيا الإخصاب خارج الجسم معضلات أخلاقية أيضًا. على سبيل المثال، يمكن بواسطتها إنتاج "أطفال حسب الطلب"، لهم صفات مرغوب بها مثل مظهر معيّن أو جنس مطلوب. مثل هذه الإمكانيات قد تكون لها تداعيات بعيدة المدة حول تركيبة المجتمع البشري وحول أدائه.

(صورتان في الكتاب)

- معالجة الخلايا التناسليّة، في عيادة الإخصاب خارج الجسم

- حقن حيوان منويّ إلى داخل بُوَيْضة صُورت بتكبير 70 مرّة تقريبا.

*104*

فعالية - توسع

إلى الشبكة

الإخصاب خارج الجسم - حيرة ومشاكل

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع الوراثة، واختاروا الوحدة التعليميّة الاستشارة الوراثيّة.

1. ماذا حدث في عائلة سميث؟ - اقرأوا التفاصيل عن عائلة سميث، واشرحوا لماذا كان من المهم عندهم تلقي استشارة وراثية.

2. دعوة لاستطلاع - صوتوا في الصف حول سؤال الاستطلاع، وشاهدوا نتائج الاستطلاع حتى الآن.

3. بحث الشبكة - اعملوا في مجموعات: نفّذوا مهمة بحث الشبكة بحسب التوجيهات في موقع الإنترنت؟

4. أسئلة - اكتبوا إجابات مع تعليلات للأسئلة التالية.

استعينوا بالمعلومات الواردة في هذا الفصل من الكتاب، وجدوا مزيداً من المعلومات في شبكة الإنترنت.

أ. ما الفرق الطبيّ بين تشخيص مات قبل الولادة وبين تشخيص ما قبل الانغراس، وما هي العلاقة بين كلا النوعين من التشخيص وبين الإخصاب خارج الجسم؟

ب. ما هي حسنات الإخصاب خارج الجسم، وفي أي حالات يكون مهماً بشكل خاص؟ اشرحوا بمساعدة أمثلة.

ج. ما هي المخاوف التي ترافق تكنولوجيا الإخصاب خارج الجسم، وما هي أخطارها على المجتمع؟

د. في أيّ مرحلة من حياة الجنين نبدأ في اعتباره إنسانًا؟ هل توجد فروق في تعريفات الأديان المختلفة؟

كيف يمكن أن يؤثّر التعريف على التعامل مع تكنولوجيّات الإخصاب خارج الجسم ومع التشخيص ما قبل الانغراس؟

ه. صوغوا اقتراحا لقانون يسمح بالاستعانة بتكنولوجيا الإخصاب خارج الجسم ويحد من مساوئها وأخطارها.

5. نقاش في الصف - ناقشوا السؤال: في أيّ الحالات يكون مُبَرّرًا استخدام تكنولوجيّات الإخصاب المختلفة في الإنسان، الحيوانات والنباتات، وفي أي الحالات يمنع القيام بذلك - هل يحق للمجتمع أن يسن قوانين تتدخل في هذه القرارات؟

التدخُّل المقصود في إخصاب الحيوانات

يربّي الإنسان نباتات وحيوانات لأهداف كثيرة، على سبيل المثال: كمصدر للغذاء، للزينة وكحيوانات أليفة. من المفروض أن تناسب صفات هذه الحيوانات والنباتات الأهداف المرغوب فيها. تتيح تكنولوجيا التدخل في تكاثر وإخصاب هذه الحيوانات والنباتات، التعهد بذات الصفات المطلوبة وتكثيرها.

فيما يلي أمثلة على تدخل الإنسان في إخصاب الحيوانات.

*105*

إخصاب خارج الجسم للأبقار

الزيادة المطّردة في عدد السكان في إسرائيل والتغيّرات في عادات الاستهلاك عند الجمهور تستوجب زيادة كمّية الحليب ومنتجاته أيضًا. تحدّد الحكومة أعداد الأبقار المسموح بتربيتها في البلاد، بسبب النفايات وتلويث البيئة الكبير الناجم عنها، وبسبب الاستثمار الماليّ العالي في فرع تربية الأبقار. لذلك، ولتوفير كامل لحاجة البلاد من الحليب، هنالك حاجة إلى تعهد قطعان أبقار تنتج حليباً ذا جودة عالية وبكميّات كبيرة قدر الإمكان. بكلمات أخرى: على كلّ بقرة أن تنتج، قدر الإمكان، حليبًا غنيًّا بالزلال والدهن وكذلك أكبر كمية ممكنة من الحليب. من هذا الحليب الغني يمكن إنتاج مجموعة كبيرة جداً من المنتجات.

للحصول على الأبقار المرغوب بها، يختار مربو الأبقار ثيرانًا وأبقارًا "ممتازة"، يجمعون الخلايا التناسلية منها ويخصبونها بتكنولوجيا الإخصاب خارج الجسم ("إخصاب أنبوب اختبار"). هذه الإناث والذكور "الممتازة" هي آباء جميع قطعان الأبقار في البلاد تقريباً!

كيف يعملون هذا؟ - يسحبون بُوَيْضات من مبايض الأبقار المختارة. ويقومون بذلك بطريقة ليست غير مؤلمة لها فحسب، بل تشجع حتى على نضوج بويضات إضافية في المبايض. يحصلون بهذه الطريقة من كل بقرة حتى 20 بويضة في الأسبوع، ويجمدونها حتى استعمالها. كما يجمعون المّنِيّ (السائل المحتوي على الحيوانات المنويّة) من الثيران المختارة، ويحفظونه مجمّدا أيضًا. عند الحاجة "يذيبون" هذه الخلايا التناسلية، يجرون إخصابًا خارج الجسم، ويغرسون الأجنّة الناتجة في أرحام أبقار مُعيلة (أبقار مُعيلة - أبقار غرسوا في رحمها جنينًا مصدره من خلية بويضة بقرة أخرى، ويستمر الحمل في جسمها حتى الولادة).

وفعلا، منذ أن بدأ تعهّد قطاع الأبقار في البلاد، ازداد متوسط إنتاج الحليب للبقرة الإسرائيلية من 2,000 لتر إلى 10,000 لتر في السنة؟ واليوم تعتبر الأبقار الإسرائيلية من بين الأبقار المتفوقة في العالم في إنتاجها للحليب؟

التلقيح الاصطناعيّ للأبقار

مع ازدياد السكان (في البلاد والعالم) يزداد استهلاك اللحوم أيضًا، ولذا يجب كذلك زيادة عدد الولادات من الأبقار. لأجل هذا يستعملون مَني الذكور لإخصاب الأبقار: يُدخلون إلى أرحامها المني (الذي يحتوي على الحيوانات المنوية). تسمّى هذه الطريقة بالتلقيح الاصطناعي. ولكن بما أنّه ليس كلّ الأبقار في القطيع من "النخبة" المتميّزة، كذلك العجول المولودة من التلقيح الاصطناعيّ ليست الأكثر تفوّقًا في صفاتها.

أسئلة للنقاش

ارتفع متوسط إنتاج الحليب من البقرة الإسرائيلية من 2,000 لتر إلى 10,000 لتر في السنة!

تعتبر الأبقار الإسرائيلية، اليوم، من بين الأبقار المتفوّقة في العالم في إنتاجها للحليب.

ما هو رأيكم في الجملتين المذكورتين أعلاه؟ - الحسنات لأصحاب الحظائر واضحة، ولكن ما هي تداعيات ذلك على الأبقار؟

*106*

فعالية

تنوُّر علمي

الذباب العقير لمكافحة الآفات

إحدى الآفات الرئيسية لأشجار الفاكهة هي ذبابة الفاكهة (ذبابة فاكهة البحر المتوسط). تضع الأنثى بيوضا داخل ثمار مختلفة مثل التفاح، الإجّاص، الحمضيات، المانغو، البرقوق، المشمش، الخوخ، النكترينا والعنب. يرقات الذباب التي تفقس من البيوض تأكل الثمرّة، وهكذا تضرّ بها، كما أن البكتيريا التي تسبب تعفّن الثمرة، تتطور بالقرب من اليرقات، في المناطق المصابة في الثمرة.

تسبب ذبابة فاكهة البحر المتوسط أضراراً في إسرائيل وفي بلدان أخرى. وقد وجد أن ذبابة الفاكهة سببت لمزارعي ومصدري الفواكه في إسرائيل، في مناطق السلطة الفلسطينية وفي الأردن، أضراراً تقدر ب 300 مليون دولار في نفس السنة! في البلاد التي لا توجد فيها هذه الذبابة، يخشى المزارعون من أن تصل إليهم مع واردات المنتوجات الزراعية من المناطق الموبوءة، ومن أن تتكاثر عندهم وتسبب لهم الأضرار. ولهذا، فإن الفواكه المصدرة من مناطق موبوءة بذباب الفاكهة تمرّ بفحوص مشددة. إذا وُجدت في الثمار يرقات ذباب الفاكهة، لا يصدرونها إلى خارج البلاد.

إذن ما العمل؟ - يجب إبادة ذبابة فاكهة البحر المتوسط.

لقد كافحوا خلال سنوات طويلة ذبابة الفاكهة بواسطة المبيدات. حوالي 30 بالمئة من المبيدات المستعملة في الزراعة في إسرائيل مخصصة لإبادة ذبابة الفاكهة.

لكن استعمال المبيدات له سيئات:

- معظمها مواد سامة، تشكل خطراً على المزارعين ومن يأكل الفواكه التي رشت بها. حتى لو غسلنا الفواكه جيداً، قد تبقى فيها بقايا من المواد السامة.

- أنها تغلغل إلى المياه الجوفيّة وتلوّثها.

- هذه الموادّ ليست انتقائيّة، أي أنّها تصيب حيوانات غير ضارّة أيضًا، وحتى حيوانات مهمة للنظام البيئي أو مفيدة للإنسان.

على ضوء هذا، هناك دول تحظر استيراد فواكه من مناطق موبوءة بذبابة الفاكهة، أو ترفض قبول منتوج زراعيّ تم رشه بالمبيدات.

يعرض مصنع في كيبوتس سديه إلياهو (في غور بيسان) على المزارعين حلاً ناجحاً، وهو صديق للإنسان والبيئة: استعمال الإبادة البيولوجية (إبادة بيولوجية - استعمال كائنات حيّة في مكافحة الآفات التي تشكل خطرًا على النباتات والحيوانات التي يربّيها الإنسان لفائدته. في هذه الطريقة "يجنّد الإنسان لمصلحته" الأعداء الطبيعيّين للآفات): مكافحة ذباب الفاكهة بواسطة... الذباب نفسه.

كيف يعمل هذا؟ - تعتمد الطريقة على أن معظم إناث الذباب تتزاوج مع الذكر مرة واحدة فقط أو مرتين في حياتها، وحتى موتها تضع البيوض التي أخصبت بمني تلك الذكور التي تزاوجت معها. من أجل الإبادة يعقّرون ذكور الذباب بواسطة تعريضها إلى إشعاعات ثم يطلقونها في البستان. يصيب الإشعاع الخلايا التناسليّة عند الذكور ويمنعها من القدرة على إخصاب البويضات. هكذا تتزاوج الذكور العقيرة مع الإناث ولكنها لا تخصبها.

(صورتان في الكتاب)

- أنثى ذبابة الفاكهة تضع البيوض في ثمرة رمان

- ثمرة رمان مصابة. تتطوّر فيها يرقات ذبابة الفاكهة

*107*

لقد أثارت هذه الطريقة مشكلة: تعريض الذكور إلى الأشعة المؤذية تصيب بمدى معين قدرتها على مغازلة الإناث والتزاوج معها. وهذا له حل أيضاً: قبل توزيع الذكور العقيرة في البساتين بيوم واحد، يعرضونها إلى نكهة (رائحة) زيت جذر الزنجبيل. يحسن العلاج بالزنجبيل كثيراً من أداء الذباب العقير، ولا تستطيع الإناث التمييز بينها وبين الذكور غير العقيرة.

عند إطلاق كمّيّة كبيرة من الذكور العقيرة في البساتين، تتزاوج إناث كثيرة معها وتضع بيوضاً غير مخصبة. صحيح أنهم لا يقضون على جميع ذباب الفاكهة (لأنه توجد في الحقل ذكور خصبة، غير عقيرة)، ولكن إذا وزعوا في الحقل كمية كبيرة جداً من الذكور العقيرة يقللون بقدر ملحوظ من ازدياد عشيرة ذباب الفاكهة، إلى مستوى لا يسبب أذى ملحوظاً للثمار.

تمت تجربة هذا الطريقة بنجاح باهر في إبادة الضار في بلاد مختلفة وكذلك في بساتين في شمال البلاد. استعمالها آخذ بالاتّساع حتى إلى مناطق إضافية في البلاد، بما فيها الجانب الإسرائيليّ والجانب الأردنيّ من وادي عربة وغور بيسان.

تضع كلّ أنثى مئات البيوض، وبما أنّه من السهل جدًّا تعقير ذكور الذباب، فإن المصنع الإسرائيلي يستطيع أن يزود المزارعين بملايين الذباب العقير خلال أسبوع! مثلا، في المعرض الزراعي الدوليّ الذي أقيم في إسرائيل، كان بالإمكان طلب مليون ذبابة عاقر بسعر 900 دولار فقط؟ لا شك: هذه صفقة رابحة بالمقارنة مع الخسائر المالية الهائلة التي قد يسببها الذباب.

أسئلة

1. ما هي حسنات الإبادة البيولوجيّة بالمقارنة مع استعمال المبيدات الأخرى؟

2. أي جملة لا تحتوي على معلومات علمية تعتمد عليها الإبادة البيولوجيّة لذباب الفاكهة؟

أ. العلاج بالزنجبيل يحسّن كثيرًا من أداء الذباب العقير.

ب. أنثى ذباب الفاكهة تعيش حوالي خمسة أسابيع بعد التزاوج مع الذكر.

ج. لكي تنجح إبادة الذباب، من المهمّ توزيع ذكور خصبة في الحقل أيضاً.

د. تتزاوج أنثى ذباب الفاكهة مع ذبابة ذكر مرة واحدة أو مرات قليلة في حياتها.

ه. الإشعاعات خطرة على الخلايا الحية، وبضمنها الخلايا التناسلية.

3. ما هو الهدف من تعقير الذباب؟

أ. التقليل من عدد الذكور المنتشرة في الحقل.

ب. التقليل من عشيرة الذباب الضارّ.

ج. تغيير الصفات الوراثيّة للذباب.

د. منع تزاوج الذكور مع الإناث.

4. هل يمكن استعمال ذباب الفاكهة العقير لإبادة بيولوجية لذباب آخر أيضًا؟ اشرحوا.

5. يدّعي باحثون أن الإبادة التامّة لآفة ما قد يخلّ بالتوازن البيئيّ، ويسبب انتشار آفة غيرها. اشرحوا.

*108*

تلخيص مرحليّ: الإخصاب

الإخصاب هو إحدى المراحل في عمليّة التكاثر التزاوجيّ. في مرحلة الإخصاب خليّتان تناسليتان (حيوان منوي (من الأب) وبويضة (من الأمّ)) - تندمجان معًا. والنتيجة هي بُوَيْضة مخصبة - لاقحة، يتطوّر منها جنين. تحتوي الخلايا التناسليّة في جميع الكائنات التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجيّ على نصف كمّيّة المادّة الوراثيّة الموجودة في خلايا الجسم الأخرى للوالدين.

يمكن أن يتمّ اللقاء بين الخلايا التناسليّة خارج الجسم - بإخصاب خارجيّ، أو داخل الجسم - بإخصاب داخليّ. داخل الماء لا يوجد خطر الجفاف، وبالتلاؤم مع ذلك لدى غالبيّة الحيوانات التي تعيش في الماء وتتكاثر فيه، يكون الإخصاب خارجياً. بالمقابل، لدى غالبية الحيوانات التي تعيش على اليابسة وتتكاثر عليها، يكون الإخصاب داخليًّا. هكذا تكون الخلايا التناسليّة محمية من الجفاف ومن أخطار أخرى - من لحظة إنتاجها في الجسم وحتى الإخصاب.

يشبه الإخصاب عند النباتات مبدئيًّا الإخصاب عند الحيوانات، ولكن الإخصاب عند النباتات المزهرة أكثر تعقيدًا. في هذه النباتات كلّ حُبَيْبة لقاح تحتوي على حيوانين منويّين. يندمج أحدهما مع خلية البُوَيْضة في داخل بويضة النبات، وينتج عنه لاقحة، يتطور منها الجنين؛ وفي نفس الوقت يندمج الحيوان المنويّ الآخر مع خلايا إضافية موجودة داخل بويضة النبات، وينتج عن ذلك نسيج غذائي للجنين. لذا يسمّى الإخصاب عند النباتات "إخصابًا مزدوجًا".

بفضل المعرفة والتكنولوجيا، يمكننا التدخل في عمليّات إخصاب الحيوانات، النباتات والإنسان أيضاً. يساعد التدخل في إخصاب الإنسان على حل مشاكل مختلفة تتعلّق بخصوبة الرجل والمرأة.

أسئلة لتلخيص الإخصاب

1. أي جملة تصف بشكل صحيح الإخصاب الخارجي؟

أ. يمكن أن يحدث على اليابسة وكذلك في الماء.

ب. يمكن أن يحدث في الماء فقط.

ج. يحدث في جسم الذكر وكذلك في جسم الأنثى.

د. يحدث داخل جسم الأنثى فقط.

2. أي جملة تصف بشكل صحيح الإخصاب الداخلي؟

أ. يمكن أن يحدث على اليابسة وكذلك في الماء.

ب. يمكن أن يحدث في الماء فقط.

ج. يحدث في جسم الذكر وكذلك في جسم الأنثى.

د. يحدث خارج جسم الأنثى فقط.

3. أي جملة تصف ما يحدث في النباتات التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجي؟

أ. كل حُبَيْبة لقاح تحتوي على خليّة تناسليّة واحدة.

ب. كلّ حيوان منويّ يُخصب بويضتين.

ج. كلّ حُبَيْبة لقاح تُخصب بُوَيْضة واحدة.

د. كلّ حيوان منويّ يندمج مع خليّة بويضة واحدة.

4. لاحظ بستانيّ نبتة ورد لون أزهارها جميل بشكل خاص. نمت النبتة في الحديقة بين الكثير من نباتات الورد، التي كانت ألوان أزهارها "عادية". قرر البستانيّ تكثير النبتة الجميلة:

- جمع بذورًا من النبتة، وزرعها في مشتل (أ).

- غرس في المشتل (ب) عُقَلا حضرها من هذه النبتة.

فيما يلي 4 جمل. أيّ منها تصف ما المرجّح حدوثه عندما تبدأ نباتات الورد في المشتلين بالإزهار؟

أ. الإزهار في المشتلين، (أ) و (ب)، تكون من اللون المتميّز.

ب. جميع الأزهار في المشتل (أ) تكون من اللون المتميز، بينما في المشتل (ب) تكون الأزهار متنوعة الألوان.

ج. جميع الأزهار في المشتل (ب) تكون من اللون المتميز، بينما في المشتل (أ) تكون الأزهار متنوعة الألوان.

د. لا يمكن معرفة أي مشتل، (أ) أو (ب)، تكون جميع الأزهار فيه من اللون المتميز.

*109*

تطوّر الجنين

اللاقحة التي نتجت في مرحلة الإخصاب، تكون خلية وحيدة. من هذه الخلية ينتج كائن كامل، يستطيع التكاثر بنفسه عندما يحين الوقت. هذه العمليّة العجيبة، من تطوّر اللاقحة إلى جنين (جنين - كائن حيّ لم يولد بعد، وهو موجود في مراحل تطوره الأولى (في الحيوانات: في رحم الأم أو داخل بيضة، وفي النباتات: داخل البذرة قبل الإنبات)، ومنه إلى كائن حيّ، تحدث في جميع الكائنات التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجيّ: حيوانات ونباتات على حدّ سواء.

وبالرغم من أن الكائنات تختلف كثيرًا عن بعضها وتعيش في بيئات حياتيّة مختلفة، فإن تطوّرها الجنينيّ متشابه جدًّا. نفس العمليّات الأساسيّة تشكّل جميع الأجنّة، ونفس الظروف مطلوبة لنجاح تطورها في جميع الكائنات الحية، حتى تلك التي تعيش في بيئات حياتية مختلفة.

(صور مراحل انقسام البويضة المخصبة في الكتاب)

انقسام البويضة المخصبة

لاقحة

خليتان

أربع خلايا

كرة خلايا

*110*

من خليّة وحيدة إلى كائن كامل

يتشابه تطوّر أجنّة جميع الكائنات، الحيوانات والنباتات. فيه عمليّتان أساسيّتان: انقسام خلايا وتمايز خلايا.

انقسام الخلايا

بعد مدّة قصيرة من الإخصاب تبدأ اللاقحة بالانقسام. خلية واحدة تنقسم إلى خليّتين، وكل واحدة منهما تنقسم بدورها إلى خليتين، وهكذا تنتج 4 خلايا. انقسام الخلايا التالي ينتج 8 خلايا، 16 خلية وهكذا. انقسام الخلايا خلال تطوّر الجنين يكون انقسامًا غير مباشر، والخلايا الناتجة تكون نُسخًا دقيقة عن الخليّة الأصلية. تحدث الانقسامات بنشاط كبير. ولا توجد أي فترة من حياة الحيوان تكون انقسامات الخلايا بهذه الوتيرة السريعة. فعند الإنسان، مثلا، انقسام خلية واحدة، اللاقحة، ينتج 200 مليون خلية خلال 9 أشهر؟

تُنتج الانقسامات الأولى عنقودًا صغيرًا من الخلايا. بعدها تُنتج انقسامات الخلايا كرة مجوفة مليئة بالسوائل. مثل هذه المرحلة الكرويّة تمرّ بها جميع أجنّة الحيوانات متعددة الخلايا أثناء تطوّرها. مع أن الخلايا تستمرّ بالانقسام، إلا أنّ انقسام الخلايا لا يمكنه إكساب الجنين شكله المميّز: لو كانت الخلايا تنقسم أكثر فأكثر، لبدا الكائن مثل كتلة ضخمة من الخلايا المتماثلة.

(صورة في الكتاب)

صورة مجهرية: عنقود الخلايا الصغير الناتج عن الانقسامات الأولى للاقحة.

*111*

تمايز الخلايا

لكي ينتج الشكل المركّب لجسم الكائن الحيّ، تمرّ الخلايا بعملية تسمى التمايُز (تمايز - عملية في تطور الجنين تحصل الخلايا خلالها على شكل (مبنى) ووظيفة مميزين): فهي تنتظم بمجموعات منفصلة، تغيّر شكلها وتحصل على الوظائف الخاصّة بها فقط. على سبيل المثال، خلايا معيّنة في الجنين تتحوّل إلى خلايا العين، خلايا أخرى "تتخصّص" وتصبح خلايا عصبيّة، وكلّ هذه تكون لها مبانٍ ووظائف مختلفة عما لخلايا العضلة. لكن في بداية تطور الجنين، قبل أن يبدأ التمايز، تتشابه جميع الخلايا، وتسمى خلايا جذعية (خلية جذعية - خلية أولية، لم تمر بعد في عملية تمايز أو أنها في عملية تمايز جزئي فقط، يمكن أن تتطور منها خلايا الأنسجة المختلفة). تنقسم الخلايا الجذعيّة بوتيرة سريعة، وكلّ خليّة منها تستطيع أن تتمايز في المستقبل إلى أي خلية كانت، مثل: خلية كبد، خلية عصبية، خلية جلد.

مع تقدم التطوّر تنخفض وتيرة انقسام الخلايا، وتبدأ بالتمايز. تكون عمليّة التمايز تدريجيّة. ففي المراحل الأولى من التمايز نفقد الخلايا القدرة على تحولها إلى أيّ خلية، ويمكن أن تتطوّر باتجاه معيّن. مثلا، يمكنها أن تتمايز إلى أحد أنواع الخلايا المختلفة في الدورة الدموية وليس لأحد أنواع الخلايا في الجهاز الهضميّ. بعد ذلك تستطيع الخلايا أن تتطوّر ليس فقط باتجاه معيّن بل إلى نوع معيّن. مثلا، قسم من الخلايا المتطوّرة إلى خلايا دم تتمايز إلى خلايا دم حمراء، أي: تكتسب شكلا ووظيفة مميزين يختلفان عما لخلايا الدم البيضاء.

يصف الرسم التوضيحي التالي جنينًا في المراحل الأولى من التمايز. في هذه المرحلة لم تعد الخلايا خلايا جذعية، لأنها غير متماثلة مع بعضها. فقد مرت بتمايز معيّن وانتظمت في ثلاث طبقات: طبقة خارجية، طبقة وسطى وطبقة داخلية.

تتطوّر من كلّ طبقة أعضاء مختلفة في الكائن البالغ: من الطبقة الخارجيّة يتطور الجهاز العصبيّ المركزي وجزء من الجلد؛ من الطبقة الداخليّة ينتج الجهاز الهضمي والرئتين؛ والخلايا في الطبقة الوسطى تتمايز إلى العضلات، العظام، خلايا الدم والأعضاء التناسلية.

سؤال

يرغب علماء بأخذ خلية واحدة من جنين وتربيتها في المختبر، لكي يحصلوا منها على جنين كامل. من أي مرحلة في الجنين عليهم أن يأخذوا الخلية؟ اشرحوا.

(رسم توضيحي للخلايا في الكتاب: استعن بالمعلم)

في هذه المرحلة تكون الخلايا غير متماثلة. لقد مرت بتمايز معين وانتظمت في ثلاث طبقات. كل طبقة تتطور إلى خلايا من نوع مختلف.

*112*

توسّع

بديل لقطع الغيار

هل تعرفون الدعاية التي تقول "لا توجد للجسم قطع غيار"؟ وعليه، ربّما سيكون مثل هذه القطع في المستقبل. أحد المواضيع "الساخنة" في الطب اليوم هو استعمال الخلايا الجذعية ك "مصانع لقطع الغيار" للخلايا والأنسجة التي تضرّرت بسبب المرض أو بفعل الشيخوخة. تعتبر إسرائيل من الدول الرائدة في العالم في ‘جراء الأبحاث في هذا المجال.

الصفة التي تتحلّى بها الخلايا الجذعيّة والتي تجذب العلماء هي قدرتها على الانقسام والتمايز إلى جميع الخلايا والأنسجة في الجسم، كما يحدث بصورة طبيعية في الجنين في مراحل تطوّره. الفكرة هي معالجة الخلايا الجذعيّة في المختبر بحيث تتمايز إلى الأنسجة التي نحتاج إليها. على سبيل المثال، إذا تمكّنا من توجيه الخلايا الجذعيّة إلى التمايز إلى نسيج جلد، على سبيل المثال، إذا تمكّنا من توجيه الخلايا الجذعيّة إلى التمايز إلى نسيج جلد، يمكننا تنمية هذا النسيج وزراعته في المصابين بالحروق. إذا تمكّنا من جعل الخلايا الجذعية تتمايز إلى نسيج معيّن، يمكننا زرعه في كلّ من يحتاج إليه.

(رسم توضيحي لخلايا جذعية في الكتاب: استعن بالمعلم)

يمكن أن تتمايز الخلايا الجذعية إلى تشكيلة كبيرة من الخلايا.

عضلة، قلب، كبد، بنكرياس، دماغ، كلية، الجهاز العصبي

*113*

أحد التحديات الكبيرة هو إيجاد الظروف الخاصّة التي تجعل الخلايا الجذعيّة تتمايز إلى النسيج المرغوب فيه وليس لغيره. عملية التمايز هي عمليّة مركّبة، تتأثّر بعوامل كثيرة، وحتى نتمكّن من فهمها والتحكَّم بها نحتاج إلى إجراء الكثير من الأبحاث. ومع ذلك، سُجلت حتى الآن نجاحات مشجعة في الحيوانات التي أجريت عليها التجارب. فقد نجح العلماء، على سبيل المثال، في توجيه الخلايا الجذعيّة الجنينيّة إلى التمايز في المختبر إلى خلايا عصبيّة معيّنة، وغرسوها في دماغ فئران مريضة بمرض الرّعاش (باركنوسون) - مرض يتميّز بتدمير الخلايا العصبيّة. حلّت الخلايا الجديدة بنجاح محل الخلايا المصابة.

كما أجريت تجارب ناجحة في مرضى السكّريّ من النوع 1 (سكريّ الأحداث). يسبّب هذا المرض تدمير دائم لخلايا البنكرياس، التي تُنتج هورمون الإنسولين (إنسولين - هورمون يساعد على المحافظة على توازن نسبة السكر في الدم). نجح الباحثون بأن جعلوا خلايا جذعية تتمايز في المختبر إلى خلايا تفرز الهورمون. ثم غرسوها في بنكرياس فئران مريضة بالسكري، وخلصوها لعدة سنوات من الحاجة إلى حقن أجسامها بالإنسولين!

يأمل العلماء بأن يستعملوا الخلايا الجذعية لمعالجة أمراض أخرى أيضاً تتمثل بتدمير خلايا وأنسجة في الجسم، مثل الألتسهايمر (تدمير خلايا الدماغ) وسرطان الدم (تدمير خلايا نخاع العظام، التي تنتج خلايا الدم).

إذن، تملك الخلايا الجذعيّة قدرة علاجيّة كبيرة، لكن استعمالها يثير خلافات أخلاقية. في معظم الحالات يستعمل العلماء خلايا جذعية أخذت من أجنّة أعمارها ساعات أو أيام معدودة نمت في المختبر. ثمة من يعتبرون هذا مسًّا بقدسية الحياة. وهم يدعون أن الأجنّة الصغيرة جداً هي بشر أيضاً. ولذا يحظر المس بها. ويدعي آخرون ضدهم بأن هذه الأجنة لن تنمو وتتطور، أصلاً، لتصبح أشخاصاً بالغين، ولذا فإنه من المناسب استغلالها لإنقاذ حياة قائمة فعلا.

أسئلة

1. ما هي أنواع الأمراض التي يمكن للخلايا الجذعية أن تساعد على الشفاء منها؟ اشرحوا.

2. ما هي صفات الخلايا الجذعيّة التي تمكّنها من أن تساعد على الشفاء من الأمراض التي ذكرتها في السؤال 1؟

3. في مرض السرطان تفقد الخلايا شكلها ووظيفتها المميزين، وتبدأ بالانقسام دون توقُّف. بكلمات أخرى: تصبح شبيهة أكثر بالخلايا الجذعيّة. على ضوء هذه المعلومات واعتمادًا على القطعة التي قرأتموها، اقترحوا اتجاهًا ممكنًا لمعالجة مرض السرطان.

*114*

أين يتطوّر الجنين؟

تتطوّر معظم الأجنة داخل بيوض. من هذا النوع أجنّة اللافقريات (ديدان، حشرات وسرطانات) وأجنة الفقاريات (أسماك، برمائيات، زواحف وطيور). أمّا أجنة الثدييّات فإنها تتطور داخل جسم الأم.

في كلّ الحالات، مكان تطور الجنين (البيضة أو جسم الأم) يوفر للجنين الظروف اللازمة لتطوره:

بيئة رطبة، موادّ غذائية وأكسجين، يخلصه من النفايات ويحميه من الإصابات ومن الجفاف.

الأجنّة التي تتطوّر داخل بيوض

تتطوّر الأجنّة عند غالبية الحيوانات خارج جسم الأمّ، داخل بيوض. ومعنى ذلك أن البيضة هي بيئة معيشتها. يحصل الجنين على كلّ ما يلزمه للتطوّر من داخل البيضة: الغذاء، الأكسجين للتنفّس، بيئة مائية وحماية.

ماذا يوجد في البيضة فيُمكّنها من أن تكون بيئة جيّدة لتطوّر الأجنّة؟

تحتوي البيضة على الغذاء. هذه هي وظيفة الصفار (المُحّ)، الذي تعرفونه من بيضة الدجاجة: إنّه غنيٌّ بالزلاليات والدهون، ويُستعمل مصدرًا غذائيًّا للجنين المتطوّر. البياض (الأح، الزلال) الشفّاف، الواقع في المحيط يحتوي على زلاليّات ضروريّة للجنين ويُستعمل مستودعًا للماء أيضًا.

كلّ بيضة مغلّفة بقشرة (صلبة أو مرنة)، تفصل بين الجنين والمحيط الخارجيّ. من جهة أولى، توفّر القشرة للجنين الحماية من الأخطار الخارجيّة، مثل: ضربات ميكانيكيّة (ضربات وارتجاجات). ومن جهة أخرى، تمكّن القشرة الجنين من التنفس: بفضل ما فيها من ثقوب صغيرة جدًّا تجعلها نفّاذة للغازات، وهكذا بإمكان الأكسجين وثاني أكسيد الكربون المرور عبرها كجزء من عمليّة تنفس الجنين.

يهدد خطر الجفاف كلّ الأجنة، لأنّ عملية تطورها الحساسة تحتاج إلى بيئة رطبة. أجنة الكائنات التي تعيش في الماء (مثل الأسماك) لا يتهدّدها خطر الجفاف، لأنّها تضع بيوضها في الماء. كذلك أجنّة غالبية البرمئيات (مثل العلاجيم)، التي تقضي معظم حياتها على اليابسة لكنها تضع بيوضها في الماء. فهي ليست معرّضة لخطر الجفاف.

(أربعة صور في الكتاب)

- بيوض حشرة على ورقة أشجار

- بيوض صفدع

- ديك الغاب، مثل باقي الطيور، يرقد على البيض

- يقضي العلجوم معظم حياته على اليابسة، لكن الجنين يتطور في بيئة مائية. تضع الأنثى البيوض في الماء

*115*

لكن ماذا تفعل الحيوانات التي تعيش على اليابسة؟

كيف تواجه البيئة الجافّة؟

يتكوّن بيض الزواحف والطيور إضافة إلى القشرة من أغشية. أحد الأغشية التي تغلف الجنين يُسمى السَّلى (سلى - كيس غشائيّ دقيق ومليء بسائل (سائل السّلى)، يحيط بالجنين لدى الحيوانات التي تعيش على اليابسة)، والسائل الذي يملأ الفجوة بينه وبين الجنين يسمى سائل السَّلى (سائل السَّلَى - سائل يملأ التجويف بين الجنين وبين غشاء السَّلَى، يحمي الجنين من الصدمات الميكانيكيّة ومن الجفاف). يحمي سائل السَّلى الجنين من الجفاف، وكذلك يصدّ الصدمات والكدمات التي تصيبه. بعض أنواع الزواحف (مثل الحراذين، الحرباوات، الثعابين وسلاحف البحر) تحفر حفرًا، تضع فيها البيوض وتغطيها، تمتص البيوض الماء من الأرض الرطبة. أحد الأغشية في البيضة يُسخر يستعمل عضو إفراز (يتخلص الجنين من إفرازاته عبره). لبيوض كثير من الحشرات التي تضع بيوضها على اليابسة (على نباتات، مثلا) توجد قشور صلبة، تقلّل كثيرًا من تبخر الماء منها.

درجة حرارة جسم الطيور مستقرّة (غالبًا 38 درجة مئوية)، وكذلك أجنّة الطيور تحتاج إلى درجة حرارة ثابتة لتطوّرها. فإذا كانت درجات الحرارة عالية أو منخفضة جدًّا، تموت الأجنّة. ترقد الطيور على بيضها وبهذا توفّر للأجنة الحرارة اللازمة لها وكذلك الحماية من الإصابات والمفترِسات.

(ثلاثة صور في الكتاب)

- الأغشية داخل بيضة الدجاجة

- بيضة

- قشرة بيض الأفاعي لَيَنة ومرنة وتسمح بامتصاص الرطوبة من الأرض.

أسئلة

1. اختاروا الإجابة الصحيحة، واشرحوا.

فحص باحثون بيوض كائنات مختلفة. فوجدوا أنه كلمّا كان الحجم النهائيّ للجنين أكبر، كانت --

أ. البيضة ذات قشرة أصلب.

ب. البيضة مخصبة أكثر.

ج. تحتوي البيضة على أكسجين أكثر.

د. تحتوي البضة على صفار أكثر

2. كيف توفّر البيضة الظروف اللازمة لتطوّر الجنين؟

انسخوا الجدول التالي إلى الدفتر، وأكملوا فيه التفاصيل الناقصة.

أضيفوا سطورًا بحسب الحاجة.

(جدول في الكتاب مكون من عامودين:)

احتياجات الجنين،  كيف توفّرها البيضة

--،  --

--،  --

--،  --

3. قارنوا بين بيوض: الأسماك والبرمائيات والطيور والزواحف. ما هي أوجه الشبه؟ وما هي أوجه الاختلاف؟

*116*

بيضة الدجاجة

تضع الدجاجة البيضة سواء أخصبت أم لم تُخصب. فإذا حصل إخصاب، تضع الدجاجة بيضة مخصبة (يتطور فيها جنين)؛ أما إذا لم يحصل إخصاب - فإنّها تضع بيضة غير مخصبة. نحن نأكل بيضًا غير مخصب.

(صورة في الكتاب)

مقطع في بيضة دجاجة

قشرة، أغشية، بياض (أح)

صفار (مُح)

غرفة هوائية

تفحصون في هذه الفعالية بيضة غير مخصبة، مثل التي نشتريها من الدكان. أي: بيضة لا يوجد فيها جنين بالفعل، ولكنها تحتوي على جميع المركبات التي تمكنه من التطوّر.

مثل بيض الطيور الأخرى، التي ترقد على بيضها على الأرض، شكل بيضة الدجاجة بيضويّ أيضا وليس كرويا. وهذا المبنى يمنع تدحرج البيضة بعيداً عن العُّش.

1. حاولوا دحرجة البيضة بعيداً عنكم. هل نجحتم؟

2. المسوا قشرة البيضة. المادّة الصلبة والخشنة التي تتركب منها هي كلس (CaCO3)، وهي تحمي الجنين من الصدمات والضربات. يوجد في القشرة حوالي 17،000 ثقب صغير جداً. تمرّ عن طريق هذه الثقوب غازات (هواء) وأبخرة ماء إلى الجنين ومنه إلى الخارج.

3. تمعّنوا في قشرة البيضة بواسطة مجهر ثنائيّ العينين. هل تلاحظون الثقوب الصغيرة التي يتم عبرها تبادل الغازات؟

4. حاولوا الضغط على بيضة الدجاجة من القطبين، على محورها الطوليّ. هل نجحتم بكسرها؟ ما الذي يمكن استنتاجه من ذلك عن العلاقة بين مبنى البيضة ووظيفتها في حماية الجنين؟

5. افتحوا البيضة على طولها: انزعوا بحذر الجزء العلوي من قشرة بيضة "مستلقية".

*117*

الدائرة الصفراء في الوسط هي الصفار، الذي يستعمل غداءً للجنين. يحتوي الصفار على دهنيات (ومنها الكولسترول)، فيتامينات (A, D, E, k)، معادن (مثل الحديد والفوسفور) وحوالي نصف كمية الزلاليات في البيضة (في الصفار توجد زلاليات أكثر مما في بياض البيضة!)

في البيضة المخصبة يلتصق الجنين بالصفار، وهو يحصل على الموادّ من الصفار بواسطة أوعية دموية تخرج من الجنين. لون الصفار (من أصفر شاحب إلى برتقالي غامق) يتعلق بصنف الدجاجة وبالغذاء الذي تأكله.

الصفار مغلّف بغشاء شفّاف. السائل الشفّاف من حول الصفار (الذي يتحوّل إلى أبيض بعد طبخه) يسمّى بياضًا (زلال). المركّب الرئيس لهذا السائل هو الماء، ولكن يوجد فيه زلاليات أيضًا (حوالي 40 نوعًا مختلفًا!) كما سبق وذكرنا، بخلاف اسمه، يحتوي الزلال على زلاليات أقلّ ممّا في الصفار.

كثافة بياض البيضة أعلى من كثافة الصفار. ولذا يكون الصفار والجنين الملتصق به دائما إلى الأعلى. توجد حسنة لهذا، إذ أن حرارة الرقود تصل من فوق. حتى لو دحرجنا البيضة، كما تفعل الدجاجة من حين إلى آخر، يدور الجنين والصفار بحيث يكونان دائما في الجهة العليا (مثل الدمية المتمايلة).

خلال التطوّر تنتج حول الجنين عدّة أغشية. تغلف الأغشية الجنين وتحميه من الجفاف. مع أنه لا يمكنكم أن تروا هذه الأغشية في البيضة التي معكم، لأنه لم يتطور فيها جنين، لكن يمكنكم أن تروا غلافين دقيقين، ملتصقين بقشرة البضة. بين هذين الغلافين في الجانب العريض من البيضة توجد فجوة تسمى غرفة هوائية.

6. حاولوا أن تجدوا الغرفة الهوائية.

قبل خروج الفرخ من البضة بقليل يثقب الجنين بمنقاره فتحة داخل الغرفة الهوائية، ويبدأ بالتنفس منها. بعد ذلك بقليل يضرب القشرة من خلال الدوران، يصنع دائرة من الشقوق، ثم يدفع الطرف العريض من البيضة (دائما الطرف العريض). تسقط القشرة، ويفقس الفرخ ويخرج.

(صورة في الكتاب)

بيضة دجاجة والجنين في داخلها)

*118*

التفريخ الاصطناعيّ

يجمع مربو الصيصان البيضَ الذي يضعه الدجاج، ويحضونه في محضنة (محضنة - جهاز يحضن فيه بيض الطيور، حتى خروج الصيصان منها. تقلد الظروف في المحضنة ظروف الرقود في الطبيعة (إينكوباتور)). بهذه الطريقة يمكن الحصول على عدد كبير من الصيصان دفعة واحدة. تشبه الظروف في المحضنة ظروف الرقود في الطبيعة:

- درجة حرارة ثابتة وملائمة لتطور أجنة الطيور.

- توفير الرطوبة الموجّهة لمنع فقدان الماء من البيض: أبخرة الماء تنتقل من المحيط إلى داخل البيضة وبالعكس، عن طريق القشرة وأغشية البيضة. الهواء الجاف أكثر من اللازم قد يؤدي إلى جفاف الأجنّة.

- يجب الحرص على التهوئة: تزويد المحضنة بالأكسجين اللازم لتنفس الأجنّة، وطرد ثاني أكسيد الكربون الذي تطلقه الأجنّة.

- من حين إلى آخر يهزّون البيض (بصورة أوتوماتيكيّة)، لتقليد سلوك الدجاجة الحاضنة (الرّنقاء).

استعمل التفريخ الاصطناعي بصورة مثيرة بهدف إنقاذ عشيرة النسور في البلاد، التي يتهددها اليوم خطر الانقراض. أسباب اختفاء النسور كثيرة ومتنوعة وتتعلق بالأساس بأعمال الإنسان. على سبيل المثال، بالرغم من أن القانون يمنع ذلك، إلا أن بعض المزارعين ينثرون في حقولهم موادّ سامّة للقضاء على الحيوانات البرية الضارة لحقولهم (خنازير بريّة، ذئاب، بنات آوى). والنتيجة أنّ النسور التي تتغذى على جِيَف هذه الحيوانات، تتسمَّم وتموت. وبما أن زوجين من النسور يربيان فرخًا واحدًا فقط في السنة، من الصعب جدًّا إعادة تأهيل العشيرة المتضرِّرة، في السنوات الأخيرة تُبذل جهور لإنقاذ عشيرة النسور.

إحدى المراحل في هذه الحملة المركبة هي التفريخ الاصطناعي لبيض النسر. يكون البيض في الطبيعة معرّضًا لأخطار كثيرة، وفي كثير من الحالات يتضرّر البيض والأجنّة التي في داخله. لحماية بيضة النسر يأخذونها من العش ويضعونها في محضنة. إضافة إلى الظروف المثلى التي تسود المحضنة، فهي توفر للبيضة حماية مشددة، إذ يتركها الوالدان في الطبيعة من حين إلى آخر (ليأكلا، مثلا)، بينما في المحضنة يحافظ عليها طيلة الوقت.

أخذ البيضة الوحيدة التي تضعها أنثى النسر وتفريخها في المحضنة لا يحميها فحسب، بل يسرّع من تكاثر النسور أيضًا. عندما تشعر الأنثى أن البيضة التي وضعتها قد اختفت من العشّ (افترست أو سقطت)، فإنّها تضع بيضة غيرها (وضع احتياطي) وترقد عليها.

(صورة في الكتاب)

1. يعثر المنقذون على عشّ نسور، وضعت فيه بيضة. يتسلق أحدهم على الحبال، يرفع بحذر البيضة ويضعها في حقيبة مبطّنة.

يشجع أخذ البيضة الأنثى على وضع بيضة غيرها، وهكذا يزيدون من احتمال وجود نسل لزوجي النسرين.

*119*

(خمسة صور في الكتاب)

2. بيضة النسر التي يأخذونها من العشّ، يضعونها في محضنة. حيث تحصل على الظروف المثلى اللازمة لتطور الجنين في داخلها. حفظ بيض النسور في المحضنة يضمن لها البقاء بنسبة أعلى عشرات المرّات ممَا في الطبيعة.

3. فرخ النسر يفقس في المحضنة بعد 54 يومًا.

4. فرخ النسر الذي يفقس من البيضة، يتعلق بأول شيء يراه. تسمَى هذه الظاهرة بالتطبع. إذا تعلقت الفراخ بالشخص الذي يعتني بها، يصعب عليها أن تخلق علاقة مع أبناء جنسها عند إطلاقها إلى الطبيعة، ولن تنجح بالتكاثر. ولهذا، يختبىء المعتنون بها ويطعمونها بواسطة قفاز يبدو مثل النسر. تتعامل الفراخ مع القفاز كأنه أمّها...

5. عندما تبلغ الفراخ وتكون جاهزة للعودة إلى الطبيعة، ينقلونها إلى قفص في منطقة إطلاقها، وهناك تمكث لمدة سنتين تقريبا. هكذا تتكيف النسور الصغيرة إلى ظروف المعيشة الجديدة في منطقتها الطبيعية: تعتاد على الطقس، الروائح والصوات المميزة، وتعرف الغذاء في المنطقة أيضًا.

6. عندما يتحول الفرخ إلى نسر بالغ يطلق سراحه إلى الطبيعة، ويربطون به بطاقة في جناحه. هذه البطاقة تمكن من متابعته في حياته الجديدة.

*120*

أسئلة

1. وجد طاقم من الباحثين أن درجة الحرارة المُثلى لتفريخ بيض طائر معيّن هي: 39 درجة سيلسيوس.

خمنوا: كيف توصّل الباحثون إلى هذا الاستنتاج؟

أي تجربة أجروها وبحسب أيّ معيار حدّدوا درجة الحرارة الأكثر ملاءمةً للتفريخ؟

2. لو طُلب منكم أن ترسموا الرسم البيانيّ الذي يصف نتائج تجربتكم -

أ. ماذا كان العامل المؤثر (محور ال X) وماذا كان العامل المتأثر (محور ال Y)؟

ب. فيما يلي 4 رسوم بيانيّة. خمنوا: أيّ رسم بيانيّ منها مناسب لوصف نتائج التجربة المتوقعة؟ اشرحوا.

(أربعة رسوم بيانية في الكتاب: استعن بالمعلم)

3. يحضُنون في مَحاضن كثيرة بيضَ الدجاج للحصول على الصيصان. ما هو الفرق المبدئي بين هدف تفريخ هذا البيض وبين هدف تفريخ بيض النسور؟

(صورة في الكتاب)

قِنَ دجاج

*121*

الأجنّة التي تتطوّر داخل جسم الأم

تتطور أجنة الثديات داخل جسم الأم. تحدث الانقسامات الأولى للاقحة خلال انتقالها من قناة البيض، حيث تمّ الإخصاب، إلى الرحم. عندما يصل الجنين إلى الرحم، ينغرس داخل بطانة الرحم، بعملية تسمّى انغراسًا (انغراس - عملية استيعاب الجنين في بطانة الرحم). من هذه اللحظة تصبح المرأة حاملاً (حمل - فترة تطوّر الجنين في رحم الأمّ).

(صورة في الكتاب: استعن بالمعلم)

مراحل في تقدم اللاقحة من مكان الإخصاب (في قناة المبيض) وحتى انغراس الجنين في الرحم.

عندما يتطور الجنين داخل جسم الأمّ، يكون الرحم بيئة الجنين. في هذه البيئة يحصل الجنين على كافة احتياجاته. فيها يكون الجنين في البيئة السائلة المطلوبة له، منها يستوعب الغذاء ويتنفس ويكون محميًّا.

خلال تطوّره يحصل الجنين على جميع احتياجاته عن طريق عضو خاص، يسمى مشيمة (نسيج ينتج أثناء الحمل في جسم أنثى الثدييّات، ويرتبط الجنين معها بواسطة الحبل السري. وظيفتها تمرير الموادّ الغذائية والأكسجين من جسم الأمّ إلى الجنين، والنفايات - من الجنين إلى جسم الأمّ). المشيمة هي عضو مؤقت، يتكوّن مع بداية الحمل، ويرتبط الجنين معها بواسطة الحبل السري. تمرّ موادّ مختلفة عبر المشيمة: الأكسجين والغذاء ينتقلان من الأم ألى الجنين، وثاني أكسيد الكربون والنفايات تنتقل من الجنين إلى الأمّ.

البكتيريا والفيروسات (غالبيتها) لا تستطيع المرور عبر المشيمة، وهي عامل هامّ في حماية الجنين من التلوثات. بالإضافة إلى ذلك، تعمل المشيمة كغذة تفرز هرمونات تشجّع استمرار الحمل.

وماذا بالنسبة للبيئة السائلة، اللازمة لجميع الأجنة المتطورة؟ كيف توفر داخل الجسم؟ مثلها مقل أجنة الزواحف والطيور، التي تتطور خارج الجسم داخل البيض، فإنّ أجنة الثديات كذلك مغلفة بأغشية داخل رحم الأم. للثديات أيضًا غشاء سلى يغلف الجنين الذي يحبس في داخله سائل السَّلى ويوفّر للجنين البيئة السائلة والحماية من الصدمات ومن الجفاف.

(صورة في الكتاب)

جنين في الرحم قبيل الولادة

*122*

سؤال

كيف يوفّر الرحم الظروف اللازمة لتطور الجنين؟

انسخوا الجدول التالي إلى الدفتر، وأكملوا فيه التفاصيل الناقصة.

أضيفوا سطورًا بحسب الحاجة.

(جدول في الكتاب مكون من عامودين:)

احتياجات الجنين،  كيف يوفّرها الرحم للجنين

--،  --

--،  --

--،  --

فعالية

معلوماتيَة

الموادّ الضارّة بالجنين

موادّ مثل الكحول، النيكوتين (الموجود في السجائر) والمخدّرات قد تضرّ بالجنين، لأنّها تنتقل عبر المشيمة وتصل من دم الأمّ إلى دم الجنين.

1. اختاروا إحدى هذه الموادّ: الكحول، النيكوتين أو أحد أنواع المخدرات.

2. ابحثوا عن معلومات حول الأضرار التي قد تسببها هذه المادّة للجنين.

3. صوغوا بطاقة إلصاق (لاصقة) لتعليقها في عيادة النساء، اعتمادًا على المعلومات التي جمعتموها.

هل تعلم؟

مدّة الحمل تختلف في الأنواع المختلفة من الثديّات.

ها هي بعض الأمثلة:

(جدول في الكتاب مكون من عامودين:)

اسم الثديِيّ،  مدّة الحمل

همستر،  16 يومًا (هذه أقصر مدّة حمل في العالم)

فأر عادي،  21 يومًا

أرنب،  30 يومًا

قطّ منزليّ،  60 يومًا

إنسان،  9 أشهر

حصان،  11 شهرًا

فيل،  22 شهرًا

سؤال للتفكير

هل توجد علاقة بين مدّة الحمل وبين حجم الكائن؟ اشرحوا

*123*

"الرحم الاصطناية" - العناية بالخُدّج

يُنهي جنين الإنسان تطوره في الرحم بعد 9 أشهر، ولكن يحدث أن يخرج المولود مبكرًا أكثر، بعد 7 أو 8 أشهر من الحمل فقط. مثل هذا الرضيع يسمّى خِدْجًا (خِدْج - رضيع ولد قبل انتهاء الأسبوع ال 37 من الحمل (دون علاقة لوزنه).

