تطور الكائنات الحية

تطور الكائنات الحية
 L i v i n g  O r g a n i s m s  E v o l u t i o n

آراءٌ ونظرياتٌ في تطوُّرِ الكائناتِ الحيَّةِ
Opinions and Theories about Evolution of Organisms

-  التطوُّرُ هوَ حدوثُ تغيُّرٍ في الكائناتِ الحيَّةِ بمرورِ الزمنِ. ولتفسيرِ أسبابِ التغيُّراتِ التي تطرأُ على الكائناتِ الحيَّةِ، فقدْ وُضِعَتْ آراءٌ ونظرياتٌ عِدَّةٌ، منْها:

 

• نظريةُ الانتخابِ الطبيعيِّ Natural Selection Theory

- افترضَ داروين أنَّ الظروفَ الملائمةَ تزيدُ أعدادَ جماعةٍ منَ الأفرادِ، وأنَّ الظروفَ غيرَ الملائمةِ تحدُّ - بمرورِ الزمنِ- منْ أعدادِها بسببِ تنافسِ أفرادِ الجماعةِ على البقاءِ.

- يتكيَّفُ بعضُ أفرادِ الجماعةِ للمحافظةِ على بقائِهِمْ.

- والتكيُّفُ Adaptation هوَ حدوثُ تحوُّراتٍ في تركيبِ الكائناتِ الحيَّةِ، أوْ في سلوكِها.

- وينتجُ منْ تكيُّفِ الكائنِ الحيِّ تغيُّرٌ في صفاتِهِ؛ ما يؤدي إلى تطوُّرِهِ.

- ومنَ الأمثلةِ على ذلكَ تطوُّرُ بعضِ سلالاتِ البكتيريا لتصبحَ مُقاوِمةً للمضاداتِ الحيويةِ، انظر الشكلَ الآتي.

 

- افترضَ داروين في نظريةِ الانتخابِ الطبيعيِّ Natural Selection Theory أيضًا أنَّ أكثرَ الأفرادِ قدرةً على التكيُّفِ معَ البيئةِ يحظونَ بفرصةٍ أفضلَ للبقاءِ، والتكاثرِ، وتوريثِ الصفاتِ لأبنائِهِمْ.

- ومعَ توالي الأجيالِ تتجمَّعُ تدريجيًّا الصفاتُ المرغوبةُ في النوعِ؛ ما يؤدي إلى ظهورِ أفرادٍ أكثرَ تكيُّفًا معَ البيئةِ، أُلاحِظُ الشكلَ الآتي.

الانتخاب الطبيعي لكائنات حية
يَسْهُلُ اصطيادُ أفرادِ الحلزونِ زاهيةِ الألوانِ، خلافًا لتلكَ البُنِّيَّةِ التي يُمكِنُها الاختباءُ بسببِ ملاءمةِ لونِها للبيئةِ.	يعيشُ أفرادُ الحلزونِ بُنِّيِّ اللونِ مدَّةً أطولَ بسببِ ملاءمةِ لونِهِمْ للبيئةِ، ونجاحِهِمْ في الاختباءِ منَ الطيورِ.	يتمكَّنُ أفرادُ الحلزونِ البُنِّيِّ منَ البقاءِ أحياءً، والتكاثرِ، ونقلِ صفاتِهِمُ الوراثيةِ إلى الأجيالِ القادمةِ؛ ما يزيدُ نسبةَ وجودِ هذا النوعِ في البيئةِ.

- وقدِ اعتقدَ داروين أنَّ التغيُّرَ بينَ الأنواعِ يحدثُ ببطءٍ وثباتٍ بمرورِ الوقتِ، في ما يُعرَفُ بنظريةِ التدرُّجِ.

 

• نظريةُ التوازنِ المُتقطِّعِ Punctuated Equilibrium Theory

- وضعَ هذهِ النظريةَ العالِمانِ إلدرج وغولد Eldredge & Gould عامِ 1972 م.

- وتفيدُ نظريةُ التوازنِ المُتقطِّعِ بوجودِ نمطٍ منَ التطوُّرِ:

- يتمثَّلُ في سرعةِ حدوثِ التغيُّرِ في الأنواعِ.

- وأنَّهُ لا يكونُ دائمًا بطيئًا.

- ولا يستغرقُ مُدَدًا طويلةً.

