البيئةُُ
Environment
تجربة استهلالالية
نموُّ جماعةٍ منَ البكتيريا
الموادُّ والأدواتُ: بذورُ فاصولياءَ، قطّارتانِ، كأسٌ زجاجيةٌ، مخبارٌ مُدرَّجٌ، ماءٌ، أغطيةُ شرائحَ، شرائحُ زجاجيةٌ، صبغةُ أزرقِ الميثلينِ، مِجْهرٌ ضوئيٌّ مُركَّبٌ، ورقُ ألمنيومٍ، قفافيزُ.
إرشاداتُ السلامةِ:
استعمالُ الموادِّ الكيميائيةِ (مثلُ الأصباغِ) بحذرٍ.
خطواتُ العملِ:
1- أُجرِّبُ: أضعُ بذرتَيْ فاصولياءَ في كأسٍ زجاجيةٍ، ثمَّ أُضيفُ إليْها 50 mL منَ الماءِ، ثمَّ أتركُها مدَّةَ 48 ساعةً.
2- أنقلُ قطرةً منَ العيِّنةِ إلى شريحةٍ زجاجيةٍ باستعمالِ القطّارةِ، ثمَّ أُضيفُ إليْها قطرةً منْ صبغةِ أزرقِ الميثلينِ، ثمَّ أُغطّيها بغطاءِ الشريحةِ.
3- أُلاحِظُ خلايا البكتيريا تحتَ المِجْهرِ، ثمَّ أَعُدُّها، مُدوِّنًا النتيجةَ.
4- أُجرِّبُ: أُغطّي الكأسَ الزجاجيةَ بقطعةٍ منْ ورقِ الألمنيومِ، ثمَّ أتركُها مدَّةَ 24 ساعةً.
5- أُكرِّرُ الخطوةَ الثانيةَ، والخطوةَ الثالثةَ.
6- أُقارِنُ بينَ عددِ خلايا البكتيريا في الحالتيْنِ.
التحليلُ والاستنتاجُ:
1. أتنبَّأُ: كيفَ سيتغيَّرُ عددُ الخلايا في جماعةِ البكتيريا بعدَ مرورِ 5 أيامٍ على الكأسِ الزجاجيةِ المُغطّاةِ؟
2. أُفسِّرُ سببَ تغيُّرِ أعدادِ جماعةِ البكتيريا بمرورِ الزمنِ.
1- أتنبأ: تقل أعداد أفراد جماعة البكتيريا.
- أفسّر: تزداد أعداد البكتيريا بمرور الوقت، ثم تثبت أعدادها، ثم تبدأ بالتراجع؛ نظرًا إلى نقصان الغذاء بمرور الوقت، وتلوُّث محتويات الكأس الزجاجية بكائنات حيَّة تُنافِس البكتيريا على الغذاء، أو قد تؤدي إلى موتها.
الدرس (1) الكائنات الحية في بيئاتها
L i v i n g O r g a n i s m s i n t h e i r E n v i r o n m e n t s
الموطنُ البيئيُّ Ecological Habitat
- الموطنُ مكانٌ يعيشُ فيهِ كائنٌّ حيٌّ ما، وهوَ يشملُ جميعَ العواملِ الحيَّةِ وغيرِ الحيَّةِ اللازمةِ لبقائِهِ، بما في ذلكَ مُكوِّناتُ البيئةِ كلهُّا، ولا سيَّما العشبُ، والأشجارُ، والحفرُ المائيةُ.
- تُعَدُّ محميةُ ضانا موطنًا لحيوانِ الوَشَقِ، وهوَ أحدُ أنواعِ القططِ البرِّيةِ الذي يتغذّى بالطيورِ والثديياتِ صغيرةِ الحجمِ، انظر الشكلَ الآتي:
أتحقَّقُ: لماذا تُعَدُّ محميةُ ضانا موطنًا لحيوانِ الوشقِ؟
- لوجود العوامل الحيَّة وغير الحيَّة اللازمة لبقائه، بما في ذلك مكوِّنات البيئة كلهُّا وهي متوفرة للوشق في المحمية الذي يتغذّى بالطيورِ والثديياتِ صغيرةِ الحجمِ.