يمكن القول إنّ الخدع هم رُضّع "غير ناضجين". لم تتجمع في أجسامهم طبقة كافية من الدهن، التي تحافظ على درجة حرارة أجسامهم خارج الرحم. أحيانا، الرئتان لم تنضجا لتنفس المستقل. في الماضي كان غالبية الخدّج يموتون. أما اليوم فيضعونهم في محضنة (إنكوباتور) - حجرة شفافة، توفر للخدج درجة حرارة ورطوبة مناسبتين وحماية من التلوثات. يحصل الخدّج في المحضنة على تغذية مناسبة، عند الحاجة يساعدونهم على التنفس، وعلى كلّ حال يكونون تحت المراقبة اللازمة. عندما يُكمل الخدج تطورهم يُخرجونهم من المحضنة، ويكملون نموهم وتطورهم كالعادة.

سؤال

قارنوا العناية بالخدّج في المحضنة مع تفريخ البيض في المحضنة: ما هو وجه الشبه بين الحالتين وما هو وجه الاختلاف بينهما؟

(صورة في الكتاب)

خدّج في محضنة

*124*

هل تعلم؟

ثدييّات شاذّة

تطورت في استراليا أنواع كثيرة مميزة لها فقط، بسبب العزل الجغرافيّ وبسبب انفصالها عن باقي العالم. لهذا توجد في استراليا أنواع خاصة بها مثل ثدييّات لا تتطوّر بواسطة مشيمة بل بطريقة أخرى.

الثدييّات الكيسيّة

من المرجح الافتراض أنكم شاهدتم مرة أنثى الكنغر، التي يطل من الكيس في بطنها حيوان صغير، ينتمي الكنغر إلى مجموعة الثدييّات المسماة الثدييات الكيسية. مع أن أجنّة هذه الثدييات تتطوّر داخل جسم الأم، إلا أنها تولد "غير ناضجة"، وتكمل تطورها داخل كيس في بطن الأم. صغير الكنغر، الذي يخرج من الرحم، له حاسة شمّ متطورة وطرفان أماميان قويان. بمساعدتها يهتدي إلى طريقه إلى الكيس ويتسلق إليه. في نهاية الرحلة يحظى بالغذاء: حليب من غدّة مستترة داخل الكيس.

يُكمل صغير الكنغر تطوّره داخل الكيس الدافىء والمحميّ. يرضع الحليب، يتنفّس برئتيه، وأمّه تخلصه من نفاياته. يغادر الصغير الكيس بعد ولادة أخ جنين صغير يحتل مكانه في الكيس.

ثديي كيسيّ آخر معروف هو الكوالا.

الثدييّات أحاديّة المسلك - ثدييّات تضع البيض

حيوان منقار البط (بلاتيبوس) يدمج في صفاته بين الزواحف والثدييّات: مع أن أجنّته تتطوّر داخل بيوض خارج جسم الأم (مثل الزواحف)، لكنّها بعد أن تفقس من البيوض ترضع حليبا من الأمّ (مثل الثدييّات). يشير فحص المادّة الوراثيّة لمنقار البط إلى التشابه مع المادّة الوراثيّة للثدييّات وكذلك للزواحف، أي: من الناحية التطوّرية هو ثدييٌّ قريب من الزواحف.

ثدييّ أحاديّ المسلك آخر (يضع البيض) هو قنفد النمل الاسترالي.

(أربعة صور في الكتاب)

- أنثى كنغر مع صغيرها

- أنثى كوالا مع صغيرها

- منقار البط

- قنفذ النمل الأسترالي

*125*

تطوّر الجنين البشريّ

تتحوّل لاقحة الإنسان إلى رضيع خلال 9 أشهر (38 أسبوعا). خلال هذا الوقت تنقسم الخلايا وتتمايز. من المتّبع تقسيم الأشهر ال 9 من تطوّر جنين الإنسان - فترة الحمل - إلى 3 أقسام،كلّ ثلث مكوّن من 3 أشهر.

(صورة في الكتاب)

صورة جنين إنسان عمره 9 أسابيع

في الثلث الأول من تطوّر الجنين (الأشهر الثلاثة الأولى من الحمل) يحدث بالأساس تمايز خلايا: تتكوّن معظم الأعضاء الداخليّة في هذه المرحلة. أوّل الأجهزة التي تتطوّر هو الجهاز العصبيّ. بعد حوالي 4 أسابيع من الإخصاب يبدأ القلب بالنبض. يتبعه تطوّر باقي الأجهزة - الهضم، التنفُّس، الإفراز، العضلات والأعضاء النتاسليّة. في نهاية الثلث الأول يكون بالإمكان تمييز إنسان صغير.

في هذا الوقت يحدث أيضًا انقسام خلايا: من بويضة قطرها حوالي 0.1 ميلميتر فقط، يصل الجنين إلى طول 6 سم! ووزنه 14 غم، كوزن حبّة عنب كبيرة.

الثلث الأخير من تطوّر الجنين مكرّس بالأساس للنموّ والتحضير قُبيل الحياة المستقلة. تنضج الرئتان وتبدأ العظام بالتصلب. يجمع الجنين تحت الجلد مخزونًا من الدهن من نوع خاصّ - الدهن البنيّ - الذي يساعده على المحافظة على حرارة جسمه خارج الرحم.

كيف يعرفون إذا كان الجنين يتطوّر "كما ينبغي"؟ هل هو ولد أم بنت؟ وربما توائم؟

لم يتمكّنوا في الماضي من الإجابة عن هذه الأسئلة، أما اليوم، وبفضل تطوير تكنولوجيّات جديدة، يمكن متابعة الجنين وإجراء تشخيص ما قبل الولادة (تشخيص ما قبل الولادة - فحوص تجرى للجنين قبل الولادة لتشخيص حالته. مثل، فحوص الدمّ، أولتراساوند وفحص ماء السَّلى) له.

*126*

أولتراساوند - أمواج فوق صوتية

النساء الحوامل، كما هو معلوم، لسن شفافات. ومع ذلك، بإمكاننا اليوم أن نشاهد الجنين المتطوّر داخل أجسامهن. الطريقة التي تسمح "بتصوير" الجنين هي محاكاة بواسطة أولتراساوند. بهذه الطريقة يمكن متابعة سلامة أعضاء الجنين، فحص موقعه في الرحم، تعيين سنّة، مشاهدة قلبه النابض، اكتشاف جنس الجنين وغير ذلك.

يعمل الجهاز بالذات بواسطة أمواج الصوت! فهو يبث إلى الرحم أمواجًا صوتية لا نستطيع سماع ترددها، ولذا فهي تسمّى أمواجًا فوق صوتية - أولتراساوند. أمواج الأولتراساوند غير مؤذية للجنين المتطوّر، ولذا فهي آمنة الاستعمال. إنها تصطدم في جدران الرحم وف الجنين، وتنعكس إلى الجهاز بسرعات متفاوتة، بناء على الجسم الذي تصطدم به. هذه الأمواج المنعكسة يترجمها الجهاز إلى اشارات كهربائية، وهذه تُحوّل إلى صورة نستطيع أن نراها.

فحوص سائل السّلى وزُغابات المشيمة

المادة الوراثية الموجودة في الكروموسومات في نواة الخليّة، تحتوي على المعلومات لصفاتنا. الكروموسومات المصابة في الجنين تدلّ على عيوب وعلى أمراض مختلفة قد نرغب بمنعها. لفحص المادّة الوراثية للجنين يجب الحصول على خلايا مباشرة من الجنين، ولكن يمكن الحصول على عدد من الخلايا من محيطه.

كيف يحصلون على خلايا من محيط الجنين؟

أكثر طريقة متبعة هي فحص سائل السّلى. يسحبون قليلا من سائل السَّلى المحيط بالجنين، ويفحصون الخلايا التي "تسبح" فيه. هذه خلايا سقطت عن الجنين، تماما مثل خلايا جلدنا التي تسقط عن جسمنا كلّ الوقت. بواسطة المجهر يمكن مشاهدة الكروموسومات، فحص سلامة الخلايا وكذلك تشخيص جنس الجنين (ولد أم بنت).

طريقة أخرى للحصول على خلايا جنينيّة هي أخذ عيّنة من زُغابات المشيمة. زغابات المشيمة هي امتدادات تُكوِّن الجانب الجنيني من المشيمة. وبما أن الخلايا في هذه الامتدادات تحتوي على مادّة وراثية مماثلة لباقي خلايا الجنين، فإنّ حالة الكروموسومات فيها تمثل الحالة في جميع خلايا الجنين.

(صورة في الكتاب)

محاكاة جنين بواسطة أولتراساوند

أسئلة

1. يسحبون سائل السّلى بواسطة إبرة يدخلونها في بطن المرأة الحامل (وهذه مجرد وخزة، غير مؤلمة بشكل خاص). يجب أن تخترق الإبرة غشاء السّلى، وممنوع، بالطبع، إصابة الجنين. إقترحوا على الأطباء طريقة لتوجيه الإبرة داخل البطن إلى سائل السَّلى دون التسبب بأذى.

2. أجروا لأمرأة حامل فحصين: فحص سائل السَّلى وفحص أولتراساوند. بينت نتائج فحص سائل السَّلى أن المرأة تحمل في بطنها بنتًا؛ بينما بيّنت نتائج الأولتراساوند أن الجنين ولد. أيّ فحص على المرأة أن تصدقه؟ اشرحوا.

*127*

3. التشخيص ما قبل الولادة - ما هي المعضلات الاخلاقية التي يمكن أن يثيرها؟

أ. أي معلومات يستطيع الوالدان الحصول عليها من هذا التشخيص، وما الذي يتيح لنا عمله؟

ب. هل من الأخلاق العمل اعتمادًا على تشخيص ما قبل الولادة؟ لماذا؟

ج. هل توجد حالات يكون فيها الجواب مختلفًا؟ اشرحوا.

4. هل توجد لديكم صور أولتراساوند لكم أو لأحد أقربائكم؟ إن كان جوابكم نعم، أحضروها إلى الصف.

تطوّر أجنة حيوانات من مجموعة الفقاريات

(صور لمراحل تطور أجنة حيوانت من مجموعة الفقاريات: استعن بالمعلم)

إنسان، أرنب، ديك، سلحفاة، سلمندر، سمكة

لاحظوا التشابه بين الأجنة في مراحل التطوّر المختلفة، والاختلاف بينها.

*128*

توسع

التوأم

التوائم هم أخوة تطوّروا معًا كأجنة في رحم الأمّ. مع أنه من المألوف القول إنّ التوائم يشبهون بعضهم بعضا كثيرا (كنقطتي ماء)، ولكن ليس جميع التوائم متطابقين. إذ أنّ أغلبهم مختلفون وبالذات عن بعضهم وهم متشابهون كما يتشابه الاخوة "العاديّون".

كيف تنتج التوائم؟

التوائم غير المتطابقين

مثل كل أخوين، التوأمان غير المتطابقين هما نتيجة إخصابين أيضاً: تُخصب بويضتان كلّ واحدة منهما بواسطة حيوان منويّ آخر. الفرق هو فقط في الزمن: ففي حين يحدث الإخصاب عند الأخوة "العاديين" بفارق سنوات، يحدث الإخصاب عند التوأم في نفس الوقت.

عادة، تخرج في كلّ مرة بويضة واحدة من مبيض الأمّ، إما في حالة التوائم غير المتطابقين فتخرج بويضتان. هذا هو الفرق كله، أما التكملة - فعادية تمامًا: كلّ بويضة تُخصب بواسطة حيوان منويّ، وتنقسم اللاقحة عدّة انقسامات خلال انتقالها إلى الرحم، وكلّ جنين صغير ينغرس في الرحم. يتطوّر الجنينان معًا، وفي نهاية الحمل يولدان الواحد تلو الآخر.

(صورة في الكتاب)

توأمان غير متطابقين يتطوّران من بويضتين منفصلتين.

*129*

بما أنّ هذين الإخصابين منفصلان، فإنّ مدى التشابه في المادّة الوراثية بين التوأمين غير المتطابقين يكون مثل التشابه بين الأخوة "العاديّين".

لدى غالبيّة الثدييّات تتطوّر في رحم الأمّ عدّة أجنّة في كلّ حمل، لأنّه في كلّ إباضة للأنثى تخرج عدّة بويضات. ولأنّ كلّ بُوَيْضة يخصبها حيوان منويّ مختلف، فإن الصغار التي تلدها الأمّ في نفس البطن تختلف عن بعضها.

التوأمان المتطابقان

التوأمان المتطابقان يكونان ناتجين من بويضة واحدة أُخصبت بحيوان منويّ واحد، أي: المادّة الوراثية لهما متطابقة. في مرحلة مبكرة من الحمل انفصلت اللاقحة أو الجنين الناشىء إلى قسمين، لكن القسمين لم يبقيا ملتصقين معًا، كما في تطوّر جنين عادي، بل ابتعدا عن بعضهما. كلّ واحد منهما انقسم واستمر في التطوّر على حدة، وهكذا نتج جنينان.

يشترك التوأم المتطابقون في أبحاث هدفها تعيين مدى تأثير البيئة التي تعيش فيها علينا بالمقارنة مع تأثير الوراثة (جيناتنا). يحدّد الباحثون أزواجًا من التوائم المتطابقين تمّ فصلهم بعد الولادة وعاش كلّ واحد منهما في بيئة مختلفة، ويقارنون بينهم. الافتراض هو: بما أن المادّة الوراثية للتوأمين المتطابقين متطابقة، فإنّ الفروق بينهما تُنسب للبيئة المختلفة. بيّنت أبحاث كثيرة أنّ التوائم المتطابقين يتقاسمون صفات، تفصيلات ومجالات اهتمام مشتركة - حتى لو عاشوا على انفراد.

(صورتان في الكتاب)

- توأمان متطابقان يتطوّران من بُوَيْضة مخصبة واحدة.

- توأمان متطابقان

أسئلة

1. ماجد وماجدة توأمان. كلاهما له نفس الشعر المجعّد ونفس العينين الزرقاوين وكذلك الشامة (الخال) قرب الأنف - تمامًا في نفس المكان. هل يمكن القول بالتأكيد بأنّهما توأمان متطابقان؟ اشرحوا.

2. "توأما سيام" هما توأمان تطوّرا في الرحم وهما متّصلين معًا في جزء من الجسم. ما هو المرجّح أكثر: أنّهما توأمان متطابقان أم غير متطابقين؟ اشرحوا.

*130*

خروج الأنسال

حانت اللحظة الكبرى: الجنين، الذي تشكّل وتطوّر مرحلة تلو الأخرى، جاهز للخروج. يودّع البيئة التي نشأ فيها - البيضة أو جسم الأم- ويطل إلى الحياة. إلى بيئة جديدة ومختلفة.

الفقس من البيض

الأجنّة التي تطوّرت داخل البيض تفقس منها وتخرج. كيف تقوم بهذا؟ عندما يكون الغشاء المحيط بالجنين دقيقا، كما هو الحال عند أنواع كثيرة من الأسماك والبرمائيات، يكفي أن يتحرك الجنين بقوة داخل البيضة لكي يتمزق الغشاء. أما أجنة الأفاعي والعظاءات فإنّها تشقّ القشور اللينة للبيض بمساعدة نتوء صلب وحادّ ينمو على أنفها. المهمّة الأصعب هي التي تواجهها أجنّة الطيور، وذلك لأنّ قشور بيضها هي الأصلب. يضرب الجنين القشرة مرارًا وتكرارًا بمساعدة نتوء صغير على الجانب العلويّ من المنقار، إلى أن تنشقّ. عادة تضرب الأجنّة القشرة بحركة دائريّة، تصنع دائرة من الشقوق، ثم تدفع بالقشرة المكسورة وتخرج إلى الخارج.

التوالُد

هناك أنواع من الحيوانات التي تتطوّر داخل البيوض التي تبقى داخل جسم الأم. وعندما يحين الوقت تفقس من البيوض داخل جسم الأمّ، ثم تُقذف منه إلى الخارج. هذا الخروج للأنسال يسمى توالدًا (توالُد - خروج الأجنّة التي تطوّرت في جسم الأمّ داخل البيوض). هكذا تتوالد العقارب وبعض أنواع الأسماك (غمبوزيا)، برمائيات (سلمندر)، وزواحف (الثعابين الخانقة).

ولادة الثدييّات وولادة المرأة

أجنّة الثدييات التي أكملت تطوّرها داخل رحم الأم تخرج بعمليّة ولادة الثدييّات (ولادة الثدييات - خروج مواليد الثدييّات من الرحم. يشذّ عن ذلك الإنسان، الذي يسمّى خروجه ولادة). إذا شاهدتم مرّة المشهد المثير لولادة الجراء أو القطط الصغيرة، ربما شاهدتم الأمّ تقطع بأسنانها المشيمة، تلحس الجراء، وتنظّفها من السوائل التي أحاطتها وهي أجنّة.

خروج جنين الإنسان من رحم أمه يسمى ولادة. تماما قبل الولادة تُفرَز هرمونات مختلفة من الأمّ ومن الجنين، تجعل رحم الأمّ ينقبض. هذه الانقباضات تسمّى آلام المخاض (آلام المخاض - انقباضات الرحم أثناء الولادة. يرافق هذه الانقباضات ألم شديد)، ولها وظيفتان رئيستان: تجعل عنق الرحم يتّسع وتدفع بالجنين إلى الخارج.

عادة، يطل الرأس أوّلاً ثم يخرج الجسم. مبروك! وُلد إنسان جديد. يقطع الأطباء الحبل السُّرّيّ، الذي يربطه مع المَشيمة، وحالا يصبح كائنًا عليه أن يعيش مستقلًّا: يتنفس، يأكل، يُفرز ويستجيب للمحفزات في البيئة الجديدة.

في المرحلة الأخيرة من الولادة تخرج من جسم الأمّ المشيمة وأغشية الجنين أيضًا، التي استعملها الجنين طيلة تطوّره والآن لا حاجة إليها.

(ثلاثة صور في الكتاب)

- صوص نعامة فقس للتوّ من البضة

- هامسترات بعد ولادتها بيومين

- رضيع وُلد للتوّ

*131*

الجنين في النبات

أجنّة النباتات، مثل أجنّة الحيوانات، تنتج عن عمليتين أيضًا: انقسامات خلايا وتمايزها. في البداية يكون جنين النبات مركبا من قليل من الخلايا المتماثلة، وهذه تنقسم إلى مزيد من الخلايا. بعد ذلك بمدّة قصيرة يبدأ تمايز الخلايا، ويمكن أن نلاحظ في الجنين وجود جُذير (جذير - جزء من جسم جنين النبات؛ بعد الإنبات يتطوّر إلى جذر للنبتة الناشئة) وسُوَيْق (سُوَيْق - جزء من جسم جنين النبات؛ بعد الإنبات يتطوّر إلى ساق وأوراق النبتة الناشئة (بريعم)).

أجنّة النباتات، مثل أجنّة باقي الكائنات الحيّة، تحتاج إلى ظروف معيّنة لمعيشتها: موادّ غذائية، ماء، أكسجين للتنفس وحماية من الأخطار المختلفة (ضربات، افتراس وجفاف). كلّ هذه الظروف يجب أن تتوفر في البيئة التي تتطوّر فيها الأجنّة.

تتطوّر أجنّة النباتات داخل جسم الأمّ - داخل مبيض الزهرة، الذي حدث فيه الإخصاب. بعد الإخصاب كل بويضة تتطور إلى بذرة: تتطوّر اللاقحة في البويضة إلى جنين، والخلايا الأخرى في البويضة تتطوّر إلى نسيج غذائي (إندوسبيرم). يتطوّر غلاف البويضة إلى قشرة البذرة. بموازاة ذلك، يتطوّر المبيض نفسه إلى ثمرة تحتوي على البذور.

إذن، أجنة النباتات لها حماية مزدوجة: البذرة التي في داخلها، وكذلك الثمرة التي تكون فيها البذور. يتطلب تطور الجنين في النبات إلى بيئة رطبة، تتوفر في مبيض الزهرة. بعد أن ينهى الجنين تطوّره تنخفض كمية الماء في البذرة، ويدخل الجنين في سبات. في هذه الحالة تكون كمّيّة الماء في البذور منخفضة جدًّا - غالبا 10 بالمئةإلى 30 بالمئة من وزن البذرة - حتى تتوقف تقريبا العمليات الحيوية فيها:

تتوقف انقسامات الخلايا ووتيرة التنفس بطيئة جدًّا. الجنين النائم يستهلك القليل من الموادّ والطاقة، ويحصل عليها من النسيج الغذائيّ الموجود في البذرة.

بعد أن تستوعب البذرة الماء وتنتفخ فقط، يتنبّه الجنين الذي في داخلها من سباته ويبدأ بالإنيات. هناك أنواع من النباتات، يمكن أن تبقى بذورها في سبات لمدّة طويلة جدًّا من الزمن - أشهرًا، سنوات وأحيانا سنوات طويلة - وبعدها تنبت بنجاح.

(صورة في الكتاب)

بذرة نبات

جنين، نسيج غذائيّ، قشرة

*132*

فعالية

إلى الشبكة

التطوّر من الزهرة إلى الثمرّة

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع التكاثر والتطوّر، واختاروا الوحدة التعليمية من الزهرة إلى الثمرة.

شغلوا المُحاكاة، ونفّذوا الفعّاليّات في الوحدة.

(فعاليتان في الكتاب: استعن بالمعلم)

مخزون الغذاء في البذور والبيض

وظيفة مخزون الغذاء في البذور وفي بيض الدجاج متشابهة: تستعمله الأجنّة حتى تبلغ مرحلة تبدأ فيها بالأكل (الصيصان) أو إنتاج الغذاء (النباتات الناشئة). لكن تركيبة الموادّ في مخازن الغذاء في بذور النباتات من أنواع مختلفة لا تشبه تركيبتها في بيض الدجاج.

في الجدول التالي قارنّا بين أنواع الموادّ التي وُجدت في بيض الدجاج وبين تلك التي وُجدت في بذور النباتات: الفاصولياء، الحمص والذُّرة.

(جدول في الكتاب مكون من خمسة أعمدة:)

الغذاء: بيوض وبذور،  نَشاء،  جلوكوز،  دُهن،  زُلال

صفار بيضة،  لا يوجد،  كمية قليلة،  كمية متوسطة،  كمية كبيرة

بياض بيضة،  لا يوجد،  كمية قليلة،  لا يوجد،  كمية متوسطة

بذور فاصولياء،  كمية كبيرة،  كمية قليلة،  كمية قليلة،  كمية متوسطة

بذور حمص،  كمية كبيرة،  كمية متوسطة،  لا يوجد،  كمية قليلة

بذور ذُرة،  كمية كبيرة،  كمية متوسطة،  كمية قليلة،  كمية كبيرة

أسئلة

1. ما هي المميّزات المشتركة بين بيوض الحيوانات وبذور النباتات؟

2. ما هي أوجه الاختلاف بين بيوض الحيوان وبذور النباتات؟

*133*

فعّاليّة

مشاهدة

فحص بذور الفستق

هدف المشاهدة: التعرّف على مبنى البذرة.

المعدّات: ثمار فستق

بذور الفستق

عدسة مكبِّرة

سير العمل:

أ. افتحوا الثمرّة بحذر.

ب. تعرّفوا على الأجزاء المختلفة: الثمرة، البذرة وقشرة البذرة.

ج. ارسموا الثمرة المفتوحة والبذور التي في داخلها.

د. قشروا البذور بحذر وافتحوها.

ه. استعينوا بالصورة وتعرفوا على أجزاء البذرة: الجنين (الجذير والسويق) والنسيج الغذائيّ.

(صورة في الكتاب)

ثمار وبذور الفستق

ثمرة، بذرة، جنين، نسيج غذائيّ

*134*

تلخيص مرحليّ: تطوّر الجنين

الكائنات الحيّة التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجي يختلف بعضها كثيراً عن بعضها، لكن التطور الجنيني عند جميعها متشابه بصورة عجيبة. في جميع الحالات يشمل التطوّر انقسام الخلايا، تمايزها وانتظامها في طبقات وأعضاء.

تتطوّر الأجنّة المختلفة في بيئات حياتيّة مختلفة، ولكن لجميعها احتياجات متشابهة حيث يحتاج جميعها إلى بيئة رطبة من أجل تطوّرها.

أجنة الحيوانات التي تتطوّر على اليابسة (مثل الزواحف، الطيور والثدييّات) مغلفة بأغشية تحبس في داخلها سوائل وتحافظ على البيئة المائية اللازمة. تتطوّر أجنة النباتات في الظروف الرطبة والمحمية داخل مبيض الزهرة، وفيما بعد تدخل في حالة سبات (داخل البذور التي تحتوي على قليل من الماء) حتى إنباتها.

تحتاج جميع الأجنّة إلى تزويد منتظم بالغذاء والأكسجين. الأجنة التي تتطور داخل البيوض تتغذى من مخزون الغذاء الذي في البيوض. أما الأجنة التي تتطور داخل جسم الأمّ فإنها تحصل على الغذاء والأكسجين من الأم. مخزن الغذاء موجود قرب أجنة النباتات أيضا - أي أن نسيج الغذاء موجود داخل البذرة.

كما تحتاج جميع الأجنّة إلى الحماية من الإصابات؛ أجنّة النباتات محمية بواسطة قشور البذرة، وأجنة الحيوانات محمية بواسطة الرحم أو البيضة، كما يوجد والدان يرقدان على البيض.

تكنولوجيّات كثيرة تمكن من متابعة حالة الجنين البشري داخل الرحم والتدخل في تطور أجنة الحيوانات. على سبيل المثال، التفريخ الاصطناعي للبيض يساعد على إنقاذ الحيوانات المهدّدة بالانقراض.

*135*

أسئلة لتلخيص تطوّر الجنين

1. أ. خططوا "رحما اصطناعية" توفر للجنين البشري احتياجاته من مرحلة اللاقحة حتى اكتمال تطوره.

- كيف سيبدو جهازكم؟

- ما هي الظروف التي تسود فيه؟

- أيّ أجزاء، مركبات أو مبانٍ تكون فيه لتوفير احتياجات الجنين؟

ب. ارسموا الجهاز الذي خططتموه، واكتبوا في التخطيط وظيفة كلّ جزء وكيف من المفروض أن يقوم بها.

2. عينوا بالنسبة لكلّ جملة إن كانت صحيحة أم غير صحيحة، وصححوا الجمل غير الصحيحة.

أ. أجنّة الزواحف وأجنة الطيور عديمة المشيمة.

ب. غشاء السَّلى يغلّف أجنّة الثدييّات وموجود عندها فقط.

ج. جنين السمكة غير مغلّف بأغشية.

د. يتطوّر جنين الدجاجة من الصفار.

3. أ. كيف تواجه الكائنات الحيّة المختلفة حاجة الجنين إلى التطور في بيئة سائلة أو رطبة؟ استعينوا بجدول مثل الجدول التالي.

(جدول في الكتاب مكون من أربعة أعمدة:)

الكائنات،  البيئة الحياتية للبالغين (يابسة / ماء)،  البيئة الحياتية للجنين،  مكان تطور الجنين (بيضة / رحم)

الأسماك،  --،  الماء،  البيضة

البرمئيات،  تعيش البالغة منها على اليابسة،  --،  --

الزواحف،  --،  --،  --

الطيور،  --،  --،  --

الثدييات،  --،  --،  --

النباتات،  اليابسة (نباتات اليابسة)،  --،  --

ب. حسب المعلومات التي نظمتموها في الجدول - هل توافقون على القرار: "تتكاثر الكائنات الحيّة في بيئة مائية"؟ اشرحوا.

4. ولدت امرأة أربعة توائم: بنتين متطابقتين وولدين غير متطابقين. من كم لاقحة تطوّر الأطفال؟ اشرحوا.

أ. من لاقحة واحدة

ب. من لاقحتين

ج. من 3 لاقحات

د. من 4 لاقحات

5. يشمل غذاؤنا البيض والبذور. لماذا تناسب هذه لائحة الطعام الذي نتناوله؟

*136*

الآباء والأنسال

يستطيع فيلان أن يكوّنا عشيرة من 19 مليون فيل خلال 750 سنة. أي: بعد 750 سنة يصبح في العالم 19 مليون فيل، كلها من نسل أول فيلين.

تستطيع ذبابتان أن تكوّنا عشيرة من 191،000،000،000،000،000،000 ذبابة خلال 5 أشهر.

تستطيع بكتيريا واحدة أن تكون عشيرة بكتيريا تغطي سطح الكرة الأرضية بطبقة سمكها متران خلال 48 ساعة.

لكننا نعرف: أن الفيلة والذباب لا تملأ الكرة الأرضية، والبكتيريا لا تغطيها. السبب في ذلك هو أن جزءًا صغيرًا من كلّ الأنسال ينجح في البقاء (على قيد الحياة). هناك أخطار كثيرة تكمن لها، وهي تجبي ثمنا باهظا: أضرار الطقس (رياح، أمطار غزيرة، فيضانات، برد، حرارة متطرفة وجفاف)، نقص في الغذاء، تدمير منطقة المعيشة، مفترسات، أمراض وغيرها. من جرّاء الأخطار العديدة التي تحدق بالأنسال، من الصعب، أحيانًا، التصديق بأنّ هناك من ينجح في البقاء.

وفعلا، معظم الأنسال لا تنجح في الوصول إلى البلوغ، لكن تكفي بضعة أنسال تنجح في البقاء والتغلب وإنجاب أنسال خصبة، لكي يستمر النوع في العيش.

كيف تنجح الأنسال في البقاء بالرغم من الأخطار التي تتربّص بها؟

*137*

ظاهريًّا، لكي يستمر نوع معيّن في البقاء ولكي يبقى حجم عشيرته ثابتًا، يكفي بأن ينجب كلّ زوجين فردين. يستبدل الفردان عندما يحين الوقت الزوجين البالغين، وحجم العشيرة لا يتغيّر. لكن ليس هذا ما يحدث في الطبيعة.

في الجدول التالي يمكنكم أن بروا عدد الانسال التي يمكن أن تنجبها حيوانات من أنواع مختلفة خلال مدّة محدّدة.

عدد أنسال الحيوانات

(جدول في الكتاب مكون من أربعة أعمدة:)

--،  الحيوان،  الطائفة،  عدد الأنسال الذي يستطيع الحيوان إنجابه

صورة،  إنسان،  ثدييات،  فرد واحد كلّ ولادة مرة في السنة

صورة،  المشط الجليلي،  أسماك،  حوالي 750 بيضة كلّ وضع، مرّة في السنة

صورة،  بطة،  طيور،  8-10 بيضات كلّ وضع، مرة في السنة

صورة،  لقلق،  طيور،  3 بيضات كلّ وضع، مرة في السنة

صورة،  تونة زرقاء الزُعنفة،  أسماك،  ملايين البيوض كلّ وضع، عدّة مرات في السنة

صورة،  حمامة،  طيور،  بيضتان كلّ وضع، 3 مرات في السنة

صورة،  نسر،  طيور،  بيضة واحدة كلّ وضع، مرة في السنة

صورة،  زقزاق (طائر مائي)،  طيور،  4-3 بيضات كلّ وضع، 4 مرات في السنة

صورة،  فيل،  ثدييات،  فرد واحد كلّ إنجاب، مرة مل 5 سنوات

صورة،  فأر،  ثدييات،  حوالي 5 أفراد كلّ إنجاب، عدّة مرّات في السنة

صورة،  سلحفاة بحرية خضراء،  زواحف،  حوالي 70 بيضة كلّ وضع، مرّة كلّ سنتين

صورة،  أفعى فلسطين،  زواحف،  حوالي 20 بيضة كلّ وضع، مرة في السنة

صورة،  علجوم،  برمائيات،  حوالي 5,000 بيضة كلّ وضع، مرة في السنة

صورة،  شبوط،  أسماك،  حوالي 200،000 بيضة كلّ وضع، مرّة في السنة

*138*

أسئلة

1. كما شاهدتم في الجدول في الصفحة السابقة، تستطيع معظم الحيوانات إنجاب أكثر من فردين للزوجين في كلّ موسم تكاثر، وإذن، على مدى حياتها تستطيع إنجاب الكثير من الأنسال. ومع ذلك، عشائر كثيرة لا تزداد في الطبيعة، بل يبقى عددها ثابتًا (نوعًا ما) على مدى السنين. اشرحوا التناقض بين هاتين الحقيقتين.

2. يرتب العلماء طوائف الفقاريات بحسب مدى تركيب الحيوانات (من ناحية مبنى الجسم، السلوك وما شابه) من البسيطة وحتى المركبة جدًّا: أسماك (الأبسط)، برمائيات، زواحف، طيور وثدييّات (الأكثر تعقيدًا).

أ. ارسموا في الدفتر جدولاً، ورتبوا فيه الحيوانات المذكورة في الجدول الذي في الصفحة السابقة بحسب عدد الأنسال التي تستطيع إنجابها من العدد الأكبر إلى العدد الأصغر.

ب. صوغوا ادعاء، اعتمادًا على الجدول الذي رتبتموه، حول العلاقة بين عدد أنسال الحيوانات وبين الطائفة التي تنتمي إليها، وأعطوا تعليلات تدعم ادّعاءكم. تطرّقوا إلى مدى تركيب الكائنات في كلّ طائفة وإلى قدرتها في الأداء كوالدين.

فعالية

جمع معلومات

اختاروا حيوانا ما، واجمعوا معلومات عنه.

نظموا قائمة بكلّ الأخطار التي تتربص بأنساله، من مرحلة الجنين إلى أن يصبح بالغًا وقادرًا على انجاب أنسال خاصة به. فصّلوا الأخطار (مثلا، لا يكفي ذكر "مفترسات"، بل يجب ذكر أيّ مفترسات، ومتى تكون إصابتها أخطر).

اذكروا كيف يستطيع الحيوان الذي اخترتموه أن يواجه كلّ واحد من هذه الأخطار.

أ. هل توجد علاقة بين عدد أنسال الأنواع المختلفة ومدى عناية الوالدين بها؟ علّلوا.

ب. هل توجد علاقة بين مدى الأخطار الكامنة للأنسال وعددها؟ علّلوا.

أنسال لا يعتني الوالدان بهم

معظم الحيوانات التي تضع البيض. تغادر البيض وتتركه لرحمة الطبيعة وأخطارها. دون مراقبة يُفترس عدد كبير من البيض أو يجف، وإذا فقست منها أنسال، بعضها يفترس، يموت جوعًا أو عطشا أو تتجمد من البرد. مثل هذه الحيوانات تنجب عددًا كبيرًا جدًّا من الأنسال، وهكذا، بالرغم من الاحتمال القليل لبقاء كلّ فرد منها، فإن بعضها على الأقل ينتج في البقاء وهذا يكفي لاستمرار بقاء النوع.

من يتكاثر هكذا (بأعداد كبيرة)؟ بالأساس الأنواع الأقل تطوّرًا: غالبيّة أنواع اللافقاريات (مثل الحشرات، المرجانيات، الديدان، الحلزونات، قنادل البحر)، غالبية الأسماك، غالبية البرمائيات وكذلك زواحف كثيرة.

(صورة فراش في الكتاب)

مثل كثير من الفراش، تضع أنثى الفراشة الرخامية بيوضها على النبات، الذي يستعمل غذاء لليرقات عندما تقفس. في هذه الحالة النبات هو العليق.

*139*

الأنسال التي تحظى بعناية الوالدين

هناك حيوانات تنجب القليل من الأنسال، ولكنها تراقبها وتعتني بها. مثل هذه الأنسال تسمى حاضنة العش. صحيح أن الأخطار على الأنسال كثيرة ومتنوعة، إلا أن عناية الوالدين تزيد من احتمال الأنسال القليلة في مواجهة الأخطار والبقاء. ثمة حيوانات تراقب البيض الذي وضعته فقط، لكنها لا تراقب الأنسال التي تفقس منه.

مثل هذه الحيوانات الأخطبوطات، العناكب المختلفة وعدة أنواع من التماسيح. وهناك من لا يراقب البيض. الأنسال التي لا تعتني والداها بها تسمّى تاركة العش.

حيوانات أخرى تواصل مراقبة الأنسال الصغار والعناية بهم. إنجاب قليل من الأنسال والعناية المتفانية بها يميّزان الحيوانات من طائفة الطيور ومن طائفة الثدييّات. في هذه الأنواع تبدأ مراقبة الجيل التالي منذ كون الانسال أجنة، وتستمر فترة طويلة حتى بعد إنجابها. ترقد الطيور على البيض الذي تضعه، وهكذا تحمي البيض من المفترسات، وتوفّر للأجنة درجة حرارة ثابتة مناسبة لتطورها أيضًا. بعد فقس البيض يستمر الوالدان برعاية الأنسال. الأنسال التي تكون فراخا (فرخ - نسل طير يقفس من البيضة أعمى، عارٍ من الريش وعاجز. يحتاج الفرخ إلى تدفئة، إطعام ورعاية من قبل الوالدين. الفراخ هي مثال للطيور حاضنة العش) تعتمد كليا على والديها. يحافظ الوالدان عليها، يدفئانها ويوفران لها الغذاء، إلى أن تستطيع الطيران من العش وتصبح مستقلة. أما الأنسال التي هي صيصان (صوص - نسل طير يفقس من البيضة بعينين مفتوحتين، مكسو بالزغب. بإمكان الصوص أن يجري ويأكل بقواه الذاتية. الصيصان هي مثال على الطيور تاركة العش) تكون مستقلة أكثر: بعد فقسها بمدّة قصيرة تستطيع أن تمشي وراء الوالدين وتستطيع الحصول على الطعام بقواها الذاتية، ومن حين إلى آخر فقد تحصل من والديها على التدفئة والحماية.

(صورتان في الكتاب)

- عنكبوتة تحمل البيوض التي وضعتها داخل سلة من خيوط العنكبوت.

- البطة الأم تراقب صيصانها.

سؤال

توجد طيور تضع بيضها على أشجار أو جروف منحدرة، ومنها التي تضعه على الأرض.

أ. خمنوا: أيّ طيور تضع البيض على الأشجار أو على الجروف المنحدرة والدة فراخ أم والدة صيصان؟ أي طيور تضعه على الأرض؟ اشرحوا إجابتكم من خلال التطرّق إلى الأخطار الكامنة للأنسال في هذه الأماكن.

ب. قدروا: أي طيور تضع بيوضًا أكثر (بالمتوسط) والدة الفراخ أم والدة الصيصان؟ عللوا.

*140*

أكثر الأنسال التي تتلقى الرعاية المتفانية هي الثدييات. كأجنة تتطور هذه الأنسال في جسم الأم الدافىء والمغذّي والحامي لها. وبعد ولادتها تحصل منها على الغذاء (ترضع الحليب). وحتى بعد ذلك، في فترة تربيتها، تتمتع الأنسال بمرافقة أحد الوالدين (غالبا الأمّ) أو كليهما، تحظى بالحماية وتتعلم أشياء حيوية لبقائها.

لدى الثدييات أيضا يتلاءم عدد الأنسال مع الأخطار الكامنة لها في البيئة. الفئران، التي لها كثير من المفترسات (ثعابين، طيور جارحة، ثعالب وغيرها)، تلد حوالي 5 فئران صغيرة في كلّ بطن، وتقوم بهذا عدة مرات في السنة. أمّا الفيل، فلا يوجد له أعداء طبيعيون تقريبا، ولذا تكفي ولادة دغفل واحد كل 5 سنوات للمحافظة على عشيرة عددها ثابت تقريبا. فضلا عن هذا، فأن متوسط حياة الفيلة طويل، ووفقا لهذا تلد الفيلة 4 أو 5 دغافل طيلة حياتها فقط.

كما تعلمنا سابقا، معظم الأسماك لا تبقى لمراقبة البيوض التي تضعها. يستثنى من ذلك سمك المشط الجليليّ الذي يعيش في بحيرة طبريا ويوفر لأنساله عناية متفانية. بعد الوضع والإخصاب يجمع الوالدان البيوض المخصبة داخل فميهما، ويحفظانها حتى تفقس. طيلة هذه الفترة لا يأكل الوالدان. عندما تفقس السميكات من البيوض تسبح بالقرب من الوالدين، وعن اقتراب مفترس، تسرع في الدخول إلى فم الوالد حتى زوال الخطر. بعد أن تنمو قليلا فقط تغادر والديها وتسبح بعيدًا. هكذا تسلك أنواع أخرى من أسماك المشط.

(ثلاث صور في الكتاب)

- حوار (جمل صغير) يرضع من أمه.

- نوع من الأسماك يعيش في المحيط الهادي. يحافظ الذكر على البيوض المخصبة في فمه.

- غزالة وصغيرها

*141*

أنسال النباتات

تنتج النباتات خلال حياتها كميّات هائلة من البذور: ينتج كلّ نبات ثمارًا كثيرة، وكلّ ثمرة يمكن أن تحتوي على بذور كثيرة. فإذا كان النبات معمرًا، فإنّه ينتج سنة بعد أخرى مزيدًا من البذور.

تبدأ أنسال النباتات حياتها بعملية تسمّى الإنبات. ولكن قبل أن تبدأ البذور في الإنبات ويبدأ الجنين في داخلها في التطور إلى نبتة جديدة، تنتشر البذور في كلّ الاتجاهات. لو سقطت جميع البذور بالقرب من النبتة الأمّ ونبتت بجانبها، لحصل تنافس شديد على موارد البيئة (الماء، الضوء، الأملاح المعدنية في التربة وما شابه)، ولكان احتمال كلّ نبتة في البقاء صغيرًا جدًّا. وفعلا، غالبية البذور لا تبقى قريبا من النبتة الأمّ، بل تنفصل عنها وتتوزّع في المنطقة، وحتى إلى مسافات بعيدة جدًّا.

الأجزاء التي تنفصل عن النبتة في عملية نشر البذور تسمّى ودات التوزيع. قد تحتوي كلّ وحدة من هذه الوحدات على بذور فقط أو بذور مع أجزاء إضافية من النبتة.

كيف تنتشر وحدات التوزيع في البيئة؟

(صورة في الكتاب)

بذور تنتشر مع الريح

*142*

طرق انتشار البذور والثمار

تنتشر وحدات توزيع النباتات بوسائل مختلفة: الرياح، الحيوانات، الماء، انتشار ذاتي وبواسطة الإنسان أيضًا.

تمعنوا في الصور التالية ولاحظوا الأشكال المختلفة لوحدات التوزيع عند النباتات: كلها تتلاءَم مع طرق انتشارها.

الانتشار بواسطة الرياح

بعض البذور التي تنتشر بالرياح مزوّدة "بجناح" غشائيّ. تسمّى وحدة التوزيع هذه بالثمرة الجناحيّة. هناك ثمار لها شكل جناح غشائيّ، وتوجد في داخلها أكثر من بذرة واحدة. وهناك بذور لها تاج غشائي، وأخرى لها خصلة شعيرات. كلّ هذه الثمار، المجنحة وذات التاج الغشائي وذات خصلة الشعيرات، تتيح للرياح بأن تحمل وحدات التوزيع إلى مسافة بعيدة.

الانتشار بواسطة الحيوانات

تنشر الحيوانات البذور بطريقتين:

أ. خارج أجسام الحيوانات - لوحدات التوزيع هذه نتوءات شعرية أو شوكية. تلتصق النتوءات والأشواك بأرجل الحيوانات أو فرائها، وهكذا تحمل بعيدا عن النبتة.

ب. داخل أجسام الحيوانات - وحدات التوزيع هذه عصارية، غنية بالموادّ الغذائية والماء، لذيذة وألوانها بارزة، وتأكلها الحيوانات. بفضل قشرة البذور الصلبة، لا تتضرر في الجهاز الهضمي للحيوانات، وحتى "تحظى" بالرطوبة والأسمدة الموجودة في إفرازات الحيوانات.

(خمسة صور في الكتاب)

- بذرة قيقب سوريّ لها جناح غشائيّ.

- بذور التاجيّة لها تاج غشائي.

- اللزيق له عدة بذور داخل الثمرة الشوكية.

- يجذب لون وبريق أعناب زهرة العسل العصارية العصافير.

- بذور الجزر لها أشواك لها خطاطيف.

*143*

الانتشار بواسطة الماء

نباتات كثيرة تنمو قريبًا من الماء لها بذور أو ثمار محاطة بتجاويف مليئة بالهواء، ولذا فهي تطفو على سطح الماء. تيارات الماء أو أمواج البحر تحملها إلى مسافات بعيدة، وثمة التي تُحمل مسافة مئات الكيلومترات بعيدًا عن النبتة الأمّ.

(ثلاث صور في الكتاب)

- تحت الغلاف الأسود المسدود بإحكام لبذور سوسن الساحل توجد أنسجة طفو إسفنجيّة.

- ثمار البلّان تطفو على تيارات الماء.

- بالرغم من أن ثمار جوز الهند كبيرة، إلا أنها تطفو بسهولة على سطح الماء.

انتشار ذاتيّ

هنالك نباتات لا تحتاج إلى عامل ما لنشر بذورها. اذ أنّ ثمرتها تتفكّك، تتشقق، "تنفجر"، أو أن لها آلية أخرى تقذف بالبذور بعيدًا عن النبتة الأمّ أو تجعلها تنغرس في الأرض.

(ثلاث صور في الكتاب)

- ثمرة اللوتس تتشقق بحركة التوائية، وتتطاير البذور على الجوانب.

- يتجمع في ثمرة قثاء الحمير سائل، يجعلها "تنفجر" وتقذف بالبذور بعيدًا.

- "عقرب ساعة" إبرة العجوز ملتوٍ، ما يجعل البذرة تنغرس في الأرض.

*144*

الانتشار بواسطة الإنسان

يقوم الإنسان بنشر النباتات أيضًا. تمعنوا في نباتات الزينة التي تنمو في ساحات المنازل، أو النباتات الزراعية التي تنمو في الحقول. غالبيتها ليست نباتات بريّة محلية بل اختارها الإنسان وجلبها إلى هنا من بلاد بعيدة، وحتى من قارّات أخرى.

ينشر الإنسان النباتات بدون قصد أيضًا (بدون علمه). هكذا حصل لنبات شبّ الليل، الذي موطنة قارّة أمريكا. كما يبدو، علقت بذور شبّ الليل في السفن التي نقلت حمولات من أمريكا قبل حوالي 100 سنة. وعند تفريغ المعدات سقطت البذور على الأرض قرب الميناء، نبتت وتكاثرت، وتنتشر اليوم بشكل واسع على امتداد سواحل إسرائيل.

فعالية

إلى الشبكة

انتشار البذور

ادخلوا إلى موقع الإنترت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء. ادخلوا إلى موضوع التكاثر والتطوّر، واختاروا الوحدة التعليمية انتشار البذور.

أ. تمعنوا في صور الثمار والبذور، واقرأوا المعلومات عن النباتات المختلفة.

ب. صنفوا الصور بحسب طرق الانتشار (اسحبوا كلّ صورة إلى العمود المناسب في جدول التصنيف).

سؤال

اشرحوا الجملة: "يتعلق مدى نجاح توزيع بذور النباتات بالتلاؤم بين مبنى وحدات التوزيع وعوامل البيئة المختلفة".

*145*

تعلمنا أنّ كمية الماء في البذور قليلة لا تسمح للخلايا بأن تنقسم وتنمو. لذا، حتى بعد أن تنتشر البذور في محيطها، تبقى الأجنّة فيها في سبات حتى تبدأ عملية الإنبات. في هذه المرحلة، بين انتشار البذور وإنباتها، تتربص بالبذور أخطار عديدة، ومعظم البذور لا تنبت بتاتا. جزء من البذور تجف فيها الأجنّة وتموت، وأخرى تأكلها الحيوانات أو تحترق.

من كلّ كميات البذور الكبيرة التي تنتجها النباتات، بذور قليلة فقط تصادف ظروفًا ملائمة للإنبات.

تلك البذور المحظوظة فقط يمكنها أن تنبت وتبدأ حياتها كنبتة ناشئة.

ما هي الظروف الملائمة للإنبات؟ وماذا يحدث في البذور النابتة؟

فعالية

تجربة

الظروف اللازمة للإنبات

القسم الأول: تخطيط التجربة

خطّطوا تجربة لفحص تأثير كثافة البذور في الأصيص أو تأثير ظروف أخرى على إنبات البذور.

أ. صوغوا عدّة أسئلة بحث، واختاروا من بينها واحدًا تفحصونه في التجربة.

ب. صفوا مجموعات التجربة والمجموعة الضابطة في التجربة التي خططتموها.

ج. حضروا قائمة أدوات وموادّ للتجارب.

د. خمنوا ما هي النتائج المتوقعة من هذه التجربة.

القسم الثاني: تنفيذ التجربة

أ. حضروا كل مجوعات التجربة والضابطة التي خططتموها في القسم الأول.

ب. تتبّعوا النتائج، وسجلوا. اختاروا الطريقة الملائمة لتنظيم النتائج (في جدول، رسم بيانيّ وما شابه). استعينوا ببرنامج إكسل لعرض النتائج.

ج. هل تحققت فرضيّتكم؟

د. صوغوا استنتاجًا حول العلاقة بين الظروف وبين إنبات البذور.

ه. ناقشوا في الصف الصعوبات التي برزت خلال التجربة، واقترحوا طرقًا أخرى لفحص سؤال البحث الذي وضعتموه.

و. اكتبوا تقريرًا كاملا للتجربة. اكتبوا في التقرير التفاصيل التالية: سؤال البحث، المعدّات، وصف التجربة، النتائج والاستنتاجات.

*146*

توسع

ماذا يحدث في عمليّة الإنبات؟

الإنبات هو سلسلة من الأحداث. تبدأ بقطع سبات الجنين، الموجود داخل البذرة، ويستمرّ في دخول الماء إلى البذرة، وينتهي باختراق الجُذير لقشرة البذرة وإنتاج الأوراق الخضراء للبادرة الناشئة.

بعد قطع السبات يدخل الماء إلى البذرة، فتنتفخ (يزداد حجمها). امتصاص الماء وانتفاخ البذرة هما عمليتان فيزيائيتان. في معظم البذور يؤدي انتفاخ البذرة إلى ضغط آليّ، يمزق قشرة البذرة. في هذه الحالة يتحشن دخول مزيد من الماء والأكسجين، اللازمين للإنبات.

تمكّن كمية الماء المتزايدة في البذرة من نشاط الإنزيمات، التي لم تكن نشطة قبل ذلك. يؤدّي نشاط الإنزيمات إلى تحليل مخزون الغذاء في البذرة (الإندوسبيرم)، ويتيح نُمو وانقسام خلايا. مخزون الغذاء حيوي لتطور البادرة، حتى تبدأ بإنتاج الغذاء بنفسها. الأكسجين الذي يدخل إلى البذرة ضروريّ للتنفس. ويزداد التنفس مع زيادة وتيرة الأيض في البذرة النابتة.

يأخذ جنين النبات بالنموّ، ويتطور إلى بادرة. الجذير (جذر صغير) هو أول عضو يخترق قشرة البذرة (غالبا عن طريق شقّ يحدث في القشرة أثناء الانتفاخ). ينمو الجذير نحو الأرض، يتشبث بها ويتطور إلى جذر. بعده يستطيل السُوَيق (ريشة صغيرة، مكوّنة من ساق وبراعم أوراق)، ينمو نحو الأعلى ويتعرض للضوء.

تورق البادرة النشئة (ينتج فيها كلوروفيل، يكسبها اللون الأخضر)، وتبدأ بإنتاج الغذاء بعملية التمثيل الضوئيّ.