- إذْ تحدثُ قفزاتٌ سريعةٌ تظهرُ بعدَها الأنواعُ الجديدةُ، تليها مُدَدٌ طويلةٌ منَ الاستقرارِ تخلو منْ حدوثِ أيِّ تغيُّراتٍ لهذهِ الأنواعِ. انظر الشكلَ الآتي الذي يُبيِّنُ نظريةَ التوازنِ المُتقطِّعِ مُقارَنةً بنظريةِ التدرُّجِ.

أ- نظرية التوازن المتقطع: تفرُّعُ الأنواعِ عندَ حدوثِ تغيُّرٍ مفاجئ.	ب- نظرية التدرج: التغيُّرُ بينَ الأنواعِ ببطءٍ وثباتٍ بمرورِ الوقتِ حسبَ افتراضِ داروين.

 

- وقدْ تعرَّضَتْ نظريةُ التوازنِ المُتقطِّعِ لنقدِ بعضِ العلماءِ؛ إذْ لا يوجدُ مثالٌ على حدوثِها.

 أتحقَّقُ: أيُّ النظريتيْنِ تتطلَّبُ وقتًا أقلَّ لنشوءِ صفاتٍ جديدةٍ في الكائناتِ الحيَّةِ: التدرُّجُ أمِ التوازنُ المُتقطِّعُ؟

- نظرية التوازن المتقطع تتطلَّب وقتًا أقلَّ لنشوء صفات جديدة في الكائنات الحيَّة؛ لأنَّا تُمثِّل تغيُّر الأنواع بسرعة، فهو لا يكون بطيئًا دائماً، ولا يستغرق مُدَدًا طويلة؛ إذ تحدث قفزات سريعة تظهر بعدها الأنواع الجديدة.

أفكّر: هلْ تُفسِّرُ نظرياتُ التطوُّرِ تفسيرًا كافيًا سببَ اختلافِ أسلافِ الكائناتِ الحيَّةِ عنْ تلكَ الموجودةِ اليومَ؟ أُفسِّرُ إجابتي.

- لا تُفسِّر نظريات التطوُّر الحديثة سبب اختلاف أسلاف الكائنات الحيَّة عن تلك الموجودة اليوم، علمًا بأنَّ التطوُّر لا يحدث بنشوء أنواع من الكائنات الحيَّة المختلفة من سلف مشترك، وإنَّما يحدث تنوُّع في صفات الكائنات الحيَّة؛ لكي تتكيَّف في بيئاتها، وهذا التنوُّع لا يُرِج الكائن الحي عن دائرة نوعه. وقد ربطت نظريات التطوُّر بين الكائنات الحيَّة على أساس التشابه في بعض صفاتها.

 

أدلةٌ على حدوثِ تطوُّرٍ للكائناتِ الحيَّةِ
Evidences of Evolution in Living Organisms

- حاولَ العلماءُ تقديمَ أدلةٍ على نظريةِ التطوُّرِ، منْها:

• علمُ التشريحِ المقارنُ Comparative Anatomy

 - يرى معظمُ العلماءِ أنَّ التشابهَ في تراكيبَ مُعيَّنةٍ ضمنَ مجموعةٍ منَ الثديياتِ دليلٌ على أنَّ خالقَها واحدٌ.

- ويُعَدُّ علمُ التشريحِ المقارنُ أحدَ الأدلةِ المُقترَحةِ لتفسيرِ نظريةِ التطوُّرِ. ويُبيِّنُ الآتي تشابهَ تركيبِ الطرفيْنِ الأمامييْنِ لعددٍ منَ الثديياتِ.

 

• السجلُّ الأحفوريُّ Fossil Record

 - هوَ أحدُ الأدلةِ المُقترَحةِ لتفسيرِ نظريةِ التطوُّرِ؛ إذْ يُنظَرُ إليهِ بوصفِهِ سجلاً لحفظِ أنماطِ التطوُّرِ في الكائناتِ الحيَّةِ.

- فضلًا عنْ بيانِ تغيُّراتِ الأنواعِ الحاليةِ عنِ الأنواعِ السالفةِ، والتعريفِ بالأنواعِ المُنقرِضةِ منْها. انظرُ الشكلَ الآتي.

• البيولوجيا الجزيئيةُ Molecular Biology

- لاحظَ العلماءُ وجودَ تشابهٍ بينَ الكائناتِ الحيَّةِ على المستوى الجزيئيِّ، مثلِ: التشابهِ في الحموضِ الأمينيةِ (وحداتُ بناءِ البروتينِ)، والتشابهِ في مُكوِّناتِ الحموضِ النوويةِ(DNA).