النمطُ الحياتيُّ البيئيُّ Ecological Niche
- تتفاعلُ بعضُ أنواعِ الكائناتِ الحيَّةِ المختلفةِ معَ بيئاتِها، ويمتازُ كلُّ نوعٍ منْها بنمطٍ حياتيٍّ بيئيٍّ خاصٍّ بهِ.
- يُعرَّفُ النمطُ الحياتيُّ بأنَّهُ دورُ الكائنِ الحيِّ، ومكانتُهُ في النظامِ البيئيِّ، وتفاعلاتُهُ معَ الكائناتِ الحيَّةِ الأُخرى، ومدى قدرتِهِ على التكيُّفِ والتنافسِ. وهوَ يشملُ جميعَ المواردِ المتوافرةِ التي يستعملُها الكائنُ الحيُّ للحصولِ على الطاقةِ اللازمةِ لبقائِهِ، وتعتمدُ على مدى تحمُّلِهِ للظروفِ، ويُمكِنُ أنْ يستغلَّها في الحصولِ على غذائِهِ، وتقليلِ التنافسِ عليْهِ، وتحديدِ موقعِهِ في الشبكةِ الغذائيةِ.
- يتأثَّرُ النمطُ الحياتيُّ بعلاقةِ الكائنِ الحيِّ بالكائناتِ الحيَّةِ الأُخرى، منْ مثلِ: التنافسِ، والافتراسِ، والتطفُّلِ.
- تتنوَّعُ طرائقُ الاستفادةِ منَ المواردِ المتوافرةِ تبعًا لنوعِ الكائنِ الحيِّ، ونمطِهِ الحياتيِّ. فمثلً، يتغذّى الغزالُ بالأعشابِ، في حينِ يستعملُ الأسدُ الأعشابَ نفسَها للتمويهِ والاختباءِ في أثناءِ صيدِهِ الغزلانَ، انظر الشكلَ الآتي:
أتحقَّقُ: أُقارِنُ بينَ الموطنِ والنمطِ الحياتيِّ للكائنِ الحيِّ.
- الموطن: المكان الذي يعيش فيه كائن حي ما، وهو يشمل جميع العوامل الحيَّة وغير الحيَّة اللازمة لبقائه، بما في ذلك مُكوِّنات البيئة كلها، ولا سيَّما العشب، والأشجار، والحفر المائية.
النمط الحياتي: دور الكائن الحي ومكانته في النظام البيئي، وتفاعله مع غيره من الكائنات الحيَّة الأُخرى.
أبحثُ:
تحتاجُ الكائناتُ الحيَّةُ في بيئاتِها إلى مواردَ مُتنوِّعةٍ، مثلِ: الماءِ، والغذاءِ، والمأوى. وتزدادُ فرصةُ الكائنِ الحيِّ في البقاءِ إذا كانَ أكثرَ قدرةً على توفيرِ هذهِ المواردِ. أبحثُ في مصادرِ المعرفةِ المناسبةِ عنْ أثرِ المواردِ المتوافرةِ في تحديدِ تركيبِ النظامِ البيئيِّ.
- تعتمد الكائنات الحيَّة على بيئتها أو موطنها في الحصول على حاجاتها الأساسية اللازمة لبقائها حيَّة. ويُوفِّر النظام البيئي أو الموطن الطعام والماء والمأوى والمساحة للكائنات الحيَّة البرية. وإذا لم تتوافر هذه الحاجات الأساسية الأربع، فلن تعيش الكائنات الحيَّة البرية، وستنقرض.