انتهت عملية الإنبات بنجاح!

(صورة في الكتاب)

بادرات بازيلاء

*147*

تلخيص مرحليّ: الوالدان والأنسال

تتربص بالأنسال أخطار كثيرة، ولذا معظمها لا يبقى على قيد الحياة. ولكن لكي يستمر بقاء نوع معين يكفي أن تنجح بضعة أنسال في البقاء، وأن تصل إلى البلوغ وتنجب أنسالاً خاصّة بها.

ثمة أنواع من الحيوانات التي تنجب عددًا كبيرا جدا من الأنسال ولكنها لا تعتني بأنسالها. هكذا النباتات أيضًا، التي تنتج عددًا كبيرا من البذور. غالبية أنسال هذه الأنواع لا تبقى، ولكنّ القليل منها الذي ينجح في البقائ ويضمن بقاء النوع. الحيوانات من أنواع أخرى تنجب قليلا من الأنسال، لكنها تعتني بها عناية متفانية، وبذلك تزيد من الاحتمال بأن جزءًا على الأقل منها يبقى وينجب أنسالاً له.

توجد علاقة بين مدى تطوّر النوع وبين عدد الأنسال: الأنواع الأكثر تطورًا تعتني بأنسالها، ولذا فهي تنجب أنسالاً أقلّ.

أنسال الإنسان تحصل على أطول عناية من بين الحيوانات جميعا.

تشكل أعمال الإنسان خطرًا على وجود أنواع كثيرة. وهناك هيئات ومنظمات تتطوّع من أجل حماية الأنواع المهددة بالانقراض.

وهناك اهتمام خاص لزيادة احتمالات الأنسال في البقاء.

أسئلة لتلخيص الوالدان والأنسال

1. في كثير من المدن في العالم يوجد تفجر سكاني للفئران والجرذان. تسبّب هذه القوارض أضرارا فادحة لمخازن الغذاء وحتى أنها تنقل أمراضًا مختلفة. خمنوا: ما هو سبب التفجر السكاني؟

2. يصف الرسم البياني التالي بقاء الأنسال لنموذجين من الحيوانات. حيوان 1 لا يعتني بأنساله الصغار، بينما يعتني الحيوان 2 بأنساله.

أ. أي منحنًى يصف الحيوان الذي يعتني بأنساله؟ وأيهما يصف الحيوان الذي لا يعتني بها؟ اشرحوا إجابتكم.

ب. أعطوا مثالين لكلّ نموذج من الحيوانات.

(رسم بيانيّ: النسبة المئوية من الأنسال التي تبقى في أعمار مختلفة)

*148*

3. فرس البحر هي سمكة. تضع الأنثى بيوضها داخل كيس موجود في جسم الذكر. وهناك يخصبها الذكر، ويحافظ عليها لمدة شهر ونصف تقريبا حتى تفقس.

أ. قدروا: كم بيضة تضع الأنثى؟ استعينوا بالجدول في صفحة 137.

1. حوالي 200,000 بيضة

2. بضع عشرات من البيوض

3. بيضة واحدة

ب. اشرحوا إجابتكم.

4. فيما يلي صور ثمار 3 نباتات: عرق سوس، هليون زراعي، خشب الورد الفاخر.

(ثلاثة صور في الكتاب: عرق سوس، هليون زراعي، خشب الورد الفاخر)

ما هي طريقة انتشار كلّ ثمرة؟ اشرحوا.

5. في أعقاب ثوران بركان تحت سطح الماء نتجت جزيرة جديدة وسط المحيط - بعيدًا عن أي يابسة. لم يكتشف الجزيرة أي إنسان، ولم تطأها قدم أي حيوان، ولكن بالرغم من ذلك، بعد نشوئها بحوالي 30 سنة، نمت على سواحلها أشجار جوز الهند. كيف يمكن تفسير ذلك؟

*149*

النموّ والبلوغ

"ماذا ستصبحين عندما تكبرين؟" وأنت، ماذا ستصبح عندما تكبر؟ - أعتقد أننا كلنّا سمعنا هذه الأسئلة في صغرنا، وحتى أكثر من مرّة واحدة... وفعلا، عملية النموّ البلوغ هي جزء من مجرى حياتنا وسائر الكائنات الحيّة.

لدى الكائنات متعدّدة الخلايا، ولا سيما الكائنات التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجي، قد تحدث خلال عمليّات النمو تغيرات مثيرة بشكل خاص: إنها تبدأ حياتها بخلية واحدة (بويضة مخصبة)، ولكن مع انتهاء مرحلة النموّ قد يشمل جسمها مليارات الخلايا. كما يتغير خلال النمو حجم الجسم ووزنه، المظهر الخارجيّ، وفي حالات كثيرة يتغيّر مبنى الأعضاء الداخلية وأداؤها أيضًا.

أمثلة:

وزن جسم جنين الإنسان يزداد ب 4.2 مليار(!) مرة خلال 9 أشهر الحمل.

أشجار السيكويا، التي تعيش في غرب الولايات المتحدة، تبدأ حياتها ببذرة صغيرة، وقد تصل عند بلوغها الى ارتفاع 100 متر تقريبًا!

إضافة إلى عملية النموّ تحدث عملية البلوغ أيضًا. وفي نهايته تستطيع الكائنات الحيّة أن تنجب أنسالاً. تحدث عملية البلوغ بتأثير هورمونات (هورمون مادة ينتجها الجسم (غالبا في غدة خاصة) وتنقل إلى جميع أنحاء الجسم (بواسطة الدورة الدموية أو أوعية النقل عند النبات)، ولكن جزءا من الخلايا فقط تستجيب له. الخلايا التي تستجيب له هي خلايا الهدف)، وقد تؤثر عوامل أخرى عليها أيضًا تنشطها أو تعيقها. عندما تصل حيوانات إلى سنّ البلوغ، يبدأ جهازها التناسليّ بالعمل. في هذا الوقت تظهر علامات الجنس الثانوية (علامات خارجية تميز بين الذكور والإناث، تتطوّر في سنّ البلوغ)، التي تدل على نضوج الكائن البالغ وعلى بداية فترة الخصوبة. في فترة البلوغ يستطيع الكائن أن ينجب جيلا جديدا من الأنسال.

(صورتين في الكتاب)

- قرون الأيل من علامات الجنس الثانوية.

- عُرف الديك من علامات الجنس الثانوية.

*150*

النموّ والبلوغ عند الإنسان

عملية نمو الإنسان طويلة ومركبة. فهي تبدأ منذ كوننا في رحم أمنا، حتى قبل أن نولد، وتنتهي حوالي سن العشرين.

تستمّر عملية النمو مدة طويلة. وتيرة النمو غير ثابتة طيلة هذه الفترة. أسرع وتيرة نمو تحدث في مرحلة الجنين. لو كنّا نواصل النمو طوال الوقت بنفس الوتيرة، لبلغ وزننا في سنّ حوالي 10 ملايين طن!!! لحسن حظنا، بعد الولادة تنخفض وتيرة النمو، مع أنه في أول سنتين من حياة الإنسان ما تزال سريعة جدًا. حيث يكون وزن الأطفال بعمر سنة، بالمتوسط، 3 أضعاف وزنهم عند الولادة. من سن سنتين تنخفض وتيرة النموّ، لكنها تتسارع ثانية عند مرحلة لبلوغ الجنسي عادة من سن 10 إلى 16 سنة. بعد هذه المرحلة تنخفض وتيرة نمونا مرة أخرى بصورة ملحوظة، إلى أن تتوقف حوالي سنّ ال 20.

وتيرة النمو غير متجانسة خلال البلوغ، وكذلك أعضاء الجسم المختلفة تنمو بوتيرة مختلفة: أعضاء معيّنة في جسمنا تنمو أسرع من الأخرى. ولذا، خلال النموّ تتغيّر النسب بين كبر أجزاء الجسم المختلفة.

تبين الصور التالية النسب بين أعضاء الجسم في أعمار مختلفة. لاحظوا التغيرات في حجم الرأس والرجلين بالنسبة لباقي الجسم؛ لدى الأجنة التي أعمارها 3 أشهر بشكل حجم الرأس حوالي نصف حجم باقي الجسم؛ لدى الرضع المولودين للتوّ يشكل حجم الرأس حوالي ربع جسمهم؛ ولدى شخص بالغ يكون حجم الرأس حوالي ثمن حجم الجسم فقط. طول الرجلين للرضع حوالي ثلث الطول الكلّي للجسم، بينما طوال الرجلين لدى الناس البالغين يصل إلى نصف طول قامتهم.

(صورة في الكتاب)

نسب الحجم بين أجزاء الجسم المختلفة في أعمار مختلفة.

هل تعلم؟

الخلايا تنمو وتبلغ أيضًا

مثل هذه التغيرات التي تحدث في الكائن الكامل تحدث في خلايا الجسم أيضًا: تكبر الخلية وتبلغ، وعندما تنقسم إلى خليتين (بانقسام غي مباشر). المدة الزمنية اللازمة للخلية لإكمال دورة كاملة - من خلية صغيرة، نتجت للتوّ، وحتى البلوغ وانقسامها إلى خليتين صغيرتين - ليست متجانسة في أنسجة الجسم المختلفة. على سبيل المثال، لدى جزء من خلايا الجلد تستغرق الدورة الكاملة 8 ساعات؛ بينما لدى الخلايا التي تبطن الجزء الداخليّ من الأمعاء تستغرق الدورة الكاملة يوما ونصف.

*151*

تحدث عملية نمو الجسم بتأثير الهرمونات، وبالأساس بتأثير هورمون النمو (هورمون النمو - هورمون تنتجه الغدة النخامية. ينقل بواسطة الدم إلى أنحاء الجسم ويحفز نمو العظام). يتكون هذا الهورمون في غدة خاصة، تقع في قاعدة الدماغ (الغدة النخامية). من هناك يفرز إلى تيار الدم ويتوزع في الجسم. يؤثر هورمون النموّ بالأساس على العضلات وعلى العظام، وهو يشبه "رسولا" ينقل إليها الرسالة بأن عليها أن تنموَ.

تتكون العظام في جسمنا من مادة صلبة وقوية - مادة العظم. ولكن لا تكون مبنية هكذا في بداية تطورها. ففي المراحل المبكرة من حياتنا تتكون العظام من غضروف ليّن، يشكل ما يشبه القالب للعظام. تنقسم خلايا الغضروف وتتكاثر، وهكذا ينمو قالب العظم ويستطيل. خلال النمو يرسب الكالسيوم ويتراكم بين خلايا الغضروف. ويؤدي إلى التصلب وإنتاج العظم. تسمى هذه العملية بالتعظم، وهي تبدأ حتى ونحن في الرحم.

طالما لم يتحوّل قالب الغضروف بأكمله، بإمكان العظام أن تنمو. يحدث هذا في سنوات الطفولة والصبا. العظمة التي تعظمت كلها تتوقف عن النمو.

جم منطقة الغضروف يدلّ على عمر العظام وعلى قدرتها على الاستمرار في الاستطالة. كلما كانت منطقة الغضروف أكبر، كان ذلك إشارة إلى أن العظمة صغيرة، ويمكنها أن تستطيل أكثر.

عندما ننمو ونطول، لا تنمو عظام الهيطل فقط بل باقي الأعضاء والأنسجة في الجسم أيضًا. مساحة الجلد، حجم القلب، طول الأمعاء وأبعاد أعضاء أخرى لا تبقى بمقياسها كما في فترة الطفولة. تنمو الخلايا في أنسجة كثيرة في الجسم وتنقسم وتتكاثر (بالانقسام غير المباشر). توجد في الجسم كذلك أنسجة لا يحدث فيها انقسام خلايا تقريبا، ولذا لا تنتج خلايا جديدة فيها. مثلا، خلايا العضلة لا تتكاثر خلال حياتنا، بل تنمو فقط وفقا للعمر ومدى تشغيلها. كما أن الخلايا العصبية لا تتكاثر في الجسم تقريبا، ولذا فإن إصابة الجهاز العصبيّ قد تسبب ضررا فادحا غير قابل للشفاء.

(صورة في الكتاب)

الراحتان في الصورة لن تنموا أكثر. لا توجد بين مفاصل الأصابع فجوات، أي: لا يوجد فيها نسيج غضروفي، بإمكانه الانقسام والنموّ.

أسئلة:

1. تمعنوا ثانية في الصور التي تبين النسب الحجمية بين أجزاء الجسم المختلفة في أعمار مختلفة. لاحظوا أن النسبة بين مقياس الرأس وبين مقياس الجسم آخذة بالنقصان مع التقدم في العمر. اقترحوا تفسيراً لهذه الحقيقة.

2. عند ولادة الأطفال تكون عظام كثيرة في أجسامهم غير مكتملة التعظُّم.

أ. ما هي حسنات هذا الوضع؟

ب. ما هي سيئات هذا الوضع؟

3. مصطلح "عمر العظام" يصف كمية الغضروف في العظام. كلما كان الغضروف أقل وتعظم العظم أكثر، كان عمر العظام أكبر.

فإذا كان عمر عظام طفل معين أكبر من عمره - مثلا، عمر الطفل 8 سنوات وعمر عظامه ملائم لعمر 12 - هل هذا يعني أنه سيطول كثيراً أم لا؟

*152*

حول الطول!

بعد أن أنهت العظام الطويلة، وخاصة عظام الساقين والفخذين في الرجلين، التعظّم (تتصلب وتتوقف عن النموّ والاستطالة) يتقرر الطول النهائي للشخص. وكما تعرفون، يصل الناس في بلوغهم إلى أطوال مختلفة: منهم طوال القامة ومنهم قصار القامة. يتعلق الطول النهائي لكلّ إنسان بعوامل مختلفة، بعضها وراثية وأخرى بيئية.

العوامل الوراثية

كما سبق وذكرنا، يؤثر هورمون النمو وهورمونات أخرى على عملية نمونا وعلى طولنا من مرحلة كوننا أجنة في أرحام أمهاتنا وحتى سنّ المراهقة. من سنّ المراهقة تبدأ هورمونات الجنس أيضا الإستروجين (هورمون الجنس الأنثوي) والتستوستيرون (هورمون الجنس الذكريّ) بالتأثير على النمو. الإفراز المتزايد من هورمونات الجنس يؤدي، من جملة ما يؤديه، إلى تعظم مبكر للعظام، وهكذا تتوقف عملية النموّ مبكرا أكثر من العادي. مثل هذا الشخص يكون قصير القامة.

العوامل البيئية

كما وتؤثر عوامل بيئية وسلوكية مختلفة على طولنا النهائي. أحدها هو نوع الغذاء الذي نأكله. لذا ففي فترة النموّ من المهم أن نتناول لائحة متوازنة ومنوعة، تشمل جميع المجموعات الغذائية، وبالكميات المناسبة بحسب الهرم الغذائيّ.

يفرز هورمون النموّ بالأساس وقت النوم، ولذا فإنّ النوم بقدر غير كاف يؤثر على عملية النموّ. كما أن النشاط البدنيّ مهمّ في عملية النموّ، إلا أن الرياضة البدنية المفرطة وكذلك الأمراض الصعبة والطويلة قد تبطىء من

(هرم غذائي في الكتاب: استعن بالمعلم)

يساعد الهرم الغذائي على تركيب لائحة طعام صحية ومغذية. بحسب وزارة الصحّة في اسرائيل،2010.

*153*

النموّ إلى أعلى. في أيّامنا، حيث ينجح الطبّ الحديث بمعالجة أمراض كثيرة بسرعة، فإنّ متوسّط الطول للسكان يفوق متوسط الطول في القرون الماضية. هكذا، فالأطفال الذين يولدون اليوم في أوروبا يصل طولهم في سنّ 5-7 سنوات إلى طول أكر بالمتوسط ب 12 سم من الطول الذي وصل إليه أطفال من نفس العمر وُلدوا في أوروبا قبل 100 سنة.

يختلف ابنون عن ابنات في طول فترة النمو وكذلك في وتيرة النموّ في الأعمار المختلفة. فالبنات يسبقن البنين في البلوغ، ولذا تكون البنات في مرحلة معينة أطول وأثقل من البنين من نفس العمر. يستمرّ البنون في النموّ حتى بعد أن أنهت غالبية البنات النموّ، وفي نهاية الأمر يكون الطول المتوسط والوزن المتوسّط للبنين أكبر ممّا عند البنات.

للتأكد من أن وتيرة نموّ الأطفال سليمة، يعتاد الأطباء مقارنة طول وزن أجسام الأطفال ببيانات منحنيات النموّ.

(رسمان بيانيان في الكتاب)

- رسوم بيانية: بنات 2-20 سنة منحنيات الطول بحسب العمر / الوزن بحسب العمر

- بنون 2-20 سنة منحنيات الطول بحسب العمر / الوزن بحسب العمر

انتبهوا: توجد في منحنيات النموّ خطوط متوازية - يشير الخط الأوسط (الغامق) إلى البيانات المتوسّطة للسكان كلهم. في منحنيات الطول، الخط الأعلى مناسب بشكل خاصّ لطوال القامة من بيننا؛ الخط الأدنى مناسب لقصار القامة من بيننا. كلّ الخطوط في منحنيات النموّ، وبضمنها الخط الأعلى والخط الأدنى أيضا، تشير إلى قيم في مجال التطوّر السليم للبنات والبنين في إسرائيل. بحسب وزارة الصحة في اسرائيل، 2008.

*154*

تمكننا منحنيات النمو أن نقدر الطول النهائي للناس حتى في سنّ مبكرة، لأنه في معظم الحالات، الولد بسنّ سنتين والبنت بسن 18 شهرًا يصلان إلى نصف طولهما النهائي. لكي نقدر الطول النهائي للأطفال، ننظر إلى صور أشعة رنتغن لراحة اليد ونفحص إن كان "عمر العظام" (مدى التعظم) مناسبا لعمر الأطفال.

أسئلة:

1. سامي وسامية توأمان عمرهما 7 سنوات. طول سامية 125 سم وطول سامي 115 سم. افحصوا بواسطة منحنيات النموّ، واشرحوا: هل يتطوران بوتيرة سليمة؟

2. بحسب منحنيات النموّ، ما المتوقع أن يكون طول كل من سامية وسامي في سنّ 14 وفي سن 20 سنة.

انسخوا الجدول التالي إلى الدفتر، اكملوا فيه التفاصيل الناقصة واشرحوها.

(جدول في الكتاب مكون من أربعة أعمدة:)

السن (سنوات)،  طول سامية (سم)،  طول سامي (سم)، الفرق بينهما (سم)

في سنّ 7،  125،  115،  10

في سنّ 14،  --،  --،  --

في سنّ 20،  --،  --،  --

3. أيّ سلوكيات ونشاطات يستحسن أن يتبعها الأطفال لكي يبلغوا الطول بحسب كامل قدرتهم على النموّ؟

هل تعلم؟

الطول النسبيّ

من بين الناس الذين صحتهم وتطورهم عاديان هناك أناس قامتهم طويلة بشكل خاصّ، وآخرون قامتهم قصيرة بشكل خاص. يعتبر أفراد قبيلة التوستي في أفريقيا الأطول في العالم؛ يبلغ متوسّط طول الرجل من هذه القبيلة 183 سم. بالمقابل أفراد قبيلة البيغميين - هم من أفريقيا أيضًا - يعتبرون الأقصر؛ يبلغ متوسط طول الرجل من هذه القبيلة 122 سم.

بحسب كتاب غينيس (كتاب الأرقام القياسية العالمي)، كان ليونيد ستنديك أطول إنسان في العالم في عام 2007، أوكرانيّ عمره 36، حيث بلغ طوله 2.56 متر!!! يعاني ليونيد من خلل ما، أدّى إلى إفراز متزايد من هورمون النموّ الذي نمّاه إلى هذا الطول الشاذّ.

*155*

من الطفولة إلى البلوغ

الإنسان، مثل باقي الحيوانات والنباتات التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجي، لا يستطيعون التكاثر وهم صغار، بل فقط بعد وصولهم سنّ البلوغ، فترة الخصوبة. بكلمات أخرى: يمكنهم التكاثر فقط بغد أن أنهى الجهاز التناسليّ تطوّره وأصبح يؤدّي عمله بنجاح.

مع أنّ الأجهزة التناسلية تتطوّر في أجسامنا في مرحلة مبكّرة، حتى ونحن أجنة في أرحام أمهاتنا، لكنها لا تكون نشطة حتى نصل سنّ البلوغ. هذه الأجهزة من علامات الجنس الأوليّة للرضيع المولود - ذكر أم أنثى.

يبدأ في "سن المراهقة" إفراز هورمونات الجنس (هورمونات الجنس - هورمونات تنتج في الغدة النخامية وفي الجهاز التناسلي وتنقل بواسطة الدم إلى الجسم، وتحفز تطور الجهاز التناسلي وتؤثر على أدائه) في جسمنا، وفي أعقاب ذلك تحدث سلسلة من التغيرات في مبنى الجسم وفي أدائه. هذه التغيرات الهورمونية تنشط تطور الجهاز التناسلي في الجسم، وتؤدي إلى ظهور علامات الجنس الثانوية. تظهر العلامات الأولى للبلوغ لدى البنات في سنّ 9 أو 10 سنوات تقريبا، ولدى البنين في سنّ 12 سنة تقريبًا.

(صورة في الكتاب)

الهورمونات التي تُفرَز في الدماغ تؤثر على أجهزة في الجسم، ومن ضمنها الجهاز التناسليّ.

*156*

الجهاز التناسلي عند الرجل

الجهاز التناسلي عند الرجل له عدّة وظائف:

أ. الخلايا التناسلية الذكرية (الحيوانات المنويّة) تنتُج فيه، وكذلك السائل المنويّ، الذي يؤثر على حركة الحيوانات المنوية في طريقها إلى اللقاء مع بُوَيْضة المرأة.

ب. يمكن من التزاوج، الذي تنتقل خلاله الحيوانات المنوية إلى داخل الجهاز التناسليّ للمرأة.

يتركب الجهاز التناسلي عند الرجل من عدة أقسام:

تتكون الخلايا التناسلية الذكرية (الحيوانات المنوية) في الخصيتين. كما توجد في الخصيتين خلايا تفرز هورمون تستوستيرون، وهورمونات أخرى تؤثر على تطور جسم الرجل وعلى أدائه.

غدة بربخ ملاصقة لكل خصية. مبناها عبارة عن أنبوب دقيق، طويل وملتو، قد يصل طوله إلى 6 أمتار! تنهي الحيوانات المنوية نضجها في البربخ، وهناك تخزن أيضا حتى تقذف من الجسم.

تحمل الأنابيب المنوية الحيوانات المنوية من البربخ نحو القضيب.

في طريقها إلى خارج الجسم تختلط الحيوانات المنوية بمواد تفرزها غدد سائل المني (البروستات وغدة كوبر). تُضاف هذه المواد إلى الحيوانات المنوية وتنتج سائل منوي، الذي يوفر لها البيئة السائلة والطاقة اللازمة لحركتها.

ينقل الإحليل سائل المني إلى خارج الجسم، كما ويُستعمل لإخراج البول. عند قذف الحيوانات المنوية، العضلات المغلقة للمثانة البولية تنقبض وتمنع إخراج البول.

قد يتضرر تطوّر الحيوانات المنوية في درجة حرارة الجسم (37 درجة سيلسيوس) فهي تتطور جيدا في درجة حرارة أقل. ووفقا لذلك، تقع خصيتا الرجل داخل كيس الخصيتين الواقع خارج الجسم، حيث تسود درجة حرارة مقدارها (35 درجة سيلسيوس) فقط.

في حوالي سن 12 سنة تظهر العلامات الأولى للبلوغ لدى البنين. تبدأ مناطق الصدر والكتفين بالاتساع، وتزداد كتلة العضلات في الجسم. يحفز هورمون التستوستيرون عملية إنتاج الحيونات المنوية، ويكبر القضيب وكيس الخصيتين. فيما بعد تظهر علامات الجنس الثانوية لدى الفتيان: يغلظ الصوت، وينمو شعر العانة، وتحت الإبطين وعلى الوجه أيضا. في سنّ المراهقة يبدأ إنتاج الحيوانات المنوية أيضًا، وهو يستمر لدى الرجال طيلة حياتهم. يستطيع الرجل البالغ أن ينتج في خصيتيه ملايين الحيوانات المنوية كلّ يوم.

(صورتان في الكتاب)

- الجهاز التناسلي عند الذكر (حويصلة منوية، البروستات، أنبوب المني، الإحليل، بربخ، خصية).

- الذقن والشارب هما من علامات الجنس الثانوية عند الرجل.

*157*

فعالية

إلى الشبكة

الجهاز التناسليّ عند الرجل

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع التكاثر والتطوّر، واختاروا الوحدة التعليمية الجهاز التناسلي عند الرجل.

شغلوا المحاكاة، وأجيبوا عن الأسئلة التالية:

1. ما هو مصدر الطاقة للحيوانات المنويّة، الذي يمكنها من الحركة في الجهاز التناسلي للمرأة حتى تصل إلى مكان الإخصاب؟

2. هل تصل جميع الحيوانات المنوية التي تُقذف دفعة واحدة من جسم الرجل إلى البويضة؟

الجهاز التناسلي عند المرأة

الجهاز التناسلي عند المرأة له عدّة وظائف. بعضها يختلف عن وظائف الجهاز التناسلي عند الرجل:

أ. تنتج فيه الخلايا التناسلية الأنثوية (البويضات).

ب. يوفر بيئة ملائمة للإخصاب - لالتقاء البويضات مع الحيوانات المنوية.

ج. يتيح تطوّر الجنين حتى ولادته.

الجهاز التناسلي عند المرأة، بكلّ أجزائه، يقع داخل جسم المرأة، ومحميّ جيّدًا من الضربات الخارجية. بخلاف ما يحدث عند الرجال، البويضات (والمسماة أيضا خلايا بويضات) تنتج في المبيضين منذ أن كانت المرأة جنينا في رحم أمها. حوالي نصف مليون بويضة توجد في مبيضي الرضيعة عند ولادتها، لكنها غير ناضجة بل تكون في حالة سبات عميق حتى سنّ البلوغ. من البلوغ يفرز المبيضان الكميات الرئيسة من هورمونات الجنس الأنثوية - إستروجين وبروجسترون.

قناتا البيض (فالوب)، واللتان تسمّى الواحدة منهما أيضا بالبوق (بسبب شكلها)، تنقلان البويضات من المبيضين باتجاه الرحم. في داخل قناة البيض، في ثلث الطريق تقريبا باتجاه الرحم، يحصل اللقاء بين البويضة والحيوانات المنوية، ويحدث الإخصاب.

الرحم عضو عضلي. جداره الداخليّ مبطن بطبقة (بغشاء مخاطيّ) تسمى بطانة الرحم، التي تتفكك وتتجدد كلّ شهر. يُكمل الجنين تطوّره في الرحم حتى موعد الولادة ويخرج عبر قناة الولادة - المهبل.

تظهر علامات الجنس الثانوية عند الفتيات ابتداء من سن 9 أو 10 سنوات: يبدأ الثديان بالنمو! وكذلك شعر العانة والإبط؛ يتسع الحوض، ليتيح الولادة في المستقبل، ويكبر الرحم والمهبل. في حوالي سنّ 12 سنة تبدأ الدورة الشهرية عند المرأة بالعمل. في هذه الدورة تنضُج البويضات وتكون جاهزة للإخصاب بشكل دوريّ - بويضة واحدة كلّ شهر.

*158*

فعالية

إلى الشبكة

الجهاز التناسلي عند المرأة

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع التكاثر والتطوّر، واختاروا الوحدة التعليمية الجهاز التناسلي عند المرأة.

شغلوا المحاكاة، وأجيبوا عن الأسئلة التالية:

1. أين يحصل اللقاء بين البويضات والحيوانات المنويّة؟

2. ما هي وظائف المهبل؟

3. ما هي وظيفة بطانة الرحم، ولماذا من المهمّ أن تستبدل كلّ شهر (خلال فترة خصوبة المرأة)؟

الدورة الشهرية عند المرأة

منذ بلوغ المرأة وحتى نهاية فترة الخصوبة، في حوالي سنّ ال 50، تنضج كلّ شهر بويضة واحدة. أي: طيلة فترة خصبة المرأة حوالي 450 بويضة فقط تنضج وتكون جاهزة للإخصاب، من بين نصف مليون بويضة موجودة في المبيضين منذ كانت جنينًا في رحم أمّها.

تستمر الدورة الشهرية عند المرأة حوالي 28 يوما. في هذه الفترة تنضج إحدى البويضات وتكون جاهزة للإخصاب، وفي نهايتها تبدأ دورة جديدة. هورمونات الجنس الأنثوية - الإستروجين والبروجسترون - تفرز خلال الدورة الشهرية بكميات متفاوتة، وهكذا تؤثر على المراحل المختلفة من الدورة.

في بداية الدورة الشهرية تنفصل البطانة التي تبطن داخل الرحم وتخرج إلى الخارج. يرافق هذه العمليّة نزيف، يسمى الحيض (الطمث). في نهاية أيام الحيض تبدأ إحدى البويضات في المبيض بالنضج. يستغرق نضج البويضة حوالي أسبوع، وخلال ذلك تقترب من جدار المبيض.

بموازاة ذلك، تزداد بطانة الرحم سمكا إلى أن تكون جاهزة لإستيعال جنين وبداية الحمل.

حوالي اليوم ال 24 من الدورة تحدث الإباضة: تخرج البويضة التي نضجت في ذلك الشهر من المبيض وتدخل إلى قناة البيض - البوق. فإذا كانت الحيوانات المنويّة موجودة في البوق، أو أنها إذا وصلت إلى البويضة التي في البوق في هذا الوقت، فسيحصل الإخصاب.

البويضة المخصبة (في البوق) تواصل تحركها داخل البوق نحو الرحم. هناك يمكنها أن "تنغرس" داخل بطانة الرحم السميكة، ويستطيع الجنين مواصلة تطوره في الرحم. أما إن لم يحصل إخصاب، تتلاشى البويضة وتتفكك. تبقى بطانة الرحم حتى انتهاء الدورة، ثم تنفصل وتخرج إلى الخارج - وتبدأ دورة جديدة.

*159*

فعالية

إلى الشبكة

دورة الهرمونات والإباضة

ادخلوا الى موقع الإنترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع التكاثر والتطور، واختاروا الوحدة التعليمية دورة الهرمونات والإباضة.

شغلوا المحاكاة، وأجيبوا عن الأسئلة التالية:

1. أي هورمونات تؤثر على زيادة سُمك بطانة الرحم؟

2. تحدث هذه الأحداث خلال الدورة الشهرية عند المرأة: نضج البويضة، حيض، إباضة، الرحم جاهز للحمل.

ما هو الترتيب الصحيح لتسلسل الأحداث؟

3. في أي وقت خلال تسلسل الأحداث في الدورة الشهرية عند المرأة يمكن أن يحصل الإخصاب؟

هل تعلم؟

يمتاز سن المراهقة ليس فقط بتغيرات جسمانية بل بتغيرات عاطفية وسلوكية أيضا. تبدأ في هذه السنوات هوية المراهقين بالتبلور، وتتأرجح عواطفهم بين التناقضات. من جهة - الرغية المتزايدة في الانفصال عن الأهل، التميزّ عن الناس الآخرين وتنمية شخصية مستقلة؛ ومن جهة اخرى - هناك حاجة إلى الانتماء إلى مجموعة اجتماعية، التعاطف معها والسلوك "مثل الجميع" أيضًا.

بالإضافة إلى ذلك، وتيرة البلوغ الجنسي والتغيرات في وزن الجسم، الطول ومبنى الجسم تختلف من شخص إلى آخر، ولذا فإن الكثير من الشباب يشعرون (غالبا بالخطأ) أن شيئا غير "عادي" أو غير "طبيعي" (يحدث) عندهم. وذلك لأنه يوجد في كلّ مجموعة مراهقين من يتقدم بشكل خاص بالبلوغ، وآخرون يتأخرون وراء الأغلبية، قد تؤثر هذه الفروق على التصور الذاتيّ للمراهقين. وقد تسبب التغيرات الهرمونية تغيرات في الجلد، إلى ظهور حبّ الشباب والى تقلبات حادة في المزاج.

مع أن كل مراهقة وكل مراهق يجتاز هذه الفترة بطريقته الشخصية والمميزة له، إلا أن الدمج بين هذه العوامل قد يسبب الارتباك، التوتر وتقلبات سريعة في المزاج وعلاقة المراهقين مع محيطهم.

من المهم أن نتذكر:

هذه هي فترة زمنية مؤقتة فقط! في نهاية مرحلة المراهقة من المفروض أن تذهب العواصف العاطفية أدراج الرياح.

*160*

أسئلة

1. قارنوا بين الخلايا التناسلية عند الرجل وعند المرأة.

انسخوا الجدول التالي إلى الدفتر، وأكملوا فيه التفاصيل الناقصة.

(جدول في الكتاب مكون من ثلاثة أعمدة:)

المعيار (المقياس)،  عند المرأة،  عند الرجل

اسم الخلايا التناسلية،  --  --

العضو الذي تنتج فيه الخلايا التناسلية،  --  --

فترة نضج الخلايا التناسلية (فترة الخصوبة)،  --  --

كمية الخلايا التناسلية الناتجة في الجسم،  --  --

كمية الخلايا التناسلية التي تنضج في الجسم طوال العمر،  --  --

كمية الخلايا التناسلية التي تنضج في الجسم في كل مرة،  --  --

2. اعتمادًا على المعطيات التي أكملتها في الجدول، هل يوجد فرق بين عدد الأنسال التي يستطيع الرجل والمرأى إنجابها طيلة حياتهما. اشرحوا.

3. أحد المبادىء الهامة في التكاثر التزاوجي هو حماية الخلايا التناسلية. وما هي أعضاء الرجل التي تنتج فيها الخلايا التناسلية موجودة في كيس الخصيتين، البارز خارج الجسم. ما هو التفسير لذلك؟

4. بخلاف الوضع عند الرجل، جميع أجزاء الجهاز التناسلي عند المرأة موجودة داخل الجسم. الحماية من الضربات الخارجية حيوية بشكل خاصّ في الجهاز التناسلي عند المرأة. لماذا؟

5. في حالات معينة يلزم تصوير عضو ما بأشعة رنتغن كجزء من العلاج الطبي. في مثل هذه الحالة يغطون أعضاء الجسم التي لا حاجة لتصويرها بواقٍ خاص (إزار من رصاص)، يصد أشعة رنتغن.

أ. ابحثوا في الشبكة عن أشعة رنتغن وعن الأضرار التي قد تسببها.

ب. عند تصوير منطقة البطن بأشعة رنتغن، من المهم حماية منطقة المبيضين حتى عند طفلة لم تصل سنّ البلوغ بعد وجهازها التناسلس ما زال لا يعمل. اشرحوا.

النمو والبلوغ عند الحيوانات

كما هو الحال عند الإنسان، فإن أجسام الحيوانات كلها تنمو خلال حياتها. وهي تصل إلى مرحلة البلوغ الجنسي أيضا، وعندها يمكنها التكاثر. كما أنه عند الحيوانات أيضا تؤثر هورمونات النموّ وهورمونات الجنس على عملية البلوغ وعلى نضج الجهاز التناسلي في جسمها. بعد أن ينهي الجهاز التناسليّ تطوره، تظهر لدى حيوانات كثيرة علامات الجنس الثانوية. ثمّة حيوانات تبقى لديها هذه العلامات طيلة حياتها، مثل الإنسان. ولكن هناك حيوانات تظهر لديها هذه العلامات قبيل موسم التكاثر فقط، وتختفي مع انتهائه. على سبيل المثال، قرون الأيل البالغ، إحدى علامات الجنس الثانوية لدى الذكر، تسقط كلّ سنة وتنمو من جديد قبيل موسم التكاثر.

*161*

ازدواج الشكل الجنسيّ

لدى حيوانات كثيرة فرق بارز جدا بين مظهر الذكر البالغ وبين مظهر الأنثى. تسمّى هذه الظاهرة إزدواج الشكل الجنسي.

يختلف الذكر في مظهره عن الأنثى خاصة عند الحيوانات التي تنتمي إلى طوائف الطيور، الزواحف والثدييات. لماذا يحصل هذا؟ - عند هذه الحيوانات الأنثى هي التي تختار الزوج لإنجاب النسل. ولهذا، علامات الجنس الثانوية تكون بارزة بشكل خاص عند الذكر بالمقارنة مع الأنثى. مثلا، العرف الاحمر في أعلى رأس الديك، الألوان الخلابة للضب المزوق - كل هذه هي علامات جنس ثانوية تميز الذكر البالغ، الجاهز للتزاوج.

مقابل الذكور، حيث تبرز علامات الجنس الثانوية كثيرا للعيان، عند لإناث كثيرة من المهمّ أن يستقبل الذكور هذه العلامات وألاّ تبرز لأعين المفترسات. وفعلا، ففي حيوانات كثيرة تنشر الإناث روائح مميزة تستطيع الذكور استقبالها بسهولة، والمفترسات بصعوبة. ألوان هذه الإناث غالبا ما تكون ألون تمويه (ألوان تمويه ألوان تندمج مع ألوان الخلفية في البيئة، وتخفي عن الناظر الحيوانات، النباتات أو الجسم المموه)، تندمج مع ألوان البية. تصعب ألوان التمويه على المفترسات اكتشاف الإناث، وتزيد من احتمال قيامها بتربية أنسالها بنجاح.

(ثلاثة صور في الكتاب)

- قرون الذكر هي إحدى علامات الجنس الثانوية.

- ذكر الطاووس له ألوان بارزة جدًّا.

- أنثى الطاووس لها ألوان تمويه بنية، تندمج مع ألوان الأرض.

فعالية

مهمة صفية

تحضير ألبوم: ازدواج الشكل الجنسيّ

أ. ابحثوا عن معلومات وصور حيوانات لديها ازدواج الشكل الجنسيّ.

استعينوا بموقع المكتبة الافتراضية لمطاح وبمواقع إنترنت أخرى مثل ال "يوتيوب"، بكتب تتناول الحيوانات، مجلات دورية مثل "طيفع هدفاريم" وما شابه.

ب. أعدوا ألبومًا صفّيًّا، تعرضون فيه الصور التي وجدتموها، روابط أفلام، ومعلومات موجزة عن كلّ حالة.

أسئلة للتفكير

1. عند غالبية الكائنات الحية لا يحدث التكاثر طوال السنة بل في موسم معين فقط موسم التكاثر. هل يوجد موسم من المستحسن أن تتكاثر فيه الحيوانات لأنه ملائم أكثر لإنجاب الأنسال؟ إن كانت الإجابة نعم ما هو؟ عللوا.

2. كيف تعرف الحيوانات أن فصل التكاثر قد حلّ؟

*162*

التطور بطريقة التحول

لدى كثير من الحيوانات تشبه الأنسال والديها. صحيح أنها أصغر، قد تختلف ألوان جسمها عن ألوان البالغين، وكذلك النسب بين أعضاء الجسم مختلفة، لكن يكفي إلقاء نظرة خاطفة، لنفهم من هم والدوهم. مثل الهريرات، الدغافل وجديان الماعز.

بالمقابل، هناك حيوانات تختلف صغارها كليًّا عن والديها. وخلال بلوغها، في مراحل مختلفة من دورة حياتها، يتغير شكل الجسم كليا، ويتغير غذاؤها الذي تأكله. ومنها ما تنتقل من بيئة حياتية إلى بيئة أخرى تختلف كليا في ظروفها. هذه الطريقة من التطور تسمّى تحولا (تحول تطور حيوانات على مراحل، تحدث خلالها تغيرات جوهرية في شكل جسم الحيوان، او في أدائه في بيئة حياته). الحشرات والبرمئيات هي أمثلة لحيوانات تتطور بالتحول.

مراحل في دورة حياة فراشة

بيضة (سهم) يرقة (سهم) شرنقة (سهم) ذنب سنونو بالغ

التحول عند الحشرات

تتطور جميع الحشرات بطريقة التحول. يتطور بعضها بطريقة التحول الكامل، وبعضها بالتحول الناقص (التحول الجزئي).

أمثلة على حشرات تتطور بتحول كامل: الفراش، الذباب والخنافس. تمعنوا في دورة حياة فراشة ذنب السنونو. لاحظوا: لا يوجد أيّ تشابه بين اليرقة الناشئة التي تقفس من البيضة وبين الفراشة البالغة. معظم الوقت تأكل اليرقة أوراق النباتات، وهي تنمو بوتيرة سريعة. بعد مدّة ما تتوقف اليرقة عن الأكل، تنسج خيوطا حولها أو تنطوي داخل ما يشله "العلبة" - هذه مرحلة الشرنقة. تحدث في هذه المرحلة تغيرات مثيرة في شكل جسمها: من مبنى يرقة مستطيلة، تتقدم بزحف مترهل، ويتغير الجسم إلى الشكل المميز لفراشة بالغة، ذات جناحين رقيقين. بعد أن تفقس الفراشات البالغة من الشرانق، يخصب الذكر الأنثى وتقوم هي بوضع البيض، حيت يستطيع جيل جديد ان يبدأ حياته.

البعوض واليعسوب هما مثالان على حشرات تغيّر بيئة حياتها خلال التحول. تعيش يرقاتها في الماء وتتشرنق فيه، بينما تخرج البالغة من الماء وتطير في الجو. حيث تجد أزواجها، وبعد الإخصاب تضع الأنثى البيض في الماء.

مراحل في دورة حياة بعوضة

بيوض، يرقة، شرنقة، بالغة

*163*

التحول عند البرمائيات

تتطور البرمئيات، مثل الضفادع والعلاجيم، بطريقة التحول أيضا. تضع الأنثى البيوض في الماء، ويقذف الذكر حيوانات منوية إلى الماء، ويقوم بإخصتب البيوض. من البيضة يفقس شرغوف.

يسمى بالعامية "أبو رويس" بسبب شكل جسمه، المكون من "رأس" و "ذنب". الصغار منه عديمة الأرجل وتتنفس بمساعدة الخياشيم. شراغيف العلجوم، على سبيل المثال، نباتية. تتطور الأطراف خلال التحول، يقصر الذنب إلى أن يختفي، وبدلا من الخياشيم تتطور رئتان. خلال 6 أسابيع يتطور الشرغوف النباتيّ إلى علجوم بالغ. يخرج من الماء، يقفز على اليابسة ويفترس الحشرات.

مراحل في دورة حياة الضفدع

بيوض (سهم) شراغيف (سهم) بالغة

سؤال

أعدوا جدول مقارنة بين تحول الحشرات والبرمائيات وبين مراحل البلوغ عند الثدييات.

أ. اختاروا المميزات التي يمكن مقارنتها (مثلا: التغيرات بحجم الجسم، شكل الجسم، نوع الغذاء والبيئة الحياتية). اكتبوها في عناوين الأعمدة (أو الأسطر) في جدول المقارنة الخاصّ بكم.

استعينوا بموقع الانترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية - علم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء. ادخلوا إلى موضوع التكاثر والتطور، واختاروا الوحدة التعليمية خروج الأنسال.

ب.أكملوا في الجدول جميع التفاصيل.

*164*

فعالية

تنور علمي

جهاز لاكتشاف الشبق عند الأبقار

تعلمتم ان المتعهدين لقطاع الأبقار في اسرائيل يختارون ثيرانًا وأبقارًا "متفوقة" في صفاتها، يجرون زراعة أو إخصابا خارج الجسم لخلاياها التناسلية، ويوزعون الأجنة في أرحام ابقار معيلة (أبقار "عادية"). وهكذا، تكون تلك "المتفوقة" هي والدة جميع قطعان الأبقار تقريبا في البلاد.

لاستيعاب البويضات المخصبة بنجاح في أرحام الأبقار المعيلة، ولكي يتطوّر الحمل كما ينبغي، يجب التأكد من أن البقرة في المرحلة الملائمة لبداية الحمل. أحد مميزات الحمل عو الشبق.

يتبين أنه كما لدى الحيوانات الأخرى من طائفة الثدييات يمكن أن نشخص مرحلة الشبق عند البقرة أيضا. التي تكون فيها البقرة مستعدة للتزاوج وجسمها مهيأ لبداية الحمل. اكتشف الباحثون أنه عندما تكون البقرة شبقة، تكون نشطة بشكل خاص وتمشى بصورة عصبية.

يوجد في كيبوتس أفيكيم معمل يتيح لمربّي الأبقار الاعتماد على هذه النتيجة، وأن يقللوا من إجراء فحوص زائدة وباهضة التكاليف، ويتفادوا خشارة أجنة نتيجة زراعتها في رحم بقرة في موعد غير مناسب. يُتيح المعمل "مقياس سلوك" (عدّاد الخطى). وهو يُربط بأرجل الأبقار ويقيس مدى نشاطها، أي: عدد الخطوات خلال مدّة ما. يبث الجهاز النتائج إلى حاسوب الحظيرة، وهكذا يميز مربّو الأبقار وبسهولة الأبقار الشبقة. حاليًا، أكثر من 70 (بالمائة) من الأبقار في إسرائيل نجد على أرجلها "مقياس السلوك".

أسئلة

1. لاستيعاب البويضات المخصبة بنجاح في أرحام الأبقار المعيلة، ولكي يتطور الحمل كما ينبغي، يجب التأكد من أن البقرة موجودة في المرحلة الملائمة لبداية الحمل".

اعتمادًا على ما تعلمتموه عن الإخصاب عند الإنسان، ما هي المميزات التي يمكن ان تكون في "المرحلة الملائمة" لدى البقرة إضافة لزيادة حركتها؟ علّلوا.

2. ما هي المعلومات الرئيسة التي يعتمد عليها "مقياس السلوك" عند الأبقار؟ عللوا اختياركم.

أ. توجد أبقار وثيران "متفوقة" يجدر جمع خلاياها التناسلية.

ب. الأبقار والثيران "المتفوقة" هي والدة جميع قطعان الأبقار في البلاد تقريبا.

ج. في مرحلة الشبق تكون الأبقار نشطة بشكل خاصّ، وتمشى بصورة عصبية.

د. يمكن زرع أجنة في أرحام أبقار معيلة، لكي تتطوّر بنجاح.

3. "مقياس السلوك" هذا، أو جهاز مشابه، يمكن أن تكون له استعمالات إضافية مع حيوانات اخرى، وربما حتى الإنسان.

أ. اقترحوا أفكارًا لاستعمالات إضافية للجهاز. صفوا اقتراحاتكم، واذكروا أيّ احتياجات يمكن أ يلبيها الجهاز. إذا كانت الاستعمالات التي افترحتموها تستلزم تغييرات في الجهاز، اذكروا التغييرات.

ب. اشرحوا كيف خطرت الأفكار التي اقترحتموها على بالكم.

(صورة في الكتاب)

"مقياس السلوك" (عداد الخطى) المربوط برجل بقرة

*165*

النموّ والبلوغ عند النباتات

مثل الحيوانات الصغيرة، التي تنمو وتبلغ، فإن البادرات (النباتات الصغيرة) تتطوّر إلى نباتات بالغة أيضا، تستطيل سيقانها وتتفرّع، تتطوّر عليها أوراق إضافية، ومع الوقت تزهر وتنضج ثمارها.

لكن بخلاف الحيوانات، تحدث عملية نموّ النباتات في مناطق خاصّة في النبتة، تسمى القمم النامية. تكون القمم النامية في براعم الأزهار، الأوراق والسيقان وفي أطراف السيقان والجذور.

كلّ واحد يمكنه تمييز عمليّة نمو النبات: المجموع الخضري - الجزء فوق الأرضي من النبات - ينمو ويتفرع. لكن لا ننسى أنه بموازاة نموّ المجموع الخضري، الجذور المستترة في التربة تستطيل وتتفرّع. كلما نما النبات أكثر فإنه يحتاج إلى تزويد أكثر بالماء والأملاح (الأملاح المعدنية). تقوم الجذور المستطيلة والمتفرعة بهذه الوظيفة بنجاح.

مثل الحيوانات، فإنّ شكل كلّ عضو جديد ينشأ في النبات وحجمه وأداءه يتعين خلال فترة جنينية قصيرة. في هذه الفترة تنقسم الخلايا وتتكاثر، تنتظم في مجموعات، تغيّر شكلها، تتمايز و "تتخصص" في الوظائف الخاصة بها.

(أربعة صور في الكتاب)

- بادرة خرفيش

- تطور أوراق بالغة في الخرفيش

- خرفيش مزهر

- نشر بذور الخرفيش

لكن بخلاف عملية نموّ الحيوانات، تنشأ لدى النباتات اعضاء جديدة طيلة حياتها. لدى غالبية الحيوانات، من الوقت الذي تصل فيه إلى البلوغ لا تنتج بعد أعضاء جديدة في أجسامها. لكن لدى النباتات، تتطوّر أغصان، أوراق، جذور، أزهار وثمار جديدة حتى نهاية حياتها. تتطوّر الأعضاء الجديدة في القمم النامية للنباتات، وهي تستبدل أعضاء هرمة أو التي سقطت عن النبتة.

لا تستبدل كل أعضاء النبات. ثمة ما تبقى طيلة جياته، مثلا: جذوع الأشجار. لكن الأوراق التي تتراكم على الأرض تحت النباتات تدل على الأقل أن جزءًا من الأعضاء البالغة في النبات لا تعيش مدة طويلة، بل تستبدل بأخرى جديدة. تكون نباتات من انواع عديدة في حالة تساقط أرواق (تساقط الأوراق - سقوط جميع أوراق النبات في فترة زمنية ومحددة. في الأماكن التي يسودها شتاء بارد أو متجمد توجد أنواع نباتات تكون متساقطة الأوراق في الشتاء، وفي المناطق الصحراوية توجد انواع نباتات تكون متساقطة الأوراق في الصيف) موسميّ - في الشتاء أو الصيف. في هذه النباتات تستبدل كل الأوراق كل سنة. ولكن هناك نباتات دائمة الخضرة (لا تتساقط الأوراق موسميًّا)، مدة حياة كل ورقة محدودة. الأوراق الهرمة تموت وتسقط، وتستبدلها أوراق ناشئة. في أغلب الحالات لا نجد على النبات أوراقا يزيد عمرها عن 2-3 سنوات.

*166*

مواعيد إزهار النباتات

النباتات مثل الحيوانات، يمكنها التكاثر بالتكاثر التزاوجيّ فقط بعد ان تطورت أعضاؤها التناسليّة.

الزهرة هي عضو التكاثر عند النباتات، ولذا، عندما يزهر هذا النبات فهذه علامة أنه أصبح بالغا. مثل الحيوانات، توجد انواع نباتات تزهر كل سنة في مواعيد ثابتة، وأخرى تزهر طوال السنة أو في مواعيد غير ثابتة.

متى "يستحسن" أن يزهر النبات؟ هل يوجد موسم مناسب بشكل خاص للإزهار؟ وما الذي يوجّه مواعيد إزهار النباتات؟

تبدأ غالبية النباتات بالإزهار بعد بلوغها حجمًا معينا فقط، أو بعد أن نما عليها عدد معيّن من الأوراق. يحدث الانتقال إلى مرحلة الإزهار بتأثير عدة عوامل تؤدي إلى تطوّر براعم الأزهار.

يمكن أن تكون العوامل المؤثرة على الإزهار داخلية (مثل هورمونات نباتية تنظم عمليات النمو والإزهار)، أو خارجية (مثل طول النهار، درجة حرارة البيئة وكمية المياه المتيسرة للنبات - كمية الأمطار). كما توجد حالات من تضافر عوامل خارجية وداخلية. على سبيل المثال: في نباتات من أنواع معينة طول النهار والليل (عامل خارجي) يؤثر على مستوى الهورمونات (عوامل داخلية)، وهكذا يؤثر كلاهما على مواعيد إزهار تلك النباتات.