ابحث في مصادرِ المعرفةِ المناسبةِ عنْ تاريخِ حالاتِ الانقراضِ الجماعيةِ التي حدثَتْ على الأرضِ، ثمَّ أكتبُ تقريرًا عنْ ذلكَ، ثمَّ أُناقِشُهُ معَ زملائي.

- حالات الانقراض الجماعية: حدث آخر انقراض في العصر الطباشيري منذ نحو (66) مليون عام، وكان الأكثر شهرة؛ إذ شهد انقراضًا جماعيًّا لأنواع عِدَّة من الحيوانات والنباتات.

- لقد وضع العلماء لذلك فرضيات عِدَّة، منها: المُذنَّب الذي ضرب الأرض منذ (65) مليون سنة، وخلَّف جرّاء ارتطامه بشبه جزيرة ياكوتان في المكسيك- سحابة ترابية حجبت الشمس عن الأرض مدَّة (6) أشهر؛ ما أدّى إلى توقُّف عملية البناء الضوئي في النباتات التي على الأرض، فماتت معظمها، ثم ماتت الحيوانات؛ لأنَّها لم تجد ما تقتات عليه من نباتات أو حيوانات.

- إلّا أنَّ المعارضين لنظرية ارتطام أجسام فضائية بالأرض أفادوا بأنَّ الحفريات في رسوبيات شرق مونتانا بشمال غرب داكوتا (عمرها 2,2 مليون سنة) أثبتت أنَّ الديناصورات كانت تعيش هناك، وأنَّ رواسب الفيضانات الكاسحة طمرت عظام هذه الديناصورات تدريجيًّا خلال ملايين عِدَّة من السنين إبّان العصر الطباشيري.

نشاط نمذجةُ الأحافيرِ الموادُّ والأدواتُ: صلصالٌ أو معجونٌ، أصدافٌ متنوعةٌ أوْ أشكالٌ بلاستيكيةٌ لكائناتٍ مختلفةٍ، غراءٌ أبيضُ، قفافيزُ. إرشاداتُ السلامةِ: ارتداءُ القفازيْنِ والحذرُ عندَ استعمالِ الغراءِ؛ لكيلا يلتصقَ باليديْنِ أوِ الملابسِ. خطواتُ العملِ: 1.أَبْسُطُ كميَّةً منَ الصلصالِ، ثمَّ أضغطُ بإحدى الأصدافِ على الصلصالِ حتّى تتكوَّنَ طبعةً واضحةً عليْهِ. 2.أُزيلُ الصدفةَ بلطفٍ؛ لكيلا تتأثَّرَ الطبعةُ. 3.أملأُ تجويفَ الطبعةِ بالغراءِ الأبيضِ، ثمَّ أتركُهُ حتّى يجفَّ. 4.أُزيلُ الغراءَ الأبيضَ بلطفٍ منَ الصلصالِ. التحليلُ والاستنتاجُ: 1. ماذا يُمثِّلُ الغراءُ الجافُّ على الصلصالِ؟ 2. ما المعلوماتُ التي توصَّلْتُ إليْها منَ الطبعةِ المُتكوِّنةِ؟ 3. ما الذي يستنتجُهُ العلماءُ منْ طبعاتِ الكائناتِ الحيَّةِ التي يُعثَرُ عليْها؟

التحليل والاستنتاج: 1. يُمثِّل الغراء الجاف على الصلصال طبيعة الكائن الحي. 2. المعلومات التي توصَّلت إليها من الطبعة المُتكوِّنة: شكل الكائن الحي، وحجمه (تفاصيل الشكل الخارجي) 3. المعلومات التي يستنتجها العلماء من طبعات الكائنات الحيَّة التي يُعثَر عليها: أنواع الكائنات الحيَّة التي عاشت قديمً ثم انقرضت، والتغيرات التي طرأت عليها.

 

أتحقَّقُ: أُعدِّدُ الأدلةَ التي قدَّمَها العلماءُ على نظريةِ التطوُّرِ.

- علم التشريح المقارن، السجل الأحفوري، البيولوجيا الجزيئية.

آلياتُ تطوُّرِ الكائناتِ الحيَّةِ
توصَّلَ العلماءُ إلى بعضِ طرائقِ حدوثِ التطوُّرِ، وهذهِ أبرزُها:

• الانعزالُ Isolation

- يؤدي انعزالُ بعضِ الأفرادِ عنْ بقيةِ الجماعةِ إلى تغيُّرِ محتواها الجينيِّ، فيظهرُ أفرادٌ ذوو صفاتٍ جديدةٍ. ومنْ أمثلتِهِ: الانعزالُ الجغرافيُّ، والبيئيُّ، والسلوكيُّ، والفصليُّ، والتركيبيُّ. ويُبيِّنُ الشكلُ
الآتي آليةَ حدوثِ الانعزالِ الجغرافيِّ.