الإقصاءُ التنافسيُّ Competitive Exclusion
- تشتركُ العديدُ منَ الأنواعِ في الموطنِ نفسِهِ، وفي حاجتِها إلى بعضِ المواردِ المتوافرةِ فيهِ. وقدْ يؤدي التنافسُ بينَ أفرادِ نوعيْنِ منَ الكائناتِ الحيَّةِ على المواردِ نفسِها إلى التأثيرِ في بقائِهِما، أنظرُ الشكلَ الآتي.
- وفي هذهِ الحالةِ، يستطيعُ أفرادُ النوعِ الأكثرُ قدرةً على التكيُّفِ معَ البيئةِ التكاثرَ، والحصولَ على المواردِ، والبقاءَ. أمّا أفرادُ النوعِ الآخرِ فيكونونَ عرضةً للانقراضِ إذا لمْ يُغيِّروا نمطَهُمُ الحياتيَّ، في ما يُعرَفُ بالإقصاءِ التنافسيِّ.
أتحقَّقُ: ما سببُ حدوثِ الإقصاء التنافسيِّ؟
- تشتركُ العديدُ منَ الأنواعِ في الموطنِ نفسِهِ، وفي حاجتِها إلى بعضِ المواردِ المتوافرةِ فيهِ. وقدْ يؤدي التنافسُ بينَ أفرادِ نوعيْنِ منَ الكائناتِ الحيَّةِ على المواردِ نفسِها إلى التأثيرِ في بقائِهِما.
المكافئآت البيئيةُ Ecological Equivalents
- تُعرَّفُ المُكافِئاتُ البيئيةُ بأنَّها أنواعٌ تتبوَّأُ مكانةً مُتماثِلةً، لكنَّها تعيشُ في مناطقَ جغرافيةٍ مختلفةٍ.
- ومنَ الأمثلةِ على ذلكَ ضفدعُ مانتيلا الذي يعيشُ في مدغشقرَ، والضفدعُ السهميُّ السامُّ الذي يعيشُ في أمريكا الجنوبيةِ؛ إذْ إنَّ لكلٍّ منْهُما النمطَ الحياتيَّ نفسَهُ، لكنَّهُما لا يتنافسانِ أبدًا على المواردِ نفسِها؛ لأنَّهُما يعيشانِ في مناطقَ مختلفةٍ، انظر الشكلَ الآتي:
أفكّر: لماذا أدّى نقلُ الأرانبِ منْ موطنِها في بريطانيا إلى أستراليا إلى حدوثِ أضرارٍ بيئيةٍ فيها؟
- نُقِلت الأرانب إلى بيئة جديدة، فيها مساحة وفيرة، وطعام كافٍ، وحيوانات مفترسة غير سريعة بما يكفي لاصطيادها؛ فتكاثرت بصورة كبيرة جدًّا. واليوم، وبعد محاولات عِدَّة للحدِّ من تكاثرها السريع، فقد تراوحت أعدادها بين (200) أرنب و(300) أرنب في أستراليا. وكانت الأرانب قد تسبَّبت في تدمير ملايين الدونمات من الأراضي الخضراء الصالحة للزراعة، عن طريق التغذّي بالخضراوات، وحفر الأنفاق، والتنافس مع الأنواع الأصلية على الموارد نفسها.
أتحقَّقُ: أُوضِّحُ المقصودَ بالمُكافِئِ البيئيِّ.
- المكافئات البيئية: أنواع تتبوَّأ مكانة مُتماثِلة، لكنَّها تعيش في مناطق جغرافية مختلفة.
العلاقاتُ بينَ الكائناتِ الحيَّةِ Relationships between Living Organisms
التنافسُ Competition
-التنافسُ هوَ تفاعلٌ بينَ الكائناتِ الحيَّةِ على مواردَ محدودةٍ، مثلِ: الماءِ، والغذاءِ، ومنطقةِ النفوذِ، والشريكِ؛ سعيًا إلى التكاثرِ.
- يوجدُ نوعانِ مختلفانِ منَ التنافسِ، هما: التنافسُ بينَ الأنواعِ المختلفةِ كما في الشكل (أ)، والتنافسُ بينَ أفرادِ النوعِ الواحدِ كما في الشكل (ب).