العوامل المختلفة التي تؤثر على مواعيد الإزهار توجه الإزهار إلى الفصول الملائمة أكثر للإزهار. في هذه الفصول الاحتمالات أكبلا بألاّ تعرض ظروف الطقس الأزهار الرقيقة للخطر، وأن تصل حبيبات اللقاح إلى مياسم الازهار المناسبة. فإذا كان العامل الملقح (الذي ينقل حبيبات اللقاح من زهرة إلى أخرى) حيوانًا (حشرات أو ملقحات أخرى)، يكون موسم الإزهار في وقت نشاط الملقحات.

انتبهوا: صفة إزهار نباتات معينة في مواعيد ثابتة هي وراثية، وتدل على تلائم تلك النباتات مع ظروف المناخ في موطنها.

*167*

أسئلة

1. العوامل المختلفة التي تؤثر على موسم الإزهار توجه مواعيد الإزهار إلى الفترات الملائمة أكثر للإزهار.

هل حسب رأيكم الفترة "الأكثر ملائمة للإزهار" تختلف من مكان إلى آخر (مثلا في الصحاري مقارنة مع بلاد الشمال)؟ اشرحوا.

2. اذكروا مميزات متشابهة في عمليات النمو والبلوغ عند النباتات والحيوانات.

3. اذكروا مميزات مختلفة في عمليات النمو والبلوغ عند النباتات والحيوانات.

تدخل الإنسان في تكاثر النباتات

يتدخل الإنسان في عمليات تكاثر النباتات التي يزرعها لفائدته. إحدى الطرق للتحكم في موسم إزهار النباتات هي تغيير ساعات النور والظلام التي تتعرض لها النباتات.

فعالية

تخطيط تجربة وحل مشكلة

إزهار طول السنة

النباتات التي تستعمل أزهارها لتحضير باقات الزينة، وتباع في حوانيت الأزهار طوال السنة، ومع ذلك بعض هذه النباتات تزهر في الصيف فقط، عندما يكون الليل قصيراً والنهار طويلا (نباتات النهار الطويل). أنواع أخرى تزهر في الشتاء فقط، عندما يكون الليل طويلاً والنهار قصيرا (نباتات النهار القصير).

مربو الأزهار معنيّون بأن تزهر النباتات المطلوبة كل الوقت. هكذا يستطيعون المحافظة على دخل لهم طوال السنة، وخاصة في فصل الشتاء، عندما يكون نقص في الأزهار وترتفع أسعارها.

ساعدزا المزارعين على إيجاد حل للمشكلة: كيف يمكن الاستفادة من المعرفة العلمية والتكنولوجيا، لجعل أزهار الصيف الشتاء تزهر طوال السنة؟

تخطيط تجربة

خطّطوا تجربة لاكتشاف الظروف التي تجعل نباتات الصيف ونباتات الشتاء تزهر طوال السنة.

أ. ما هي فرضية تجربتكم، وعلى ماذا تعتمد؟

ب. صفوا مجموعة التجربة والمجموعة الضابطة لفحص فرضيتكم.

ج. ما هي النتائج المتوقعة في مجموعة التجربة والمجموعة الضابطة التي اقترحتموها؟

اقتراح حلّ

ماذا على المزارعين ان يعملوا للحصول على إزهار طوال السنة؟ اقترحوا عليهم حلاًّ.

تتطرقوا في وصف اقتراحكم إلى جوانب أخرى لتنمية النباتات مثل ظروف الطقس (درجة الحرارة، الرطوبة، المطر، الرياح وما شابه) والحاجة إلى توفير الماء والطاقة، واقترحوا حلا لهذه الجوانب أيضًا.

*168*

هل تعلم؟

متوسط عمر النباتات

يختلف عمر النباتات في كلّ نوع. فعمر النباتات الحولية (مثل الصفير، الخشخاش، الأقحوان) يدوم بضعة أشهر، من مرحلة إنبات البذرة وحتى تجف وتموت. في تلك الأشهر تستطيع النباتات ان تنمو، تبلغ، تزهر وتنجب أنسالاً. بالمقابل، تعيش النباتات المعمرة سنين طويلة، ومنها ما تعيش مئات السنين - وحتى آلاف السنين.

عدد من أشجار السنديان واشجار البطم، التي يقدر عمرها بقرون كثيرة، تنمو في الجليل والكرمل. أقدم شجرة في البلاد هي كما يبدو شجرة سدر، تنمو بالقرب من حتصيفا. يقدر عمرها بين 1,000 وَ 2,000 سنة!

أكثر شجرة معمرة في العالم هي شجرة تنّوب موجودة في السويد، يقدر عمرها بأكثر من 9,950 سنة! هذه الشجرة نحت جانبا الشجرة التي كانت تعتبر الأقدم في العالم - نوع معين من الصنوبر تعيش في كاليفورنيا (الولايات المتحدة)، والتي قدروا عمر شجرة منه في سنة 2009 ب 4،841 سنة!

تلخيص مرحليّ: النموّ والبلوع

تبدأ عملية نموّ الإنسان والحيوانات الأخرى التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجي منذ كونها جنينًا، وتنتهي عندما تصل إلى البلوغ الجنسي ويمكنها إنجاب أنسال. يمتاز البلوغ بتغيرات في حجم الجسم، في مبناه وأدائه. هورمونات مختلفة، ومنها هورمون النموّ وهورمونات الجنس، تشارك في مراحل النموّ والبلوغ، وتؤثر على صفات الكائن البالغ.

يتأثر الطول النهائي للإنسان بعوامل وراثية أيضًا مثل توازن الهورمونات في الجسم، وكذلك بعوامل بيئية مثل تركيبة غذاء المراهقين، ساعات النوم ومدى نشاطهم البدنيّ.

تستطيع جميع الكائنات الحية أن تتكاثر بالتكاثر التزاوجي فقط بعد أن ينهي الجهاز التناسلس تطوره ويبدأ عمله. تتأثر مواعيد تكاثر حيوانات كثيرة بعوامل داخلية وخارجية، وهي تحصل في مواسم السنة التي فيها احتمالات الأنسال بالبقاء والبلوغ هي الأعلى. هذه الاحتمالات موجودة، بالأساس، في المواسم التي توجد في الطبيعة وفرة من الغذاء للأنسال واالديها، اللذين يعتنيان بها.

مثل الحيوانات، كذلك تتأثر مواعيد إزهار النباتات بعوامل داخلية وهي تحدث في مواسم فيها احتمالات بقاء الأزهار وقيامها بوظيفتها تكون هي الأعلى. ولكن بخلاف الحيوانات، ففي النباتات توجد ظاهرة مميزة من إنتاج أعضاء جديدة واستبدال أعضاء هرمة طيلة حياتها، حتى بعد وصولها مرحلة التكاثر بالتكاثر التزاوجيّ.

*169*

اسئلة لتلخيص موضوع النمو والبلوغ

1. أي جملة تصف بأدق شكل وتيرة نموّ الجسم عند الحيوانات والإنسان؟

أ. وتيرة النموّ متجانسة طيلة حياة الكائن.

ب. الوتيرة متجانسة حتى نهاية سنّ البلوغ، ثم تتوقف.

ج. في بداية الحياة الوتيرة سريعة، ثم تبطىء عند نهاية مرحلة البلوغ.

د. في بداية الحياة الوتيرة بطيئة، ثم تسرع عند نهاية مرحلة البلوغ.

2. ما الذي يميّز موسم تكاثر الحيوانات؟

أ. ليس حارًا جدًّا ولا باردًا جدًّا.

ب. ليس ماطرًا جدًّا ولا جافًّا جدَّا.

ج. توجد وفرة من الحيوانات الاخرى.

د. توجد وقرة في الغذاء للوالدين والأنسال.

3. ما الذي يميز موعد إزهار النباتات؟

أ. احتمال حالة طقس لطيف هو الأكبر.

ب. في العالم كله الموعد هو الربيع، بعد موسم الأمطار.

ج. احتمالات نجاح التكاثر التزاوجيّ كبيرة.

د. توجد وفرة في الماء والغذاء للنباتات وأنسالها.

4. ما الذي يؤثر على مواسم تكاثر النباتات والحيوانات؟

أ. في النباتات: عوامل خارجية (ظروف البيئة)، وفي الحيوانات: عوامل داخلية (هورمونات).

ب. في الحيوانات: عوامل خارجية (ظروف البيئة)، وفي النباتات: عوامل داخلية (هورمونات).

ج. في النباتات والحيوانات أيضا: بالأساس عوامل خارجية (عوامل البيئة)، وقليل من العوامل الداخلية.

د. في النباتات والحيوانات أيضا: دمج من العوامل الخارجية والعوامل الداخلية.

5. هناك أنواع من النباتات والحيوانات التي تتكاثر طوال السنة، وليس فقط في موسم محدّد. أي جملة صحيحة بالنسبة لهذه الأنواع؟

أ. أنسالها تبقى وتبلغ بنجاح في كلّ حالة وفي كلّ طقس.

ب. لها كثير جدًّا من الأنسال، ولذا عدم بقاء بعضها أقلّ أهمية.

ج. الطقس في بيئتها الحياتية لا يتغير طوال السنة تقريبا.

د. توجد في بيئتها الحياتية وفرة في الغذاء طوال السنة.

ه. توجد في بيئتها الحياتية وفرة في الحيوانات الأخرى طوال السنة.

6. ما هي العلاقة بين مواعيد تكاثر الحيوانات والنباتات وبين احتمالات بقاء الكائنات الحيّة وأنسالها في الطبيعة؟ - صوغوا مبدأ عامًّا، وعللوه بمساعدة أمثلة.

*170*

لقاء الزوجين

عندما يغني الرجل لامرأة أغنية حب، يدعوها للرقص او يشتري لهل هدية، يكون واثقا من أن أحدًا لا يغازل مثله في العالم. لكن الضفادع، العناكب، النمور والصراصير تقوم بذلك ليس أقل منه، وحتى بشكل مماثل.

أزواج الحيوانات لا تخرج معًا لمشاهدة فيلم أو للقيام برحلة مشتركة. في الطبيعة يصبح الذكر والأنثى زوجين لغرض محدّد جدًّا للتزاوج وسلوك الغزل (غزل نموذج من السلوك الغزيريّ (الوراثيّ) لدى الحيوانات. الهدف منه جذب فرد من الجنس الآخر للتزاوج) هو دعوة للتزاوج. تجري الحيوانات خلال عملية المغازلة فيما بينها اتصالا، وتنقل فيما بينها رسائل تدعو الآخر إلى التزاوج. كما تعلّمتم، تستعمل الحيوانات تشكيلة متنوعة من قنوات الاتصال، وتستغل من أجل ذلك حواس مختلفة. على سبيل المثال، ذكر العلجوم يقوم بنقيق المغازلة (الذي يعمل على حاسة السمع)، الطاووس يفرد ريشة الخلاب ويهزه (يعتمد على حاستي البصر والسمع)، والفيلة تفرز موادّ عطرية (تستقبلها حاسة الشمّ).

(ثلاث صور في الكتاب)

- صياد السمك أبيض الصدر - حاسة السمع

- أطيش أزرق القدمين - حاسة البصر

- كلاب - حاسة الشم

*171*

تمييز الأزواج الملائمين

حتى لو فتشتم جيدا، لن تجدوا في الطبيعة ازواجا مثل قنفد مع نملة، علجوم مع شرغوف أو إوزتين. كيف يستطيع الذكر والأنثى أن يعرفا أنهما ملائمان لبعضهما؟ كيف يستطيعان التمييز بأن اللقاء بينهما سيكون خصبا، أي: ستكون نتيجته إنجاب أنسال؟

ليكي يكون اللقاء بين ذكر وأنثى خصبًا، يجب أن يتوفر شرطان:

يجب على الذكر والأنثى أن ينتميا إلى نفس النوع (species).

يجب على الذكر والأنثى أن يكونا بالغين وجاهزين للتكاثر.

المحاولات العبثية للتزاوج مع فرد ينتمي إلى نوع آخر، أو مع فرد غير ناضج للتكاثر، هي إضاعة لوقت ثمين وطاقة ثمينة. الحيوانات التي تركز جهود تكاثرها بالاتّجاه الصحيح، احتمالات تكاثرها وإنجابها أكبر من تلك الحيوانات التي لا تميز بشكل صحيح الأزواج الملائمين لها.

يستوضح الذكر والأنثى توفر هذه الشروط بواسطة سلوك المغازلة وبواسطة قنوات الاتصال الملائمة.

(أربع صور في الكتاب)

- بالرغم من الشبه بين الفراشتين، إلا انهما تنتميان إلى نوعين مختلفين: اليمنى هي ذنب السنونو مكابيم. واليسرى - ذنب السنونو الجميل.

- بالرغم من الاحتلاف بين الطائرين، إلا أنهما ينتميان إلى نفس النوع: البركة. اليمنى أنثى، والأيسر - ذكر.

لباس العرس

من منا لا يبذل مجهودًا ليظهر أفضل ليعجب أبناء الجنس الآخر؟ لدى الانسان هذه المحاولات مشتركة للذكور والإناث. لدى معظم الحيوانات هذا يحدث للذكور، الذين يشيرون للإناث بألوان خلابة أو بأعضاء لها أشكال مثيرة.

في أنواع كثيرة تظهر الألوان والأعضاء المثيرة لدى الذكور فقط باقتراب موسم التكاثر. يسمى هذا المنظر لباس العرس (لباس العرس - علامات جنس ثانوية تظهر على الحيوانات قبيل موسم التكاثر)، لأنه يشير للأنثى إلى بلوغ الذكر وإلى جاهزيته "للعرس"، أي للتكاثر.

أمثلة: باقتراب موسم التكاثر يبدّل بط الماندرين ريشه البني بريش ملوّن، الأيائل تنمّي على رؤوسها قرونا، وتظهر على رأس الغطاس المتوج خصل، ولون رأس حرذون سيناء يتحول من البني إلى الأزرق.

(صورة في الكتاب)

بط الماندرين

*172*

(خمسة صور في الكتاب: استعن بالمعلم)

- ذكر فرقاطة.

- ذكر وعل.

- ذكر طاووس

- ضفدع

- علجوم

تمييز الأزواج "الناجحين"

لكي تكون نتيجة اللقاء بين الأنثى والذكر إنجاب أنسال "ناجحين"، يجب أن يتوفر شرط إضافي: على الوالدين أن يحملا صفات "ناجحة".

عندما يختار الناس أزواجا فهم يبحثون عن شخص ينظرهم ناجحا - كمن له صفات مرغوب بها مثل طيبة القلب، الذكاء، الفكاهة، الشجاعة والتواضع. كذلك الحيوانات تفضل أزواجا لها صفات معينة، تدل أنها أزواجٌ ناجحة.

ما هو الزوج "الناجح" بالنسبة للحيوان؟ من ناحية بيولوجية ليس بالذات ذكر مظهره جميل أو أنثى تكسب المال.

الفرد الناجح هو من ينجح في البقاء وإنجاب الأنسال. عند معظم الحيوانات الأنثى هي التي تختار زوجا لها (أنظروا فيما بعد "توسّع: حول الاختيار وحول الجنس")، وفقد الذكر المختار ينجب معها الأنسال. لكن كيف تستطيع الأنثى أن تعرف من هو الذكر الناجح؟ هنا يأتي الاتصال أيضا لمساعدة الأنثى. الذكور من أنواع كثيرة تستعرض خلال المغازلة قدراتها أمام الإناث، وهم يخترن من صفاته تدلّ على أنه معافى أكثر، أقوى، أسرع، قادر على جلب طعام أكثر للأنسال وما شابه. اختيار ذكر ناجح كهذا يؤدي إلى أن تكون الأنسال أيضًا ذات صفات مشابهة، أنسال ناجحون.

أسئلة

1. اشرحوا لماذا في الطبيعة لا نجد أزواجا كهذه:

- علجوم (أنثى) وضفدع (ذكر)

- علجوم وشرعوف

2. ما هي الطرق التي يشير فيها الذكر للأنثى أنه من نوعها؟ اشرحوا بمساعدة امثلة.

3. كيف تميز الحيوانات كون المرشحين أزواجا ناضجين وجاهزين للتكاثر؟ اشرحوا بمساعدة أمثلة.

4. كيف يستعرض الذكور صفاتهم "الناجحة" أمام الإناث؟ اشرحوا بمساعدة أمثلة.

*173*

فعالية

إلى الشبكة

الألوان في الطبيعة

ادخلوا الى موقع الانترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الاحياء.

ادخلوا الى موضوع التكاثر والتطور، واختاروا الوحدة التعليمية المغازلة والجذب بين الحيوانات.

اقرأوا المعلومات في الوحدة التعليمية، نفذوا الفعاليات واجيبوا عن الأسئلة التالية:

1. الوان الذكر البارزة - ما هي وضيفتها في عملية المغازلة؟ ما هي سيئاتها؟

2. لماذا يكون ذكر الحيوانات في الطبيعة ملونا، عادة وليست الأنثى؟

توسع

حول الاختيار وحول الجنس

أول من اقترح أن التنافس على الأزواج له دور حاسم في نجاح التكاثر كان تشارلز داروين. في كتابه "أصل الإنسان". سمى هذه العملية: الانتخاب الجنسيّ (sexual selection). ادعى داروين أن الانتخاب الجنسيّ مهمّ للبقاء ليس أقل من عميلة الانتخاب الطبيعي (natural selection)، الحيوية لبقاء الفرد دون علاقة بجنسه.

بحسب داروين، كل صفة تكسب الذكر أفضلية في مغازلة الإناث وتجذب انتباههن تنتشر في العشيرة، لأن الذكور الذين يملكون هذه الصفة ينجحون في إنجاب أنسال أكثر من منافسيهم. وعلى افتراض أن الصفة وراثية، أنسال ذلك الذكر ستملك هذه الصفة أيضا، وهم سينجبون انسالاً أكثر مثلهم أيضا وهكذا. بعد عدة أجيال سوف يملك كلّ الذكور في العشيرة هذه الصفة تقريبًا.

ما هي أفضلية حقيقة كون الأنثى في الطبيعة، عادة، هي التي تختار الذكر وليس العكس؟ الافتراض هو أن هذه الحالة تنبع من الطاقة الكبيرة التي تبذلها الانثى في الأنسال، بالمقارنة مع البذل القليل للذكر. البويضات هي خلايا كبيرة بالنسبة للحيوانات المنوية، كما وتحتوي على موادّ غذائية. في حالات كثير الأنثى هي التي تربي الأنسال (ترقد، تحمل، تعتني بالصغار وما شابه)، هكذا تبذل فيها طاقة أكبر مما يبذله الذكر.

بذل الأنثلا طاقة كبيرة في الأنسال يتطلب منها اختيارا صارما لزوجها. باختيار زوج غير ناجح قد يجعل كلّ ما بذلته يذهب سدًى.

سؤال للتفكير

يبذل كل من الذكر والأنثى الطاقة في إنجاب الأنسال، لكنهما يقومان بذلك بطرق مختلفة. ما هي الفروق؟

*174*

لقاء الزوجين في النباتات

في النباتات، كما في الحيوانات، لكي يحصل الإخصاب يجب أن يلتقي ذكر وأنثى. لكن، كما نعرف، النباتات هي كائنات ثابتة في مكانها، ولا تستطيع إقتلاع نفسها من الأرض، لكي تخرج وتفتش عن زوج مناسب. حتى لو نمت نباتات ذكرية بمحاذاة نباتات أنثوية، لا تستطيع الذكور مغازلة الإناث، ولا تستطيع الإناث اختيار "الذكر الناجح"، كما يحدث عند الحيوانات.

- اقترحوا طريقة: كيف يحصل اللقاء بين الذكر والانثى عند النياتات؟

التي تستطيع الانتقال من مكان إلى آخر هي ليست نباتات كاملة بل حبيبات اللقاح فقط. هذه الحبيبات هي بمثابة "خزنة"، تحفظ الخلايا التناسلية الذكرية أثناء الانتقال من الأسدية إلى مياسم الأزهار.

المرحلة التب تنتقل فيها حبيبات اللقاح من الأسدية إلى مياسم النباتات تسمى بالتلقيح (تلقيح: انتقال حبيبات اللقاح من زهرة إلى أخرى. تسبق مرحلة التلقيح مرحلة الإخصاب). هذه المرحلة تسبق مرحلة الإخصاب في النباتات، ويمكن أن تحدث بطرق مختلفة.

(صورتان في الكتاب)

- تلقيح ذاتي في الزهرة

- تلقيح خلطي بين الأزهار

*175*

طرق التلقيح في النباتات

هنالك نباتات تنتقل فيها حبيبات اللقاح من الأسدية إلى الميسم في نفس الزهرة، أو من زهرة إلى أخرى تنمو على نفس النبتة. تسمى هذه الطريقة بالتلقيح الذاتيّ. مثال على نبات كهذا: البازيلاء العطرية.

بينما في نباتات أخرى تنتقل حبيبات اللقاح من زهرة نبتة معينة إلى زهرة نبتة اخرى من نفس النوع. هذا هو التلقيح الخطيّ. أمثلة على مثل هذه النباتات: المريمية، الخشخاش والبصيل.

(صورة في الكتاب)

الموقع: الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا، مجال: علم الأحياء. الموضوع التكاثر والتطوّر، الوحدة التعليمية: تلقيح النباتات

أسئلة

1. هل يوجد فرق جوهري بين التلقيح الذاتيّ الذي يحصل في نفس الزهرة والتلقيح الذاتيّ بين ازهار مختلفة على نفس نوع النبات، من ناحية المادة الوراثية (DNA) التي تنتقل إلى الأنسال؟

2. قال بعض التلاميذ: "جميع الأنسال الذين ينتجون عن التلقيح الذاتيّ لهم صفات متماثلة".

اقرأوا ثانية المعلومات حول تكون الخلايا التناسلية في الصفحتين 36-37، واشرحوا لماذا يفكر التلاميذ هكذا، وهل كانوا على حق أم لا؟

3. مل هي أفضلية البقاء التي يمكن أن تكون للنباتات التي يتمّ تلقيحها بالتلقيح الخلطي مقابل النباتات التي يتمّ تلقيحها بالتلقيح الذاتيّ؟ اشرحوا.

4. وجد تلاميذ في الانترنت القول التالي:

"التلقيح الذاتي له أفضلية في بيئات ثابتة، تسودها ظروف ثابتة أو أنها لا تتغير تقريبا (مثل بحيرة أو بحر)، بينما التلقيح الخلطي له أفضلية في بيئات تسودها ظروف متغيرة (مثل سفوح الجبال)".

هل هذا القول صحيح أم غير صحيح؟ هل توجد حقا علاقة بين ظروف البيئة الحياتية وطريقة التلقيح الأفضل في ذلك المكان؟ اشرحوا.

*176*

التلقيح بواسطة الحيوانات

يتم تلقيح أزهار نباتات من انواع كثيرة بواسطة الحيوانات المختلفة: حشرات، عصافير، خفافيش، قرود وثدييات أخرى. الملقحات الرئيسة للنباتات البرية في إسرائيل هي حشرات من مجموعات مختلفة: نحل، خنافس، فراش وذباب. التلقيح بواسطة العصافير والخفافيش أقل انتشارا في اسرائيل، ويتم بالأساس في النباتات الزراعية ونباتات الزينة. لكن هناك أماكن يكون منتشرا فيها أكثر، بالأساس في الغابات المطيرة (الأدغال).

من المهم أن نعرف: الحيوانات - الملقحات - لا تزور النباتات بقصد تلقيح الأزهار؛ وإنما تزورها لمي تجد فيها شيئا ما، في أغلب الحالات الغذاء: الرحيق أو اللقاح المغذي. أثناء جمعها للغذاء تلتصق حبيبات اللقاح بجسمها، وبهذا تنقل من زهرة إلى أخرى.

يتم تلقيح الأزهار بواسطة الحيوانات بفضل التلاؤم بين صفات الأزهار وصفات الملقحات. الأزهار لها وسائل جذب تستطيع الملقحات تمييزها: ألوان، أشكال وروائح مختلفة. كما تمنح الأزهار مكافأة لملقحاتها: غذاء، مكانا للمبيت وما شابه. بما أن الملقحات على أنواعها تختلف عن بعضها البعض في مبنى الجسم وحواسها التي تكتشف بها الأزهار - كذلك الأزهار، التي يتمّ تلقيحها من قبل ملقحات مختلفة، تختلف عن بعضها في صفاتها.

(صورة في الكتاب)

نحلة تلقح زهرة. لاحظوا حبيبات اللقاح الملتصقة بجسمها.

*177*

فعالية

إلى الشبكة

طرق تلقيح النباتات

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى موضوع التكاثر والتطور، واختاروا الوحدة التعليمية تلقيح النباتات.

اقرأوا المعلومات في الوحدة التعليمية، وأجيبوا عن الأسئلة التالية:

1. هل يوجد فرق جوهريّ بين التلقيح الذاتيّ والتلقيح الخلطيّ من ناحية المادة الوراثية (DNA) التي تنتقل إلى الأنسال؟

2. هل يوجد تلاؤم بين الأزهار والحيوانات التي تلقحها؟

اشرحوا بمساعدة أمثلة.

التلقيح بواسطة النحل

يتغذّى النحل على الرحيق وعلى لقاح الأزهار الذي تجمعه وتجلبه إلى الفقير. يمكنها مبنى فمها من مضغ حبيبات اللقاح ولحس الرحيق أيضا، شريطة ألا يكون مخفيًّا عميقا جدا دخل الزهرة.

حاسة الشم عند النحل متطورة، ويميز النحل جيدا الألوان البنفسحيّ، الأزرق، الورديّ، الأبيض والأصفر. كما يمكنه تمييز الأشعة فوق البنفسجية (أشعة UV)، التي لا تستطيع، نحن البشر، أن نراها، لكنّ يصعب عليه التمييز بين الألوان الأصفر، الأخضر، البرتقالي والأحمر (يبدو أنه يراها كلون واحد - أصفر).

سؤال

فيما يلي صور لنحل يلقّح أزهارًا.

جدوا في الصور أكبر عدد ممكن من صفات التلاؤم بين الأزهار والنحل.

(ثلاثة صور في الكتاب)

النحل يلقح "أزهار نحل".

*178*

التلقيح بواسطة الخنافس

الخنافس لا تستطيع امتصاص الرحيق، لكن لقاح الأزهار هو مصدر غذاء مهم للكثير منها. تستطيع الخنافس أن تمضغ بفمها حبيبات اللقاح، تحطمها وتأكل محتواها. بالإضافة إلى ذلك، تستطيع أن تشمّ روائح قوية، وهي تميز ألوانا مختلفة، ولا سيما الأحمر، البرتقالي والأصفر، طيرانها معقد، ويصعب عليها التدقيق في الهبوط على الأزهار.

وفقا لهذا، الأزهار التي تلقحها الخنافس لها شكل طبق واسع أو طشت حافته مرتفعة، ساق قوية ومبنى مستقر - "سطح هبوط" يتيح للخنافس الهبوط بأمان. هذه الأزهار لها أسدية كثيرة، وهي تنتج الكثير من حبيبات اللقاح الخشنة.

من بين الخنافس الملقحة ما تدخل عند المساء إلى أزهار الخشخاش وشقائق النعمان. تطبقُ الأزهار عليها في الليل، وهكذا تحظى الخنفساء "بغرفة نوم" محمية من المفترسات ومن البرد. عند الصباح تفتح الأزهار، وتخرج الخنافس للبحث عن غذاء في أزهار أخرى، وجسمها محمّل بحبيبات اللقاح، التي التصقت بها أثناء النوم.

(ثلاث صور في الكتاب)

خنافس تلقح "أزهار خنافس"

التلقيح بواسطة الفراش

الأزهار التي يلقحها الفراش لها شكل جرة عميقة وضيقة، لها فتحة صغيرة جدًّا. تُنتج الأزهار كثيراً من الرحيق، المخفيّ في أعماق "الجرة" والمحميّ من الجفاف، وهكذا يبقى مخففًا.

في أزهار كثيرة الأسدية والمياسم مخفية داخل الزهرة أيضا، وتنتج الأسدية قليلاً من حبيبات اللقاح الخشنة والدبقة. عندما تدخل الفراشة خرطومها في أعماق الزهرة وتمتص الرحيق، تلتصق حبيبات اللقاح به. وهكذا تنقلها الفراشة من زهرة إلى أخرى. بما أن خرطوم الفراشة طويل ودقيق، من المهم ألا يكون الرحيق لزجا أكثر من اللازم، لكي يجري في الخرطوم بسهولة. عمق الزهرة يتلاءَم مع طول الخرطوم لأنواع الفراش الذي يلقحها.

سؤال

تمعنوا في الصور، وجدوا فيها أكثر ما يمكن من صفات التلاؤم بين الأزهار والفراش الذي يلقحها.

(ثلاثة صور في الكتاب)

"أزهار فراش"

*179*

التلقيح بواسطة الرياح

يمكن أن تحمل الرياح حبيبات اللقاح إلى مسافات بعيدة، بعيدًا عن المناطق التي يمكن أن تصل إليها الحيوانات الملقحة. لكن الرياح تطير اللقاح بكل الاتجاهات، وليس بالذات باتجاه الأزهار.

لون الأزهار الملقحة بالرياح يميل إلى الخضرة، وكلها عديمة الرحيق وعديمة الرائحة. الأزهار التي تنثر اللقاح، تحملها أغصان دقيقة، والأسدية لها خيوط دقيقة بشكل خاص. هكذا مع كلّ هبة ريح خفيفة تهتز الأزهار والأسدية، وتنثر في الهواء حبيبات اللقاح.

مياسم الأزهار كبيرة وريشيّة (متفرّعة على شكل ريشة)، وهي بارزة من الزهرة وإلى الهواء. هكذا يزداد احتمال وصول حبيبات اللقاح التي تحملها الرياح إلى مياسم الأزهار التي تستطيع إخصابها.

(ثلاث صور في الكتاب)

نباتات يتمّ تلقيحها بالرياح: سنام (عن اليمين)، خروع (في الوسط) ولسان الكلب (عن اليسار)

التلقيح بواسطة الماء

تبرز أزهار معظم النباتات المائية من فوق الماء. ولذا تلقح غالبيتها بواسطة حيوانات أو بواسطة الرياح. النباتات التي تزهر تماما داخل الماء قليلة جدًّا، وحبيبات لقاحها تنقل من زهرة إلى أخرى بواسطة الماء. فالتلقيح داخل الماء نادر جدًّا.

أسئلة

1. هل الأزهار التي تلقح بالرياح تتلاءم مع طريقة تلقيحها أيضًا؟ اشرحوا.

2. ما هي، حسب رأيكم، صفات أزهار النباتات التي تلقح بالماء؟ اشرحوا.

3. هل يحتمل وجود نباتات أزهارها لا تتلاءم مع طريقة تلقيحها؟ اشرحوا.

4. أثناء مغازلة حيوان ذكر لأنثى يستعمل وسائل اتصال مختلفة.

هل يصح القول إنّ بين النباتات والحيوانات التي تلقحها يوجد اتصال؟

اعملوا بأزواج. اختاروا واحدًا أو واحدة من كلّ زوجين يؤيد الفكرة وواحدًا أو واحدة يعارضها.

يذكر المؤيّدون تعليلات لإجابة إيجابية، ويذكر المعارضون تعليلات لإجابة سلبية. استخدموا في تعليلاتكم كلمات تتعلق بالاتصال، مثل مرسل، مستقبلة، رسالة، قناة اتصال.

*180*

التدخل المقصود في تلقيح النباتات

تنتشر في البلاد أنواع عدة من النباتات البرّيّة من جنس البطم، ومنها: السرّيس، بطم أرض اسرائيل والبطم الأطلسي. كما ويزرع المزارعون نباتًا واحدا من النباتات الزراعية: بطم الفستق، والذي ثماره هي الفستق الحلبيّ الذي نأكله.

نباتات البطم ثنائيّة المسكن، أي: توجد نباتات ذكرية، وأخرى أنثوية. لكن أنواع البطم البريّ، الذكرية والأنثوية تزهر على التوازي وفي نفس البيئة. لكن في أغلب الحالات النباتات الذكرية والنباتات الأنثوية من بطم الفستق الحلبيّ لا تزهر في نفس الموعد - الذكور تسبق بالإزهار بنحو شهر قبل الإناث.

كما أنّ أشجار النخيل ثنائية المسكن، وعندها تزهر الذكور قبل الإناث بنحو شهر أيضًا.

أسئلة

1. تمعّنوا في صور أزهار النخيل، وميزوا بين الذكر والأنثى. اشرحوا بحسب ماذا ميّزتم بينهما.

2. ما هي طريقة تلقيح أشجار النخيل (الرياح، الماء أو حيوانات من مجموعة معينة)؟ بحسب ماذا عيّنتم ذلك؟

3. اقترحوا على المزارعين طريقة للحصول على محصول كبير من بساتين الفستق الحلبيّ، بطريقة مشابهة لتلقيح النخيل (ابحثوا عن معلومات في شبكة الإنترنت).

4. تفرز حيوانات من أنواع كثيرة فيرومونات عطرية. كذلك أزهار نباتات من أنواع كثيرة تفوح منها الروائح.

ما هو الشبه بين هذه الروائح من النباتات ووظيفة الروائح عند الحيوانات؟ وما هو الاختلاف؟

*181*

تلخيص

عمليّة التكاثر هي العملية التي تنجب بها الكائنات الحيّة أنسالاً. هناك طريقتان للتكاثر: التكاثر التزاوجي والتكاثر اللاتزاوجي، وهناك كائنات تتكاثر بالطريقتين. في كلّ الحالات ينشأ الأنسال من خلايا والديهم. في التكاثر اللاتزاوجيّ يكون لكلّ نسل والد واحد فقط، بينما في التكاثر التزاوجي يكون له والدان. في التكاثر اللاتزاوجيّ تتطابق صفات النسل مع صفات الوالد، وكذلك مع صفات باقي الأنسال من نفس الوالد.

تتكاثر غالبية الكائنات متعدّدة الخلايا بالتكاثر التزاوجيّ، التي تتطلب حدوث لقاء بين الجنسين: ذكر وأنثى من نفس النوع. ينتج الوالدان خلايا تناسليّة، وكلّ فرد ينتج نتيجة إخصاب تندمج فيه خليّتان تناسليّتان - واحدة مصدرها من الأم، والأخرى مصدرها من الأب. تختلف الأنسال الناتجة من التكاثر التزاوجيّ عن بعضها في صفاتها، ولبعضها توجد أفضلية في ظروف البيئة المتغيرة، أو عندما تنتشر إلى بيئات، فيها الظروف مختلفة. تستعمل الحيوانات قنوات اتصال متنوعة لإيجاد أزواجها. عادة الأنثى هي التي تختار الزوج، بعد أن يستعرض الذكور أمامها قدراتهم. الأنثى التي تختار الزوج الأنجح تزيد من الاحتمالات بأن تكون لأنسالها صفات ناجحة أيضًا.

عند النباتات، يحصل اللقاء بين الذكر والأنثى في مرحلة التلقيح، عندما تنتقل حبيبات اللقاح من الأسدية إلى مياسم الأزهار. يمكن أن يكون التلقيح في النباتات ذاتيًّا أو خلطيًّا، ويمكن أن يتمّ بطرق مختلفة، ودائمًا يوجد تلاؤم بين صفات الأزهار وطريقة تلقيحها.

التطوّر الجنينيّ عند جميع الكائنات متشابه بشكل مدهش، ويشمل انقسام خلايا، تمايزها وانتظامها في طبقات وأعضاء. تحتاج جميع الأجنّة إلى بيئة رطبة من أجل تطوّرها والتزوُّد بالغذاء والأكسجين بصورة منتظمة. تتطوّر الأجنّة في البيوض، في رحم أمّها أو في مبايض الأزهار. تكمن للأنسال أخطار كثيرة، ولكن لكي يواصل نوع معيّن وجوده تكفي بضعة أنسال تنجح في البقاء، وتصل إلى البلوغ وتنجب أنسالاً خاصّة بها. ثمّة كائنات تنجب عددًا كبيرًا جدًّا من الأنسال لكنّها لا تعتني بأنسالها، وأخرى تنجب قليلاً من الأنسال لكنّها تعتني بها عناية متفانية، وبذلك تزيد من احتمال بقائها.

يستغل الإنسان لفائدته طرق تكاثر الكائنات الحيّة، وذلك لتكثير الكائنات ذات الصفات المرغوب بها.

أسئلة تلخيص

1. لدى الحيوانات والإنسان طرق مختلفة لإيجاد أزواج.

ما هو المشترك بين الحيوانات والإنسان في طرق مغازلتها؟ هل يوجد تشابه في رسائل الغزل؟

نظموا إجابتكم في جدول بحسب المثال التالي:

(جدول في الكتاب مكون من خمسة أعمدة:)

طريقة المغازلة،  مثال عند الحيوانات،  الرسالة عند الحيوانات،  مثال عند الإنسان،  الرسالة عند الإنسان

--،  --،  --،  --،  --

--،  --،  --،  --،  --

2. ما هي الفروق في المغازلة بين الحيوانات والإنسان؟

تطرقوا إلى النقاط التالية: طرق الغزل، الرسائل المنقولة في الغزل، الجوانب التكنولوجية للغزل، الجوانب الاجتماعية والقيمية.

3. بناء على إجاباتكم عن السؤالين السابقين، قرروا: هل يوجد في عملية المغازلة تشابه أم اختلاف أكثر بين الإنسان والحيوانات؟ صوغوا ادّعاء وعلّلوه.

*182*

4. في أنواع معينة من القرود التي تعيش في مجموعة، تختار الإناث الذكور الذين يلاعبون القردة الصغار في المجموعة ويصبرون عليهم.

ما هي الحسنة التي تجدها الأنثى في هذا السلوك لعمليّة التكاثر؟

5. الأفراد الناجحة في الطبيعة هي تلك التي لديها احتمال كبير للتكاثر. لكن عندما يجري المزارعون تهجينات، فهم يقرّرون أيّ أفراد سوف تتكاثر.

أ. بحسب أيّ صفات يختار المزارعون الأفراد التي ستتكاثر مع بعضها وفيها استمرارية النوع؟

ب. هل الأفراد التي تعتبر ناجحة في نظر الإنسان هي الناجحة في الطبيعة أيضًا؟

ج. هل، في الطبيعة أيضًا، كانت هذه الأفراد تستطيع التكاثر والاستمرار في النوع؟

تطرقوا إلى تلائم هذه الصفات للبقاء في الطبيعة، واشرحوا إجابتكم بواسطة أمثلة.

6. درجوا النباتات التي ملقحاتها هي النحل، الفراش والرياح، بحسب كميّات اللقاح التي تنتجها. اشرحوا لماذا درجتم هكذا.

7. ما هو لباس العرس؟

أ. الألوان الجميلة للحيوانات

ب. الألوان الجميلة للأزهار

ج. المظهر الخاصّ للحيوان في موسم التزاوج

د. المظهر الخاص للنباتات في موسم التكاثر

8. من يختار الزوج في الطبيعة؟

أ. الذكر عادة

ب. الأنثى عادة

ج. الذكر والأنثى يختار كلٌ منهما الآخر

د. الذكر مرة والأنثى مرّة

9. من يستطيع التكاثر مع بعضهم البعض؟

أ. ذكر وأنثى من نفس الجنس

ب. ذكر وأنثى من نفس النوع

ج. ذكر وأنثى متشابهان

د. ذكر وأنثى مختلفان

10. اكتشفت مؤخرا في العالم ظاهرة لضرر جسيم لنحل العسل، أدى إلى نقص في عشيرة النحل.

أي نباتات قد تتضرّر من ذلك أكثر: التي تتكاثر بالتكاثر التزاوجيّ أم التي تتكاثر بالتكاثر اللاتزاوجي؟ عللوا.

*183*

الفصل 5: الأنظمة البيئية

*183*

سنتعلم في هذا الفصل أن..

- لكل بيئة حياتيّة ظروفًا خاصة تسود فيها، مثل درجة حرارة، الرطوبة، شدّة الضوء ونوع التربة.

- في كلّ بيئة حياتيّة تعيش كائنات ملاءمة للعيش في الظروف التي تسود فيها.

- لكل الكائنات الحيّة توجد حاجات حيوية لمعيشتها (غذاء، ماء وما شابه)، ويمكنها الحصول عليها في بيئة حياتها.

- تنوّع الانواع يشمل جميع الكائنات الحيّة في البيئة: حيوانات، نباتات، فطريات، بكتيريا وبقية الكائنات الحيّة.

- التنوع البيولوجي يشمل تنوع الأنواع وتنوع البيئات التي تعيش فيها الكائنات الحيّة.

- في كلّ بيئة حياتية تقوم علاقات متبادلة مختلفة بين الكائنات الحية التي تعيش فيها، من بينها علاقات تغذية وافتراس، تنافس، تكافل وتطفل.

- الأنظمة البيئية مركبة، وكلّ تغيير في أحد مركباتها يمكن أن يؤثر على النظام كلّه.

- الأنظمة البيئية تقدّم للإنسان خدمات مهمة مثل توفير الأكسجين للتنفس والغذاء والأدوية.

- نشاطات الإنسان تؤثر على الأنظمة البيئية.

مصطلحات نتعرّف عليها:

بيوسفير، مجتمع، عشيرة

نظام بيئيّ

مركبات البيئة الحياتية (أحيائية)

والجمادات (لا أحيائية)

خدمات النظام البيئيّ

تنوع الأنواع

التنوع البيولوجيّ

*184*

مدخل

ما هو مصدر الأكسجين الذي نتنفسه؟ من يحول الصخرة المتفتتة إلى تربة خصبة؟ من يلقح اشجار التفاح ونباتات البندورة؟ أين تختفي الكائنات الحية بعد موتها؟ الجواب على هذه التساؤلات هو واحد: الكائنات الحية - نباتات، حيوانات، فطريات، بكتيريا وغيرها. الكائنات الحيّة والعلاقات بينها وكذلك العمليات التي تقوم بينها وبين بيئات حياتها هي التي تصمم المشهد، وتقرر ظروف المعيشة في كلّ مكان على سطح الكرة الأرضيّة.

بالفعل، تقام في عالمنا "طقوس بهجة الحياة". ففي كل واحدة من البيئات الحياتية الموجودة يعيش فيه تنوع كبير من الكائنات الحية - في الغابة وفي الحرش، في الصحراء وفي البحر، وحتى في مناطق القطب المتجمدة. كل بيئة حياتية كهذه هي نظام بيئي (نظام بيئيّ - منظومة تشمل جميع مركبات البيئة - الكائنات الحيّة وعوامل الطبيعة الجامدة - وجميع العلاقات المتبادلة التي تقوم بينها، أي: تأثير كلّ واحد منها على الآخر) غنيّ، وجميع الكائنات التي تعيش في منطقة معينة تكوّن تنوّع الأنواع (تنوع الأنواع - جميع الكائنات الحية التي تعيش في منطقة معينة: النباتات، الحيوانات، الفطريات، وجميع الكائنات وحيدة الخلية المختلفة) في تلك المنطقة.

لقد تمّ مؤخرا وصف ما يقارب مليوني نوع مختلف من الكائنات الحيّة في الكرة الأرضية، ولكن من المعلوم أيضا أنه لم يتم تشخيص جميع الأنواع كما لم يتمّ - حتى اليوم - دراسة جميع الأنظمة البيئية. يواصل الباحثون المتخصصون في الأنظمة البيئية طوال الوقت اكتشاف أنواع جديدة ما زالت مجهولة من الناحية العلمية، وهناك من يقدّر وجود ما بين 3-50 مليون نوع مختلف من الكائنات الحيّة في عالمَنا.

لا شك في أن تنوع الأنواع على سطح الكرة الأرضية هائل، ولكن تنوع الأنواع ما هو إلا أحد المركبات في مصطلح أوسع يتعلق بالأنظمة الحياتية على كوكبنا - إلا وهو التنوع البيولوجي (تنوع بيولوجي - مصطلح يصف أشكال الحياة على أنواعها على وجه الكرة الأرضية. يشمل تنوع الأنظمة البيئية، تنوع الأنواع والتنوع الوراثي للكائنات من نفس النوع) (Biodiversity). استعمل هذا المصطلح لأوّل مرّة في سنة 1986، وهو يعبّر عن غنى الأنظمة البيئية وعن تنوّع الكائنات الحيّة على الكرة الأرضيّة.

يأتي استعمال مصطلح التنوع البيولوجي ليؤكد أهمية جميع الكائنات الحيّة، صغيرها وكبيرها، وأهمية الخدمات التي تقدمها للإنسان مثل تزويده بالأكسجين للتنفس، وتزويده بالماء للشرب والغذاء وتزويده بالأخشاب وغيرها من الموادّ الخام المهمة الأخرى، وتلقيح الأزهار، والإبادة البيولوجية وتعديل المناخ وغيرها.

يعاني، حاليا، التنوع البيولوجي من أزمة وجودية - أزمة التنوع البيولوجي. وذلك بسبب أعمال التطوير المتعلقة ببناء المدن وشقّ الشوارع، وزيادة الأراضي الزراعية واستغلال الحيوانات والنباتات البرية. ونحن شهود على انقراض متزايد لأنواع معينة وتقلص في أعداد أنواع أخرى، وتغير في انتشار بعض الأنواع، وهدم وتلويث واستئصال مواطن (بيوت تنمية). من المحتمل أنكم تفكرون بأن انقراض قسم من الأنواع الموجودة في العالم ليس شيئا مفزعا - إذ أن ذلك حدث في الماضي حيث

*185*

انقرضت بعض الأنواع من العالم، مثل الديناصورات التي لا نراها تتراكض من حولنا ومع ذلك ما زالت الكرة الأرضية تدور حول محورها. انقراض أنواع وظهور أنواع جديدة هي ظاهرة تحدث بشكل طبيعيّ منذ وجدت الحياة على سطح الكرة الأرضيّة، وذلك نتيجة لتغيرات بيئية طبيعية. الإبادة الجماعية في عصرنا ليست الأولى. فقد سبق أن وصفت في الماضي خمسة أحداث جرى فيها إبادة جماعية للكائنات. أشهرها الحدث الذي وقع قبل 65 مليون سنة وأدى إلى انقراض الكثير من الكائنات من بينها الديناصورات. أما في أيامنا فإن الحيوانات تنقرض، في أعقاب ما يقوم به الإنسان، وبوتيرة تزيد عن ما بين 100 و 1000 مرة من وتيرة أحداث الإبادة السابقة. يتفق باحثو التنوع البيولوجي على أننا في أوج موجة إبادة سادسة من حيث العدد، وعلى أنّه إذا استمرت وتيرة الإبادة كما هي اليوم فإنّنا، من المتوقع، أن نفقد حوالي يصف أنواع النباتات وحوالي نِصف أنواع الحيوانات المعروفة لنا، حتى نهاية القرن ال 21. إذ ما يميّز موجة الإبادة الحالية - أي ما يميز أزمة التنوّع البيولوجيّ هو أنّها من صنع الإنسان، وبحكم كونها كذلك يمكننا أن نقلّصها وربما حتى أن نمنعها. إذا لم نقم بذلك فسيكون لها انعكاسات بعيدة الأثر على رفاهيتنا وعلى رفاهية الأجيال في المستقبل.

عند مناقشة موضوع أزمة التنوّع البيولوجيّ، يوجّه الاهتمام، بشكل عام، إلى الأنواع الكبيرة والجميلة، مثل الحوت الازرق، وحيد القرن الأبيض، ودِبَبة الباندا. فى إسرائيل يُصبّ جُل الإهتمام على السوسن الأنيق، وعلى النمر أو النسر، فى حين أنّ الخطر الحقيقيّ الذي تواجهه الكرة الأرضية هو تقليص وتدمير أنظمة بيئية كاملة. على سبيل المثال، المساحة الإجمالية للغابات على سطح الكرة الأرضية تتقلصّ يومًا بعد يوم نتيجة لقطع الأشجار بهدف استغلال الخشب أو لأجل تحويل الغابات إلى أراض زراعية. حوالي 45(بالمائة) من المساحة الأصلية للغابات في العالم لم تعد غابات. معظم أعمال قطع أشجار الغابات حدثت في القرن الأخير. تشير التقديرات إلى أنه في العقد الأخير فقط اختفى 4.2(بالمائة) من مساحة الغابات التي كانت تغطي سطح الكرة الأرضية في سنة 1990.

- ما الذي يمكن فعله؟

- كيف يمكن أن نوفّق بين حاجات الإنسانية إلى التطوير وبين المحافظة على موارد الطبيعة من أجلنا ومن أجل الأجيال القادمة؟

لكي نواجه هذين السؤالين بشكل عقلانيّ يجب أن نتعرّف على الظواهر وأن نفهم العمليات التي تحدث في الأنظمة البيئية.

سيتركّز الفصل التالي في هذه القضايا وفي أسئلة مهمّة أخرى. وسنتعلّم فيه عن ماهيّة الأنظمة البيئيّة المختلفة، وعن العالقات المتبادلة القائمة فيها، وعن تأثير الإنسان على التنوع البيولوجيّ وعن طرق المحافظة عليه.

*186*

مستويات التنظيم في الأنظمة البيئيّة

يحتاج كلّ كائن حيّ إلى بيئة حياتية يجد فيها كلّ احتياجاته: مكان يعيش فيه، غذاء، ماء، هواء للتنفس، مأوى، زوج وما شابه، وفيه يستطيع البقاء والتكاثر. كوكبنا - الكرة الأرضية - يزخر فعلا بالحياة. لو فحصنا أين تتواجد الكائنات الحيّة على الكرة الأرضية، فإننا نجدها على سطح الأرض، في الجوّ في باطن الأرض وفي المجتمعات المائية.

هذا المجال الذي تقوم فيه الحياة يسمّى الغلاف الحيوي (الغلاف الحيويّ - مجال على الكرة الأرضية، وعلى اليابسة، في البحر والجوّ، تعيش فيه كائنات حية. يقسم الغلاف الحيوي إلى الأنظمة البيئية الموجودة على الكرة الأرضية) (بيوسفير: بيو (يساوي) حياة، سفير (يساوي) مدى يشبه شكله الكرة).

الظروف على الكرة الأرضية ليست متجانسة. عندما ننتقل من مكان إلى آخر يمكننا أن نلاحظ، بسهولة، الفروق في الظروف البيئيّة بين الأماكن المختلفة. لكلّ مكان - برّي، مائي، سهلي، جبليّ وما شابه - ظروفه المناخيّة التي تميزه ونوع تربة خاص به. في كلّ مكان توجد فقط تلك الحيوانات، النباتات، والكائنات الأخرى الملاءمة للظروف في تلك البيئة. وعليه، فإنّ الغلاف الحيويّ للكرة الأرضية يشتمل على تنوع كبير من الأنظمة البيئية المختلفة عن بعضها في الظروف التي تسودها وفى الكائنات الحيّة التي تعيش فيها.

تختلف الأنظمة البيئية في الخلاف الحيويّ عن بعضها ليس في الظروف التي تسودها وتنوع الأنواع الموجودة فيها فحسب، بل بكبرها أيضا. يمتدّ بعضها على مساحات شاسعة مثل أرجاء المحيط أو الصحراء الكبرى (سهارا). ويمتدّ بعضها على مساحة صغيرة مثل جبل الكرمل أو شاطىء البحر. كما توجد أيضًا أنظمة بيئية صغيرة جدًّا مثل شجرة وحيدة وكلّ ما يحيط بها أو مستنقع تتجمع فيه مياه الأمطار في الشتاء.