الانعــــــــــــــــــــزال الجغــــــــــــــــــرافي
توزُّعُ نوعٍ واحدٍ منَ الأزهارِ على نطاقٍ واسعٍ.
ارتفاعُ مستوى البحرِ فاصلً بينَ أفرادِ الجماعتيْنِ، فيتكيَّفُ أفرادُهُما معَ الظروفِ البيئيةِ المختلفةِ على جانبَيِ الحاجزِ.
في حالِ أُزيلَ الحاجزُ بعد ملايينِ السنينَ،، فإنَّ أفرادَ الجماعتيْنِ لنْ يتمكَّنوا منَ التكاثرِ معَ بعضِهِمْ؛ بسببِ حدوثِ تغيُّراتٍ جينيةٍ فيها.

 

• التدفُّقُ الجينيُّ Genetic Flow

- هوَ انتقالُ الجيناتِ التي يحملُها أفرادٌ منْ مجتمعٍ إلى آخرَ بسببِ الهجرةِ.

- ومنْ أمثلتِهِ: حبوبُ اللقاحِ التي تنتشرُ في وجهةٍ جديدةٍ، والأشخاصُ الذينَ ينتقلونَ إلى مدنٍ أوْ بلدانٍ جديدةٍ؛ ما ينقلُ المادةَ الوراثيةَ إلى مجتمعٍ لمْ تكنْ فيهِ منْ قبلُ. ولهذا فقدْ يكونُ
التدفُّقُ الجينيُّ مصدرًا مُهِمًّا للتنوُّعِ الجينيِّ.

• الطفراتُ Mutations

- هيَ التغيُّراتُ المفاجئةُ في تركيبِ المادةِ الوراثيةِ، التي تؤدي إلى ظهورِ صفاتٍ جديدةٍ لمْ تكنْ سابقًا.

- تُورَّثُ هذهِ الطفراتُ منَ الآباءِ إلى الأبناءِ عنْ طريقِ الجاميتاتِ، ولا يوجدُ لمعظمِها أيُّ تأثيرٍ، ولكنَّ بعضَها قدْ يكونُ مفيدًا، وقد يكونُ بعضُها الآخَرُ ضارًّا.

- وهيَ تُمثِّلُ إحدى آلياتِ التطوُّرِ التي قدْ تؤدي إلى ظهورِ أنواعٍ جديدةٍ، أوْ أفرادٍ يحملونَ صفاتٍ جديدةً في أثناءِ حدوثِ عمليةِ الانتخابِ الطبيعيِّ.

 

ابحَثُ في مصادر المعرفة المناسبة عن أنواعِ الانعزالِ الأُخرى (الانعزالُ البيئيُّ، والسلوكيُّ، والفصيُّ، والتركيبيُّ)، ثمَّ أُعِدُّ فلاً قصرًا عن ذلك باستخدام برنامج movie maker ، ثمَّ أعرضُهُ أمامَ
زملائي في الصف.

-  الانعزال البيئي: قد تعيش مجموعتان من الكائنات الحيَّة من النوع نفسه في المنطقة نفسها، إلّا أنَّهما لا تسكنان المكان نفسه، ونادرًا ما تلتقيان، بالرغم من أنَّهما غير منعزلتين عن بعضهما جغرافيًّا، وبمرور الوقت تتطوَّر كل مجموعة إلى نوع جديد.

- الانعزال السلوكي: يُقصَد به اختلاف أنماط المغازلة بين أفراد النوع الواحد.

- الانعزال الفصلي: في هذا النمط من الانعزال يحدث التزاوج في فصول مختلفة، أو في أوقات مختلفة من اليوم.

 -الانعزال التركيبي: تمنع الاختلافات التركيبية وصول الجاميتات الذكرية إلى الأعضاء الأنثوية؛ نظرًا إلى عدم وجود توافق تركيبي في أعضاء التكاثر.

أتحقَّقُ: ما الذي يُسبِّبُ التدفُّقَ الجينيَّ بينَ أفرادِ الجماعةِ؟

- انتقال الجينات التي يحملها أفراد من مجتمع إلى آخر بسبب الهجرة.