- التنافس بين الأسود والضباع في الشكل (أ) هو تنافس بين الأنواع المختلفة.
- التنافس بين ذكري الأيائل في الشكل (ب) على الأنثى هو تنافس بين أفراد النوع الواحد.
أبحثُ: في مصادرِ المعرفةِ المناسبةِ عنْ نباتاتٍ مفترسةٍ، مُوضِّحًا آليَّةَ الافتراسِ، وأسبابَها، وكيفيتَها، ثمَّ أُعِدُّ عرضًا تقديميًّا أعرضُهُ أمامَ زملائي/زميلاتي.
- نبات الإبريق: ينمو هذا النوع من النباتات في المناطق الاستوائية، ويمسك الفريسة عن طريق إفراز سائل لزج حمضي يجذب الحشرات، فتنزلق فيه، ويلتقطها، وتساعد البكتيريا الموجودة فيه على عملية الهضم انظر الشكل الآتي.
خناق الذباب: يعيش هذا النوع من النباتات في المناطق الساحلية لولايتي كارولينا الشمالية وكارولينا الجنوبية في الولايات المتحدة الأمريكية، ويمتاز بوجود صمامين له يساعدانه على حبس الحشرة عند التقاطها انظر الشكل الآتي.
علاقةُ التكافلِ Symbiotic Relationship
- قدْ يتخذُ التفاعلُ بينَ الأنواعِ في النظامِ البيئيِّ علاقاتٍ مختلفةً، منْها علاقةُ التكافلِ؛ وهيَ علاقةٌ بيئيةٌ بينَ كائنيْنِ منْ أنواعٍ مختلفةٍ تعيشُ في النظامِ البيئيِّ نفسِهِ.
- توجدُ ثلاثةُ أنواعٍ منَ التكافلِ، هيَ: التطفُّلُ Parasitism، والتقايضُ Mutualism، والتعايشُ Commensalism.
- التطفُّلُ Parasitism: تموتُ يرقةُ الفراشةِ بسببِ التهامِ يرقاتِ الدبّورِ لأعضائِها، انظر الشكل الآتي.
التعايشُ Commensalism: يعيشُ العُثُّ الصغيرُ على رموشِ الإنسانِ؛ إذْ يتغذّى بالإفرازاتِ الدهنيةِ والجلدِ الميتِ منْ دونِ إحداثِ أيِّ ضررٍ انظر الشكل الآتي.
التقايضُ Mutualism: تتغذّى بعضُ أنواعِ الخفافيشِ على ثمارِ نوعٍ منَ الصَّبّارِ، تحوي بذورًا غيرَ قابلةٍ للهضمِ، ثمَّ تنشرُها في أماكنَ عِدَّةٍ عندَ طرحِ فضلاتِها، انظر الشكل الآتي.
أفكّر: لماذا تعيشُ الأغنامُ والأبقارُ في قُطْعانٍ؟
- لأنَّها تصبح أكثر قدرة على مقاومة الحيوانات المفترسة، ودرء هجومها؛ فلا يُمكِن لأيٍّ من هذه الحيوانات مهاجمة فريسة واحدة بعينها. يضاف إلى ذلك حراسة القطيع في أثناء تناوله الأعشاب، وحماية الصغار والضعفاء فيه.
أتحقَّقُ: أذكرُ أنواعَ علاقةِ التكافلِ، مُمثِّلً على كلِّ نوعٍ منْها بمثالٍ.
- التطفُّلُ: تموتُ يرقةُ الفراشةِ بسببِ التهامِ يرقاتِ الدبّورِ لأعضائِها.
- التعايشُ: يعيشُ العُثُّ الصغيرُ على رموشِ الإنسانِ؛ إذْ يتغذّى بالإفرازاتِ الدهنيةِ والجلدِ الميتِ منْ دونِ إحداثِ أيِّ ضررٍ.