*187*

(ثلاثة صور في الكتاب)

مجتمع كائنات حية في السفانا

عشيرة من حمير الوحش

كائن حي - حمار الوحش

في كلّ نظام بيئيّ يوجد مجتمع (مجتمع - عشائر من الكائنات الحية من أنواع مختلفة، تعيش معا في نفس النظام البيئي) خاص من الكائنات الحيّة: حيوانات، نباتات، فُطريات وغيرها، تعيش معا في نفس المكان وفي نفس الوقت. على سبيل المثال: في النظام البيئي في السفانا في أفريقيا يوجد مجتمع يشمل فيلة، زرافات، حمير الوحش، أسودًا بالإضافة إلى كثير من الحيوانات وأشجار السنط، الأعشاب، النباتات والكائنات الأخرى. صفات الكائنات التي يتركب منها هذا المجتمع ملاءَمة للظروف السائدة في السفانا. بالمقابل، على رأس جبل كيليمنجارو القريب منها، الهواء أكثر برودة وأقل كثافة، والتربة فقيرة بالمعادن وتكون مغطاة بالثلج أحيانًا، والرياح شديدة.

على كيليمنجارو يعيش مجتمع آخر. على كيليمنجارو تعيش كائنات أخرى من بينها حيوانات ثديية صغيرة، حشرات وزواحف، ونباتات مثل زهرة الشيخ العملاقة وأشجار اللوبيليا وغيرها، والتى صفاتها ملاءمة للحياة في الظروف السائدة في أماكن عالية جدًّا. ينتمي معظم هذه الكائنات الحية إلى أنواع لا تستطيع العيش في السفانا الأفريقية. وهكذا، كما أنّه يوجد لكن نظام بيئي ميزاته الخاصة به، كذلك يوجد لكلّ مجتمع ميزاته الخاصّة به، والناجمة عن تنوع الانواع الموجودة فيه.

المجتمع البيئي مؤلف من عشائر (عشيرة - مجموعة من الكائنات الحية التي تنتمي إلى نفس النوع وتعيش معا في نفس البيئة) من جميع الكائنات الحيّة التي تعيش فيه في نفس الفترة الزمنية. مجتمع الكائنات الحيّة في السفانا الا فريقيّة يحتوي عشيرة الفيلة، عشيرة حمير الوحش، عشيرة الأسود، عشيرة النمور التي تعيش في أرجاء السفانا وعشائر الحيوانات الأخرى، وكذلك عشائر النباتات وعشائر الكائنات الأخرى. تتألف كلّ عشيرة من أفراد - كائنات حية تنتمي كلّها إلى نفس النوع (نوع - (Species) هو وحدة التصنيف الأساسية للكائنات الحية. مجموعة من كائنات ذات صفات متشابهة، وهي جزء من مجموعة تصنيف أكبر (جنس). أفراد (ذكور وإناث) ينتمون إلى نفس النوع يمكنهم أن يتكاثروا مع بعضهم، ولكنهم لا يستطيعون أن يتكاثروا مع أفراد من نوع آخر وإنجاب أنسال خصبة).

هل تستطيع عشيرة ما لنباتات من نفس النوع، أو لحيوانات من نفس النوع أو لكائنات أخرى من نفس النوع، أن تعيش في مكان ما دون تحديد؟ الجواب على هذا السؤال هو لا!

فى كلّ مكان توجد عوامل مختلفة تؤثّر على العشائر المختلفة وتحدّ من كِبرها. التغييرات فى كبر عشائر الغزلان فى البلاد هي مثال على ذلك.

188

فعالية

تحليل رسم بياني

عشيرة الغزلان في "رمات هنديف"

الغَزال الذي يعيش في البلاد هو أحد الحيوانات الثديية التي تعيش في الأراضى المفتوحة (الأراضي التي تخلو من البيوت السكنية، الشوارع، المصانع وما شابه). فحض أحد الأبحاث التي أجريت في البلاد، على مدار عدّة سنوات تعداد عشيرة الغزلان في منطقة رمات هنديف الواقعة على جبال الكرمل. أظهر البحث أنّ عدد أفراد عشيرة الغزلان في هذا المكان ليس ثابتا.

نتائج البحث معروضة في الرسم البياني الأول التالي:

(رسم بياني في الكتاب: تعداد عشيرة الغزلان في رمات هنديف: السنة كدالة لعدد الغزلان في المنطقة (تقدير))

أسئلة

1. بناءً على الرسم البياني، في أي سنة كانت عشيرة الغزلان هي الأكبر وفي أيّ سنة كانت هي الأصغر؟

2. كم الفرق بين عشيرتَي الغزلان في هاتين السنتين؟

3. فيما يلي رسم بياني آخر، يعرض كمية الأمطار السنويّة في تلك السنوات في رمات هنديفت.

أ. ادّعت سارة التي شاهدت الرسمين البيانيين بأن كمية الأمطار هي العامل الذي يقرّر تعداد عشيرة الغزلان. وقد شرحت ذلك بقولها إن المطر يؤثّر على كمّية النباتات التي تتغذى عليها الغزلان. الأمطار القليلة تقلّل الغذاء الآمر الذي يؤدّي إلى تقليص عدد الغزلان. أيّ معطيات في الرسمين البيانيّين يمكن أن تدعم ادّعاء سارة؟

ب. أمّا يعقوب فقد ادّعى بأن الأمطار ليست العامل الوحيد الذي يؤثر على عشيرة الغزلان. أيّ معطيات فى الرسمين البيانيّين يمكن أن تدعم ادّعاءه؟

(رسم بياني في الكتاب: كمية الأمطار السنوية في رمات هنديف: السنة كدالة لكمية الأمطار (ملم)).

4. قالت لمياء بأنّه لكي نستخلص استنتاجًا صحيحًا يجب أن نجمع المزيد من المعلومات.

اذكروا عوامل أخرى يمكن أن تؤثّر على عشيرة الغزلان، والتي يساعد فحصها على استخلاص استنتاجات أكثر وضوحًا حول العوامل التى تقرّر تعداد عشيرة الغزلان في رمات هنديف.

*189*

يتّضح من نتائج البحث عن الغزلان في رمات هنديف ومن أبحاث مشابهة أُجريت في أماكن أخرى في إسرائيل أنّ تعداد عشيرة الغزلان ليس ثابتا. كما أنّ تعداد عشائر أخرى من أنواع أخرى يمكن أن يتغيّر من سنة إلى أخرى.

ما الذي يؤثّر على تعداد عشيرة من نوع ما في منطقه معيّنة؟

أحد العوامل الأساسية وتيرة التكاثر - أي وتيرة الزيادة الطبيعية فى العشيرة. تتعلّق هذه الوتيرة بعدد الأفراد الذين يُضافون إلى العشيرة وعدد الأفراد الذين ينقصون منها (ينفقون أو يُفترَسون) في نفس الفترة. بشكل عام، إذا وُلد، بالمعدّل، لكلّ والدَين طوال حياتهما أكثر من ابنين يبقون على قيد الحياة حتى البلوغ فإنّ عدد أفراد العشيرة يزداد. عامل آخر يؤثّر على تعداد العشيرة هو كمية الموارد في البيئة. يحتاج كلّ فرد في العشيرة إلى كمّية معيّنة من الموارد لمعيشته، وهي تشمل: الغذاء، أماكن المبيت والاختباء والماء. إذا نقصت كمّية الغذاء في المكان، مثلا، ولم يعد الغذاء كافيًا للجميع، فإن عدد أكبر من أفراد العشيرة يعاني من الجوع الآمر الذي يقلل من توالدهم وربما سبب في نفوقهم صغارًا فيتضاءل تعداد العشيرة. عدد الحيوانات المفترسة فى البيئة يؤثر كذلك على تعداد الأفراد المفترسة. لأنّ الافتراس يزيد نسبة الوفيات بين الأفراد المفترسين. أحيانًا قد ينتشر وباء ما ولذلك هناك أهمّية لمدى الصمود أمام (مقاومة) الأمراض. الأنواع التي تصمد أمام الأمراض تنجح في البقاء وعددها في المنطقه يزداد. الكائنات التي تعاني من الجوع ومن سوء التغذية تكون أقل صمودا أمام الأمراض الأمر الذي يزيد من خطر تناقص أعدادها. كما تؤثّر الهجرة على تعداد العشيرة. عندما يغادر قسم من أفراد العشيرة بيئة حياتهم الطبيعية وينتقلون إلى بيئة حياتية جديدة، يقلّ عدد أفراد العشيرة في المكان الذي هاجروا منه في حين يزداد العدد في المكان الذي هاجروا إليه. إذا لم يكن للمهاجرين في بيئتهم الجديدة الكثير من المفترسات أو من المنافسين فهم يتكاثرون فيها بسرعة، وفي حالات كثيرة يتسببون فى التشويش على عمليّات مختلفة في النظام البيئي في المكان.

نوع، عشيرة، مجتمع، نظام بيئي، غلاف حيويّ هي جزء من متويات التنظيم، التي تنضم إلى مستويات تنظيم أخرى وتنل مج في المخطّط العام المسمّى تسلسُل هرميّ بيولوجيّ (تسلسل هرمي بيولوجي - تخطيط يعرض الكرة الأرضية والكائنات الحية التي تعيش عليها، في متدرجة من مستويات التنظيم: من المستوى الأكبر (الكرة الأرضية كلها) وحتى مستوى الذرات التي تبني أجسام الكائنات الحية).

كلّ مستوى في التسلسل الهرميّ البيولوجي يندرج في المستوى الذي قبله ويتضمن المستوى الذي بعده. كلّ كائن حيّ هو جزء من عثيرة، وهي مجموعة أفراد ينتمون إلى نفس النوع؛ وكلّ عشيرة هي جزء من مجتمع؛ وكل مجتمع هو جزء من نظام بيئيّ. تصنيف المركبات المختلفة في الطبيعة وتنظيمها في مستويات مختلفة في إطار التسلسُل الهرميّ البيولوجيّ يساعد على فهم أفضل للبيئة.

*190*

فيما يلي مخطط للتسلسُل الهرميّ البيولوجيّ في الطبيعة.

الغلاف الحيويّ (البيوسفير)

مجال على الكرة الأرضية تعيش فيه الكائنات الحية على اليابسة، في البحر وفي الجوّ.

يقسم الغلاف الحيوي إلى أنظمة بيئية موجودة على الكرة الأرضيّة. مدى الكبر للغلاف الحيويّ: عشرات آلاف الكيلومترات ((7)10 أمتار)

نظام بيئيّ

نظام يشمل جميع مركِّبات البيئة - الكائنات الحيّة وعوامل الطبيعة الجامدة - وجميع العلاقات المتبادلة التي تقوم بينها، أي: تأثير كلّ واحد منها على الآخر.

سفانا فى أفريقيا، شعاب مَرجانية، حرش، مغارة الخفافيش، واحة صحراويّة هي أمثلة على أنظمة بيئيّة على الكرة الارضيّة. مدى كبر النظام البيئيّ: من بضع سنتيمترات وحتّى كيلومترات ((2-)10 - (3)10 أمتار).

مجتمع

عشائر كائنات حية من أنواع مختلفة، تعيش معًا في نفس النظام البيئّي.

في الشعاب المرجانيّة توجد مجتمعات مختلفة وبضمنها مجتمع يشمل عشائرلأنواع مختلفة من المَرجان والأسماك.

عشيرة

مجموعة من الكائنات الحيّة تنتمى إلى نفس النوع وتعيش معًا في نفس البيئه. عشيرة كبيرة من أسماك الملائكة تعيش فى شِعب مرجانيّ.

كائن حيّ

جسم يعمل بشكل مستقل وتتوفر فيه جميع مميزت الحياة. الكائنات الحية مكزنة من خلية واحدة أو أكثر. سمكة الملائكة هي مثال على أحد أنواع الكائنات الحية التي تعيش في الشعب المرجانيّ.

مدى كبر الكائنات الحية: من بضع ميكرومترات وحتى عدة أمتار((-6)10-10).

*191*

فعالية

مستويات التنظيم في الطبيعة

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى الوحدة التعليمية رحلة إلى التسلسل الهرميّ البيولوجيّ

اقرأوا المعلومات حول الأنظمة البيئيّة المفصلة هناك، ثم أجيبوا عن الأسئلة التالية.

1. انسخوا الجدول التالي إلى الدفتر واملأوا فيه جميع التفاصيل الناقصة:

(جدول في الكتاب مكون من أربعة أعمدة:)

مستويات التنظيم في التسلسل الهرميّ البيولوجيّ،  بيئة حياتية 1،  بيئة حياتية 2،  بيئة حياتية 3

النظام البيئيّ،  --،  --،  --

المجتمع،  --،  --،  --

العشيرة،  --،  --،  --

الكائن الحي،  --،  --،  --

2. هل يمكن أن يكون في نظام بيئي معين عشائر لكائنات مختلفة، ولا يكون فيه مجتمع؟ هل يمكن أن يكون هناك نظام بيئي ما ينقصه بعض الاقسام من مستويات التنظيم في التلسُل الهرميّ البيولوجيّ؟ علّلوا إجاباتكم.

3. صنفوا الأفراد في القائمة التالية بحسب مستويات التنظيم الملائمة: شاطىء بحر، أشجار برتقال، مغارة الإصبع التي في الكرمل، قط مستنقعات، سرب خفافيش، سرطان الرمال، أشجار سنديان وأشجار بُطم، نرجس بحري، بيّارة، سلحفاة بحرية خضراء.

4. يعرض الرسم التوضيحيّ التالي التسلسل الهرميّ البيولوجيّ أيضًا. ما الذي يمكن أن نتعلّمه من طريقة العرض هذه، والتي فيها تُرسم دوائر الواحدة داخل الأخرى؟ اشرحوا.

(رسم توضيحي في الكتاب: التسلسل الهرمي البيولوجي)

نظام بيئي

مجتمع

عشيرة

فرد

كائن حي

*192*

النظام البيئيّ - بيئة حياتيّة

يعيش كلّ كائن حيّ في البيئة التي يجد فيها جميع احتياجاته: مكان يعيش فيه، غذاء، ماء، هواء للتنفس، الظروف الضرورية للتكائر وما شابه. إذا وجد الخائن في بيئة كهذه يمكن أن يعيش وأن يُربي نسله. ظروف البيئة (درجة الحرارة، كمّيّة المياه، شدّة الضوء، كميّة الأكسجين في الجوّ أو في الماء كمّية الغذاء وتركيبه) تؤثّر على أنواع الكائنات التي تستطيع العيش فيها وعلى عددها. إذا نقص في بيئة ما هذا العامل أو ذاك أو أن كميّته أقل مما يجب فإنّ ذلك يحدّ من تعداد عشيرة الحيوانات أو عشيرة نباتات معيّنة في تلك البيئة، أو حتى يحولُ دون وجودها. على سبيل المثال: تنجح أشعّة الشمس في التغلغل داخل مياه البحر ولكن حتى عمق محدود. حتى في مياه البحر الأكثر صفاءً لا تتغلغل أشعّة الشمس إلى أكثر من 90 مترًا. بعد هذا العمق يسود قاع البحر ظلام دائم. لذلك فإنّ الطحالب التي تحتاج إلى الضوء لا تستطيع أن تعيش في أعماق البحار المظلمة. أحيانًا وجود فائض من مادّة معيّنة يمكن أن يقلّل أو أن يمنع وجود كائنات حيّة في البيئة. على سبيل المثال: الكائنات الحية المُلاءمة للعيش في المياه العذبة لا تستطيع العيش في البحر بسبب فائض الملح في مياه البحر.

في كلّ بيئة تتأثّر الكائنات الحيّة ليس من ظروف البيئة فحسب بل من الكائنات الحيّة الأخرى التي تعيش فى نفس المكان كمّيّة المفترسات الموجودة هناك، كتلك التي تنافسها على الموارد (الماء، الضوء، الغذاء وما شابه) أو كائنات تساعدها على العيش فى المكان. على سبيل المثال: في بحيرات المياه العذبة (غير المالحة) تعيش أسماك وطحالب ونباتات مائية مختلفة وغيرها من الكائنات الأخرى. الكثير من الحيوانات في البحيرة متعلقة بالطحالب، التي تعتبر مصدر غذائها. تحتاج نباتات مائيّة مثل زنبق الماء والنوفار إلى الحشرات التي تنقل حُبيبات اللقاح من زهرة إلى أخرى وتمكّنها من إنتاج البذور للتكاثر.

تؤثر الظروف التي تسود في كل بيئة، فعلا، على الكائنات الحية التي تعيش فيها، ولكن في الأنظمة البيئية توجد أيضًا تأثيرات عكسيّة: أي أن الكائنات الحية هي التي تؤثّر على ظروف البيئة.

التعقيدات الكبيرة في البيئات الحياتيّة في عالمنا تجسّدها قصّة النظام البيئيّ في بحيرة فكتوريا.

*193*

فعالية

تنور علمي

قصة بحيرة فكتوريا

بحيرة فكتوريا الواقعة وسط أفريقيا هي بحيرة المياه العذبة الثالثة في العالم من حيث الكبر. طوال سنوات كثيرة وُجد في هذه البحيرة نظام بيئيّ مستقر، أيْ لم تطرأ تغيّرات جذرية على كبر عشائر الكائنات الحية فيها. نمت في البحيرة طحالب دياتومية (سيليكونية) وعاشت فيها مئات الأنواع من الأسماك منها أسماك البُلطي الجليليّ أثارت اهتمامًا خاصًا لدى الباحثين لأنه عاش في البحيرة ما يزيد عن 400 نوع مختلف من هذا النوع!) كانت الطحالب الدياتومية مصدر غذاءالأسماك في البحيرة وكانت الأسماك مصدر الرزق الأساسيّ لسكان المنطقة، كان هؤلاء يصيدون الأسماك ويجفِّفونها في الشمس من أجل حفظها.

مع بداية القرن ال 20 وصل إلى المنطقة مستوطنون من أوروبا، وقد غيّر هؤلاء الظروف في بيئة البحيرة تغييرًا كاملا. فقد قطعوا أشجار الغابات في المناطق المحيطة بالبحيرة وحوّلوها إلى أرض زراعيّة وأقاموا عليها المصانع لمعالجة المحاصيل الزراعيّة. سحبت مياه الأمطار أسمدة ومبيدات من الحقول إلى البحيرة، كما تدفقت إليها من المصانع المجاري الصناعية بدون أي معالجة. لقد احتوت المجاري والأسمدة والمبيدات التي تدفقت، إلى البحيرة على مركبات النيتروجين ومركّبات، الفسفور التي بسببهما تعاظم تكاثر الطحالب الخضراء داخل البحيرة. نافست هذه الطحالب الخضراء الطحالب الدياتومية الأمر الذي قلَّل كمية الغذاء لأسماك المشط فتضاءلت عشيرة الأسماك.

رسبت الطحالب الميّتة في قعرالبحيرة وتعفّنت في عمليّات استهلكت الكثير من الأكسجين، مما أدى إلى حدوث نقص في الأكسجين في البحيرة - الأمر الذي ساهم فى إلحاق المزيد من الضرر بعشيرة الأسماك. وإذا لم يكن هذا كافيًا ففي الخمسينات من القرن ال 20 أدخلوا إلى البحيرة سمكة "بياض النيل" من أجل اثراء الثروة السمكية التي تضاءلت في البحيرة.

سمكة بياض النيل هي سمكة مفترسة وعملاقه. يصل طولها إلى حوالي مترين ووزنها إلى 100 كغم! خلال سنوات قليلة تكاثرت سمكات بياض النيل في البحيرة وافترست معظم الأسماك الأخرى التي عاشت في مياه البحيرة الأمر الذي أدى إلى انقراض أكثر من 200 نوع من أنواع الأسماك. لحفظ لحم هذه السمكة الضخمة لا يمكن تجفيفها في الشمس بل يجب تدخينها.

التدخين يحتاج إلى إشعال المواقد والمواد التي أحرقوها كانت الإشجار التي تم قطعها من حول البحيرة. نتيجة لقطع الأشجار انجرفت المرية إلى مياه البحيرة فتعكّر ماؤها أكثر. بعد وقت غير طويل تدمرت البيئة الحياتيّة الطبيعيّة داخل البحيرة ومن حولها بالكامل.

(صورتان في الكتاب)

بحيرة فكتوريا

صيادون في بحيرة فكتوريا

*194*

في السنوات الأخيرة عشيرة أسماك بياض النيل تضررت أيضًا بسبب الصيد الجائر، وذلك، لتغطية النقص في مصادر الغذاء (بعد أن افترست معظم الأسماك التي عاشت في البحيرة) وجرّاء نقص الأكسجين في مياه البحيرة.

في هذه الأيام بحيرة فكتوريا هي بحيرة تحتضر، ويشك العلماء في إمكانية إنقاذها وإعادة الحياة إلى مياهها.

(صورة في الكتاب)

في بحيرة فكتوريا

أسئلة

1. صنِّفوا المركبات التي تغيّرت في البحيرة إلى مجموعتين: تلك الحيّة وتلك غير الحيّة (الجماد)

2. ما الذي ألحق الضرر بجودة مياه البحيرة؟ وكيف؟

3. اذكروا كائنين حيين أثّرا على ظروف البيئة في بحيرة فكتوريا.

استعينوا بمثل الجدول التالي: انسخوه إلى الدفتر واكتبوا فيه أسماء الكائنات، وإلى جانب كلّ كائن اكتبوا على أيّ ظرف بيئيّ أثر وماذا كان تأثيره.

(جدول في الكتاب مكون من ثلاثة أعمدة:)

الكائن الحي،  ظروف البيئة التي تغيرت،  تأثير الكائن على ظروف البيئة

--،  --،  --

--،  --،  --

4. اذكروا ظرفين بيئيين (ساكنَيْن، جامدَيْن) أثرا على الكائنات الحيّة في بحيرة فكتوريا.

استعينوا بمثل الجدول التالي: انسخوه إلى الدفتر، واكتبوا فيه ظروف البيئة وإلى جانب كلّ ظرف اكتبوا على أيّ الكائنات الحيّة أثّر وماذا كان تأثيره.

(جدول في الكتاب مكون من ثلاثة أعمدة:)

الظرف البيئي،  الكائنات الحية التي تأثرت،  تأثير ظروف البيئة على الكائن

--،  --،  --

--،  --،  --

5. لأي مركب كان التأثير المباشر الأكبر على الحياة في بحيرة فكتوريا؟ اشرحوا السبب.

*195*

بحيرة فكتوريا مثال على تأثير الإنسان الهدّام على البيئة. من قصّة النظام البيئيّ في بحيرة فكتوريا يمكننا أن نتعلّم أنّه لكي نفهم لماذا يعيش كائن حيّ معين في بيئة حياتيّة معيّنة بالذات (في نظام بيئي كهذا وليس غيره) وماذا يمكن أن تكون نتيجة تغيير ما في البيئة، علينا أن نتعرّف عنى مركّبات هذه البيئة الأحيائيّة واللاأحيائية (الجامدة)، وعلينا أن نفهم أهمّيّة كلّ واحد من هذه العوامل ومدى تأثيره على الكائنات المختلفة التي تعيش في نفس البيئة. لذلك من المهمّ أن نعرف ما الذي يمكن أن يحدث عند نقصان مركّب معين من البيئة أو إضافته إليها بكميات كبيرة، ومن المهمّ أيضًا أن نرى كيف تؤثر التغييرات في ظروف البيئة على الكائنات الحية فيها.

لكي نتعرف جيدًّاعلى العوامل الكثيرة لكلّ بيئة حياتيّة نصنّفها إلى مجموعتين: جميع الكائنات الحيّة وبضنها: الحيوانات والإنسان، النباتات، الفطريات والبكتيريا والكائنات الأخرى. هذه كلّها هي تنوع الأنواع في المكان، وهي تسمّى العوامل الأحيائية (عوامل أحيائية - (في اللغة اليونانية: bios (تساوي) حياة) جميع الكائنات الحيّة في البيئة: الحيوانات، النباتات، الفطريات، البكتيريا وباقي الكائنات الحيّة) في البيئة. جميع الأشياء غير الحية وبضمنها الماء، الهواء، الصخور، التربة، أشعّة الشمس، الرياح وغيرها. تسمّى هذه كلّها العوامل اللاأحيائية (عوامل اللأأحيائية - (في اليونانية: a (تساوي) لا، bios (تساوي) حياة) جميع الأجزاء الجامدة في البيئة، وبضمنها المواد (صخور، تربة، ماء وهواء) الطاقة (حرارة وضوء)، والقوى العاملة في البيئة (رياح، أمواج البحر، جريان الماء في الوادي وما شابه) في البيئة. عوامل البيئة الجامدة تشمل الموادّ (الصخور، التربة، الماء والهواء)، الطاقة (الحرارة والضوء) والقوى التي تفعّلها حركة الهواء (الرياح)، حركة الماء (أمواج البحر، تدفق المياه في الوادي أو على سطح الأرض) وما شابه.

ساحة المدرسة، أو الحديقة العامّة أو الأرض البور بالقرب من الحيّ - هذه كلهّا بيئات حياتيّة تختلف الواحدة عن الأخرى في الظروف التي تسودها وفي الكائنات الحية في كلٍّ منها. ولكن، وحتى في نفس البيئة الكائنات ليست موزّعة بشكل عشواتيّ. كلّ كائن موجود في المكان الذي فيه الظروف ملائمة له، ويكون قادرا فيه على الحصول على المواد والطاقة الضروريّتين لاستمرار بقائه.

هل تعرفون النظام البيئي في منطقه سُكناكم؟

قوموا بجولة في البيئة القريبة، وتعرّفوا على الظروف السائدة فيها وعلى الكائنات الحيّة التي تعيش فيها.

*196*

فعالية

أبحاث ميدانية

ندرس البيئة الحياتيّة القريبة

هدف الفعّالية: دراسة ظروف البيئة القريبة والكائنات التي تعيش فيها.

تنبيه: المقصود بظروف البيئة القابلة للقياس هي التي يمكن قياسها (بواسطة أجهزة ملائمة).

المعدات التي نوصي بها: أوراق وأدوات كتابة أو أي معدات أخرى لتوثيق النتائج، كاميرا رقميّة، جهاز مُلتيمتر "متعدد القياسات" (أو مقياس حرارة، مقياس سرعة الريح، مقياس شدّة الضوء، مقياس نسبة الرطوبة في الهواء)، منظار، عدسة مُكبرة، أدلّة (كتب تعريف) لأنواع النباتات والحيوانات المختلفة، أداة حفر صغيرة وشريط قياس

مهم!

قواعد الآمان لكم وللكائنات الحية: لا تجمعوا كائنات حية من الطبيعة.

لا تخلّفوا وراءكم أيّ فضلات - عودوا مع كل ما أحضرتموه معكم بما في ذلك النفايات.

لا تلمسوا الحيوانات وحافظوا على مسافة معقولة بينكم وبينها.

سير الفعالية: اخرجوا لكي تدرسوا البيئه القريبة في محيط المدرسة، في ساحة بيتكم، في الحديقة العامّة، في حقل بور وما شابه، وثّقوا كلّ ما تجدوه في المنطقة.

قياس ظروف البيئة

درجة الحرارة

مصدر الحرارة الأساسي على الكرة الأرضية هو أشعّة الشمس، ودرجة الحرارة هي أحد الظروف المهمّة في البيئة. وذلك لأنّ معظم الكائنات الحيّة تعيش فى مجال ضيق لدرجات الحرارة لا يتجاوز ال 40 درجة سيلسيوس تقريبا. ولكن هناك أيضًا كائنات حيّة يمكنها أن تعيش فى درجات حرارة متطرفة ما بين ناقص 60 درجة سيلسيوس (60 درجة مئويّة تحت الصفر) في مناطق متجمّدة ومكسوّة بالثلوج وبين 60 درجة سيلسيوس أو أكثر في الصحارى والينابيع الساخنة بالقرب من الانفجارات البركانية التي تحدث في أعماق المحيطات وما شابه.

أ. قيسوا درجة حرارة الهواء في الظلّ على ارتفاعات مختلفة عن سطح الأرض.

ب. قيسوا درجة حرارة التربة في مكان مكشوف لأشعة الشمس وفي مكان مظلل عند سطح الأرض وفي داخلها.

(صورتين في الكتاب)

- قياس سرعة الرياح بواسطة "ملتيمتر"

- قياس درجة حرارة التربة

*197*

الرطوبة

الماء هو مركب حيويّ فى كلّ بيئة حياتية، وبدونه لا توجد حياة. يحتل الماء ما بين 60 بالمائة - 80 بالمائة من حجم أجسام معظم الكائنات الحية، وهو الذي يمكن العمليات الحيوية من أن تحدث داخل الجسم. لذلك توجد أهمية كبيرة لكمّيّة الرواسب ورطوبة التربة ورطوبة الهواء في كلّ بيئة.

أ. قيسوا رطوبة الهواء.

ب. درِّجوا رطوبة التربة في مكان ظليل وفى مكان مكشوف لأشعة الشمس بحسب ثلاث درجات: مبتلّ، رطب، جاف.

(صورة في الكتاب)

قياس رطوبة التربة

نوع التربة

التربة هي مستنبت تنمية للنباتات، وهي المكان الذي تتمسك به الجذور ومنه تمتصّ الماء، المعادن والأكسجين (من الهواء الموجود في الفجوات بين ذرات التربة). كبر حُبيبات التربة وكبر الفجوات بينها وأنواع الموادّ الموجودة في التربة تؤثّر على وتيرة تغلغل الماء فيها، وعلى أنواع النباتات التي يمكن أن تنبت فيها وعلى الحيوانات التي ترتبط بتاك النباتات. على سبيل المثال: كلّما احتوت التربة على الكثير من الموادّ التي مصدرها بقايا النباتات والحيوانات (مواد عضوية)، كان لونها غامقا أكثر. مثل هذه التربة يمكنها أن تمتص كميّات كبيرة من المياه وهي ليست أكثر رطوبة فحسب بل أكر خصوبة أيضًا. وذلك لأن بقايا الكائنات تتحلّل فيها تدريجيًّا وتغنيها بالمعادن المختلفة - أسمدة تمتصّها النباتات بواسطة جذورها.

أ. صفوا لون التربة (بالإضافة إلى قياس درجة الحرارة والرطوبة فيها).

ب. إذا شخصتم نوع التربة (رمل، طين أحمر، اللوْس وما شابه) اذكروا ذلك.

ج. إذا كانت للتربة صفات خاصة (رائحة، بقايا نباتات، قواقع حلزونات وما شابه) صفوها.

شدّة الضوء

الضوء هو مصدر الطاقة في عمليّة التمثيل الضوئي (تمثيل ضوئي (في اللاتيمية: فوتو (تساوي) ضوء، سينتيزا (تساوي) بناء) عملية تحدث في خلايا النبتة الخضراء. في هذه العملية تنتج النباتات بمساعدة ضوء الشمس مادة عضوية (سكر) من مواد اولية غير عضوية (ثاني أكسيد الكربون وماء)، وتطلق الأكسجين إلى البيئة). بواسطته وبواسطة موادّ إضافية تبنى النباتات (على اليابسة وفي الماء) أجسامها وتنتج موادّها الغذائية. لذلك فإنّ شدّة الضوء هي شرط بيئيّ مهم. لذلك تقل النباتات في الاماكن التي فيها شدّة الضوء منخفضة، كما في الظلّ الكثيف لأشجار الغابة أو في أعماق البحار. الضوء مهم أيضًا بالنسبة إلى الكثير من الحيوانات التي تعتمد على حاسّة البصر للاهتداء في بيئتها.

أ. درّجوا مدى اكتساء السماء بالغيوم، من سماء صافية وحتى سماء مُلبّدة بالغيوم.

ب. قيسوا شدّة الضوء في مكانين مختلفين: مكان مكشوف لا شعة الشمس ومكان مظلّل. استعينوا بمقياس ضوء أو بدلا من ذلك درّجوا شدّة الإضاءة بحسب 3 درجات: شديدة؛ متوسطة؛ منخفضة.

*198*

سرعة الرياح

تؤثر الرياح كثيرا على حياة النباتات والحيوانات. وهي تؤثر على كلّ ما يطير في الجوّ ومن الممكن أن تجعله ينحرف عن مساره. في كثير من الأحيان تُبرّد الرياح أجسام الحيوانات وتزيد من تبخُّر المياه من أوراق النباتات. كما وتحمل رائحة الزهور إلى مسافات بعيدة وتساعد النحل والفراش على أن تهتدي إلى النباتات المزهرة. وتحمل بذور زهرة الشيخ وبذور نباتات أخرى وتوزّعها في المنطقة المحيطة كما أنّها تمكن الحيوانات من أن تشمّ رائحة المفترسات التي تكمن لها في المنطقة فتهرب من وجهها.

- أمسكوا مقياس سرعة الرياح بشكل عموديّ حتى تحصلوا على نتيجة مستقرّة.

- إذا لم تكن الرياح مستقرّة يجب تكرير القياس عدّة مرات وحساب متوسّط السرعة.

مشاهدات لكائنات حيّة في البيئة

قوموا بمشاهدات ووثّقوا أنواع وأعداد الكائنات الحية التي تعيش في المنطقه التى تبحثونها وإذا أمكن صوِّروها.

أ. جدوا نقطه جيدة للمشاهدة، اتخذوا فيها موقعًا مريحا وراقبوا منه الحيوانات التي في البيئة. صفوا ماذا تفعل ومتى يكون تأثيرها على البيئة ظاهرًا للعيان.

ب. استعينوا بأداة حفر لكي تبحثوا تحت الحجارة أو تحت الأوراق الجافة التي سقطت وتراكمت تحت الأشجار، ستجدون هناك تنوّعًا من الكائنات الحية المثيرة للاهتمام: أمات أربع وأربعين (أربعينيّة)، سرطانات بريّة، عناكب، نمل، خنافس، وغيرها.

خذوا بواسطة أداة الحفر القليل من التربة الموجودة تحت حجر أو كومة أوراق الأشجار وانثروها على ورقة بيضاء. بهذه الطريقة يمكن أن تميّزوا الكائنات الحيّة الصغيرة الموجودة في التربة بشكل أفضل. تذكّروا بأن تعيدوا كلّ شيء إلى مكانه بعد الفحص والتوثيق.

ج. شخّصوا النباتات التي تنمو في المنطقة.

د. اذكروا أين شاهدتم الكائنات المختلفة، وخمّنوا لماذا هي موجودة في هذا المكان بالذات. إذا كنتم لا تعرفون اسم الكائن الحي صوروه أو ارسموه أو اكتبوا وصفا له (يمكنكم لاحقا الاستعانة بالمعلومات من أجل تشخيص هذا الكائن).

ه. تجولوا في المنطقة وابحثوا عن أدلة على وجود كائنات لم تروْها في المنطقة، على سبيل المثال: آثار أقدام، بعر، أعشاش، قواقع أو بذور نباتات. وثّقوها أيضًا.

*199*

توثيق المعلومات

وثقوا المعلومات التي جمعتموها. يمكنكم الاستعانة بنموذج الاستمارة التالية:

التاريخ: -- أعضاء الطاقم: --

وصف المكان: --

وصف التربة: --

سرعة الرياح: -- الغيوم في السماء: -- شدّة الضوء: --

رطوبة الهواء: -- رطوبة التربة في الشمس: -- رطوبة التربة في الظل: --

درجة الحرارة:

(جدول في الكتاب مكون من ستة أعمدة:)

القياس/ مكان القياس،  الارتفاع عن سطح الأرض (سم)

--،  1،  10،  50،  100،  150

درجة حرارة الهواء (سيلسيوس)،  --،  --،  --،  --،  --

(جدول في الكتاب مكون من أربعة أعمدة:)

القياس/ مكان القياس،  الإنخفتض تحت سطح الأرض (سم)

--،  1،  10،  20

درجة حرارة التربة في الشمس (سيلسيوس)،  --،  --،  --

درجة حرارة التربة في الظل (سيلسيوس)،  --،  --،  --

كائنات حيّة:

(جدول في الكتاب مكون من خمسة أعمدة:)

--،  الأنواع الموجودة (تنوع الأنواع)،  عدد الأفراد (كثرة الأفراد)،  المكان الذي وجدت فيه،  تخمين السبب لوجودها في هذا المكان

نباتات،  نبات الهيبسكوس،  8،  السياج النباتي للساحة،  زرعت في المكان كما توجد في المكان شبكة ريّ بالتنقيط

--،  --،  --،  --،  --

--،  --،  --،  --،  --

حيوانات،  تمرات (عصافير)،  2،  على نبات الهيبسكوس،  جاءت لامتصاص الرحيق من الأزهار

--،  --،  --،  --،  --

--،  --،  --،  --،  --

فطريات وكائنات أخرى،  --،  --،  --،  --

المجموع،  -- انواع،  -- أفراد

*200*

تلخيص الفعاية

حضروا فى الصف معرضًا لعرض البيئة التي قمتم بدراستها.

أ. إذا بحثتم أماكن مختلفة قارنوا بين النتائج من جميع الأماكن. استعينوا بالمثال التالي وحضّروا جدولاً لتلخيص جميع الأماكن التي درستموها.

اعرضوا الجدول في المعرض.

(جدول في الكتاب مكون من أربعة أعمدة:)

المكان،  وصف المكان،  ظروف البيئة،  الكائنات الحيّة في المكان

حرش الصنوبر:  --،  --

أشجار صنوبر كثيفة تحتها وبجانبها لا توجد نباتات أخرى تقريبا:  --،  --

في ظل الأشجار الهواء أبرد منه في الشمس والتربة تبدو جافة، والرياح ضعيفة:  --،  --

صنوبر، غربان، عصافير الدوري، حلزونات، قطط، حراذين، حنافس:  --،  --

إذا صوّرتم أو رسمتم أشياء في الحقل ادمجوا الصور أو الرسومات مع الجدول.

إذا أحضرتم إلى الصف نتائج (أشياء وجدتموها) مثيرة للاهتمام (فقط أشياء يسمح القانون بأخذها من البيئة) اعرضوها أيضًا فى المعرض.

ب. أي أنواع المشاهدات قمتم بها من أجل توثيق الكائنات الحيّة في المنطقة (مفتوحة، موجّهة، نوعيّة، كمّيّة وما شابه)؟ علّلوا.

شرح عن أنواع المشاهدات موجود في الفصل الأول لهذا الكتاب.

ج. حضّروا رسمين بيانيّين على ضوء المعطيات التي قستموها، وأضيفوهما إلى المعرض:

1. رسم بيانيّ يعرض درجة حرارة الهواء بالنسبة إلى الارتفاعات فوق سطح الأ رض.

2. رسم بيانيّ يعرض درجة حرارة التربة بالنسبة إلى عمقها داخل الأرض.

قرّروا أي نوع من الرسوم البيانية يلائم كلّ حالة (أعمدة، دائريّ، خطيّ وما شابه). إذا قررتم عرض الرسوم البيانيّة في هيئة محاور، قرروا ماذا تكتبون على المحور الأفقيّ وماذا على المحور العموديّ.

د. استخلصوا استنتاجات على ضوء النتائج التي وجدتموها واشرحوها:

1. ما الذي يسبب سخونة التربة؟

2. ما الذي يسبب سخونة الهواء؟

ه. هل تنوّع الأنواع في جميع الأماكن التي أجريتم فيها أبحاثكم متشابه؟ اشرحوا مع إعطاء أمثلة.

و. اختاروا كائنين (نباتات أو حيوانات) وجدتموهما في مكان ما، ولم يكونا موجودين في أماكن أخرى في نفس البيئة. اذكروا ما هي الظروف التي مكنتهما من الوجود فى هذا المكان الذي وُجدا فيه بالذات، وما هي الظروف التي منعت وجودهما فى مكان آخر من نفس البيئة.

ز. صوغوا ادعاءات وعلِّلوها:

1. هل تستطيع ظروف البيئة أن تؤثّر على تنوّع الأنواع في المنطقه؟

2. هل تستطيع الكائنات الحيّة في منطقه ما التأثير على ظروف البيئة؟

3. هل، حب رأيكم، ستتغيّر نتائج القياسات والمشاهدات في نفس الأماكن إذا ما أجريت في ساعات أخرى من اليوم؟

4. هل، حسب رأيكم، ستتغيّر نتائج القياثمات والمشاهدات في نفس الأماكن، إذا ما أجريت في فصول أخرى من السنة؟

*201*

فعالية

نحطط لتجربة وننفذها

تربية نباتات في أنواع مختلفة من التربة

لقد تعلمتم أنّ أحد العوامل التي تؤثّر على خصوبة التربة هو كمّية المادة العضويّة فيها والتي مصدرها النباتات والحيوانات.

هدف التجربة: أن نفحص كيف يؤثر نوع التربة على نموّ النباتات فيها.

سؤال البحث: صوغوا سؤال بحث واحد أو أكثر يمكن فحصه في التجربة. اختاروا بحث واحد تقومون بفحصه في التجربة.

فرضيّة: صوغوا فرضيّة لسؤال البحث الذي اخترتموه.

تخطيط التجربة: تمعّنوا في قائمة المعدّات وخطّطوا لتجربة تفحص كيف يؤثّر نوع التربة على نموّ النباتات.

أ. اذكروا ما هو العامل المؤثر في التجربة وما هو العامل المتأثّر.

ب. صفوا العوامل الثابتة في التجربة.

ج. اذكروا ما هي المجموعة الضابطة في التجربة.

د. اشرحوا كيف ستفحصون (أو تقيمون) تأثير نوع التربة على نموّ النباتات.

المعدات: أصص، بذور نباتات، كومبوست، تربة، رمل (أضيفوا أشياء أخرى إلى قائمة المعدّات حسب الحاجة).

تنفيذ التجربة: نفّذوا التجربة التى خططتموها.

النتائج:

أ. صفوا بلغتكم النتائج التي حصلتم عليها في التجربة.

ب. اعرضوا النتائج بواسطة جدول، رسم بيانيّ، صور أو بأيّ طريقة أخرى ملائمة.

ج. اشرحوا لماذا ا خترتم أن تعرضوا النتائج بهذه الطريقة. إذا اخترتم رسما بيانيًّا أو مخطّطًا اشرحوا لماذا اخترتم هذا النوع من المخططات (مخطط أعمدة، دائري، منحنى وما شابه).

د. درجوا مدى ملاءَمة أنواع التربة التي قمتم بفحصها لتطوّر النباتات، وعللوا قراركم.

ه. ابحثوا عن معلومات عن أنواع التربة التي فحصتموها في التجربة وفسّروا بواسطة هذه المعلومات النتائج التي حصلتم عليها.

تلخيص واستخلاص الاستنتاجات:

صوغوا استنتاجاتكم من نتائج التجربة.

اقترحوا إجراء تغييرات على التجربة بحيث يمكنكم أن تفحصوا أشياء إضافيّة تتعلق بالعلاقة بين تركيبة الموادّ في التربة وبين نمو النباتات.

تقرير تجربة: اكتبوا تقريرا كاملا عن التجربة. تطرّقوا في التقرير إلى التفاصيل التالية: سؤال البحث، المعدّات، وصف التجربة، النتائج، الاستنتاجات والإجابات عن جميع الأسئلة أعلاه.

*202*

فعالية

استخلاص معلومات من رسم بياني

تأثير طول النهار على الكائنات الحيّة

طول النهار، أي عدد ساعات الضوء في اليوم، يتغيّر خلال النة بشكل تدريجيّ وثابت. في الصيف النهار طويل (والليل قصير)، قبيل الخريف يأخذ النهار بالقمر (والليل بالاستطالة)، في الشتاء النهار قصير (والليل طويل)، وفي الربيع يعود النهار إلى الاستطالة وهكذا دواليك.

تنجُم التغييرات في طول النهار بسبب انحراف الكرة الأرضية بالنسبة إلى مسار دورانها حول الشمس، وهي لا تتعلق بظروف البيئة الأخرى. لذلك فإنّ هذه التغييرات تحدث في جميع البيئات الحياتيّة على الكرة الأرضية (باستثناء المناطق التي على امتداد خط الاستواء)، وفي كلّ بيئة توجد كائنات تستجيب لذلك.

فيما يلي رسم بيانيّ يبّين تغير طول النهار والليل طوال السنة في إسرائيل (عدد الساعات والدقايق في منتصف كلّ شهر).

تمعّنوا في الرسم البيانيّ وأجيبوا عن الا سئلة التي تليه.

طول النهار وطول الليل في اسرائيل

(عدد الساعات والدقائق في منتصف كل شهر)

(جدول في الكتاب مكون من ثلاثة أعمدة:)

الشهر،  طول النهار،  طول الليل

كانون الثاني،  10:43،  13:17

شباط،  11:22،  12:38

آذار،  12:10،  11:50

نيسان،  12:58،  11:02

آيار،  13:36،  10:24

حزيران،  13:50،  10:10

تموز،  13:32،  10:28

آب،  12:51،  11:09

أيلول،  12:03،  11:57

تشرين الأول،  11:26،  12:34

تشرين الثاني،  10:39،  13:21

كانون الأول،  10:26،  13:34

*203*

(صورتان في الكتاب)

وعول

نباتات قمح

أسئلة:

1. إلى أي شيء ترمز الأجزاء الفاتحة والأجزاء الغامقة في كلّ سطر؟

2. أ. في أيّ شهر يكون النهار هو الأطول؟

ب. ما عدد ساعات النهار وعدد ساعات الليل في ذلك اليوم؟

3.أ. في أي شهر يكون النهار هو الأقصر؟

ب. ما عدد ساعات النهار وعدد ساعات الليل في ذلك اليوم؟

4. ما هو الفرق في عدد ساعات النهار وعدد ساعات الليل في إسرائيل بين أطول نهار في السنة وبين أقصر نهار في السنة؟

5. أصناف معيّنة من نبات القمح هي "نباتات نهار طويل" أيْ أنّها تزهر عندما يطول النهار ويقصر الليل. تقوم الرياح (وليس الحيوانات) بتلقيح نباتات القمح.

أ. في أيّ فصل تزهر نباتات القمح؟

ب.خمّنوا: أيّ ميزة توجد لحقيقة كون القمح يزهر في هذا الفصل بالذات وليس في فصول أخرى؟

6. تعيش الوعول في الصحراء. يبدأ شبق (شبق - مرحلة فى الدورة التناسلية لدى أنثى الثدييات: تكون فيها الأنثى مستعدة للتزاوج، الإخصاب والحمل) إناث الوعول بعد أيام قليلة من تساوي لنهار والليل، عندما يبدأ النهار بالقِصَر ويصبح أقصر من الليل. يستمرّ حمل أنثى الوعل خمسة أشهر.

أ. بناء على الرسم البياني لطول النهار والليل في البلاد، في أيّ شهر يبدأ حمل إناث الوعول وفي أيّ شهر تضع الإناث جِدْيانها؟

ب.اشرحوا كيف يوجّه ردُّ فعل إناث الوعول على طول النهار موسمَ الوضع نحوَ أسهل فترة لتربية الأنسال في الصحراء.

*204*

لا تستطيع الحيوانات والنباتات، بالطبع، أن تعرف مسبقًا إذا كان النهار سيكون بعد شهر أو شهرين أطول أو أقصر مما هو الآن، أو إذا كانت درجة الحرارة سترتفع أم ستنخفض، أو إذا كانت كمّية الغذاء المتوفّرة في المكان الذي تتواجد فيه ستتغيّر. لكن ردود فعل الكائنات الحيّة على التغييرات في طول النهار تعبّر عن ملاءمتها مع ظروف موطِنها، لأن هذه الردود تثير عمليّات معيّنة وتجعلها تحدث في الموسم الذي تكون فيه الظروف أكثر ملاءَمة لذلك - كما يحدث عند الوعول أو عند نباتات القمح.

أيّ ظواهر تحدث في الكائنات الحيّة كردّ فعل على طول النهار وما أهميّتها للكائنات الحيّة؟

تبديل الريش والفروة

لأنواع كثيرة من الثدييات يوجد في الصيف فروة دقيقة، خفيفة وقصيرة تتبدّل فى الشتاء بفروة سميكة ودافئة. أنواع كثيرة من الطيور والزواحف والثدييات تلبس في فترة التكاثر ملابس العُرس. يحدث هذا غالبًا عند الذكور: الفروة أو الريش أو أجزاء أخرى في جسمها تصبح مزركشة. مثل هذه الزركشة تجذب انتباه الإناث وتُلمح لها بأن الذكر جاهز للتزاوج.

موسم التزاوج

تضع أنواع كثيرة من الحيوانات أنسالها في الموسم الذي يكون فيه الطقس مريحا والغذاء متوفّرا بكثرة. ولكن لكى تنتهي فترة الحمل والترقيد (الاحتضان) في الوقت المناسب ولكي يتمّ الوضع والتفقيس في الموعد الأنسب يجب أن يتمّ التزاوج قبل ذلك وفي الفترة التي تكون فيها ظروف البيئة ما زالت غير ملائمة لتر بية الأنسال، مثل ما يحدث عند الوعول.

(صورتان في الكتاب)

- أيل المسك بفروة الشتاء

- يتكاثر البط في أواخر الربيع عندما ترتفع درجة حرارة المياه ويكون الغذاء متوفرًا بكثرة.

*205*

مواعيد الهجرة

تهاجر الحيوانات من مجموعات مختلفة - طيور، ثدييّات وحشرات - خلال السنة من مكان إلى آخر. يقضي الكثير منها فصل الشتاء في أماكن دافئة وتهاجر قبيل الصيف إلى أماكن أخرى، حيث الظروف فيها ملائمة لتربية الأنسال. هذا ما يفعله، على سبيل المثال: طائر البجع، الفراش الملكي، الخفافيش والحيتان، التي تنتقل ذهابًا وإيابًا بين المناطق الباردة والمناطق الدافئة.

الإزهار

يعرف الجميع نبتة العُنصل التي تزهر في الخريف، قبل أن تنخفض درجة الحرارة وقبل أن تبدأ الأمطار بالهطول. حاولوا أن تتذكّروا، كذلك، شقائق النعمان التي تزهر في الشتاء دائمًا، ونباتات بريّة كثيرة تزهر دائما في الربيع. طول النهار هو العامل الذي يوجّه موسم الإزهار للكثير منها.

تساقط الأوراق والتبرعُم

تساقط الأوراق في النباتات يمكّنها من تجاوز الفترة الصعبة (شحّ في المياه، حرارة أو برد متطرفان) وهي في حالة سُبات. في المناطق الباردة تخلع نباتات كثيرة (لا كلها) عنها أوراقها في الخريف قبل قدوم الشتاء وتبدأ بالتبرعُم من جديد قبيل الربيع. قسم من نباتات الصحراء تكون بدون أوراق وفي سبات في فصل الجفاف أيْ في فصل الصيف، وفي الشتاء الصحراويّ القصير تبرعم وتزهر.

(ثلاثة صور في الكتاب)

تستريح البجعات في سهل الحولة في طريق هجرتها.

تزهر شقائق النعمان في الشتاء.

ألوان الأوراق المتساقطة في فصل الخريف

*206*

فعالية

تنوُّر

بيئة حياتية: الحرش على الكرمل

تجوّل محبّون للطبيعة على جبل الكرمل. بحث هؤلاء مركّبات البيئة في المكان وميزات الحرش الذي ينمو فيه. بعد الجولة كتبوا التلخيص التالي.

اقرأوا القطعة التالية ثمّ أجيبوا عن الأسئلة التي تليها:

ترتفع الصخور الجيريّة التي تبني جبال الكرمل إلى علوّ يصل إلى حوالي 500 متر فوق سطح البحر. الطقس في المنطقة حارّ وجاف في فصل الصيف، وبارد وماطر في فصل الشتاء. يتراوح معدل كمّية الرواسب السنوية بين 500 و 600 ملم في السنة (وحتى 900 ملم في القمم العالية)، في موسم الا مطار يمكن أن نشاهد المياه وهي تتدفّق في مجاري الوديان. مساحات واسعة من الكرمل مغطاة بأحراش تنمو فيها أشجار وشجيرات متنوّعة بكثافة، من بينها أشجار السنديان، البطم، السرّيس والقيقب. فى أماكن مختلفة يمكننا أن نجد أشجار صنوبر حلبى التي زرعت بعضها يدا الإنسان.

في الربيع إزهار النباتات كثير حتى أن المنطقه تعجّ بألوان كثيرة: شقائق نعمان، وحوذانات حمراء، وأزهار صابون الراعى الوردية أو البيضاء والسحالب متعددة الألوان. تطير الفراشات في الهواء، تصل إلى الازهار حيث تجد فيها الغذاء (الرحيق الحلو)، وخلال ذلك تلقّح الأزهار.

في الصيف تلفح الشمس بحرّها وفي الخارج حرٌّ وجفافٌ، ولكن الظروف داخل تشابك أشجار الحرش مريحة أكثر: لأن القليل من أشعة الشمس ينجح في التغلغل بين أغصان النباتات الكثيفة والمتشابكة، والرياح تكاد لا يشعر بها في ظل الأشجار، الهواء بارد والضوء خافت. الحيوانات التي تعيش في أجمة الحرش مثل أبو بريص والحرباوات وغيرهما من العظّاءات تفقد ماء قليلا بالمقارنة مع الحيوانات التي تعيش في المناطق المفتوحة. التربة التي تحت النباتات مكسوة ببساط من أوراق الأشجار المتساقطه، وتحت هذا البساط يعج المكان بالحياة. الحيوانات الصغيرة ومنها متعدّدات الأرجل والعناكب تختبىء هناك في ساعات الحرّ والجفاف، ولكنها، قبيل المساء، عندما يبرد الهواء وترتفع الرطوبة، تخرج من مخبأها لتبحث عن الغذاء. النباتات المتسلقة مثل الفشاغ والياسمين البريّ تستند على أغصان الا شجار وعلى أغصان الشجيرات وتتمسك بها وهكذا تنمو إلى أعلى وتتعرض لضوء الشمس.

ينمو في الكرمل أيضا فطر الصنوبر، ولكنه غير منتشر في كلّ المنطقة لأنه يحتاج إلى بيئة خاصّة - رطوبة عالية وقرب شديد من جذور أشجار الصنوبر - ولذلك فهو موجود بالقرب من أشجار الصنوبر فقط. أنواع أخرى من فُطر الرفوف تنمو على جذوع الأشجار التي ماتت وبدأت تتعفّن.

(صورة في الكتاب)

إزهار في الحرش

*207*

(صورتان في الكتاب)

- فقع الصنوبر

- فقع الرفوف

أسئلة

في الجدول التالي مسجلة أوصاف للحرش.

1. اكتبوا إلى جانب كل جملة في الجدول إذا كانت تصف مركب بيئة حياتية (أحيائيًّا) أم مركبا جامدًا (لا أحيائيًّا).

(جدول في الكتاب مكون من ثلاثة أعمدة:)

جمل تصف الحرش،  مركب أحيائيّ،  مركب جامد

1. صخور جيرية تبني جبال الكرمل،  --،  --

2. في الصيف الطقس حار وجاف،  --،  --

3. متوسط كمية الرواسب السنوية تتراوح ما بين 500 ملم و 600 ملم في السنة،  --،  --

4. في الشتاء الطقس بارد ورطب،  --،  --

5. المياه تتدفق في مجاري الأودية،  --،  --

6. الكرمل مكسو بأحراش تنمو فيها أشجار وشجيرات من أنواع مختلفة،  --،  --

7. لا نكاد نشعر بالرياح داخل أجمة الحرش،  --،  --

8. في الحرش تنمو أشجار السنديان، البطم، السريس والقبقب،  --،  --

9. لا ينجح في التغلغل بين الأغصان المتشابكة إلا القليل من ضوء الشمس،  --،  --

10. حيوانات صغيرة منها: متعددات الأرجل والعناكب تعيش تحت الأوراق التي سقطت تحت الأشجار،  --،  --

11. في ظلّ الأشجار الجوّ بارد والضوء خافت،  --،  --

12. نباتات متسلقة تستند على أغصان الأشجار وأغصان الشجيرات وتتمسك بها،  --،  --

2. أعطوا أمثلة على كائنات حيّة تعيش في مكان معيّن ( وليس في مكان آخر) داخل الحرش.

3. لماذا يوجد في الغابة تنوّع أنواع كبير إلى هذا الحدّ؟

*208*

ملاءمة الكائنات الحيّة لبيئة حياتها

تذكروا الرحالت التي اشتركتم فيها: إلى النقب وإلى الجليل وإلى مناطق أخرى من البلاد، وربما إلى بلاد أخرى. لا شك أنكم شاهدتم أيضًا عددًا غير قليل من أفلام الطبيعة في التلفزيون، تذكّروا كيف كان انطباعكم عن تنوع النباتات والحيوانات في عالمَنا. حقًّا، على سطح الكرة الأرضية يوجد تنوّع كبير جدًّا من البيئات الحياتية والتي في كل واحدة منها تتوفر ظروف بيئية مختلفة وتعيش فيها كائنات من أنواع مختلفة.

نحن، البشر، ننجح في العيش في كلّ بيئة حياتية تقريبًا - في الصحراء، في القطب المتجمّد، على الجبال العالية وحتى داخل البحر. بفضل القدرات التقنيّة التي طوّرناها، نستطيع أن نغيّر الظروف التي حولنا وأن نلائمها لحاجاتنا: نبني البيوت، نكيف الهواء، نهتم بتوفير المياه، ومصادر الغذاء وما شابه. ولكن للكائنات الحيّة الأخرى لا تتوفر مثل هذه التقنيّات. ومع ذلك في كل بيئة حياتية يوجد تنوّع كبير جدًّا من الكائنات الحيّة.

كيف تستطيع هذه الكائنات العيش في البيئات المختلفة؟

إذا فحصنا الكائنات الحيّة التي تعيش في البيئات المختلفة نكتشف أنّه في كلّ بيئة توجد كائنات صفاتها الوراثية (مبنى أجسامها وسلوكها) تمكّنها من العيش في تلك البيئة. يطلق على هذه الصفات مصطلح الملاءمات. ملاءمات الكائنات الحية مع بيئاتها الحياتية تمكنها من الحصول على غذائها، ومن أن تحمي نفسها من الكائنات الحيّة الأخرى الموجودة في نفس البيئة، ومن أن تواجه ظروف البيئة والتغيّرات الموسميّة، وكذلك تمكّنها من العثور على أبناء الجنس الآخر وتربية الأنسال.

*209*

أنواع الملاءَمات

تسود بيئات حياتية كثيرة ظروف صعبة. في الصحراء ماء قليل وحرّ شديد؛ في أعماق البحر الضغط عال والظلام أبديّ؛ بالقرب من القطب وفرة في المياه، ولكن درجات الحرارة منخفضة والمياه متجمّدة في معظم أشهر السنة؛ على ساحل البحر ترشّ الرياح رذاذ المياه المالحة على اليابسة وعلى الكائنات الحيّة التي تعيش عليها؛ تحت أشجار الأدغال يسود ظلام حالك؛ وعلى الجبال العالية الهواء خفيف ودرجات الحرارة منخفضة.

إذا فحصنا صفات الكائنات الحيّة التي تعيش في كلّ بيئة حياتيّة نكتشف وجود ملاءمات متنوّعة مع.ظروف تلك البيئة.

من المألوف تقسيم الملاءَمات مع البيئة إلى ثلاثة أنواع رئيسة:

- ملاءَمات بنيويّة - صفات تتعلق بمبنى جسم الكائنات الحيّة: كبر أعضاء معيّنة، شكلها، لونها ومبنى أجهزة داخلية في الجسم، تحسّن من احتمالات بقاء الكائنات الحيّة في بيئاتها الحياتية. مثال: طبقة دهن سميكة تحت الجلد تعزل الجسم وتمنع فقدان الكثير من حرارته إلى البيئة.

- ملاءمات سلوكية: صفات تتعلّق بسلوك الحيوانات، والتي تحسّن من احتمالات بقاء الكائنات الحيّة في بيئاتها الحياتيّة. مثال: الاختباء في الجحور الباردة في ساعات الظهيرة في الأيام الحارّة، والعودة إلى النشاط في ساعات الليل الباردة. لتناول الطعام في الساعات الباردة حسنة إضافيّة:

قطرات الندى، التي تكثّفت على أوراق النباتات في الليل الصحراوي والبارد هي عبارة عن إضافة ماء مباركة في الصحراء القاحلة.

- ملاءمات عمليّاتية - صفات تتعلّق بعمليّات تحدث داخل أجام الكائنات الحيّة (ملاءَمات فسيولوجية) تحسّن من احتمالات بقاء الكائنات الحية في بيئاتها الحياتيّة. أمثلة: تساقط الأوراق في مواسم البرد، التعرّق في بيئة حارّة.

فيما يلي أوصاف لعدّة بيئات حياتيّة، وللظروف التي تودها، وملاءَمات الكائنات الحيَّة مع هذه البيئات.

*210*

الحياة في الصحراء

المصدر الرئيس لقسوة الحياة في الصحراء هو الدمج بين شح المياه وبين أشعّة الشمس القويّة والحارّة: الأ مطار قليلة والشمس من أعلى حارقة. فى ساعات النهار تسخن أشعة الشمس البيئه وتجفف الأرض والكائنات الحيّة في الصحراء تحتاج إلى الماء من أجل أن تبرّد أجسامها.

تعلمتم أنّ الكائنات الحية تحتاج إلى الماء وبأنّه من الضروريّ المحافظه على توازن ماء سليم. أي أن كمية الماء التي تدخل إلى الجسم يجب أن تكون مساوية لكمّية الماء التي تخرج منه. كما تعلمتم أن الكائنات الحية يمكن أن تعيش في مجال معين لدرجات الحرارة، حتى تلك التي هي ذوات درجة حرارة جسم ثابتة (ذوات درجة حرارة جسم ثابتة - حيوانات درجة حرارة جسمها تبقى ثابتة، لا تتغير حتى عندما تتغير درجة حرارة البيئة. تسمى هذه الحيوانات بالإنجليزية Homeotherm) (مثل الثدييّات والطيور) وكذلك ذوات درجة حرارة جسم متغيرة (ذوات درجة حرارة جسم متغيرة - حيوانات درجة حرارة جسمها مُتغيّرة بتأثير تغيّر درجة حرارة البيئة. تسمى هذه الحيوانات بالإنجليزية Poikilotherm) (مثل الزواحف، والبرمائيات والأسماك). لدى ذوات درجة حرارة جسم ثابتة من الضروريّ، أن يكون توازن الحرارة فى أجسامها سليمًا أيضًا.

علاوة على ذلك، وبسبب قلة المياه في الصحراء، فإن الباتات لا تستطيع أن تنمو بكثافة ولذلك تفتقر التربة إلى مواد عضوية مما يجعلها أقل خصوبة. قلّة الباتات تعني أيضًا قلة مصادر الغذاء وأماكن معيشة لحيوانات الصحراويّة.

الكائنات الحيّة التي تعيش في الصحراء ملاءمة مع هذه البيئة وهي ذات صفات تساعدها على المحافظة على توازن ماء وتوازن حرارة سليمين. توجد صفات تمكّنها من الحصول على الماء في الصحراء القاحلة، صفات تقلل من فقدان الجم للماء، صفات تقلل من استيعاب الجسم للحرارة، صفات تزيد من إطلاق الحرارة من الجسم الساخن وصفات تحميها من إصابتها بالضرر عندما تنخفض كمّية المياه في أجسامها.

للجمل فروة شعر فاتحة اللون قصيرة وغير كثيفة تعكس جزءًا من أشعة الشمس وتقلل من ارتفاع حرارة جسمه. الفروة القصيرة تمكنه من التخلص من فائض الحرارة عندما تكون حرارة جسمه أعلى من درجة حرارة البيئة، بعر الجمل جاف جدًّا وبهذه الطريقة لا يكاد يفقد الماء من جسمه عندما يخرج فضلات الطعام التي لم يهضمها. أرجله الطويلة تبعد جسمه عن الأرض، التي تسخن بفعل أشعّة الشمس وتطلق حرارة كثيرة إلى الهواء القريب منها. إضافة إلى ذلك، تستطيع الجمال أداء مهماتها بشكل جيّد حتى عندما لا تشرب الماء خلال عدّة أيام، بعدها يمكنها أن تشرب كميّة كبيرة من الماء دفعة واحدة دون أن تتضرر.

*211*

(خمسة صور في الكتاب)

- شجرة سنط في النقب

- الفَنَك

- حرذون سيناء

- اليربوع

- قطتة سنغالية

الفَنَك هو ثعلب صحراويّ له أذنان كبيرتان فيهما أوعية دمويّة كثيرة - وهي بمثابة مشعاعين (رادياتور) يمكّناه من إطلاق الحرارة إلى البيئة - يستريح الفنك في جحره البارد في ساعات النهار الحارّة. وينشط في ساعات المساء والليل وفي ساعات الصباح الباكرعندما تكون البيئة مضيئة ولكنها باردة.

يفرز حرذون سيناء بولا مركّزًا وبذلك يقلّل من كميّة المياه في إفرازاته. فى ساعات الظهيرة عندما تسخن الأرض ينتصب على رجليه الخلفيتين وهكذا يُبعد جسمه عن الآرض الحارّة.

تكاد القوارض الصحراوية مثل اليربوع لا تفقد الماء حتى أنّها لا تحتاج لأن تشرب بل تكتفي بأكل النباتات اللحميّة (التي تحتوي أوراقها على الكثير من المياه).

تربّي طيور القطا صيصانها في الصحراء الجافّة. تطير كلّ يوم إلى مصادر المياه البعيدة، حيث تغمس بطنها في الماء. يمتص ريشها الماء وبهذه الطريقة تحمل القطاه الماء إلى أنسالها التي ظلّت في الصحراء.

لأشجار السِدر وأشجار السَّنط توجد جذور عميقة تصل حتى المياه الجوفية.

*212*

نبتة العشر مكسوة بطبقة من الشعرالأبيض. يعكس الشعر أشعة الشمس ويقلّل من ارتفاع الحرارة. لهذا الشعر ميزة إضافيّة: تقلل فقدان النبتة للماء لأنها تحبس أبخرة الماء التي تنطلق من النبتة وتحتفظ بطبقة دقيقة من الهواء الرطب قريبًا من الأوراق.

لنبتة رتم الصحراء مجموع جذري "مزدوج": جذور تنمو بالقرب من سطح الأرض وجذور تضرب في أعماق كبيرة. الجذور الضحلة تستطيع أن تستوعب كميات كبيرة من الماء خلال وقت قصير بعد أن يرطّب المطر الأرض. الجذور العميقة تصل إلى المياه الجوفيّة. في الصيف تتساقط أوراق الرَّتم حيث تدخل النبتة في سبات صيفيّ. بهذه الطريقة تفقد نبتة الرَّتَم القليل من الماء، الأمر الذي يقلل من خطر إصابتها بالجفاف.

أسئلة

1. تتخندق الحلزونات الصحراويّة في نهاية الشتاء في حُفَر في الأرض أو أنها تدخل إلى جحر عميق وتدخل في سبات صيفيّ. في مرحلة السبات، تنخفض كثيرًا وتيرة التنفس ونبض القلب وبقية العمليات في جسمها. أي أفضليّة لهذه الصفة في الصحراء؟

2. سيقان نباتات الصبّار التي تنمو في الصحراء عُصاريّة وشائكة أيضًا. أي أفضليّة لهذه الأشواك في الصحراء؟

3. صنفوا ملاءَمات الكائنات الحيّة التي تعيش في الصحراء بحسب أنواعها: ملاءَمات بنيويّة، أو عملياتيّة أو سلوكيّة.

(ثلاثة صور في الكتاب)

- العشر

- رتم الصحراء

- الصبَار

فعالية

إلى الشبكة

الحياة فى الصحراء

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية

- علوم وتكنولوجيا واختاروا مجال علم البيئه.

ادخلوا إلى الموضوع أنظمة بيئيّة واختاروا الوحدة التعليميّة الصحراء - بيئة حياتيّة.

اقرأوا جميع المعلومات في الوحدة التعليميّة ونفّذوا الفعّاليّات وأجيبوا عن الأسئلة الموجودة فيها.

*213*

الحياة في الحرش

تمتاز أحراش البحر المتوسط بنباتات كثيفة: أشجار كبرها متوسّط (بشكل عام، لا يزيد ارتفاعها عن 10 أمتار)، شجيرات ونباتات متسلقة تستند عليها. بسبب تشابك النباتات أصبح الحرش بيئة مظللة وباردة. لا يفلح إلا القليل من أشعة الشمس في التغلغل إلى ما تحت قمم الأشجار ويضيء النباتات التي تنمو تحتها. ولكن جميع النباتات تحتاج إلى ضوء الشمس لتقوم بعمليّة التمثيل الضوئي والتي من خلالها تنتج السكر. ولذلك، لا تستطيع أن تعيش في ظل أشجار الحرش إلا النباتات الملاءَمة للعيش في ظروف إضاءة ضعيفة.

تنمو في الحرش أنواع مختلفة من النباتات المتسلقة. بذور النباتات المتسلقة تنجح في أن تنبت حتى في ظروف الظل الشديد الذي يخيّم تحت أشجار الحرش. للنباتات المتسلّقة توجد سيقان دقيقة وطويلة ووسائل أخرى تمكّنها من الإمساك بأغصان الأشجار والاستناد عليها والنموّ حتى تصل فوق قمم الأشجار، حيث تتعرّض هناك لضوء الشمس. من بين هذه الملاءمات: المحاليق، أشواك على شكل خطّاف، سيقان ملتوية وجذور تسلّقيّة.

أشجار حرش كثيرة منها السنديان، الخروب، والغار هي أشجار دائمة الخضرة. أي تبقى أوراقها عليها طوال أيام السنة حتى في فترة الجفاف الطويلة - فصلي الصيف والخريف - عندما تكون كمية الطعام المتوفّرة للحيوانات النباتيّة قليلة. أوراق هذه النباتات صلبة وليست طيّبة المذاق. هذه الصفة تبعد عنها قسما كبيرًا من الحيوانات، وتحمى النبتة الخضراء من أن تؤكل أوراقها. اكتشفت باحثون أنه في فصلي الشتاء والربيع حيث تتوفّر المياه بكثرة والجوّ ما زال غير حار، تكون ثغور أشجار الحرش مفتوحة طوال ساعات النهار، بينما في الصيف الحار والجاف فإذ الثغور تنفتح في الصباح وتنغلق قبيل الظهر ثم تعود وتنفتح بعد الظهر. بهذه الطريقة تحول الأشجار دون فقدانها للكثير من الماء في ساعات النهار الحارة وهكذا تنجح الأشجار دائمة الخضرة في تجاوز فترة الجفاف الطويلة بسلام.

سؤال

صنفوا ملاءمات نباتات الحرش بحسب انواعها: ملاءمات بنيوية أو عمليّاتيّه.

(صورتان في الكتاب)

- لشجرة اللبلاب جذور تسلقية تمكنها من تسلق أشجار الحرش.

- أرواق شجر السنديان (البلوط) هي الأخرى صلبة وذات أطراف شائكة - هذه الصفة تحميها بشكل ناجع من أن تأكلها الحيوانات النباتية.

فعالية

إلى الشبكة

الحياة في الحرش

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا واختاروا مجال علم البيئه.

ادخلوا إلى الموضوع أنظمة بيئية واختاروا الوحدة التعليميّة الحرش - بيئة حياتية.

اقرأوا جميع المعلومات في الوحدة التعليميّة ونفّذوا الفعّاليّات وأجيبوا عن الا سئلة الموجودة فيها.

*214*

الحياة على ساحل البحر

نحبّ كلنا قضاء الوقت على الرمل الناعم على ساحل البحر. لكنّ الظروف على الساحل ليست مريحة بالنسبة إلى معظم الكائنات الحيّة: الشمس حارقة، الرياح ترش قطرات ماء البحر المالحة وتطيّر ذرات الرمل التى يمكن أن تؤذي النباتات والحيوانات. وعندما يهطل المطر، تتغلغل المياه في الرمل بسرعة و "تختفي" في أعماق الأرض. ولكن، على الرغم من ظروف البيئة الصعبة هذه، نجد على ساحل البحر حيوانات ونباتات ملاءَمة للعيش في هذا المكان.

أوراق النرجس البحري مكسوّة بطبقة من الشمع السميك. يمنع الشعر والشمع أوراق النرجس البحري من امتصاص قطرات الماء المالحة وإلحاق الأذى بها.

بذور بعض النباتات التي تنمو على الساحل، مثل: أشجار جوز الهند تنتشر بواسطة أمواج البحر. لهذه البذور توجد طبقة إسفنجية مليئة بالهواء، ومكسوة بغطاء غير نفاذ. هذا الغطاء يمكن البذور من أن تطفو على سطح الماء وأن تتوزع في البيئة بواسطة الأمواج وتيارات البحر.

أوراق شبّ الليل وسيقانها مكسوّة بشعر أبيض كثيف. يحمي الشعر هذه النبتة من إصابات حبات الرمل وقطرات الماء المالحة. أزهار شبّ الليل الصفراء تتفتح قبيل الماء، عندما تضعف الرياح في الساحل. الهوليات (أنواع من الفراش تنشط في الليل) التي تستطيع تمييز لون الأزهار الفاتح في الظلام، تطير نحوها وتأكل اللقاح والرحيق الذي تفرزه الزهرة قبيل المساء. خلال ذلك تقوم الفراشات بتلقيح الزهور.

يتنفس سرطان الرمال بواسطة خياشيم. يجب أن تظل الخياشيم رطبة طوال الوقت لكي تتمكّن من استيعاب الأكسجين من الهواء. تحفر السرطانات فى الرمل جحورا على عمق يصل إلى 60-80 سم، حتى تصل إلى الرمل المشبّع بماء البحر. وهكذ ا، تقوم السرطانات من حين إلى آخر بالدخول إلى جحورها حيث ترطب خياشيمها. كما توفر لها الجحور ملاذا آمنا من الطيور الجارحة مثل النورس وغيره من الطيور البحريّة التي تحاول افتراسها.

(أربعة صور في الكتاب استعن بالمعلم)

- حبة جوز هند (مفلوقة)

- سرطان الرمال

- نرجس بحري

- شب الليل

*215*

أسئلة

1. ينمو صديق الرمال (حشيشة الرمال) على ساحل البحر.

إذا اكتست أغصان النبتة بالرمل تنبت جذورًا. إذا انفصلت الأغصان التي أنبتت جذورًا عن النبتة الأمّ يمكنها أن تواصل نموها كنبتة جديدة مستقلة.

أيّ أفضليّة لهذه الصفة على ساحل البحر؟

2. صنّفوا ملاءمات الكائنات الحيّة التي تعيش في ساحل البحر بحسب أنواعها: ملاءمات بنيويّة، أو عملياتيّة أو سلوكيّة.

(صورة في الكتاب)

صديق الرمال (حشيشة الرمال)

فعالية

إلى الشبكة

الحياة على الساحل

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا واختاروا مجال علم البيئة.

ادخلوا إلى الموضوع أنظمة بيئيّة واختاروا الوحدة التعليميّة ساحل البحر - بيئة حياتيّة.

اقرأوا جمبع المعلومات في الوحدة التعليميّة ونفّذوا الفعّاليّات وأجيبوا عن الامثلة الموجودة فيها.

جِدوا في الوحدة التعليميّة نماذج إضافيّة لكائنات تعيش في هذه البيئة الحياتيّة، وتعرّفوا على ملاءماتها للبيئة.

*216*

الحياة في الماء

تختلف ظروف الحياة في الماء اختلافًا كبيرًا عن الحياة على اليابسة. جميع الكائنات الحيّة الملاءمة لاستيعاب الأكسجين أو ثاني أكسيد العربون من الهواء لا تستطيع أن تقوم بذلك داخل الماء. إضافة إلى ذلك، الماء هو مادّة أكثر كثافة من الهواء ولذلك فإنّ التقدّم داخله أصعب من التقدّم في الهواء أو على سطح اليابسة. ضوء الشمس يتغلغل في الماء حتى عمق محدود فقط (لا يزيد عن 90 مترا)، ولذلك أعماق البحر مظلمة. علاوة على ذلك، الضغط يزداد مع النزول إلى الأعماق. في طبقات الماء العليا تذوب غازات أكثر، منها الأكسجين وثاني أكسيد الكربون، بينما ينخفض تركيز الغازات في الأعماق. كما أن كمّية الغازات المذابة في الماء متعلقة بدرجة الحرارة، بما ستتعلمون في الفعّاليّة التالية.

فعالية

إلى الشبكة

الحياة في الماء

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا واختاروا مجال علم البيئة.

ادخلوا إلى الموضوع أنظمة بيئيّة واختاروا الوحدة التعليميّة الوادي - بيئة حياتيّة.

اقرأوا جميع المعلومات في الوحدة التعليميّة ونفّذوا الفعاليّات وأجيبوا عن الا سئلة الموجودة فيها.

جِدوا في الوحدة التعليميّة نماذج إضافيّة لكائنات تعيش في هذه البيئة الحياتيّة، وتعرّفوا على ملاءماتها للبيئة.

*217*

فعالية

تمثيل معلومات في جدول وفي رسم بيانيّ

ذائبيّة الأكسجين في الماء

في السنوات الأخيرة انتبه باحثون إلى أن جزءًا من أنواع الأسماك التي كانت منتشرة في إحدى البحيرات قلت كثيرًا. أجرى الباحثون تجارب مختلفة، لكي يفحصوا ما الذي ألحق الضرر بكمّية الأسماك في تلك البحيرة.

عرف الباحثون أن درجة حرارة الماء ارتفعت مؤخّرًا، وعرفوا كذلك أنها تصل في أوج الصيف إلى 29 (درجة سيلسيوس) وليس إلى 19 (درجة سيلسيوس) فقط، كما كان في الماضي.

في إحدى التجارب قاموا تركيز الأكسجين المذاب في الماء في درجات حرارة مختلفة.

نتائج هذه التجربة معروفة في الجدول التالي:

(جدول في الكتاب مكون من عامودين:)

درجة حرارة الماء (سيلسيوس)،  تركيز الأكسجين المذاب في الماء (ملغم أكسجين في 1 كغم ماء)

0،  14.62

5،  12.80

10،  11.33

15،  10.15

20،  9.17

25،  8.38

30،  7.63

أسئلة

1. ماذا كان هدف التجربة التي أجراها الباحثون؟

2. ماذا كاث فرضيّة الباحثين؟

3. ماذا كان العامل المؤثّر، وماذا كان العامل المتأثر في هذه التجربة؟

4. بناء على المعطيات في الجدول حضّروا رسما بيانيًّا يعرض بشكل مقرّب جدًّا العلاقة بين درجة حرارة الماء وبين كمّية الأكسجين المذابة فيه.

نوصى بالاستعانة ببرمجية تحضير الرسوم البيانية مثل اكسل.

5. أيّ نوع من أنواع الرسوم البيانيّة اخترتم لتعرضوا بها المعطيات (رسم بيانيّ خطّيّ / مخطط دائريّ، مخطط أعمدة)؟ اشرحوا لماذا اخترتم هذا النوع من الرسوم البيانيّة.

6. إذا كان الرسم البيالى الذي اخترتموه مبنيا على هيئة محاور ما هو المركب الذي ا خترتم أن تعرضوه على المحور الأفقيّ (محور X) وما هو مركّب المحور العموديّ (محور Y)؟ علّلوا.

7. هل نستطيع أن نجد بسهولة في رسمكم البياني كمّية الأكسجين المذاب في الماء في درجة الحرارة 8 (سيلسيوس)؟

إذا أجبتم بنعم - ما هي هذه الكمّيّة؟ وإذا أجبتم بلا - ما هو نوع الرسم البيالى الذي يجب تحضيره من أجل إيجاد هذا المعطى بسهولة؟

8. صوغوا جملة تلخّص العلاقة بين درجة حرارة الماء وكمّيّة الأكسجين المذاب فيه.

9. على ضوء النتائج صوغوا تفسيرًا محتملا لتناقص الأسماك في البحيرة.

10 من أجل إيجاد التفسير الصحيح لتناقص الأسماك في البحيرة، يتابع الباحثون جمع المعلومات. أيّ العوامل الإضافية التي يمكن أن تؤثر على تناقص الأسماك في البحيرة من المحبّذ أن يفحصها الباحثون؟

*218*

الماء هو شرط مهم في كل بيئة حياتية، وهو بنفسه بيئة حياتيّة لكائنات كثيرة: أسماك، برمائيّات، دلافين، طحالب، نباتات مائية وغيرها، والتي صفاتها ملاءمة للحياة داخل الماء.

للأسماك شكل جسم هيدرودينامي (هيدرودينامي (هيدرو (يساوي) ماء، ديناميكا (يساوي) حركة) جسم له شكل يتلاءَم مع الحركة في الماء) يقلل مقاومة الماء وقت السباحة، ويقلل الجهد ويحسّن سرعة السباحة. جسم الأسماك مكسوّ بالحراشف المكسوّة بمخاط أملس يسهل عليها السباحة في الماء. تجذف الأسماك في الماء بواسطة زعانف، وتتنفسّ بواسطة خياشيم ملاءمة لاستيعاب الأكسجين المذاب في الماء.

للطيور المائيّة مثل البط والبطريق وللثدييات المائية مثل عجول البحر والدلافين يوجد شكل جسم هيدرودينامى أيضًا. بين أصابعها توجد أغشية سباحة تكسب قدميها شكل المجداف للتجديف بها في الماء. الطيور المائية والثدييات البحريّة والزواحف البحرية (السلحفاة البحريّة، الأفاعي المائيّة وما شابه) تتنفس كلّها بواسطة رئتين. لذلك فهي لا تستطيع أن تتنفس الأكسجين المذاب في الماء بل تضطر إلى الخروج من حين إلى آخر من الماء لكي تتنفس الهواء. عندما يولد حوت صغير يواجه صعوبة في العوم على سطح الماء لكي يتنفّس لذلك تقوم أمّه بالسباحة تحته ودعمه من أسفل.

للنباتات المائية مثل زنبق الماء والنوفار أوراق تطفو على سطح الماء. في أوراقها وسيقانها توجد فراغات ممتلئة بالهواء، تساعدها عنى أن تطفو على سطح الماء. تستوعب هذه النباتات الماء والمعادن عبر سطح جسمها الذي يلامس الماء (السيقان، الجهة السفلية من الأوراق وبقية الأجزاء المغمورة في الماء أو في الوحل الذي في قعر الماء). أمّا الأكسجين وثاني أكسيد الكربون فهى تستوعبه، في الأساس، من الجو، عبر الثغور (ثغور - فتحات صغيرة جدًّا في الأوراق والسيقان الناشئة في النباتات، يتمّ عن طريقها تبادل غازات بين النبات والهواء) الموجودة في الجهة العلوية من الأوراق.

في الكائنات الحيّة التي تعيش في المياه العذبة مثل البراميسيوم، الكثير من المياه تنتشر داخل الجسم. تحتاج هذه الكائنات الحيّة إلى إفراز فائض الماء خارج جسمها. للبراميسيوم توجد فجوتان منقبضتان، تقومان بإخراج فائض الماء.

(ثلاثة صور في الكتاب)

- سمكة في الماء

- بط بري (بُرْكة)

- أزهار زنبق الماء

أسئلة

1. قسم من أنواع الزواحف مثل الإيغوانا التي تعيش في البحر، يوجد في أنفها غدد خاصّة يتركّز فيها الملح. عندما تعود الإيغوانا من السباحة في البحر إلى الشاطئ، "تعطس" وتطير الملح خارج أنفها. أيّ أهمّيّة توجد لهذه الصفة الخاصّة بالإيغُوانا؟

2. صنّفوا ملاءمات الكائنات الحيّة التي تعيش في الماء إلى أنواعها: ملاءمات بنيويّة، عملياتيّة أو سلوكيّة.

(صورة في الكتاب)

إيغوانا بحرية

*219*

الحياة في ظروف البرد

في المناطق الباردة مثل قمم الجبال العالية جدًّا أو بالقرب من القطب، درجات الحرارة منخفضة طيلة أيّام السنة وفي أشهر الشتاء بشكل خاص. في مثل هذه الظروف درجة حرارة الجسم يمكن أن تنخفض حتّى المساس بأدائه. علاوة على ذلك، عندما تتجمّد المياه يزداد حجمها. إذا تجمد الماء داخل خلايا الجسم من المحتمل أن يمزّق الجليد الخإلآيا. بالتلاؤم مع ذلك أجسام الكائنات الحية التي تعيش في ظروف البرد مكسوّة بطبقات عازلة، تقلل من فقدان الجسم للحرارة.

الذئاب والظباء التي تعيش في الآماكن المتجمّدة تنمّي في الشتاء فروات شعر كثيف بشكل خاص وعازل. تحت جلدها توجد طبقة دهنيّة سميكة، بهذه الطريقة جسمها معزول جيدا عن البرد ويحتفظ بدرجة حرارة ثابتة ومستقرّة.

الحيتان وأسود البحر وثدييات أخرى تعيش في مياه البحر الباردة، لها تحت جلدها وحول أعضاء حيوية داخل جسمها طبقات دهنيّة سميكة بشكل خاصّ، عازلة جيّدا للحرارة.

الدببة والمراميط تواجه درجات الحرارة المنخفضة بواسطة سبات شتوي. في الخريف تقوم هذه الحيوانات بتخزين الكثير من الدهون في جسمها، وعندما تتجمّد المياه ويقل الغذاء جدًّا تدخل إلى كهف وتغرق في سبات عميق. الدهن الذي خزنته الحيوانات عازل للحرارة ويستخدم كمصدر للطاقة خلال السبات الشتويّ.

قبيل الشتاء، عندما يقصر النهار وأحوال الطقس في بلاد الشمال ليست مريحة ويقلّ الغذاء، تقوم اللقالق والغرانيق وغيرها من الطيور الأخرى بالهجرة إلى الجنوب إلى المناطق الأكثر دفئًا. في الربيع، عندما تتحسّن الظروف تعود هذه الطيور إلى الشمال لكى تربي أنسالها هناك.

لأشجار التنوب والأرز والصنوبر، التي تنمو في الأماكن التي يسقط فيها ثلج كثير، توجد أوراق رفيعة ميل الإبر. مثل هذه الا وراق تمنع تراكم الثلوج عليها حيث ينزلق قسم منه إلى الأرض. الأمر الذي يقلل من خطر الانكسار تحت عبء وزن الثلج. إضافة إلى ذلك، توجد في خلايا أجسامها موادّ تمنع تجمّد المياه بداخلها.

(ثلاثة صور في الكتب)

- ذئاب في الثلج

- أسد البحر

- لقلق

أسئلة

1. الأشجار التي تنمو في البلدان الباردة تكون في فصل الشتاء البارد متجرّدة من الأوراق. قبيل تساقط الأوراق يتهدم الكلوروفيل (الصبغ الأخضر للنباتات الذ ي يشترك في عملية التمثيل الضوئي)، وتظهر أصباغ حمراء وبرتقالية موجودة في الأوراق أيضًا.

ما هي حسنات تساقط الأوراق في الشتاء؟

2. صنفوا ملاءمات الكائنات الحيّة التي تعيش فى البرد إلى أنواعها: ملاءمات بنيويّة، عمليّاتيّة أو سلوكيّة.

*220*

فعالية للتلخيص

تحليل معلومات

ملاءمات الكائنات الحيّة للبيئات المختلفة

1. فيما يلي صور وأوصاف لكائنات مختلفة.

(خمسة صور في الكتاب)

إوزات، حرباء، حلزون، سنجاب، كوالا

- أغشية سباحة مشدودة بين أصابع رجلي الإوَزّ.

- تستطيع الحرباء أن تغيرّ لون جسمها بحسب خلفيّة البيئة الموجودة فيها.

- للّقلق رجلان طويلتان ومنقار طويل بشكل خاصّ.

- حلزونات من أنواع مختلفة تتخندق في الأرض وتدخل في سبات صيفيّ.

- البطاريق الإمبراطوريّة تصطفّ متلاصقة وقت هبوب عاصفة ثلجيّة.

- على أغصان شجرة لَبْلاب الأحراش تنمو زوائد خاصّة ("جذور تسلّقيّة)، بواسطتها تمسك بالنباتات المختلفة.

- نباتات الشيح تُنَمّي في الصيف أوراقا صغيرة مكسوّة بشعْر فاتح ("أوراق الصيف") وفي الشتاء - أوراقا كبيرة وملساء وذات لون غامق أكثر ("أوراق الشتاء").

أ. اذكروا ما هي البيئة الحياتية لكلّ واحد منها.

ب. اذكروا ما هي ظروف البيئة الصعبة التي يواجهها كلّ واحد من هذه الكائنات فى بيئته الحياتيّة (يمكنكم، عند الحاجة، الاستعانة بمصادر المعلومات المختلفة).

ج. اشرحوا الصفات التي تمكّن الكائنات الحيّة من البقاء في ظروف بيئاتها، وصنّفوها إلى أنواعها: (ملاءمات بنيويّة، عملياتيّة أو سلوكيّة).

2. أراد رجال أعمال أستراليون وإسرائيليون القيام ب "صفقة تبادل": نقل مجموعة من دببة الكوالا إلى منطقة البحر الميت وفسح المجال لها لتتكاثر هناك في الطبيعة من أجل جذب السياح إلى المنطقة، وبالمقابل القيام بنقل مجموعة من السناجب الإيرانية من منطقه جبل الشيخ إلى غابات الكينا الاسترالية.

ابحثوا عن معلومات عن الكوالا وعن السنجاب الإيراني. هل تستطيع الكوالا أن تتكيف وأن تعيش في منطقة البحر الميت وأن تتكاثر فيها، وهل تستطيع السناجب الإيرانية أن تتكيّف وأن تعيش وتتكاثر في أستراليا؟ علّلوا.

*221*

كيف تتطور الملاءَمات مع البيئة

جميع الكائنات الحيّة هي ذات صفات متلائمة مع ظروف بيئاتها الحياتية. كيف يتطوّر مثل هذا التلاؤم؟

تمعّنوا زملاءكم في الصف. جميع التلاميذ في الصف يشبه بعضهم بعضًا كثيرًا، لكل واحد منكم يوجد رأس وعينان ويدان ورجلان وما شابه، ولكن من جهة أخرى توجد بينكم فروق كثيرة: في لون البشرة، والشعر والعينين، في الطول وغيرها. كلّ واحد منا له صفاته المميزة له، والتي اكتسبها من والديه بالوراثة. هذه الفروق هي جزء من التنوّع الوراثي الموجود في كلّ مجموعة بشريّة.

فروق وراثيّة موجودة كذلك في مجموعات الكائنات الحيّة الأخرى: إذا فحصنا صفات الأفراد في عشيرة ما من النباتات أو الحيوانات من نفس النوع، نجد أنّه على الرغم من التشابه الكبير جدًا بين الأفراد، هناك فروق معينة. هذه الفروق بين الأفراد هي من بين العوامل الأساسية التي تؤدّي إلى تطوّر ملاءمات مع البيئة.

جميع الكائنات الحيّة ملاءمة مع ظروف بيئتها الحياتية. مثل هذه الملاءمات تتطوّر على مرّ الأجيال في عشائر الكائنات الحية، لأن من لا يتكيّف معناه أنه لا تتوفر لديه الصفات التي تمكنه من البقاء في ظروف البيئة، ولا يستطيع الصمود في التنافس مع بقية الأفراد، الأكثر ملاءمة منه. حيث سيجد صعوبة في الحصول على الغذاء وعلى زوج من الجنس الآخر وأن يربي أنسالاً، كما أن صفاته لن تبقى محفوظة ضمن العشيرة. ستُحفظ فقط صفات أولئك الذين تلاءموا مع ظروف البيئة وينجحون في إنجاب أنسال ترث صفاتهم.

للفروق في الصفات بين الأفراد في العشيرة توجد أهمية في البيئة التي تغيرت فيها الظروف أيضًا. حتى لو كانت العشيرة ملاءمة للظروف التي سادت المكان في الماضي فإنّ حقيقة كون الأفراد في العشيرة يختلف بعضُهم عن بعض في قسم من صفاتهم، ولذلك فإنّ بعضهم هم ذوو صفات تكسبهم أفضليّة في الظروف الجديدة، هذ ه الحقيقة تمكّن العشيرة من المرور في عمليّة تغيير. وذلك لأن الكائنات الملاءمة بشكل أفضل لهذه الظروف هي التي تصمد وتنجح في التكاثر في البيئة التي مرّت في عملية تغيير، وتوريث الصفات التي أكسبتهم الأفضلية. في نهاية المطاف لا تبقى في البيئه إلا الكائنات الملاءمة للحياة فيها.

فعالية

إلى الشبكة

التغذية لدى الحيوانات

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا واختاروا مجال علم البيئة.

ادخلوا إلى الموضوع التغذية والطاقة واختاروا الوحدة التعليمية التغذية لدى الحيوانات.

أ. اقرأوا جميع المعلومات في الوحدة التعليميّة ونفّذوا الفعّاليّات وأجيبوا على الأسئلة الموجودة فيها.

ب. جدوا في الوحدة التعليمية مثالا واحدًا على الأقل لأنواع الملاءمة: بنيويّة، سلوكيّة وعمليّاتيّة.

*222*

العلاقات المبادلة بين الكائنات الحيّة

الكائنات الحيّة التي تعيش في نفس البيئة يتأثر بعضها من بعضها الآخر. هناك حيوانات تحصل على قوتها عن طريق الافتراس، على سبيل المثال: الثعالب التي تفترس السحالي أو الفئران التي تأكل بذور القمح. هناك كائنات تقوم، أثناء حصولها على موارد حيويّة بالنسبة إليها، بإلحاق الضرر بكائنات أخرى، على سبيل المثال: القراد الذي يمتصّ دم الكلاب أو القطط. مثل هذه العلاقة تسمّى علاقة تطفل. علاقات التطفّل تمكّن طرفا واحدا من الحصول على حاجاته الحيويّة ولكنها تلحق الضرر بالطرف الآخر الشريك في هذه العلاقة. ليست الطفيليات والمفترسات وحدها التي تحتاج إلى كائنات غيرها لكي تعيش. هناك كائنات تقيم بينها علاقات متبادلة حيث يستعين الواحد منها بالآخر من أجل الحصول على حاجاتها الحيويّة. في مثل هذه العلاقات يستفيد الطرفان من هذه العلاقة. على سبيل المثال: عندما تتغذى الحشرات على الرحيق وعلى حُبَيْبات اللقاح الموجودة في الأزهار، تقوم هذه الحشرات بتلقيح الأنهار حيث تمكّنها من إنتاج البذور والتكاثر. بالمقابل هناك كائنات تتنافس على الحصول على موارد من مصادر مشتركة، على سبييل المثال: الأشجار والنباتات التي تتسلقها وتستند عليها، حيث يقوم بينها تنافس على الضوء.

العلاقات المتبادلة بين الكائنات الحيّة تؤثّر كثيرا على تنوّع الأنواع في كلّ بيئة، ولذلك من المهمّ أن نتعرّف عليها وأن نفهم تأثيراتها على النظام البيئيّ.

الافتراس

تعلمتم بأنّ الحاجة إلى الغذاء هى إحدى مميّزات الحياة، مثلها مثل التنفّس والنموّ والتكاثر. فعلا، جميع الكائنات الحية في عالمنا - الحيوانات، النباتات، الفُطريات، البكتيريا والطحالب التي في الماء - كأنها بحاجة إلى موادّ غذائية. لذلك في كلّ البيئات الحياتيّة التي على الكرة الأرضية - في البحر، على اليابسة وكذلك فى باطن الأرض - يمكن أن نجد نباتات وحيوانات هي مصدر الغداء للآخرين.

(ثلاثة صور في الكتاب)

عنكبوت اصطاد فريسة

أفعى تفترس جُرْذًا

بجعة تلتهم سمكة

*223*

السلسة الغذائيّة

في الطبيعة توجد مفترسات وتوجد فرائس. المفترسات والفرائس تكوّنان سلاسل غذائية (سلسلة غذائية - تسلسل من الكائنات التي يتغذى بعضها على بعض. الأولى في السلسلة الغذائية هي المنتجات (النباتات)، منها تتغذى المستهلكات الأولية (آكلة النباتات)، ومنها تتغذى المستهلكات الثانوية (المفترسات)). تمعنوا في الرسم التوضيحيّ التالي الذي يعرض مثالا لسلسلة غذائية. الفأر يأكل البذور والأفعى تأكل الفأر.

التعبير سلسلة غذائية هو تشبيه جيّد لما يحدث في الطبيعة، لأنّه يرمز إلى الحلقات المرتبطة ببعضها. وفعلا، في السلسلة الغذائيّة المواد التي تبني جسم كائن حيّ واحد تنتقل (مع الطاقة الكامنة فيها) كغذاء حلقة تلو أخرى من كائن حيّ معين إلى كائن حيّ آخر ومنه إلى الكائن الحيّ التالي.

(سلسلة غذائية في الكتاب)

البذور هي غذاء الفأر، والفأر هو غذاء الأفعى

سؤال

إلى أي شيء يشير اتّجاه الأسهم في السلاسل الغذائية؟

أ. يخرج كلّ سهم من الكائن الأصغر ويشير إلى اتّجاه الكائن الأكبر.

ب. يخرج كلّ سهم من الكائن الأكثر انتشارًا ويشير إلى الكائن الأكثر ندرةً.

ج. يخرج كلّ سهم من آكل الغذاء ويشير إلى اتّجاه مصدر غذائه.

د. يخرج كلّ سهم من مصدر الغذاء ويشير إلى الذي يأكل الغذاء.

النباتات - منتجة الغذاء

تبني الحيوانات أجسامها من المواد التي أكلتها - بروتينات، دُهون، كربوهيدرات وموادّ أخرى موجودة في الغذاء. هناك حيوانات مصدر غذائها هو النباتات، وهناك حيوانات تفترس حيوانات أخرى للحصول على غذائها. بالمقابل، النباتات لا تستوعب الغذاء جاهزًا من بيئتها، بل تقوم بنفسما بإنتاج الموادّ العضوية التي تحتاج إليها. تستوعب النباتات الماء من الأرض وثاني أكسيد الكربون من الجوّ وبواسطة طاقة الضوء تنتج السكر. إلى السكر الذي تنتجه النباتات تضيف موادّ أخرى مثل المعادن الذائبة في الماء التي امتصتها جذورها. جميع هذه الموادّ تستخدمها النباتات، لبناء بقية الموادّ فى أجسامها - البروتينات،، الفيتامينات وما شابه.

(صورة في الكتاب)

نباتات برية ونباتات برية

*224*

العمليّة التي من خلالها تُنتج النباتات السكر تسمى التمثيل الضوئي (تمثيل ضوئي - لاتينية: فوتو (تساوي) ضوء، سينتيزا (تساوي) بناء) عملية تحدث في خلايا النبتة الخضراء. في هذه العمليةتنتج النباتات بمساعدة ضوء الشمس مادة عضوية (سكر) من موادّ أولية غير عضوية (ثاني أكسيد الكربون وماء)، وتطلق الأكسجين إلى البيئة)، وهي تحدث في عضيات خاصة فى خلايا النبتة تعرف باسم بلاستيدات خضراء. في البلاستيدات الخضراء يوجد الصمغ الأخضر للنبتة - الكلوروفيل - الذي يشترك في عملية التمثيل الضوئيّ. الكائنات التي يوجد في جسمها كلوروفيل فقط يمكنها أن تنتج موادّ غذائية من ثاني أكسيد الكربون ومن الماء اللذين تستوعبهما من البيئة. هذه الكائنات الحيّة تسمّى منتجات (منتجات - كائنات حية مثل النباتات والطحالب، تنتج مواد عضوية من مواد غير عضوية تستوعبها من بيئتها. تكون المنتجات في بداية كل السلاسل الغذائية فب الطبيعة). مصدر غذاء المنتجات هو المواد التي تنتجها هي بنفسها. المنتجات هي نباتات اليابسة والنباتات المائيّة، الطحالب التي في مياه البحر ومجموعة خاصّة من البكتيريا. هذه كلّها تحتوي على كلوروفيل وتقوم بعملية التمثيل الضوئيّ.

الحلقة الأولى في كلّ سلسلة غذائية مكوّنة من نباتات، طحالب أو بكتيريا تمثيلية - منتجة للغداء. تتواجد المنتجات في جميع البيئات الحياتيّة، وهي مصدر الغذاء للحيوانات في البيئة.

الحيوانات النباتية - آكلة النباتات

لا تستطيع الحيوانات أن تنتج موادّ غذائية من ثاني أكيد الكربون ومن الماء الذي تستوعبه من البيئة. فهي لا تتطبع القيام بعملية التمثيل الضوئيّ، لذا عليها أن تأكل نباتات أو حيوانات كمصدر للغداء. الحيوانات تستهلك الغذاء الذي أنتجته المنتجات، ولذلك فهى تسمّى مستهلكات (مستهلكات - كائنات في النظام البيئي تتغذى على موادّ مصدرها من كائنات أخرى. المستهلكات هي آكلة النباتات، المفترسات، آكلة كلّ شيء، آكلة البقايا والمحللات). بعد أن يأكل حيوان كائنًا حيًّا ما يقوم بتحليل موادّ الغذاء الذي أكله فى جهازه الهضميّ ومنها يبني، داخل خلايا جسمه، الموادّ الخاصة به.

من المستهلكات هنالك مستهلكات أولية ومستهلكات ثانوية. المستهلكات الأولية هى حيوانات نباتية، تتغذى مباشرة على النباتات. أي أن أجسام الحيوانات النباتية مبنية من مواد مصدرها الغذاء النباتي الذي تأكله. ضمن مجموعة الحيوانات النباتيّة توجد حيوانات بريّة وحيوانات بحريّة، تنتمى إلى عدّة مجموعات:

آكلة الأعشاب مثل البقر، الخيول والغزلان؛ آكلة الثمار مثل الطيور، القرود والخفافيش؛ آكلة البذور مثل الفئران والنمل؛ وحيوانات تتغذّى على رحيق الزهور ولقاحها مثل النحل والفراش. من بين الحيوانات النباتيّة التي تعيش في الماء هناك آكلة الطحالب مثل قسم من أنواع السرطانات، الحلزونات والأسماك.

وعليه فإن الحلقة الثانية في كلّ سلسلة غذائيّة مكوّنة من مستهلكات نباتية - آكلة النباتات. فيما يلي من السلسلة تأتي بقية الحيوانات.

(أربعة صور في الكتاب)

- طحالب بحرية

- نحلة تتغذى من رحيق ولقاخ الزهور.

- عنزة تأكل نباتات.

- نملة تأكل البذور

*225*

(ثلاثة صور في الكتاب)

- لبؤتان تفترسان جاموسًا.

- عنكبوت مفترس

- سمكة قرش

الحيوانات المفترسة - المستهلكات الثانويّة

يتغذى الكثير من الحيوانات على حيوانات أخرى. هذه هي الحيوانات المفترسة. المفترسات هي مستهلكات ثانويّة. في السلسلة الغذائية تنتقل المواد من المنتجات (النباتات) إلى المستهلكات الأولية (الحيوانات النباتيّة)، ومنها إلى المستهلكات الثانويّة (المفترسات). ضمن مجموعة المفترسات توجد حيوانات بريّة وحيوانات بحريّة، تنتمي إلى مجموعات مختلفة: حشرات، أسماك، برمائيّات، زواحف، طيور، وثدييّات. من بين المفترسات هناك ما تفترسها حيوانات غيرها على سبيل المثال: العنكبوت يفترس النمل وحيوانات أخرى صغيرة، ولكن من المحتمل أن تفترسه سحليه.

في كلّ بيئة توجد مفترسات لا تفترسها مفترسات غيرُها، بل هي مفترسات عُليا. على سبيل المثال: الأسد وسمكة القرش.