- التقايضُ: تتغذّى بعضُ أنواعِ الخفافيشِ على ثمارِ نوعٍ منَ الصَّبّارِ، تحوي بذورًا غيرَ قابلةٍ للهضمِ، ثمَّ تنشرُها في أماكنَ عِدَّةٍ عندَ طرحِ فضلاتِها.
أبحثُ: في مصادرِ المعرفةِ المناسبةِ عنْ كائناتٍ حيَّةٍ تتطفَّلُ على الإنسانِ داخليًّا وخارجيًّا، ثمَّ أكتبُ تقريرًا عنْ ذلكَ، ثمَّ أقرأُهُ أمامَ زملائي/زميلاتي.
- أبرز أنواع الطفيليات التي تُسبِّب الأمراض للإنسان هي بعض أنواع البكتيريا، والأوليات، والديدان، والطفيليات الخارجية. أمّا وصولها إلى جسم الإنسان فيكون عن طريق الغذاء، والمياه المُلوَّثة، وغير ذلك. ويُعَدُّ القرّاد والبراغيث والقمل والعث أمثلة على الطفيليات الخارجية التي تعيش على سطح جسم الإنسان، وتتشبَّث بجسمه، ثم تبدأ حفر جلده.
نشاط
التكافل
الموادُّ والأدواتُ:
شريحتانِ زجاجيتانِ، ملعقةٌ فلزِّيةٌ، مِجْهرٌ ضوئيٌّ مُركَّبٌ، أغطيةُ شرائحَ، عدسةٌ مُكبِّرةٌ، مِشْرطٌ، شتلةُ نباتِ الفولِ في أصيصٍ، قفافيزُ.
إرشاداتُ السلامةِ:
استعمالُ المِشْرطِ بحذرٍ.
ملحوظةٌ:
يُمكِنُ استعمالُ شريحةٍ جاهزةٍ لعُقَدِ جذورِ نباتِ الصويا معَ بكتيريا Rhizobium، في حالِ توافرِها.
خطواتُ العملِ:
1. أخُرِجُ شتلةَ الفولِ منَ الأصيصِ، ثمَّ أزُيلُ بقايا التربةِ عنْ جذورها.
2. أتفحَّصُ شكلَ جذورِ الشتلةِ والعُقَدِ باستعمالِ العدسةِ.
3. أفصلُ بالمِشْرطِ عُقْدةً كبيرةً منْ جذرِ النباتِ، ثمَّ أقصُّها بهِ عرضيًّا منَ المنتصفِ.
4. أُجرِّبُ: أتفحَّصُ المقطعَ العرضيَّ باستعمالِ العدسةِ.
5. أُحضِّرُ شريحةً رطبةً؛ بوضعِ جزءٍ صغيرٍ جدًّا منَ العُقْدةِ على شريحةٍ، ثمَّ أُضيفُ إليْها قطرةَ ماءٍ، ثمَّ أُغطّي الشريحةَ، وأضغطُ عليْها بلطفٍ لسحقِ العيِّنةِ.
6 أُلاحِظُ الشريحةَ تحتَ المِجْهرِ، ثمَّ أرسمُ ما أُشاهِدُهُ.
التحليلُ والاستنتاجُ:
1. أُدوِّنُ شكلَ العُقَدِ ولونَها وعددَها في الجدولِ الواردِ في كتابِ الأنشطةِ والتجاربِ العمليةِ.
2. أُوضِّحُ العلاقةَ التكافليةَ بينَ نباتِ الفولِ وبكتيريا الجذورِ.
3. أتوقَّعُ: ماذا يحدثُ لنباتِ الفول في حالِ عدمِ وجودِ عُقَدٍ على جذورِهِ؟
2. تُزوِّد البكتيريا النبات بنوع من النيتروجين يُمكِنه استخدامه، في حين يُزوِّد النبات البكتيريا بالغذاء اللازم لنموها.
3. يتأثَّر نمو نبات الفول، بحيث يصبح أصغر حجمً، وأقل عددًا؛ لأنَّ التربة تصبح أقل خصبًا.