سؤال

أيّ سطر من الأسطر التالية يمثل سلسلة تغذية صحيحة؟

أ. أبوام (سهم) خنافس (سهم) بذور (سهم) حرابيّ

ب. خنافس (سهم) بذور (سهم) حرابيّ (سهم) أبوام

ج. أبوام (سهم) حرابيّ (سهم) خنافس (سهم) بذور

د. بذور (سهم) أبوام (سهم) خنافس (سهم) حرابيّ

المحللات - تدوِّير (إعادة تصنيع) مواد

إلى جانب السلسلة الغذائيّة، وإلى جانب حلقاتها، نجد مجموعة آكلات الفضلات والمحللات (مُحللات - كائنات حية تستخلص مواد وطاقة من تحليل بقايا كائنات ميتة أو من إفرازات غيرها. على سبيل المثال: أنواع كثيرة من الفطريات والبكتيريا). المحللات هي في الأساس بكتيريا وفُطريّات. وهي مثل بقية المستهلكات تحتاج إلى الغذاء الذي مصدره الكائنات الحيّة الأخرى، ولكن المحللات لا تتغذّى على كائنات حيّة بل على بقايا نباتات وكائنات حيّة ماتت وعلى إفرازات الحيوانات.

ميزة المحللات هي في كونها تحلل غذاءها خارج جسمها: فهي تفرز إلى البيئة موادّ هاضمة تقوم بتحليل بقايا الكائنات. قسم من نواتج التحليل تمتصه إلى داخل جسم المحللات ويُستخدم غذاءً لها. نواتج أخرى تبقى في البيئة، يتجدّد فيها مخزون الموادّ التي تستوعبها النباتات من جديد.

من هنا، فإنّ للمحللات أهمّية كبيرة ت فهي تمكّن من تدوير موادّ في الطبيعة. لولا المحللات لكانت نفدت موارد طبيعة مختلفة: لكانت التربة أشدّ فقرًا في المعادن، ولكانت مياه الأودية والبحيرات والبحار أكثر فقرًا في المواد المهمّة لنمو النباتات والطحالب.

*226*

في كلّ بيئة حياتية توجد سلاسل غذائية ولجميع السلاسل الغذائية في الطبيعة يوجد مبنى متشابه: في بدايتها توجد منتجات (مثل النباتات أو الطحالب)، يليها كائنات كلّ واحد منها يأكل كلّ ما هو موجود في الحلقة التي قبله ويأكله كلّ ما هو موجود في الحلقة التي تليه. ولكن في كلّ بيئة تتركب السلاسل الغذائية من أنواع متميّزة من الكائنات الحيّة، بحسب تنوّع الأنواع الموجود في تلك البيئة.

(مخطط: حلقات في سلسلة غذائية في الكتاب)

مستهلكات ثانوية حيوانات مفترسة (سهم) المحللات بكتيريا، فطريات وغيرها

(سهم)

مستهلكات أولية آكلة نباتات

(سهم)

منتجات نباتات خضراء

سؤال

ماذا كان سيحدث للكائنات الحيّة لو لم تكن المحللات موجودة؟

*227*

سلسلة غذائية في بحيرة

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقمية للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا واختاروا مجال علم البيئة.

ادخلوا إلى الموضوع أنظمة بيئيّة واختاروا الوحدة التعليميّة سلسلة غذائية في بحيرة.

شغّلوا المحاكاة وخذوا انطباعا عن كبر عشائر المنتجات (الطحالب)، الحيوانات النباتيّة (سرطانات)، الحيوانات المفترسة (أسماك)، المفترسات العليا (أسماك) التي تؤلّف السلسلة الغذائية في البحيرة.

أجيبوا عن الأسئلة التالية:

أسئلة

1. عند تشغيل المحاكاة بدون تغيير الكِبر الاوليّ لعشائر الكائنات الحيّة في البحيرة، نلاحظ بأنّه تحدث تغييرات ثابتة (ولكنّها غير متطرّفة) في جميع الحلقات في السلسلة الغذائية الموجودة فيها.

كيف يمكن تفسير هذه التغييرات؟

2. الأسماك التي في البحيرة هي مصدر غذاء مهم للناس الذين يعيشون على ضفاف البحيرة لكن المبالغة في صيد الأسماك المفترسة أدى إلى انقراضها.

افحصوا في المحاكاة ما الذي يحدث في مثل هذه الحالة واشرحوا؟

أ. ما هو التأثير الفوريّ لذلك على عشيرة السرطانات (النباتية)؟

ب. ما هو التأثير الفوريّ لذلك على عشيرة الطحالب المنتجات)؟

ج. ما هو التأثير الفوريّ لذلك على عشيرة الأسماك المفترسات العليا؟

*228*

مشكلة وحلّها

(رسم بياني في الكتاب وحدات الزمن كدالة للكتلة الحية في المحيط (أطنان): استعن بالمعلم)

الرسم البياني التالي يبيّن ما الذي يمكن أن يحدث إذا أصيبت الحيوانات النباتيّة في البحيرة (السرطانات) ببكتيريا قاتلة وانقرضت كلّها.

شغّلوا المحاكاة لوقت قصير بدون سرطانات في البحيرة ئم أوقفوها (بعد مرور 3 وحدات زمنية، كما في الرسم البياني المذكور).

الأسئلة 3-5 التالية تتناول الوضع الذي حدث في هذه الحالة.

3. بناءً على الرسم البياني هل أثر انقراض السرطانات على كمية الطحالب (المنتجات) في البحيرة؟

أ. لم يؤثر هذا الأمر بتاتًا على الطحالب

ب. لا يمكننا أن نعرف إذا كانت الطحالب قد تأثرت.

ج. نقصت الطحالب التي في البحيرة كثيرًا.

د. زادت الطحالب التي في البحيرة كثيرًا.

4. بناءً على الرسم البياني كيف أثّر تلسل الأمور على كمّيّة الأسماك في البحيرة (المفترسات والمفترسات العُليا)؟

أ. لم يؤثّر ذلك بتاتًا على الأسماك.

ب.لا يمكننا أن نعرف إذا كانت الأسماك قد تأثّرت.

ج. نقصت الأسماك التي في البحيرة كثيرًا.

د. زادت الأسماك التي في البحيرة كثيرًا.

5. يريد الأشخاص الذين يعتاشون على الصيد تقليص الضرر.

بما تنصحونهم أن يعملوا؟

أ. اقترحوا حلا للمشكلة وجربوه في المحاكاة.

ب.إذا وجدتم الحل صفوه.

6. استخلصوا استنتاجا: على من يؤثرإلحاق الضرر بإحدى حلقات الللة الغذائيّة؟

أ. على الحلقة التالية للحلقة التي تضررت في الللة الغذائية فقط

ب. على الحلقة السابقة للحلقة التي تضررت فى اللطة الغذائية فقط

ج. على الحلقتين السابقة والتالية للحلقة التي تضررت فقط

د. على جميع الحلقات التي تتركب مجنها السلسلة الغذائية

*229*

الشبكة الغذائية

جميع الكائنات التي تعيش على سطح الكرة الأرضية هي جزء من السلاسل الغذائية الموجودة في كلّ البيئات الحياتية - في البحر، على اليابسة وفي باطن الأرض أيضًا. معظم الكائنات الحيّة تنتمي إلى أكثر من سلسلة غذائية واحدة، لأن جميع الكائنات تقريبًا تأكل أغذية متنوعة (من مصادر مختلفة)، والكثير منها تأكلها أو تفترسها كائنات متنوّعة.

مثال:

في المخطّط التالي نلاحظ بأنّ الحجلات تفترسها الأفاعي والنّموس، وهي نفسها تتغذّى على الحبوب وعلى الجنادب أيضًا. بواسطة الحجلات ترتبط عدة سلاسل غذائية ببعضها. معنى ذلك أنّ السلاسل الغذائية فى نفس البيئة الحياتية متداخلة ببعضها وتكون شبكة متشابكة ومعقدة. مثل هذه السلاسل الغذائيّة المتشابكة مع بعضها تسمّى شبكة غذائية (شبكة غذائية - تمثيل لمجموع السلاسل الغذائية المشتركة مع بعضها فى بيئة حياتية؛ مجمل علاقات التغذيّة في نظام بيئي).

أسئلة

1. صفوا ثلاث سلاسل غذائيّة تظهر في مخطّط الشبكة الغذائية. اكتبوا أسماء الكائنات الحيّة في كلّ سلسلة بحسب الترتيب، واذكروا إلى جانب كلّ واحد منها إذا كان منتجًا، مستهلكا أوليًّا أو مستهلكا ثانويًّا.

2. ما هي الكائنات التي تشترك في كلّ السلاسل الغذائية المشتركة فى هذه الشبكة الغذائية؟

أ. بذور

ب. حجلات

ج. أفاع

د. نموس

3. الكائن الذي يشترك في جميع السلاسل الغذائية المشتركة في هذه الشبكة الغذائيّة هو:

أ. منتج

ب. حيوان نباتي

ج. مفترس

د. مفترس أعلى

4. ما هي مجموعة الكائنات الموجودة فى بداية كلّ السلاسل الغذائية المشتركة في الشبكة الغذائيّة؟ اشرحوا السبب.

5. ما هي الحجلات؟

أ. منتجات

ب. حيوانات نباتية

ج. مفترسات

د. آكلة كل شيء

(شبكة غذائية في الكتاب: استعن بالمعلم)

ثمار (سهم) فئران (سهم) أفاع (سهم) نموس

بذور (سهم) فئران (سهم) أفاع (سهم) نموس

بذور (سهم) حجلات (سهم) أفاع، نموس

بذور (سهم) جنادب (سهم) حجلات، قراقف (سهم) نموس

أوراق نباتات (سهم) جنادب (سهم) قراقف (سهم) نموس

*230*

فعالية

إلى الشبكة

الشبكة الغذائية

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعدادية - علوم وتكنولوجيا واختاروا مجال علم البيئة.

ادخلوا إلى الموضوع أنظمة بيئيّة واختاروا الوحدة التعليميّة الشبكة الغذائية. شغلوا المحاكاة وتتبّعوا كِبر عشائر الكائنات المشتركة في الشبكة الغذائيّة.

أسئلة

1. خمّنوا: هل يؤثّر إلحاق الضرر بالثمار على بقيّة النباتات؟ افحصوا تخمينكم بواسطة المحاكاة.

2. قال رامي بأنّ الفئران والجنادب لا تشترك في نفس السلسلة في هذه الشبكة الغذائيّة ولذلك إلحاق الضرر بالجنادب لا يؤثّر على الفئران، أمّا مَلًك فتدّعي بأنّ إلحاق الضرر بالجنادب من المحتمل أن يؤثّر فعلا على الفئران. أيهما على حقّ؟ علّلوا.

3. افحصوا إجابتكم في المحاكاة: اضغطوا على الجنادب وافحصوا تأثير اختفائها من الشبكة الغذائيّة. صفوا بلغتكم ما يحدث.

4. ما الذي يمكن استنتاحه من ذلك فيما يتعلق بأهمية حماية تنوّع الأنواع في الطبيعة.

*231*

الهرم البيئيّ

الشبكة الغذائية هي مصطلح يصف العالقات بين الكائنات الحية الموجودة في نفس البيئة الحياتية - من يأكل من ومن يأكله مَن. طريقة أخرى لوصف العلاقات بين الحلقات المختلفة في الشبكة الغذائية هي بواسطة الهرم البيئي (هرم بيئي - تمثيل رسومي يصف العلاقات الكمية (الكتلة) للكائنات في المراحل المختلفة في السلسلة الغذائيّة. تمثّل كلّ طبقة في الهرم مستوى تغذية: توجد في قاعدة الهرم المنتجات، من فوقها آكلة النباتات، وفوقها المفترسات).

الهرم مبني من عدة مستويات، وكلّ مستوى يحتوي جميع الكائنات التي تنتمي إلى نفس مستوى التغذية (مستوى تغذية - "درجة" في الهرم الغذائي، يشمل جميع الكائنات التي تتغذى بنفس الطريقة): في المستوى الأوّل (في قاعدة الهرم) توجد جميع المنتجات (من جميع سلاسل التغذية التي في الشبكة)، فوقه مستوى الحيوانات، النباتيّة وفوقه مستوى المفترسات ومستوى المفترسات العليا.

كِبر كلّ مستوى في الهرم البيئي يمثل الكتلة الحية (كتلة حية - الكتلة الكلية للكائنات الحية في منطقة محددة. يمكن قياسها بوحدات من كمّية المادة في وحدة مساحة). التي فيه، أيّ الكمّيّة الإجمالية للمادة الحيّة (غرام في كلّ متر مربع أو طن في كلّ كيلومتر مربّع) لجميع الكائنات التي يحتويها ذلك المستوى (بما فيها جمح فراد من نفس النوع). مثل هذا الهرم يسمّى هرم الكتلة الحيّة أيضًا.

يمثل الهرم الحالة التي فيها نباتات ذات وزن إجماليّ كبير جدًا هي مصدر غذاء لآكلة نباتات وزنها الإجمالى أصغر، وهذه هي مصدر غذاء لمجموعة مفترسات ذات وزن أصغر أكثر. هكذا يُبنى الهرم، قاعدته عريضة ورأسه ضيق.

(هرم بيئي في الكتاب: استعن بالمعلم)

(من الرأس الى القاعدة)

مفترسات عليا

مفترسات

حيوانات نباتية

منتجات

(انتقال المواد التي تستعمل لبناء الجسم واستخلاص الطاقة)

لماذا مبنى هرميّ؟

عندما تأكل الحيوانات النباتيّة العشب، قم من هذا الغذاء يبني جمها ويضاف إلى وزنها. قسم من المواد التي أكلتها (الموادّ التي لم تُهضم) تفرَز من جسمها عائدة إلى البيئة، وقسم من المواد يتحلّل خلال عمليّات التنفس، والطاقة التي كانت كامنة فيها تنطلق. تستخدم هذء الطاقة في نشاط الجسم والحركة وهي تنطلق إلى البيئة على شكل حرارة. في نهاية المطاف، المادّة التي بقيت في أجسام الحيوانات النباتيّة واستخدمت في بنائه هي وحدها التي تنتقل كغذاء إلى المستوى التالي. علاوة على ذلك، توجد هناك أجزاء مجن النباتات لا تؤكل مثل الجذوع، ات غصان أو الجذور المختفية

*232*

في باطن الأرض، والتي لا تأكلها الحيوانات النباتيّة. هذه الحقيقة تساهم هي الأخرى في كون إجمالي وزن النباتات أكبر من إجمالي وزن الحيوانات النباتيّة في نفس المنطقة.

أمر مشابه يحدث في انتقال الغذاء من كلّ مستوى إلى المستوى الذي فوقه. لذا فإن كمّية المادة الحيّة (الكتلة الحية) في كلّ مستوى أقل من كميتها في المستوى الذي تحته. علاوة على ذلك، في كلّ مستوى يموت قسم من الكائنات ولا تأكلها الكائنات في المستوى الأعلى منها. مثل هذه المواد أيضا لا تنتقل قدما في الهرم بل تُشكل غذاء للمحلّلات في البيئة.

معنى ذلك، أنّه في الانتقال من مستوى تغذية إلى المستوى الذي يليه تفقد مادة حيّة لا تنتقل إلى المستوى التالي في المبنى الهرميّ. قسم من الموادّ ومن الطاقة فقط - ذلك الذي لم يفرز أو لم يتحلل - ينتقل إلى مستوى أعلى في الهرم، وهي تقلّ وتتناقص كلما ارتفعنا من مستوى إلى آخر.

أسئلة

1. إذا مثلنا الشبكة الغذائية التي في ص 229 على شكل هرم بيئيّ، أي كائنات تكون في المستوى الأعلى للهرم؟ وأيّها تكون في المستوى الأسفل؟

2. يدعي جواد بأنّه لا يمكن أن يكون في الأهرام البيئية أكثر من 4 أو 5 مستويات. هل أصاب جواد أم أخطأ؟ علّلوا إجابتكم.

3. اقرأوا مرة ثانية المعلومات عن مكان المحلّلات في السلسلة الغذائيّة. أين يجب وضع المحلّلات في الهرم البيئيّ؟

فعالية

إلى الشبكة

الهرم البيئي

ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا واختاروا مجال علم الأحياء.

ادخلوا إلى الموضوع التغذية والطاقة واختاروا الوحدة التعليميّة الأهرام الغذائية البيئية.

1. اقرأوا المعلومات ونفذوا الفعاليات في الوحدة التعليمية.

2. إلى أي فيء ترمز الأسهم البرتقالية الوامضة في المحاكاة التي في بداية الفصل، عندما يرتفع بناء الهرم؟

*233*

التبادليّة

في كل بيئة حياتية توجد كائنات تقيم بينها تعاونًا وتزوِّد بعضها بعضًا بالاحتياجات الحيويّة. هذا التعاون يمكنها من الحصول على الغذاء، الماء، الحماية، خدمات التلقيح أو نشر البذور وما شابه.

تسمّى هذه العلاقات علاقات تبادليّة، وفي مثل هذه العلاقة تستفيد جميع الأطراف المشاركة - بدون أضرار!

تقوم العالقات المتبادلة بين أنواع مختلفة من النباتات، بين أنواع مختلفة من الحيوانات وحتى بين النباتات والحيوانات. هناك حالات فيها الشراكة قويّة إلى درجة كبيرة، حتى أن المشاركين لا يستطيعون البقاء إلا معًا ولا يمكنهم البقاء كلٌّ على حدة.

أمثلة على علاقات متبادلة

أ. حيوانات مثل النحل والفراش تتنقل مجن زهرة إلى أخرى باحثة عن الرحيق وحببيات اللقاح المغذية، وخلال ذلك تقوم بتلقيح ات نهار وتمكّنها من إنتاج البذور والتكاثر. الأزهار تزوِّد هذه الحيوانات بالغذاء والحيوانات تزود النباتات بخد مات التلقيح.

ب. أنواع معيّنة من الحيوانات متخصّصة بإزالة الطفيليّات أو بتنظيف الخلايا الميّتة من أجسام الآخرين. على سبيل المثال: تأكل السمكة المنظفه أو السرطان المنظف الطفيليات التي تلتصق بأجسام الأسماك وبذلك تقوم بتنظيفها من هذه الطفيليات المزعجة، أمّا الطيور المنظفة فتقوم بتنظيف الطفيليّات من على جلد حمار الوحش، وحيد القرن أو الظباء. تزود هذه العملية الغذاء للمنظفات وتحافظ على صحة وسلامة الحيوانات المنظفه.

ج. الأشن هو كائن مركب من طحلب ومن فطر يعيشان بعلاقة وثيقة مع بعضهما. ينتج الطحلب الغذاء بواسطة عمليّة التمثيل الضوئيّ الذي يذهب قسم منه إلى الفُطر. الفُطر لا يستطيع القيام بعمليّة التمثيل الضوئيّ لأنه ينقصه الكلوروفيل، ولكنه يستوعب من البيئه الكثير من الماء والمعادن ويكوّن حوله بيئة رطبة، حيويّة لحياة الطحلب.

(ثلاثة صور في الكتاب)

- فراشة تمتص الرحيق وتلقح الأزهار.

- الأشنة مؤلفة من طحلب وفطر.

- طيور منظفة على ظهر ظبي.

أسئلة

1. تقوم العلاقات المتبادلة بين أنواع معيّنة من الفطريات والنباتات، مثل فطريّات الصنوبر، التي تعيش ملاصقة لجذور أشجار الصنوبر.

ما هي أفضليّة كلّ واحد من الشركاء في هذه العلاقات المتبادلة؟ اشرحوا.

2. هل فطريات الصنوبر هي منتجات أم مستهلكات؟ عللوا.

*234*

التطفل

الطفيليات هي كائنات تعيش ملاصقة لجسم كائن آخر، عائل، أو في داخل جسمه. يحصل الطفيليّ من العائل على الغذاء أو على موادّ حيويّة أخرى، وفي معظم الحالات لا يستطيع العيش بدونه. الطفيليّ يستفيد من مثل هذه العلاقات ولكنه في الوقت نفسه يلحق الضرر بالعائل وفي بعض الحالات يكون سببًا في موته.

(ثلاثة صور في الكتاب)

- بكتيريا: طفيليات على الإنسان

- قملة: طفيليّ على الإنسان

- نبتة الكشوتا تتطفل على نبتى عائلة

أمثلة على التطفل

أ. تفتقر نباتات الكشوثا إلى الكلوروفيل، ولذلك فهي لا تستطيع أن تنتج الغذاء لنفسها بنفسها. كما أنه لا يوجد لها جذور داخل التربة، ولذلك فهي لا تتطيع امتصاص المياه والأملاح من التربة. تتطفّل الكشوثا على نبتة عائلة أيًّا كانت وتلف عليها سيقانها الدقيقة والصفراء. بواسطة أعضاء معينة تقوم هذه النبتة بامتصاص ما تحتاج إليه من موادّ غذائية وماء من النبتة العائلة.

ب. القملة هي مثال على طفيليّ يتطفّل على الإنسان ويسبب له الحك في فروة الرأس.

ج. أنواع معيّنة من الفطريات تتطفّل على النباتات، على الحيوانات أو حتى على الإنسان وتسبّب المرض لعائليها.

د. البكتيريا التي تتكاثر داخل دم الإنسان وتسيب له المرض هي طفيليّ يعيش داخل جسم الانسان.

أسئلة

1. أيّ جملة من الجمل التالية هي الصحيحة بالنسبة للعلاقة بين الطفيليّ والعائل في الطبيعة؟

أ. يهضم الطفيليّ أعضاء جسم العائل.

ب. في نهاية الأمر يتسبب العائل في موت الطفيليّ.

ج. يحتاج العائل إلى الطفيليّ لأنه متعلق به ص أجل بقائه.

د. يحتاج الطفيليّ إلى العائل لأنه متعلق به من أجل بقائه.

2. تحت أظفار الحيوانات المفترسة من المحتمل أن تتطوّر فطريّات طفيليّة. أيّ ضرر أو أيّ فائدة يمكن أن يحصلا للشريكين في مثل هذه العلاقات المتبادلة؟ اشرحوا.

*235*

التنافس

تعلمتم أنّ جميع الكائنات الحيّة تحتاج إلى موارد الطبيعة في بيئتها الحياتية - موارد مثل الغذاء الأكسجين، الماء، أماكن لتربية أنسالها وغيرها. ولكن عندما تكون كمّيّة الموارد في البيئة أقلّ من المطلوب للجميع، تبدأ الكائنات الحيّة في التنافس على الموارد المختلفة.

إليكم بعض الأمثلة على علاقات التنافس: التنافس على الماء في التربة أو على ضوء الشمس، الذي يجري بين النباتات التي تنمو فى اكتظاظ شديد؛ التنافس على اجتذاب الحيوانات التي تلقح الأزهار في الربيع، عندما تزهر نباتات كثيرة.

يمكن كذلك أن يحدث التنافس بين أفراد من نفس النوع تعيش في نفس العشيرة (تنافس داخل النوع)، كما يمكن أن يجري بين كائنات من أنواع مختلفة تعيش في نفس البيئة وتستهلك موارد متشابهة (تنافس بين الأنواع). كما يجري التنافس بين الحيوانات، بين النباتات وحتى بين الإنسان وكائنات أخرى مختلفة.

في علاقات التنافس المتنافسان يتضرّران. التنافس يمكن أن يلحق الضرر بأنواع الكائنات الحيّة في البيئة أو فى كبر عشائرها، أو أن يتسبّب في اختفاء أو هجرة أحد المتنافسين ويمكن حتى التسبُّب في انقراض بعض الأنواع.

أسئلة

1. على أيّ الموارد يمكن أن تتنافس عشائر القوارض التى تعيش في الصحراء؟ اشرحوا.

2. أيّ تنافس أكثر شدّة، تنافس بين أفراد مختلفين من نفس النوع (تنافس داخل النوع) أم تنافس بين أفراد من أنواع مختلفة (تنافس بين الا نواع)؟ صوغوا ادّعاء وعللوه.

*236*

فعالية

نخطط تجربة وننفذها

التنافس بين النباتات

هدف التجربة: فحص نموّ النباتات في ظروف تنافسيّة.

سؤال البحث: صوغوا أسئلة بحث يمكن الإجابة عنها بواسطة تجربة.

اختاروا سؤال بحث واحدًا ترغبون في بحثه في التجربة.

الفرضيّة: صوغوا فرضيّة لسؤال البحث الذي اخترتموه.

تخطيط التجربة: تمعنوا في قائمة المعدّات وخطّطوا تجربة تفحص نموّ نباتات في ظروف تنافس (إذا استدعت الحاجة أضيفوا مواد إلى قائمة المعّدات).

أ. اذكروا ما هو العامل المؤثر وما هو العامل المتأثر.

ب. صفوا العوامل الثابتة في التجربة.

ج. اذكروا ما هي المجموعة الضابطة في التجربة.

د. اشرحوا كيف تقيسون (أو تقدرون) تأثير التنافس على النباتات.

المعدّات: أصيص مستطيل أو عدّة أصص عادية، بذور فجل

تنفيذ التجربة: نفذوا التجربة التى خطّطتموها.

النتائج:

أ. صفوا بلغتكم النتائج التي حصلتم عليها في التجربة.

ب. اعرفوا النتائج بواسطة جدول، رسم بيانيّ، بالصور أو بكلّ طريقة ملائمة أخرى. يمكنكم الاستعانة ببرمجية إكسل.

ج. اشرحوا لماذا اخترتم عرض النتائج بهذه الطريقة بالذات.

إذا اخترتم رسما بيانيا، اشرحوا لماذا اخترتم هذا النوع من الرسوم البيانية (أعمدة، دائريّ، خطيّ وما شابه).

الاستنتاجات: صوغوا استنتاجاتكم من نتائج التجربة.

تقرير عن التجربة: اكتبوا تقريرًا كاملا عن التجربة. اكتبوا في التقرير التفاصيل التالية: سؤال البحث، المعدّات، وصف التجربة، النتائج، الاستنتاجات وإجاباتكم عن جميع الأسئلة أعلاه.

إذا برزت صعوبات (علميّة أو فنيّة) في تنفيذ التجربة اذكروها، وصفوا كيف تغلّبتم عليها. اقترحوا طرقًا أخرى لفحص سؤال البحث بواسطة تجارب أو مشاهدات.

*237*

فعالية

تنوُّر

العلاقات المتبادلة في الطبيعة

اقرأوا قطعة المعلومات التالية، ثم أجيبوا عن الأسئلة التي تليها.

يقترب فصل الشتاء من نهايته وقد لبست الطبيعة حلّة جديدة. آلاف البذور التي غطت في سبات في الأشهر الأخيرة، نبتت وكست الأرض ببساط أخضر كثيف. كما أن بصيلات ودرنات نباتات شقائق النعمان، الحوذان، الخزامى وصابون الراعي، التى كانت مختبئة في بطن الارض استيقظت من سباتها. خلال أسابيع قليلة صُبغ المكان بألوان كثيرة خلابة. عثرات من النحل والفراش والحشرات الأخرى انضمت إلى عُرس الألوان، تتطاير من زهرة إلى أخرى.

لنباتات شقائق النعمان والحوذان أزهار حمراء كبيرة وبارزه للعَيان، بداخلها الكثير من حبيبات اللقاح. خنافس من أنواع معيّنة تأكل بشهيّة هذه الحبيبات. عندما تتضاءل شدّة الضوء في الليالي الباردة أو عندما تكتسي السماء بالغيوم وتهطل الأمطار، تنغلق أزهار شقائق النعمان والحوذان. إذا حركتم أوراق التويج وفتحتم ايت نهار يمكنكم أن تجدوا فيها خنافس بقيت هناك، محميّة حتى تصفو السماء مرة ثانية وترسل الشمس أشعتها الدافئة.

على بعض الأزهار يمكن أن نجد عناكب لونها مماثل للون الأزهار التي تقف عليها ألوان تمويه هذه العناكب تمكنها من أن تصطاد بسهولة الفراشات الملوّنة، التي تهبط على الأزهار دون الانتباه للخطر الكامن لها هناك.

في المنطمه تتطاير إناث فراشات ذنب السنونو التي تميز نباتابت الشومر أو الفيجن فتضع بيضها عليهما فقط. اليرقات التي تخرج من البيض تأكل أوراق هاتين النبتتين. كذلك يرقات الفراشة الملوّنة الشفافة تأكل أوراق نباتات الزراوند.

على غصون النباتات يمكننا أن نجد حرابي، تستعين بألوان التمويه وتنجح في الاقتراب من الحشرات والعناكب الموجودة على النباتات وافتراسها. تساعد ألوان التمويه الحرابي على الاختفاء عن أنظار الباز، وهو طائر جارح بصره حادّ يستطيع رؤية فريسته عن ارتفاع شاهق.

الكثير من النباتات تحمل ثمارًا عصارية. عندما تكون الثمار فجّة والبذور ما زالت في طور التطوّر يكون لونها أخضر. أمّا عندما تنضج الثمار وتكون البذور جاهزة للانتشار، يتغير لونها إلى الأحمر أو البرتقاليّ أو الأصفر. هذه الألوان تكون بارزة على خلفية الأوراق الخضراء، لذلك تقصدها البلابل لتأكل الثمار. الطيور لا تمضغ الطعام بل تبلعه مقطعًا، ومع قطع الثمار تبلع البذور كاملة. ولكن البذور التي في الثمار لا تتضرر عندما تبلعها الطيور وتمرّ عبر أمعائها. في نهاية المطاف نسقط هذه البذور على الأرض، حيث تنبت وتتطوّر لتبني جيلاً جديدًا من النباتات.

(أربعة صور في الكتاب)

- بلبل يأكل الثمرة وينشر البذور

- عنكبوت متخف يكمن لفريسة.

- فراشة ذنب السنونو تلقح زهرة.

- يرقة فراشة ذنب السنونو.

*238*

أسئلة

1. فيما يلي قائمة بأسماء بعض الكائنات الحيّة التي وردت في قطعة المعلومات: نباتات؛ طيور الباز؛ حشرات؛ حَرابيّ؛ عناكب.

أكملوا بواسطة هذه القائمة الشبكة الغذائيّة التالية:

-- (سهم) -- (سهم) --، -- (سهم) --

2. أيّ ظاهرة من الظواهر التالية ليست مثالاً على العلاقات التي بين المستهلك والمنتج في السلسلة الغذائيّة؟

أ. لون الثمرة الناضجة يتحوّل إلى أحمر.

ب.خنافس تأكل حبيبات اللقاح.

ج. تستوعب البذور مياه الأمطار وتنبت.

د. أزهار شقائق النعمان تُغلق فى الليل وعند نزول المطر.

3. اذكروا مثالين على كلّ نوع من أنواع العلاقات المتبادلة (افتراس، تبادليّة، تنافس وتطفل) بين الكائنات الحيّة التي ورد ذكرها في قطعة المعلومات. اكتبوا ما هي الفائدة أو الضرر في كلّ حالة.

يمكنكم الاستعانة بالجدول التالي. انسخوه إلى دفاتركم وأكملوا التفاصيل الناقصة.

(جدول في الكتاب مكون من خمسة أعمدة:)

الشريك الأول،  الفائدة أو الضرر،  الشريك الآخر،  الفائدة أو الضرر،  نوع العلاقة

--،  --،  --،  --،  --

--،  --،  --،  --،  --

*239*

فعالية

مشاهدة في بيئة

العلاقات المتبادلة في البيئة القريبة

هدف الجولة: تشخيص علاقات متبادلة بين الكائنات الحية في البيئة وإجراء مشاهدات عليها.

المعدات التي نوصي بها: أوراق لتوثيق النتائج وأدوات كتابة، كاميرا رقمية، منظار، مكبرة، كتب إرشاد أو أدلة رقمية للتعرّف على النباتات والحيوانات المختلفة.

سير الفعالية: اخرجوا إلى جولة قصيرة في المحيط القريب وابحثوا عن نماذج كثيرة قدر الإمكان من العلاقات المتبادلة بين الكائنات الحيّة.

لتوثيق النتائج يمكنكم الاستعانة بالمثال التالي:

تاريخ الجولة: --

مكان الجولة: --

المشاركون في الجولة: --

(جدول في الكتاب مكون من خمسة أعمدة:)

نوع العلاقة المتبادلة،  الطرف أ،  وصف الفائدة / الضرر،  الطرف ب،  وصف الفائدة / الضرر

افتراس،  --،  --،  --،  --

افتراس،  --،  --،  --،  --

تبادلية،  --،  --،  --،  --

تبادلية،  --،  --،  --،  --

تطفّل،  نبتة الهالوك (طفيلية)،  الفائدة: تستوعب الغذاء والماء من العائل،  نبتة أقحوان (عائل)،  الضرر: فقدان جزء من الماء والغذاء

تنافس،  --،  --،  --،  --

تنافس،  --،  --،  --،  --

تلخيص الجولة:

اعرضوا تفاصيل النتائج التي اكتشفتموها في المكان واشرحوها.

(صورتان في الكتاب)

تلاميذ يجرون بحثا في الحقل.

*240*

تلخيص مرحليّ: العلاقات المتبادلة بين الكائنات الحيّة

الكائنات الحيّة في جميع الأنظمة البيئيّة التي على الكرة الأرضيّة، في البحر، على اليابسة وتحت سطح الأرض، يتعلق بعضها ببعض من أجل معيشة كل منها. في كلّ بيئة يمكننا أن نرى حيوانات تتغذى على حيوانات أو على نباتات أخرى.

النباتات لا تأكل الغذاء بل تستغل ضوء الشمس من أجل إنتاج الموادّ الغذائية بنفسها من مواد تستوعبها من البيئة، ولذلك تسمّى منتجات. أمّا بقيّة الكائنات الحيّة فهي مستهلكات، وهي تشمل الحيوانات النباتيّة والمفترسات والمفترسات العليا.

المنتجات، الحيوانات النباتيّة، المفترسات والمفترسات العليا تكوّن السلاسل الغذائيّة. السلاسل الغذائية في كلّ بيئة تندمج ببعضها وتكوّن شبكة غذائيّة. كما أنّ المُحللات هي مستهلكات أيضًا، حيث أن مصدر غذائها هو فضلات وإفرازات الكائنات الحيّة.

قسم من الكائنات الحيّة في البيئة تقيم بينها تعاونا، ويزوّد بعضها البعض احتياجاتها الحيويّة مثل الغذاء وخدمات نظافة، تلقيح أو توزيع البذور. جميع الشركاء في مثل هذه العلاقات المتبادلة يستفيدون من العلاقات القائمة بينهم. كائنات أخرى ترتبط ببعضها بعلاقات تطفّل. يحصل الطفيليّ من العائل على موادّ حيويّة له في حين يلحق الضرر بالعائل. عندما تكون كمية مورد ما في البيئه غير كافيّة لتلبية احتياجات الجميع، ينشأ تنافس بين الكائنات المختلفة التي تستهلك نفس المورد. هذا التنافس يضرّ بالمتنافسين أنفسهم.

*241*

أسئلة لتلخيص العلاقات المتبادلة

في الحيّ السكنيّ بيوت كثيرة محاطة بحدائق معتنى بها، ولكن عند طرف الحيّ يوجد حرش صنوبر مهمّل. بين أشجار الصنوبر تنبت أعشاب وشجيرات قليلة. قسم من الجيران أصحاب المنازل المجاورة للحرش اعتادوا على إلقاء نفايات حدائقهم وربما نفايات أخرى في هذا الحرش.

قرّر التلاميذ الذين يسكنون في ذلك الحيّ أن يرمّموا حرش الصنوبر. أجرى التلاميذ مشاهدات على الحيوانات التي فى الحرش، وجمعوا عنها معلومات ووثقوا النتائج التالية:

باز ( طائر جارح، من طائفة الطيور) - يأكل الطيور، الزواحف، الثدييّات الصغيرة.

دُوريّ (عصفور مغرّد من طائفة الطيور) - يأكل البذور وفضلات من طعام الإنسان.

حَنَش (أفعًى، من طائفة الزواحف) يأكل حيوانات صغيرة مثل فِراخ الطيور وقوارض صغيرة.

نمس (طائفة الثدييّات) - يأكل الزواحف، ثدييات صغيرة، عصافير وحشرات.

أبو زُريق (طائفة الطيور) - يأكل الحشرات ولافقاريات، البذور، الثمار، بيض وفراخ العصافير.

فأر (قارض، طائفة الثدييات) - يأكل البذور، الثمار وفضلات من طعام الإنسان.

شُحرور (طائفة الطيور) - يأكل الثمار، الحشرات ولافقاريات أخرى.

أبو بريص (طائفة الزواحف) - يأكل الحشرات ولافقاريات أخرى.

1. ارسموا شبكة غذائية لحرش الصنوبر. يجب أن تحتوي الشبكة على 5 أنواع مختلفة من الحيوانات على الأقل.

2. أي الحيوانات تتنافس مع بعضها البعض على مصادر غذاء في حرش الصنوبر؟

3. أي حيوانات تتنافس مع بعضها البعض على أماكن معيشة في حرش الصنوبر؟

4. خشي أحد السكان من وجود الفئران، وعلى الرغم من أن القانون يمنع ذلك إلا أنّه نثر في الحرش طعومًا مسمومة. هل يؤثر ذلك على عشيرة حيوانات أخرى في الحرش؟ لماذا؟

5. عانى السكان من الحشرات فقاموا برشّ الحدائق بمبيدات سامّة جدًّا. أيّ عشائر الحيوانات ستتضرّر؟ صِفوا تأثير ذلك على الشبكة الغذائيّة كلّها.

6. كيف يؤثّر سكان الحيّ على كميّة الموارد في حرش الصنوبر؟

7. الأشخاص الذين يقومون كلّ شتاء بجمع الفطريات من الطبيعة يقولون بأنّ كمّيّة الفطريات التي تنبت في أحراش الصنوبر في إسرائيل قلّت كثيرًا. كيف يمكن أن تؤثّر هذه الحقيقة على أشجار الصنوبر في إسرائيل؟ صوغوا ادّعاء وعلّلوه.

*242*

تأثير الإنسان على الطعام البيئيّ

نشاط الإنسان على سطح الكرة الأرضية هائل. بفضل القدرات التكنولوجية التي طوّرناها نبني السدود على الأنهار، نشقّ الجبال، نؤثّر على المناخ، نزيد من انتشار أنواع معيّنة ونتسبّب في انقراض أنواع أخرى. بكلمات أخرى - أي أننّا نغيّر قوانين الطبيعة!

تؤثّر نشاطاتنا هذه على البيئة بطرق مختلفة.

عمليّتان أساسيّتان تتعلقان بالإنسان وتؤثّران على الكرة الأرضية:

- زيادة عدد البشر

- الارتفاع في مستوى المعيشة لماذا؟

يزداد عدد البشر بوتيرة مجدهشة جدًّا. التقدّم العلمي والتكنولوجي، تحسين صحة البشر والتطوّر الاقتصاديّ يمكّن معظمَنا من العيش بمستوى حياة أعلى مما كان في الماضي. ولكن، من المهمّ أن نفهم أن التطوّر الاقتصاديّ يستند كله، وإن كان بشكل غير مباشر، على موارد الطبيعة. عمليًّا، يكاد لا يوجد مكان على سطح الكرة الأرضيّة يخلو من تأثير نشاط الإنسان. تأثيرات الإنسان تغيّر العلاقات المتبادلة بين الكائنات الحيّة، الشبكات الغذائية والعمليّات التي تحدث في الأنظمة البيئية المختلفة.

النشاط الظاهر في المشهد أدناه هو مثال على إساءة حدثت بتأثير الإنسان.

*243*

فعالية

تحليل معلومات

الصيّاد يحبّ الأسماك؟

في قرية صغيرة سكن صيّادون على شاطىء البحر. في كلّ صباح خرج الصيّادون إلى الصيد. لم تقع في شباكهم إلا الأسماك الكبيرة التي تزن 500 غرام أو أكثر (الأسماك الأصغر استطاعت التملص من ثقوب الشبكة). ما غنمه الصيّادون أعالهم طوال عقود من الزمن.

حضر إلى القرية ذات يوم رجل أعمال وأقام فيها منتجعًا للاستجمام. كان المنتجع جميلا فجذب إليه الكثير من السيّاح. قضى السيّاح أوقاتهم على شاطىء البحر، استمتعوا بالشمس ومطعم الأسماك المدهش الذي على الشاطىء، وقد أسعد ذلك الصيّادين أيضًا: فقد باعوا المزيد من الأسماك.

لكي يزيد الصيّادون غنائمهم من الأسماك ضيّقوا الثقوب في شباكهم، الأمر الذي جعلها تمسك بالأسماك الصغيرة، التي تزن 200 غرام فقط. خلال عدّة سنوات زاد الصيّادون من غنائمهم ولكن، حدث تحوّل وخلال فترة قصيرة أخذت تتقلّص غنائم الصيّادين، وخلال بضع سنوات خرجت شباكهم من الماء بدون أسماك تقريبًا.

أسئلة

1. ما العلاقة بين حجم الثقوب في الشبكة وبين غنائم الأسماك التي وقعت فيها؟

2. لماذا بقي مستوى غنائم الأسماك على ما كان عليه طالما كانت الثقوب في الشباك ملائمة لصيد الأسماك الكبيرة فقط؟ ما الذي حدث عندما ضيّق الصيادون الثقوب في الشباك؟

3. الرسم البياني المالي يبيّن كميّات الأسماك التي وقعت في الشباك طوال سنوات. صِفوا بلغتكم إلى أيّ شيء يرمز كلّ مقطع من مقاطع الرسم البيانيّ الأربعة.

4. كيف يمكن التغلّب على الاستغلال المفرط لموارد الطبيعة؟ استعملوا الصيد كمثال وصوغوا قاعدة للاستغلال المستدام لموارد الطبيعة.

(رسم بياني في الكتاب: استعن بالمعلم)

كميّة الأسماك التي اصطادتها شباك الصيّادين

*244*

فعالية

معلوماتية

الإضرار بالأنظمة البيئيّة

هدف الفعّالية: التعرّف على نماذج لأضرار تلحق بالأنظمة البيئيّة في إسرائيل والعالم، وتقديم اقتراحات حلول لها.

سيرالفعاليّة:

أ. جمع معلومات: توزّعوا إلى مجموعات. تتركّز كلّ مجموعة في عامل واحد من عوامل الإضرار التالية:

1. الإضرار بالمواطن - التطوير الذي يهدف إلى توفير احتياجات الناس المتزايدة في البناء، تعبيد الشوارع، قطع أشجار الغابات وبناء السدود، يغيّر المَواطن ويدمّرها ويقسّمها إلى مواطن أصغر أو يعزلها. تأثير هذا التطوير على الأنظمة البيئية يتجلّى في تقلّص عشائر الكائنات الحيّة، فى هجرتها إلى بيئة أخرى أو في انقراض بعض الأنواع.

2. أنواع دخيلة - الأنواع التي تطوّرت في مكان ما في أعقاب نشاط الإنسان. هذه الأنواع تصل إلى أنظمة بيئية لم تكن فيها من قبل، حيث تنجح في تثبيت أقدامها والتكاثر فيها، والتأثير عليها تأثيرًا سلبيًا.

3. استغلال مُفرط - موارد الطبيعة التي تستهلَك بوتيرة أسرع من وتيرة تجددها (وتيرة تكاثر الكائنات الحيّة ووتيرة تجدّد موارد الطبيعة الجامدة). هذا الأمر يمكن أن يعرّض الإنسان أيضًا للخطر. فرط الاستغلال يمكن أن يسبّب التصحُر (تحويل الأ رض الخصبة إلى صحراء)، انقراض أنواع وتكوين صحراء بيئية".

4. إصابة مباشرة - العامل الرئيس للإصابة المباشرة في البيئة هو الصيد، بهدف التغذية أو كهواية أو للمتاجرة بأنواع معينة من الحيوانات أو النباتات. صيد أنواع مختلفة يضرّ في كثير من الحالات الحيوانات التي لا تُصطاد.

5. تغيير المناخ - ارتفاع حرارة الكرة الأرضيّة يسبّب أحداثًا متطرّفة تتعلّق بحالة الطقس: ارتفاعا في وتيرة وقوّة الفيضانات، المَحِل، الحرائق أو العواصف الشديدة. تغيير المناخ يتسبّب في تغييرات في عمليات بيئيّة وفي أداء أنظمة بيئية، في تغييرات في انتشار الأنواع وإلى انقراض أنواع من على سطح الكرة الأرضيّة.

استعينوا بمواقع على الإنترنت مثل موقع جمعية حماية الطبيعة، موقع وزارة حماية البيئة أو كامبوس طبيعة التابع لجامعة تل أبيب، للعثور على معلومات حول الموضوع الذي تقومون بفحصه.

ب. معالجة المعلومات: نظّموا المعلومات التي قمتم بجمعها بحيث تستطيعون عرضها على الصف في إطار الوقت المخصّص لمجموعتكم.

حضّروا وسائل مساعدة لعرض المعلومات مثل عرض تقديمي، لافتة، جداول، رسومًا توضيحيّة، فيلمًا قصيرًا وما شابه.

ج.عرض المعلومات: تعرض كلّ مجموعة على الصف ما قامت ببحثه ودراسته. خصّصوا وقتًا للأسئلة والأجوبة.

د. مناقشة إجماليّة: ناقشوا في الصف الأضرار المختلفة في الأنظمة البيئيّة في إسرائيل والعالمَ، واقترحوا حلولا لهذه الأ ضرار.

(صورتان في الكتاب)

- انتشار حرائق

- قطع أشجار الغابات

*245*

خدمات النظام البيئيّ

اعتاد معظمنا قبول الطبيعة كشيء مفهوم ضمنًا، ونحن نحافظ على قيم الطبيعة الجميلة والعزيزة على قلوبنا، مثل الأزهار الملوّنة، الحيوانات الكبيرة والمثيرة للانطباع أو الأماكن الجميلة بشكل خاصّ.

هل هذه وحدها هي المهمّة بالنسبة إلينا؟ هل يجب علينا المحافظة عليها فقط؟

الإجابة عن هذين الؤالين هي لا!

يتبيّن لنا أن الكرة الأرضية ما كانت ملائمة لوجود الإنسان عليها لولا وجود كائنات مختلفة:

- النباتات والطحالب تقوم بعمليّة التمثيل الضوئيّ. فهى تستوعب ثانى أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين وهكذا تخلق غلافا جوّيا ملائمًا للحياة. وهي المنتجات في الشبكات الغذائية على الكرة الأرضية.

- المحللات في النظام البيئي تخلصنا من النفايات التي مصدرها الكائنات الحيّة (نفايات عضوية)، ومن خلال ذلك تقوم بإثراء التربة بمواد مغذّية (نواتج التحليل)، وتساهم في خصوبة التربة وقدرتنا على إنتاج الغذاء فيها.

- وجود حيوانات تقوم بتلقيح النباتات وحيوانات تقوم ينشر البذور.

- قسم كبير من المنتجات التي نستعملها مثل الغذاء، الخشب، الألياف، الأدوية المختلفة وغيرها، مصدرها كلهّا من الطبيعة ومن الأراضي الزراعيّة.

وغيرها وغيرها.

الأنظمة البيئيّة والعمليّات التي تجري فيها تؤثّر على رفاهة الإنسان:

- النباتات التي تنمو في الحقل والأوراق المتساقطة منها تمتع مياه الأمطار من التدفق مباشرة على التربة وبذلك تقلّل من جرف التربة ومن شدّة الفيضانات.

- مواطن رطبة، مثل مستنقع الحولة تبطّىء تدفّق المياه وترسّب موادّ معلقة في الماء وبذلك فهي تصفّي المياه وتزيد من جودتها في التيار المنحدر. إلا أنّ المواطن الرطبة من المحتمل أن تكون مصدرًا للبعوض ولحشرات أخرى ناقلة للأمراض.

- الشعاب المرجانيّة تهدّىء من شدّة أمواج البحر وتقلل من أضرار العواصف على السواحل.

- شاطىء البحر يوفّر مكانًا للاستمتاع والاستجمام. وغيرها وغيرها...

(ستة صور في الكتاب)

- بحيرة الحولة تصفّي مياه نهر الأردن.

- النباتات هي المزوَدة للغداء وللأكسجين للتنفس.

- تربية الغذاء في الأراضي الزراعية.

- الطبيعة كمصدر للمتعة والاستجمام.

- حيوانات تقدّم خدمات تلقيح.

- تربية الحيونات كمصدر للغذاء.

*246*

جميع الفوائد التي نحصل عليها من الطبيعة تسمى خدمات النظام البيئي.

تشمل خدمات النظام البيئيّ منتجات منها الغذاء، الألياف والوقود، وكذلك خدمات منها تنظيف الهواء والماء، الحماية من كوارث الطبيعة، تلقيح الأزهار، الإبادة البيولوجيّة، تحسين خصوبة التربة وحتى إثراءٌ روحانيٌّ - المتعة التي نحصل عليها من قضاء الوقت في أحضان الطبيعة. في أيامنا، معظم الغذاء ومواد الطبيعة الأخرى التي يستخدمها الإنسان تنتج في الأساس من الزراعة، في الحقول الحدائق، البساتين، الأقنان، الزرائب، الحظائر وفي المراعي. لذلك الأراضي المفتلحة التي كانت في الماضي أراضيَ بورًا توفّر لنا خدمات نظام حيويّة.

أسئلة

فكّروا مرّة أخرى بقصة بحيرة فكتوريا المأساويّة (ص: 193). تجسدّ قصة هذه الحالة أنّه حتى عندما تكون النوايا طيّبة لا بدّ من أن تتوفر لدينا المعرفة البيئيّة. ألحقت نشاطات الإنسان الضرر في التوازن البيئيّ، الذي بقي محفوظًا طوال أجيال كثيرة.

1. أيّ خدمات النظام البيئيّ لحق بها الضرر بسبب تأثير الإنسان؟

2. ما الذي يمكننا، حسب رأيكم، القيام به من أجل ترميم البحيرة ومحيطها؟

هل تعلم؟

بقاؤنا رهن تلقيح النباتات

معظم أنواع النباتات أيّ أكثر من 70 (بالمائة) من النباتات الزهرية، تحتاج إلى مساعدة الحيوانات لكي تنتج الثمار والبذور. بقيّة النباتات تتلقّح عن طريق الرياح، بواسطة الماء أو عن طريق التلقيح الذاتيّ.

الحيوانات الملقِّحة هي من جميع الأحجام والأشكال. يقدر الباحثون بأنّ هناك 200,000 نوع على الأقل من اللافقاريات مثل النحل، العُثّ، الفراش، الخنافس والذباب، تعمل كملقّحة في جميع أرجاء العالَم، بالإضافة إلى حوالي 2,000 نوع من الفقاريات ومنها الطيور، الثدييّات والزواحف التي تقدّم للنباتات خدمات تلقيح.

الحيوانات التي تلقّح النباتات تقوم بدور مهمّ في إنتاج الكثير من المركّبات الغذائية اليوميّة لنا مثل التفاح، اللوز، الشَّمّام، البَرقوق، البندورة والخيار. كما أنّها تقوم بدور مهم في تلقيح نباتات ليست غذائيّة مثل القطن.

إليكم بعض المعطيات التي وجدها الباحثون:

- في ولاية ألباما في الولايات المتحدة الأمريكية، تقوم أنثى واحدة من نحل العليق الجنوبيّ بزيارة حوالي 50,000 زهرة عُليق. خلال الأسابيع القليلة التي تعيشها هذه النحلة كنحلة بالغة تطير في المنطقة، وتلقّح أزهار العلّيق وتتسبّب في تطوّر ثمار بقيمة 300 شيكل تقريبًا.

- لإنتاج نِصف كيلوغرام عسل، يجب أن يزور النحل أكثر من 10,000,000 نبتة برسيم. هذه الزيارات تساعد نباتات البرسيم على إنتاج 135 كيلوغراما من البذور.

*247*

فعالية

نستعرض معلومات

عمال المُجمّع السِّرّيّون

هدف الفعالية: اكتشاف منتجات كثيرة قدر الإمكان لها علاقة بالكائنات الحيّة.

المعدّات: دفتر وأدوات كتابة

سير الفعّاليّة:

أ. توزّعوا إلى مجموعات وتوجّهوا إلى المجمّع القريب من مكان سكناكم.

ب. استعرضوا الرفوف وسجّلوا أسماء الكائنات الحيّة التي -

- نأكلها

- نأكل منتجات تقوم بإنتاجها

- نستعملها أو نستعمل ما تنتجه لأغراض أخرى

من المحتمل أن تصطدموا بمنتجات مركّبة لها صلة بأكثر من كائن واحد. في هذه الحالة اذكروا جميع الكائنات ذات الصلة بهذه المنتجات.

استعينوا بنموذج الجدول التالي. أضيفوا صفوفا وأعمدة إلى الجدول بحسب الحاجة.

(جدول في الكتاب مكون من ستة أعمدة:)

اسم المنتج،  حيوان،  نبات،  فطر،  بكتيريا أو وحيد الخلية،  ليس من نتاج كائنات حيّة

خبز،  --،  قمح،  --،  خميرة،  --

حليب،  بقرة، عنزة،  --،  --،  --

ماء،  --، --،  --،  --،  (صح)

ملابس،  --، قطن،  --،  --،  --

النتائج:

أ. لخصوا النتائج التي سجلتموها واذكروا ماذا اكتشفتم.

- كم نوعا من الحيوانات تزوّدنا بالغذاء؟

- كم نوعا من النباتات نأكل؟

- كم نوعا من الفطريات نأكل أو أنها تساعدنا على إنتاج الغذاء؟

- كم بكتيريا ووحيدة الخلية تزوّدنا بالغذاء؟

- ما عدد الموادّ الغذائيّة والمنتَجات التي مصدرها ليس له صلة بالكائنات الحيّة؟ أعطوا أمثلة.

ب. اطلبوا من والديكم أن يخمّنوا إجاباتكم عن الأسئلة أعلاه.

ج. اعرضوا على والديكم المعطيات التي لخصتموها، وصِفوا ردود فعلهما.

تلخيص:

صِفوا العلاقة بين التنوّع البيولوجيّ وبين ما نأكله والطريقة التي نعيش فيها.

*248*

بصمة قدم بيئيّة

نحن نستهلك الطبيعة، نستخدم الطبيعة ونعيش بمساعدتها.

ولكن كم نحتاج من الطبيعة؟

للإجابة عن هذا السؤال تمّ تطوير مقياس يسمّى بصمة قدم بيئيّة (بصمة قدم بيئيّة - مصطلح يصف مدى استغلال الإنسان لموارد الكرة الأرضيّة، بواسطة حساب المساحة اللازمة لتوفير جميع احتياجات الناس). يحاول هذا المقياس أن يقدّر المساحة اللازمة لمعيشة البشر - إنسان واحد، مجتمع، دولة أو الإنسانية كلّها.

بصمة القدم البيئيّه ليست المساحة التي يعيش عليها الإنسان فحسب، بل تشمل كلّ مساحات، الأرض اللازمة للإنسان لتوفير جميع احتياجات معيشته - لتربية الموادّ الغذائيّة التي يأكلها، لإيجاد موادّ الطبيعة المختلفة التي يحتاج إليها، لتوليد الطاقة اللازمة لاحتياجاته المختلفة، لبناء بنى تحتيّة حيويّة، لتوفير خدمات جمع النفايات وتنقيتها وغير ذلك. تتطرّق بصمة القدم البيئيّة كذلك إلى المساحة اللازمة للإنسان من أجل أن تستوعب النواتج الجانبية لنشاطات الإنسان. أيّ أنّ بصمة القدم البيئيّة تصف كمّيّة الموارد التي نستهلكها من الطبيعة وكمّية النفايات التي ننتجها، ويُعبَّر عنها بالمساحة اللازمة لتجديد هذه الموارد والتخلّص من النفايات والتلويث:

- المساحة المبنيّه التي نستخدمها للسكن والمواصلات والصناعة وما شابه.

- مساحات الغابات اللازمة لكي تستوعب من جديد الكربون المنطلق من الطاقة التي نستهلكها.

- مساحات الغابات، مساحات صيد الأسماك، مساحات المراعي ومساحات المحاصيل الزراعيّة اللازمة لتربية الطعام وبقيّة المنتجات التي نأكلها ونستهلكها، ولكي نتخلّص من النفايات التي ننتجها.

*249*

فعالية

معلوماتية

بصمة القدم البيئيّة للدول المختلفة

هدف الفعّالية: إيجاد معلومات عن بصمة القدم البيئيّة للدول المختلفة.

خمّنوا: ما هي العوامل ذات التأثير الكبير على حجم بصمة القدم البيئيّة لكلّ دولة (عدد السكان، مساحة الدولة، عدد مركَبات النقل فيها وما شابه)؟

سير الفعاليّة:

أ. ابحثوا في شبكة الإنترنت عن معلومات حول حجم بصمة القدم البيئيّة ل 6 دول مختلفة، كلّ واحدة منها من قارة مختلفة: أفريقيا، أوروبا، آسيا، أستراليا، أمريكا الشمالية أو الوسطى أو الجنوبية. ابحثوا عن هذه المعلومات بالنسبة إلى إسرائيل أيضًا وعن إحدى جاراتها، وكذلك عن متوسط بصمة القدم البيئيّه لكلّ البلدان في العالم.

ب. ما هي مساحة كلّ واحد من هذه البلدان؟ وما عدد السكان فيه؟ وما مستوى الحياة فيه؟

تنظيم النتائج:

نظّموا المعلومات التي وجدتموها.

يمكنكم الاستعانة بنموذج الجدول التالي، لعرض المعلومات في رسم بياني (واحد أو أكثر) أو بأيّ طريقة ملائمة أخرى.

(جدول في الكتاب مكون من خمسة أعمدة:)

الدولة،  بصمة القدم البيئية،  مساحة الدولة،  عدد سكانها،  مستوى الحياة (عال / متوسط / منخفض)

--،  --،  --،  --،  --

--،  --،  --،  --،  --

تلخيص الفعّاليّة:

1. هل توجد علاقة بين بصمات القدم البيئيّة للدول التي فحصتموها وبين مساحتها؟ اشرحوا.

2. هل توجد علاقة بين بصمات القدم البيئيّة للدول التي فحصتموها وبين عدد سكانها؟ اشرحوا.

3. هل توجد علاقة بين بصمات القدم البيئيّة للدول التي فحصتموها وبين مستوى الحياة فيها؟ اشرحوا.

4. صوغوا استنتاجا يتعلق بعامل (واحد أو أكثر) يؤثّر على حجم بصمات القدم البيئيّه للدول المختلفة.

سؤال

حسبَ أحد الباحثين ووجد بأنّ بصمة القدم البيئيّة لجميع سكان الكرة الأرضية اليوم أكبر ب 3 مرّات من مساحة الكرة الأرضية.

ما معنى هذا المعطى من ناحية قدرة جميع البئر على الكرة الأرضية على الحصول على كلّ احتياجاتهم؟ اشرحوا.

*250*

التطوير المستدام

تضاعف كبر بصمة القدم البيئيّه للمجتمع الإنساني كلّه، وبضمنه المجتمع في إسرائيل، عدة مرات في العقود الأخيرة. أمّا الأخبار السارّة فهي عدم وجود تناقض بين التطوير وبين حفظ التنوّع البيولوجيّ. أمثلة كثيرة من أرجاء العالم تُظهر بأنّه يمكن استغلال موارد الطبيعة بوتيرة تمكّن العمليّات الطبيعيّة من تجديد ما تمّ استغلاله. هذه الطريقة تسمّى التطوير المستدام (تطوير مستدام - تطوير واستغلال الموارد بوتيرة تمكن العمليات الطبيعية أن تجدد ما تمّ استغلاله، والمحافظة على النظام البيئيّ)، وهي الطريقة الفضلى - لأن جميع الأطراف تكون رابحة فيها. التطوير المستدام هو تطوير البيئة الملاءَم مع احتياجات الإنسان ويحفظ، في الوقت نفسه، الأنظمة البيئية من أجل الأجيال القادمة.

على سبيل المثال: نربّي المواشي لغرض الغذاء ونأخذها إلى المراعي ولكنّنا نسمح لها بأن ترعى في هذا المرعى فقط إلى حدّ تتمكّن فيه النباتات والحيوانات الأخرى من أن تتجدّد وتتكاثر.

الأمثلة التالية تمثّل كيف أنّ سياسة التطوير المستدام واختيار العمل الصحيح يمكّنان من المحافظة على الطبيعة والحصول منها على خدمات أيضًا، وكلّ ذلك بثمن أقلّ تكلفة من الحلول التكنولوجيّة المعقّدة.

الهند: لمواجهة الفيضانات في موسم الرياح الموسميّة ومواجهة انخفاض مستوى المياه الجوفية الناجم عن الضخ من آبار كثيرة، اختارت بلدية جايفور في الهند أن تزيد مساحات البلديّة الخضراء المكسوّة بالنباتات. هذه الأراضي تخفّف من سرعة تدفّق المياه الأمر الذي يسمح يتغلغل كميّات أكبر من المياه في أعماق الأرض والتي تزيد من مخزون المياه الجوفيّة وتمنع غمر الشوارع وحدوث الفيضانات.

فيتنام: شواطىء المحيطات الضحلة معرّضة لعواصف كثيرة ولأحوال طقس متطرفة. في المناطق الاستوائيّة تنمو في مياه الشاطىء الضحلة غابات منغروف (منغروف - (أيكة بحرية) - نباتات تنمو في منطقة المدّ والجزر على الشواطىء الاستوائيّة، ومنها أشجار وشجيرات دائمة الخضرة ملاءَمة للمعيشة في تلك البيئة). بدلا من بناء حواجز رملية لحماية السواحل، بتكلفة 7.3 مليون دولار، قامت مجموعات سكانية محليّة فيتناميّة بزراعة أشجار منغروف وحمايتها، باستثمار 1.1 مليون دولار. لقد أثبتت هذه الغابات نفسها عندما صمدت أمام إعصار تايفون العاصف جدًّا الذي أصاب المنطقة في سنة 2000. الضرر الذي لحق بالسواحل المحرّجة كان خفيفا جدًّا بالمقارنة مع ما حدث للسواحل التي تم تحتمي بأشجار المنغروف.

أستراليا: في مدينة كنبرة الأسترالية زُرعت 400,000 شجرة من أجل تحسين جودة الحياة في المدينة. تساهم الأشجار في تجميل منظر المدينة الأخضر، وتنظم المناخ المحليّ وتقلّل المصاريف على تكييف الهواء. كما أنها تقلّص التلويث باستيعابها لثاني أكسيد الكربون. تقول التقديرات إن زراعة الأشجار وفّرت على اقتصاد المدينة عشرات ملايين الدولارات في السنوات ما بين 2008-2011.

*251*

ما الذي يمكن عمله؟

التنوّع البيولوجيّ على الكرة الأرضيّة غير معروف بما فيه الكفاية، ولذلك من الصعب أن نقيّم أيضًا مبلغ الضرر الذي لحق به بالضبط. تقول التقديرات بأنّه بحسب الوتيرة التي تتضرّر بها الأنظمة البيئيّة من المتوقّع أن نخسر في العقود القريبة جزءًا كبيرًا من الأنواع الموجودة حاليًّا - حتى 50 (بالمائة) منها. ومع ذلك، هناك أعمال كثيرة يستطيع كلّ واحد منا القيام بها من أجل تقليص الضرر في التنوّع البيولوجيّ والمحافظة على الكرة الأرضية من أجلنا ومن أجل أولادنا ومن أجل الأجيال التي ستأتي بعدهم.

من الواضح أنّ الواحد منّا لا يستيقظ في الصباح ويقرّر أن يلحق الضرر بالغابات، أو أن يلوّث الأنهار أو أن يسبّب تغييرًا في المناخ، ومع ذلك فإنّ الكثير من قراراتنا اليوميّة تتسبّب في ذلك.

المأكولات التي نتناولها والملابس التي نرتديها، والمنتجات التي نشتريها والطريقة التي نصل بها من مكان إلى آخر تؤثّر بشكل كبير على الأنظمة البيئيّة على الكرة الأرضيّة.

نيويورك: عانت مدينة نيويورك من رداءة جودة مياه الشرب. اشترت بلدية نيويورك أراضيَ في حوض تجميع مصادر مياهها، وقامت بترميم النظام البيئيّ في هذا المكان ووعدت سكان المدينة بمياه بجودة عالية. كلّف ترميم النظام البيئيّ ملياريْ دولار، ولكنّهم لو اختاروا بدلا من ذلك إقامة منشأة لتنقية المياه لكلفهم ذلك 7 مليارات دولار.

نيكاراغوا: تمّ قطع أشجار مساحات كبيرة من الغابات في نيكاراغوا الواقعة في أمريكا الوسطى من أجل زيادة المراعي فيها. نتيجة لذلك انجرفت التربة من سفوح الجبال مما ألحق ضررًا كبيرًا بالأنظمة البيئيّة. لتقليص هذا الضرر زرعوا سفوح الجبال بأشجار وشجيرات تلائم الرعي. سبب هذا العمل وقف انجراف التربة وزاد من تغلغل المياه في باطن الأرض وأثرى تنوّع النباتات والحيوانات المحليّة. كما أنّه مكّن كذلك من زيادة كثافة الأبقار في المراعي بشكل كبير الأمر الذي زاد من أرباح المزارعين أيضًا.

فعالية

تقترح حلولا

العيش بالطريقة المستدامة

هدف الفعّالية: تقديم برامج عمل لتقليص الضرر بموارد الكرة الأرضيّة.

سير الفعاليّة:

أ. اقترحوا أعمالا يمكن تنفيذها يمكنها أن تقلّص الضرر بالكرة الأرضيّة. على هذه الأعمال أن تكون:

- أعمالا شخصيّة أو عائليّة

- أعمالا في إطار مدرستكم

- أعمالا في إطار حارتكم أو بلدتكم

ب. صوغوا شعارات للأعمال التي اقترحتموها واعرضوها على ملصق (بوستر).

تذكّروا: لو أثر كلّ واحد منّا بالقليل فقط، فإنّنا يمكن أن نغيّر الكثير معًا!

*252*

فعالية

مهمة تلخيص

الأرانب في أستراليا

هاجر في القرن ال 19 إلى أستراليا الكثير من الإنجليز واستوطنوا فيها. أراد أحد المهاجرين أن يدمج بين رياضة الصيد، التي أحبها في وطنه الأصليّ، وبين إمكانيّة اصطياد الحيوانات التي أي مذاقها اللذيذ. أحضر هذا المهاجر 12 أرنبًا بريًّا وأطلقها في أرض ضيعته. وقد قصد من ذلك أن يمكّنها من أن تتكاثر فيها ئم يصطادها. وتيرة تكاثر الأرانب كبيرة جدًّا، وحقًّا، الأرانب القليلة التي أحضرت إلى الضيعة تكاثرت جدًّا، حتى أنّه خلال سنوات قليلة بلغ عددها في المنطقة عشرات الآلاف.

في أستراليا لم يكن للأرانب مفترسات طبيعية، وبعد أن نجح عدد منها في تجاوز حدود الضيعة، أخذت هذه الأرانب تتكاثر في الطبيعة دون أيّ مضايقة. بعد ذلك ب 50 سنة أصبح في أستراليا ملايين الأرانب البريّة والتي سبّبت أضرارًا بالغة. فقد أكلت الأرانب النباتات المحليّة المختلفة حتى دمّرتها: الأعشاب والشجيرات وحتى الأشجار، فقد أكلت الأرانب قشور جذوعها بشهيّة. مساحات شاسعة من المراعي التي كانت مليئة بالأعشاب والشجيرات تحوّلت إلى صحراء مقفرة. الأمر الذي ألحق أضرارًا كبيرة في الحيوانات البريّة الأسترالية (الكنغر وغيره من الحيوانات)، لأن مصادر غذائها قلّت جدًّا، وكذلك في المراعي التي ربّوا فيها المواشي.

اضطر الاستراليون إلى إعلان الحرب على الأرانب. فقد شجّعوا صيدها وبأعداد كبيرة، وأقاموا السياجات لمنع انتشارها في المزارع كما نثروا الطعوم المسمومة، ولكن كلّ ذلك لم يُجدِ نفعًا. كما أن الثعالب والقطط التي أحضرت إلى أستراليا بشكل خاصّ لكي تفترس الأرانب لم تحسّن الوضع، لأنّ الأرانب استمرت في التكاثر السريع والانتشار.

في منتصف القرن ال 20 قرروا محاربة الأرانب بواسطة الفيروس (Myxsoma virus) الذي يقتل الأرانب دون أن يؤذي الحيوانات الأخرى. هذا الفيروس لا ينتقل من أرنب إلى أخرى بشكل مباشر، بل بواسطة البعوض والبراغيث.

تعيش الفيروسات في أجسام البعوض دون أن تسبب لها أيّ أذى. لكن عندما تقرص هذه الحشرات الأرنب تُدخل الفيروسات إلى جسمها. تم توزيع الحشرات الحاملة للفيروسات والتي قامت بنقلها إلى الأرانب. نتيجة لذلك تقلّصت كثيرا عشيرة الأرانب، ولكن الفرحة لم تكتمل، لأنّه خلال سنوات قليلة حدث تغيّر (طُفْرة) فى الفيروس.

الأرانب التي أصابها الفيروس الجديد مرضت ولكنها لم تمُت. تماثلت الأرانب المصابة إلى الشفاء خلال أيام ثم واصلت تكاثرها، المدمر الذي زاد أعدادها فعاد من جديد الضرر الذي ألحقته بالبيئة.

قبل عقدين من الزمن اكتُشف فيروس آخر كالسيفيروس (Calcivirus)، وهو مثل الأول يقتل الأرانب ولا يضر الكائنات الحيّة الأخرى. تمّ نشر هذا الفيروس في أستراليا ومنذ ذلك الوقت تقلّصت عشيرة الأرانب كثيرا جدًّا، وانتعشت النباتات البريّة المحليّة من جديد ومعها عشيرة الكناغر والحيوانات البريّة الأستراليّة الأخرى.

*253*

أسئلة

1. لماذا تكاثرت الأرانب الأوروبيّة التي أُحضرت إلى أستراليا أكثر مما تكاثرت في موطنها الأصلي؟

2. لماذا لم تنجح الثعالب والقطط التي تفترس الأرانب في تحسين الوضع؟

3. ارسموا شبكة غذائيّة تشمل الكائنات الحيّة التي ورد ذكرها في وصف الحالة.

4. هل الضرر الذي لحق بعشيرة الأرانب يؤثّر فقط على الثعالب والقطط فقط، أو على أنواع بريّة أخرى تعتبر جزءًا من النظام البيئيّ فى أستراليا؟

صوغوا ادِّعاء واعرضوا تعليلين على الأقلّ يدعمان هذا الادّعاء.

5. ما هو نوع العلاقات المتبادلة القائمة بين الأرانب والكنغر؟ اشرحوا.

أ. افتراس

ب. تبادلية

ج.تنافس

د. تطفّل

6. ما هو نوع العلاقات المتبادلة القائمة بين الأرانب والثعالب؟ اشرحوا.

أ. افتراس

ب. تبادلية

ج. تنافس

د. تطفّل

7. ما هو نوع العلاقات المتبادلة القائمة بين الأرانب والبراغيث؟ اشرحوا.

أ. افتراس

ب.تبادليّة

ج. تنافس

د. تطفّل

8. هل من المحتمل أن تعود الأرانب في أستراليا إلى التكاثر في المستقبل؟ علّلوا.

9. يدّعي يوسف، بأنّ الفيروسات متطفّلة على البعوض. ابحثوا عن معلومات عن الفيروسات ثمّ أجيبوا عن السؤالين:

أ. أيّ تعليلات يمكن أن تدعم ادعاء يوسف؟ اشرحوا.

ب.أيّ ادّعاءات يمكن أن تدحض ادعاء يوسف؟ اشرحوا.

*254*

تلخيص

تنوّع الأنواع على الكرة الأرضيّة هائل. لقد شخّص العلماء حتى الآن ما يقارب مليونَي نوع وهناك أنواع كثيرة ما زال العلم يجهلها، وهذه كلهّا تحتويها الأنظمة البيئية الموجودة على الكرة الأرضيّة.

يتمّ تمييز كلّ نظام بيئي بواسطة الكائنات الحية التي تعيش فيها (المركبات الأحيائية في البيئة)، المركّبات الجامدة في البيئة (المركبات اللاأحيائية)، وبواسطة العلاقات المتبادلة والتأثيرات المتبادلة بين جميع هذه المركّبات. المركّبات اللاأحيائية في البيئة تشمل الموارد الضروريّة للكائنات الحيّة: الأكسجين وثاني أكسيد الكربون اللذان في الهواء ضروريّان للتنفس وللتمثيل الضوئي؛ الماء ضروريّ للشرب (وهو أيضًا البيئة الحياتية للكائنات المائية)؛ التربة هي مصدر المعادن المذابة في الماء والذي تشربه الكائنات الحيّة أو تستوعبه في جسمها - وأشعة الشمس تضيء وتسخّن البيئة وتؤثّر على كائنات كثيرة. هذه الموارد الطبيعية وغيرها ضروريّة لبناء الموادّ وحدوث العمليّات المختلفة في أجسام الكائنات الحيّة.

للظروف السائدة في كلّ بيئة تأثير كبير على تنوّع الكائنات الحية فيها. على سبيل المثال: جودة التربة تؤثّر على أنواع النباتات وعلى كمّية النباتات التي تنمو فيها. النباتات هي مصدر الغذاء لجميع الحيوانات المدمجة في الشبكة الغذائية في ذلك المكان. الكائنات الحيّة لا تتأثّر من ظروف البيئة فحسب، بل تؤثّر عليها أيضًا. على سبيل المثال، فضلاتها وإفرازاتها تتحلّل في التربة بواسطة المُحَللات، ونواتج التحليل تتوزّع في البيئة وتغني التربة، تستوعبها النباتات وتمكنها من أن تنمو بشكل جيد.

تستطيع الكائنات الحيّة أن تعيش في بيئة معينة إذا كانت ملاءَمة مع الظروف التي تسودها فقط. وهي بحاجة إلى صفات تمكّنها من أن تحصل في بيئتها الحياتيّة على كلّ احتياجاتها المعيشية اللازمة لها: مكان تعيش فيه وتربي فيه أنسالها، الغذاء، الماء، الهواء للتنفس وما شابه، وإلى صفات تمكّنها أيضًا من مواجهة التغييرات الموسميّة في المكان. ملاءمات الكائنات الحيّة يمكن أن تكون صفات تتعلّق بمبنى جسمها، بسلوكها أو بعمليّات تحدث داخل الجسم.

جميم الكائنات الحيّة متعلّق بعضها ببعض من أجل معيشتها. الكثير منها يعتبر غذاء لكائنات أخرى، منها ما تقيم بينها علاقات تعاون حيث يزوّد بعضها بعضًا باحتياجات حيويّة، ومنها ما تعيش طفيليّات على عوائل، ومنها ما تتنافس من أجل الحصول على موارد كميّتها في البيئة لا تكفي للجميع.

الإنسان أيضًا متعلّق في البيئة وفي الكائنات الحيّة فيها، والتي بدونها لا يستطيع البقاء. وذلك لأنّ النظام البيئيّ يوفّر لنا خدمات حيويّة، والتي منها المحافظة على تركيب الغلاف الجويّ، إنتاج الغذاء وتحليل النفايات. ومع ذلك، نشاطات الإنسان في عصرنا تسبّب أضرارًا مثيرة للقلق، لتنوّع الأنواع وللأنظمة البيئيّة على سطح الكرة الأرضية. الاستغلال العشوائي لموارد الطبيعة، وتلويث البيئة، الصيد غير المدروس وهدم المواطن - هذه كلهّا تهدّد الكثير من الأنواع بالانقراض، وبطريقة غير مباشرة، تهدّدنا نحن أيضًا. وعليه من المهمّ أن نتبنى طريقة التطوير المستدام: نقلّص من تأثيرنا الضار للبيئة، نحمي الأنواع البريّة ونفسح المجال أمام الأنظمة البيئيّة لكي ترمّم نفسها وتبقى من أجل الأجيال القادمة.

*255*

أسئلة للتلخيص

1. تختلف الظروف على ساحل البحر عنها على جبال الجليل. على ساحل البحر الحرارة أعلى، وتسقط عليه أمطار أقلّ، والرياح التي تهبّ من البحر تحمل معها قطرات ماء مالح، والتربة رمليّة تتغلغل المياه عبرها بسهولة. بالمقابل، على جبال الجليل المناخ أبرد، وهي ماطرة أكثر كما قد يتساقط عليها الثلج. عندما تبتلّ الأرض يتكون وحل لزج. لذلك، تنمو في رمال السهل الساحليّ، بالإضافة إلى غيرها، نباتات الخرّوب والسرّيس، ولذلك تتخندق في رمال ساحل البحر سرطانات الرمال وتنمو نبتة مدّادة الساحل الملاءمة للعيش في الرمال المالحة، بينما تنمو على جبال الجليل أشجار السنديان والبُطم ونباتات أخرى، من بينها اللبلاب الشجيري الحساس للملح ولا يستطيع العيش بالقرب من شاطىء البحر. وتحت الأوراق المتساقطة من أشجار الحرش يمكننا أن نجد سرطانات بريّة صغيرة - مثل كرويّات الحرش.

أيّ أنظمة بيئية ورد ذكرها في القطعة أعلاه، وأيّ أنواع كائنات حيّة ذكرت فيها؟

2. لماذا يختلف تنوّع الأنواع الموجود في هذين المكانين؟

3. ادخلوا إلى موقع الإنترنت الحقيبة الرقميّة للمرحلة الإعداديّة - علوم وتكنولوجيا، واختاروا مجال علم الأحياء. ادخلوا إلى الموضوع التغذية والطاقة، واختاروا الوحدة التعليمية السلسلة الغذائية والشبكة الغذائية. أكملوا الشبكة الغذائية في الوحدة التعليمية ثمّ أجيبوا عن الأسئلة.

أ. من هو المفترس الأعلى في هذه الشبكة الغذائيّة؟

ب.من هي المستهلكات الأوّليّة؟

ج. إذا تقلّصت كثيرًا عشيرة الحشرات في أعقاب الإفراط في الإبادة - ماذا سيحدث لعشيرة أبو بريص؟ اشرحوا.

*256*

فيما يلي مخطّط لشبكة غذائيّة. تشير الأسهم إلى اتجاه انتقال الموادّ والطاقة في هذا النظام.

(شبكة غذائية في الكتاب: استعن بالمعلم)

سلاسل غذائية - شبكة غذائية

بذور (سهم) فأر (سهم) أفعى (سهم) نمس

بذور (سهم) عظاءة (سهم) نمس

أوراق أشجار (سهم) جندب (سهم) نمس

4. لو طلب منكم تمثيل هذه الشبكة الغذائيّة مثل هرم غذائي، كم طابقًا كان سيحتوي هذا الهرم؟

ب. من كنتم ستضعون في طابق المستهلكات الأوليّة؟

*257*

5. تنوع الأنواع الأقرب إلى سطح البحر أكبر من تنوّع الأنواع الذي في أعماق البحر.

ما هو العامل اللاأحيائي الأساسيّ في ذلك؟

أ. تركيز الأكسجين المذاب في الماء

ب. شدّة الضوء المخترق للماء

ج. درجة حرارة الماء

د. ضغط الماء

علّلوا اختياركم.

6. في الشتاء تكتسي قمّة جبل الشيخ بالثلج.

ما هو المورد الأساسيّ الناقص على جبل الشيخ المكسو بالثلج؟

أ. الضوء

ب.الهواء

ج. التربة

د. الماء

عللوا اختياركم

7. فيما يلي قائمة صفات لكائنات حيّة.

اشرحوا كيف تساعد هذه الصفات الكائنات الحيّة على الصمود في الصحراء، وصنّفوها إلى ملاءَمات بنيويّة أو عملياتيّة أو سلوكيّة.

أ. تمتدّ جذور أشجار السّدر إلى عمق كبير داخل الأرض.

ب. الضفادع التي تعيش في الصحراء في أفريقيا تتخندق في بداية الصيف في أعماق الأرض، وتدخل في سبات حتى حلول الشتاء.

ج. أوراق شجيرة الشيح تتبدل مرّتين في السنة: في الشتاء تنمو أوراق كبيرة وفي الصيف تنمو أوراق صغيرة.

د. بُرْص الرمال من أنواع أبو بريص تنشط في الليل وفي النهار تختبىء في جحرها.

ه. أوراق نبات العشر مكسوة بالشعر.

و. تفرز العظاءة طويلة الأرجل بولا مركّزا جدًّا.

8. فيما يلي أزواج من الكائنات الحيّة.

أي نوع من العلاقات المتبادلة يوجد - حسب رأيكم - بين كلّ زوجين من هذه الأزواج؟ علّلوا.

أ. بين الأسد والغزال توجد علاقات --. التعليل: --

ب. بين بكتيريا السلّ والإنسان توجد علاقات --. التعليل: --

ج. بين الشاة ونبات البرسيم توجد علاقات --. التعليل: --

د. بين الذئب والنمر توجد علاقات --. التعليل: --

9. الظروف السائدة داخل أمعاء الإنسان ليست سهلة. تركيز الأكسجين منخفض، عُصارات الهضم تنجح في تحليل موادّ كثيرة. على الرغم من ذلك، أمعاؤنا هي بيئة حياتيّة لأنواع معيّنة من البكتيريا، التي لا تسبب أي نوع من الأمراض. هذه البكتيريا تنتج فيتامين B، الذي لا يستطيع الإنسان إنتاجه بنفسه. ما هو نوع العلاقات المتبادلة القائمة بين هذه البكتيريا وبين الإنسان؟

أ. افتراس

ب. تبادليّة

ج. تطفّل

د. تنافس

عللوا اختياركم.

*258*

10. في موسم تكاثر النحل يتطاير في الجو عدد من ذكور النحل يفوق عدد الإناث (الملكات). تحاول الذكور الاهتداء إلى الإناث. بشكل عام ينجح كلّ ذكر نحل في أن يعثر ويخصب أنثى واحدة أو أنثيين طوال حياته.

في موسم تكاثر النحل تتفتح أيضًا زهرة النحلة (من أنواع السحلب)، والتي تعتبر من المُحتالين الأنجح في الطبيعة.

تطلق زهرة النحلة رائحة تشبه رائحة إناث النحل. تجذب هذه الرائحة ذكور النحل من مسافة بعيدة. كما أن شكل الأزهار وألوانها تشبه كثيرًا إناث النحل. عندما يقترب ذكر النحل من زهرة النحلة - وحتى عندما يحط عليها - لا يكتشف الحيلة أو الخدعة. عندما يتصرف الذكر وكأنه وجد أنثى ويحاول التزاوج معها، تلتصق بجسمه حُبيبات لقاح زهرة السحلب. عندما يعود هذا الذكر ويُخدع مرة أخرى ويقع في أحضان زهرة نحلة أخرى يقوم بتلقيح الزهرة.

ما هي أنواع العالقات المتبادلة القائمة في هذه الحالة -

(أ) بين ذكور النحل؟

(ب) بين إناث النحل وبين سحلب النحلة؟

(ج) بين زهرة النحلة وذكور النحل؟

صوغوا ادّعاءات وعلّلوها.

*259*

قاموس مصطلحات

إبادة بيولوجية (הדברה ביולוגית) - استعمال كائنات حيّة في مكافحة الآفات التى تشكل خطرًا على النباتات والحيوانات التي يربيها الإنسان لفائدته. في هذه الطريقة يجنّد الإنسان لمصلحته" الأعداء الطبيعيّين للآفات.

إباضة (ביוץ) - المرحلة التي تخرج فيها البيضة النّاضجة من المَبيض، وتكون جاهزة للإخصاب.

أبقار مُعيلة (פרות אומנות) - أبقار غرسوا في رحمها جنينًا مصدره من خليّة بويضة بقرة أخرى، ويستمر الحمل في جسمها حتى الولادة.

احتياجات البقاء (צורכי קיום) - أشياء حيويّة لا يستطيع الكائن الحيّ العيش بدونها، مثل: الأكسجين والماء والغذاء.

إخصاب (הפריה) - اندماج خلية منوية مع بويضة وإنتاج بويضة مخصبة. البويضة المخصبة هي الخلية الأولى للجنين.

إخصاب خارج الجسم (הפריה חוץ - גופית) - إخصاب يكون خارج جسم المرأة (في أنبوب اختبار"). تُنقل البويضة المخصبة إلى الرحم، وهناك يستمرّ الحمل كحمل عادي في كلّ شيء.

إخصاب خارجيّ (הפריה חיצונית) - إخصاب خارج جسم الأنثى. يتمّ الالتقاء بين الحيوان المنوي وخليّة البويضة في المحيط الخارجيّ (في الماء).

إخصاب داخليّ (הפריה פנימית) - إخصاب داخل جسم الأنثى. يتمّ الالتقاء بين الحيوان المنوي وخليّة البويضة داخل الجياز التناسليّ.

استنساخ (שיבוט) - إنتاج "قبيلة" من الخلايا أو الكائنات المتطابقة مع بعضها من ناحية وراثيّة.

أصوات تحت صوتية (קולות אינפרה - סוניים) - أصوات تردّدها أقلّ من تردّد أمواج الصوت التي بوسع الإنسان أن يسمعها. يمكن أن تصل مثل هذه الأصوات إلى مسافات بعيدة.

آلام المخاض (צירי לידה) - انقباضات الرحم أثناء الولادة. يرافق الإنقباضات آلام.

ألوان تمويه (צבעי הסוואה) - ألوان تندمج مع ألوان الخلفيّة في البيئة، وتخفي عن النّاظر الحيوانات، النباتات أو الجسم المُمَوَّه.

إنسولين (אינסולין) - هورمون يساعد على المحافظة على توازن نسبة السكر في الدمّ.

انغراس (השרשה) - عمليّة استيعاب الجنين في بطانة الرحم.

انقسام اختزاليّ ( ميوزا) (מיוזה) - انقسام خلويّ في نهايته تكون كمّية المادّة الوراثية في الخلايا الناتجة مُختصرة إلى النصف. في هذه الطريقة تنتج الخلايا التناسلية.

انقسام غير مباشر (ميتوزا) (מיטוזה) - انقسام خلويّ في نهايته تكون كمّيّة المادة الوراثيّة في الخلايا الناتجة مساوية لكمية المادة الوراثية التي كانت في الخلية المنقسمة. تنتج بهذه الطريقة جميع خلايا الجسم باستثناء الخلايا التناسليّة.

بصمة بيئيّة (טביעת רגל אקולוגית) - مصطلح يصف مدى استغلال موارد الكرة الأرضيّة من قبل الإنسان، بواسطة حساب المساحة اللازمة لتوفير جميع احتياجات الناس.

بويضة مخصبة (ביצה מופרית) - ( زيجوت) خليّة البويضة بعد أن دخل فيها حيوانٌ منوي وأخصبها. تتطوّر البويضة المخصبة إلى جنين ويتطوّر الجنين إلى نسل.

تحوّل (גלגול) - تطوّر حيوانات على مراحل، تحدث خلالها تغيّرات جوهريّة في شكل جسم الحيوان، أو في أدائه أو في بيئة حياته.

تريبسيات (תריפסים) - رُتبة في طائفة الحشرات القريبة من البقّ. تتغذّى أنواع كثيرة من التريبسيات على عصارة النباتات وتعتبر ضارّة في الزراعة، بينما غيرها تتغذّى على محتوى حبيبات اللقاح وتعتبر مفيدة للزراعة وللنباتات البرية، لأنها تلقح الأزهار.

تساقط الأوراق (שלכת) - سقوط جميع أوراق النبات في فترة زمنيّة محدّدة. في الأماكن التي يسودها شتاء بارد أو متجمد توجد أنواع نباتات تكون متساقطه الأوراق في الشتاء، وفي المناطق الصحراوية توجد أنواع نباتات تكون متساقطة الأوراق في الصيف.

تسلسل هرميّ اجتماعي (מדרג חברתי) - تنظيم الأفراد في مجتمع بناءً على مقياس أهميتهم، أي بناء على طبقتهم.

تسلسل هرمي بيولوجي (המדרג הביולוגי) - تخطيط يعرض الكرة الأرضيّة والكائنات التي تعيش عليها، في نظام متدرج من مستويات التنظيم: من المستوى الأكبر (الكرة الأرضية كلها) وحتى مستوى الذرّات التي تبني أجسام الكائنات الحية.

تشخيص ما قبل الولادة (אבחון טרום - לידתי) - فحوص تُجرى للجنين قبل الولادة لتشخيص حالته. مثل، فحوص الدمّ، أولتراساوند وفحص ماء السَّلى.

تطوير مُستَدام (פיתוח בר - קיימת) - تطوير واستغلال الموارد بوتيرة تمكن العمليات الطبيعية أن تجدِّد ما تمّ استغلاله، ويحافظ على النظام البيئيّ.

تكاثر تزاوجي (רבייה זוויגית) - ( تكاثر جنسي) عمليّة إنتاج نل بإخصاب فيه يندمج حيوان منوي مع بويضة. النسل له والدان، ذكر وأنثى، ومن كليهما يحصل بالوراثة على مزيج من الصفات.

تكاثر خضري (ריבוי וגטטיבי) - تكاثر اصطناعي للنباتات بطرق تكاثر لاتزاوجيّة.

تكاثر لاتزاوُجي (רבייה אל - זוויגית) - ( تكاثر لا جنسي) - تطور النسل من خلية أو عضو كائن بالغ، دون حدوث إخصاب. النسل له والد واحد، ويكون النسل متطابقًا في الصفات الوراثية.

تلقيح (האבקה) - انتقال حبيبات اللقاح من زهرة إلى أخرى. تسبق مرحلة التلقيح مرحلة الإخصاب.

تمايُز(התמיינות) - عملية في تطوّر الجنين تحصل الخلايا خلالها على شكل ( مبنى) ووظيفة مميزين.

*260*

تمثيل ضوئي (פוטוסינתזה) - ( لاتينية: فوتو (تساوي ضوء، سنتيزا (تساوي) بناء) عملية تحدث في خلايا النبتة الخضراء. في هذه العملية تنتج النباتات بمساعدة ضوء الشمس مادة عضويّة (سكر) من مواد أوليّة غير عضوية (ثاني أكسيد الكربون وماء)، وتطلق الأكسجين إلى البيئة.

تنوع الأنواع (מגוון המינים) - جميع أنواع الكائنات الحية التي تعيش في منطقة معينة: النباتات، الحيوانات، الفطريات، وجميع الكائنات وحيدة الخليّة المختلفة.

تنوع بيولوجي (מגוון ביולוגי) - مصطلح يصف أشكال الحياة على أنواعها على وجه الكرة الأرضية. يشمل تنوّع الأنظمة البيئية، تنوّع الأنواع والتنوع الوراثي للكائنات من نفس النوع. (Biodeversity)

توالد (השרצה) - خروج الأجنة التي تطوّرت في جسم الأم داخل البيوض.

ثغور (פיוניות) - فتحات صغيرة جدا في الا وراق والسيقان الناشئة في النباتات، يتمّ عن طريقها تبادل الغازات بين النبات والجوّ.

جُذير (שורשון) - جزء من جسم جنين النبات؛ بعد الإنبات يتطوّر إلى جذر للنبتة الناشئة.

جنين (עובר) - كائن حيّ لم يولد بعد، وهو موجود في مراحل تطوّره الأولى (في الحيوانات: في رحم الأمّ أو داخل بيضة، وفي النباتات: داخل البذرة قبل الإنبات).

حمل (היריון) - فترة تطور الجنين في رحم الأم.

خدج (פג) - رضيع ولد قبل انتهاء الأسبوع ال 37 من الحمل (دون علاقة لوزنه).

خلايا تناسلية (תאי רבייה) - الخلايا المنوية وخلايا البويضات، الناتجة في أجسام الوالدين. تندمج هذه الخلايا أثناء التكاثر التزاوجي. تسمى الخلايا التناسلية أيضا: خلايا جنسية، خلايا تزاوجية أو جاميطات.

خلية بويضة (תא ביצה) - خليّة تناسلية أنثوية، أي: خلية تناسليّة نتجت في الجهاز التناسلي عند الأم. خلايا البويضة لدى الثدييّات (وبضمنها الإنسان) مغطاة بطبقات. يسمّى هذا المبنى بويضة.

خلية جذعية (תא גזע) - خلية أولية، لم تمرّ بعد في عملية تمايز أو أنها في عملية تمايز جزئي فقط، يمكن أن تتطوّر منها خلايا الأنسجة المختلفة.

خلية منوية (תא זרע) - خليّة تناسلية ذكريّة، أي: خلية تناسلية نتجت في الجهاز التناسلي عند الأب.

ذوات درجة حرارة جسم ثابتة (בעלי טמפרטורת גוף קבועה) - حيوانات درجة حرارة جسمها لا تتغير بتأثير تغيّرات درجة حرارة البيئة. تسمى بالإنجليزية Homeotherm وكانت تسمى سابقا ذوات الدم الحار.

ذوات درجة حرارة جسم متغيرة (בעלי טמפרטורת גוף משתנה) - حيوانات درجة حرارة جسمها متغيرة بتأثير تغيّر درجة حرارة البيئة. تسمّى بالإنجليزية Poikilotherm وكانت تسمى سابقا "ذوات الدم البارد".

ركاب (ארכובה) - مبنى يشبه الحلقة يعلق على جانبي السرج، توضع عليه القدمان أثناء ركوب الخيل.

سائل السلى (מי שפיר) - سائل يملأ التجويف بين الجنين وبين غشاء السلى، يحمي الجنين من الصدمات الميكانيكيّة ومن الجفاف.

سداة (אבקן) - الجزء الذكريّ في الزهرة. تتكوّن حبيبات اللقاح (غبار الطلع) في الأسدية.

سلسلة غذائية (שרשרת מזון) - تسلسل من الكائنات التي تتغذى على بعضها. الأولى في السلسلة الغذائية هي المنتجات (النباتات)، منها تتغذّى المستهلكات الأوّلية (آكلة النباتات)، ومنها تتغذّى المستهلكات الثانوية (المفترسات).

سلى (שפיר) - كيس غشائي دقيق ومليء بسائل (ماء السّلى)، يحيط بالجنين لدى الحيوانات التي تعيش على اليابسة.

سندان (סדן) - قاعدة ثقيلة توضع عليها أغراض لمعالجتها بواسطة ضربها بالمطرقة.

سويق (נצרון) - جزء من جسم جنين النبات؛ بعد الإنبات يتطوّرإلى ساق وأوراق النبتة الناشئة (بُرَيعم).

سيال عَصَبي (דחף עצבי) - ظاهرة كهربائيّة تتقدّم على امتداد الليف العصبي.

شبق (ייחום) - مرحلة في الدورة التناسلية لدى أنثى الثدييّات: تكون فيها الأنثى مستعدّة للتزاوُج، الإخصاب والحمْل.

شبكة غذائية (מארג מזון) - تمثيل لمجموع السلاسل الغذائية المشتركة مع بعضها في بيئة حياتية؛ مجمل علاقات التغذية في نظام بيئى.

صوص (אפרוח) - نسل طير يفقس من البيضة بعينين مفتوحتين، مكسوّ بالزغب. بإمكان الصوص أن يجري ويأكل بقواه الذاتية. الصيصان هي مثال على الطيور تاركة العش.

طحلب (אצה) - نبات مائي عديم الأزهار والبذور. توجد طحالب وحيدة الخليّة وطحالب عديدة الخلايا.

عث (עשים) - مجموعة كبيرة من عائلات الفراش من طائفة الحشرات، أجنحتها تنتظم على شكل سطح ومعظمها تنشط في الليل.

عشيرة (אוכלוסיה) - مجموعة من الكائنات الحيّة التي تنتمي إلى نفس النوع وتعيش معا في نفس البيئة.

عضية (אבדון) - مبنى في الخلية يقوم بوظيفة خاصّة به ويُتيح عمليات الحياة في الخليّة.

علامات الجنس الثانوية (סימני זוויג משניים) - علامات خارجية تميز بين الذكور والإناث، تتطور في سنّ المراهقة.

غزل (חיזור) - نموذج من السلوك الغريزيّ ( الوراثيّ) لدى الحيوانات. الهدف منه جذب فرد من الجنس الآخر للتزاوج.

غشاء نفاذ اختياري (קרום בררני) - غشاء يسمح بمرور موادّ معينة ويمنع مرور موادّ أخرى.

غلاف حيوي (ביוספרה) - مجال على الكرة الأرضية، على اليابسة، في البحر والجوّ، تعيش فيه كائنات حيّة. يقسم الغلاف الحيويّ إلى الأنظمة البيئية الموجودة على الكرة الأرضية.

فرخ (גוזל) - نسل طير يفقس من البيضة أعمى، عار من الريش وعاجز. يحتاج الفرخ إلى تدفئة، إطعام ورعاية من قبل الوالدين. الفراخ هي مثال للطيور حاضنة العش.

كتلة حية (ביומסה) - الكتلة الكلية للكائنات الحيّة في منطقة محدّدة. يمكن قياسها بوحدات من كمّية المادة في وحدة مساحة.

كروموسومات (כרומוזומים) - مباني خاصّة موجودة في نواة الخليّة. تتركب الكروموسومات بالأساس من المادة الوراثية DNA، التي تحمل المعلومات عن صفات الكائن الحيّ.

*261*

لباس العرس (לבוש כלולות) - علامات جنس ثانوية تظهر على الحيوانات استعدادًا لموسم التكاثُر.

ليف عصبي (סיב עצב) - حزمة من الأكسونات(امتدادات طويلة للخلية العصبية) يمرّ فيه السيال العصبيّ.

مبدأ التعويق (עקרון ההכבדה) - صفات تُثقل على أصحابها وتشكّل خطرًا عليهم وهي علامات اتصال في عالم الحيوان، التي تثبت بصورة موثوقة تفوّق الفرد الذي يحملها.

مجتمع (חברה) - عشيرة من الكائنات الحية من أنواع مختلفة، تعيش معًا في نفس النظام البيئي.

محضنة (מדגרה) - جهاز يحضن فيه بيض الطيور، حتى خروج الصيصان منها. تقلد الظروف في المحضنة ظروف الوقود في الطبيعة (إينكوباتور).

محللات (מפרקים) - كائنات حية تستخلص مواد وطاقة من تحليل بقايا كائنات ميتة أو من نفايات غيرها. على سبيل المثال: أنواع كثيرة من الفطريات والبكتيريا.

مدقة (עלי) - الجزء الأنثوي في الزهرة. تتركب المدقة من مبيض، توجد فيها بيضات، وقلم، في طرفه يوجد الميسم.

مركبات أحيائية (מרכבים ביוטיים) - ( يونانية: bios (تساوي) حياة) جميع الكائنات الحيّة في البيئة: الحيوانات، النباتات، الفطريات، البكتيريا وباقي الكائنات الحيّة.

مركبات لا أحيائية (מרכיבים אביוטיים) - ( يونانية: a (تساوي) لا، bios (تساوي) حياة) جميع الأجزاء الجامدة (غير الحيّة) في البيئة، وبضمنها موادّ (صخور، تربة، ماء وهواء)، الطاقة (حرارة وضوء)، والقوى العاملة في البيئة (رياح، أمواج البحر، جريان الماء في الوادي وما شابه).

مزرعة نسيج (תרבית רקמה) - نسيج من الخلايا تطوّر من خليّة واحدة أو من عدّة خلايا نتيجة انقسامها.

مستهلكات (צרכנים) - كائنات في النظام البيئي تتغذى على موادّ مصدرها من كائنات أخرى. المستهلكات هي آكلة النباتات، المفترسات، آكلة كلّ شيء، آكلة البقايا والمحلِّلات.

مستوى تغذية (רמת הזנה) - "درجة" في الهرم الغذائيّ، يشمل جميع الكائنات التي تتغذى بنفس الطريقة.

مشيمة (שליה) - نسيج ينتج أثناء الحمل في جسم أنثى الثدييّات، ويرتبط الجنين معها بواسطة الحبل السري. وظيفتها تمرير الموادّ الغذائيّة والأكسجين من جسم الأم إلى الجنين، والنفايات - من الجنين إلى جسم الأمّ.

ملقحات (מאביקים) - حيوانات تزور الأزهار وفي أعقاب ذلك تنقل حبيبات اللقاح من زهرة إلى أخرى.

مميزات الحياة (מאפייני חיים) - ظواهر وعمليات تحدث لدى جميع الكائنات الحيّة، من لحظة نشوئها وحتى موتها.

منتجات (יצרנים) - كائنات حيّة مثل النباتات والطحالب، تنتج موادّ عضويّة من مواد غير عضوية تستوعبها من بيئتها، تكون المنتجات في بداية كل السلاسل الغذائية في الطبيعة.

منغروف (מנגרובים) - (أيكة بحرية) - نباتات تنمو في منطقة المدّ والجزر على الشواطىء الاستوائية، ومنها أشجار وشجيرات دائمة الخضرة ملاءمة للمعيشة في تلك البيئة.

نظام بيئي (מערכת אקולוגית) - النظام يشمل جميع مركبات البيئة - الكائنات الحيّة وعوامل الطبيعة الجامدة - وجميع العلاقات المتبادلة التي تقوم بينها، أي: تأثير كلّ واحد منها على الآخر.

نوع (מין) - (species) - هو وحدة التصنيف الأساسية للكائنات الحية. في هذه المجموعة كائنات ذات صفات متشابهة، وهي جزء من مجموعة تصنيف أكبر (جنس). الأفراد (الذكور والإناث) الذين ينتمون إلى نفس النوع يمكنهم أن يتكاثروا مع بعضهم، ولكنهم لا يستطيعون أن يتكاثروا مع أفراد من نوع آخر وإنجاب أنسال خصبة.

هرم بيني (פירמידה אקולוגית) - تمثيل رسومي يصف العلاقات الكمية (الكتلة) للكائنات في المراحل المختلفة في السلسلة الغذائية. تمثّل كل طبقة في الهرم مستوى تغذية: توجد في قاعدة الهرم المنتجات، من فوقها آكلة النباتات، وفوقها المفترسات.

هورمون (הורמון) - مادة تنتجها الجسم (غالبًا في غدّة خاصة) وتنقل إلى جميع أنحاء الجسم (بواسطة الدورة الدموية أو أوعية النقل عند النبات)، ولكن جزءًا من الخلايا فقط تستجيب له. الخلايا التي تستجيب له هي خلايا الهدف.

هورمرن النمو (הורמון גדילה) - هورمون تنتجه الغدّة النخامية. يُنقل بواسطة الدم إلى أنحاء الجسم ويحفّز نمو العظام.

هرمونات الجنس (הורמוני המין) - هورمونات تنتج في الغذة النخامية وفي الجهاز التناسلي وتنقل بواسطة الدم إلى الجسم، وتحفز تطوّر الجهاز التناسلي وتؤثر على أدائه.

هيدرودينامي (הידרו - דינמי) - ( هيدرو (تساوي) ماء، ديناميكا (تساوي) حركة) جسم له شكل يتلاءَم مع الحركة في الماء.

هيموغلوبين (הימוגלובין) - زلال موجود في خلايا الدم الحمراء لكثير من الحيوانات، ويملأ معظم حجم هذه الخلايا. وظيفته: ربط الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. يحتوي الهيموغلوبين على ذرات الحديد، الحيويّة لربط الأكسجين.

ولادة الثدييات (המלטה) - خروج مواليد الثدييات من الرحم إلى العالم.

DNA - اسم المادة الوراثية الموجودة في خلايا الكائنات الحية (اختصار ل (Deoxyribonucleic Acid

نهاية الكتاب