الحياة على سطح الارض

 

الحياة على سطح الأرض
L i f e  o n  E a r t h
 

خصائص الكائنات الحية
Characteristics of Living Organisms

تشتركُ الكائناتُ الحيَّةُ في خصائصَ أساسيةٍ عديدةٍ تُميِّزُها عنِ الكائناتِ والموادِّ غيرِ الحيَّةِ، كتكوُّنِ أجسامِها منْ خلايا، والتنفُّسِ، والاستجابةِ للمثيراتِ، والحركةِ، والنموِّ، والتكاثرِ، والإخراجِ.

يستطيعُ الإنسانُ غالبًا تعرُّفَ حالةِ الكائنِ؛ هلْ هوَ حيٌّ أمْ غير حيّ (ميتٌ)؟ منْ خلال ملاحظة هذه الخصائص جميعها أو أغلبها في فترة من فترات حياتها، فلا يكفي خصيصة واحدة للحكم على

الكائن بأنه حي أو غير حي فمثلا النبات بعدَ تساقطِ أوراقِهِ جميعِها في فصلِ الشتاءِ والحيوانُ حينَ يخلدُ إلى سُباتِهِ الشتويِّ مدَّةً طويلةً، ظاهرا هما ليسا كائنين حيين باعتبار عدم وجود

مظاهر للحياة، لكنهما فعلا كائنان حييان من خلال تنفسهما وقدرتهما على التكاثر والحركة. ذلكَ توقُّفُ حيوانٍ عنِ الحركةِ.

الذي يظهرُ في الصورة كائنٌّ حيٌّ دقيقٌ يُسمّى دُبَّ الماءِ Tardigrade، يستطيعُ العيشَ (10) سنواتٍ في بيئةٍ تخلو منَ الماءِ، وتصلُ درجةُ الحرارةِ فيها إلى -200 OC.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تكوُّنُ أجسامِ الكائناتِ الحيَّةِ منْ خلايا Living organisms are made of cells

- تمتازُ أجسامُ الكائناتِ الحيَّةِ بأنَّها تتكوَّنُ منْ خلايا؛ فالخليةُ هيَ وحدةُ التركيبِ الأساسيةُ في أجسامِ الكائناتِ الحيَّةِ. وتحتوي الخلايا على المادةِ الوراثيةِ في الكائناتِ الحيَّةِ جميعِها.

- الكائناتِ الحيَّةَ تُصنَّفُ إلى وحيدةِ الخليةِ، وعديدةِ الخلايا، أنظر الشكل أدناه الذي يبين مستويات التنظيم في الكائنات الحية Levels of Organization in Living Organisms

- تعملُ مجموعةُ الخلايا المُتشابِهةِ في الشكلِ والوظيفةِ في جسمِ الكائنِ الحيِّ عديد الخلايا على تكوينِ نسيجٍ. أمّا مجموعةُ الأنسجةِ التي تؤدّي وظيفةً مُتخصِّصةً فتُكوِّنُ معًا

عضوًا، في حينِ تعملُ مجموعةُ الأعضاءِ التي تتآزرُ معًا لتؤدِّيَ وظيفةً عامةً في الجسمِ على تكوينِ جهازٍ، وتُشكِّلُ الأجهزةُ معًا كائنًا حيًّا.

الخليةُ هيَ وحدةُ التركيبِ الأساسيةُ	مجموعة الخلايا المُتشابِهةِ في الشكلِ والوظيفةِ في جسمِ الكائنِ الحيِّ عديد الخلايا	مجموعةُ الأنسجةِ التي تؤدّي وظيفةً مُتخصِّصةً	مجموعةُ الأعضاءِ التي تتآزرُ معًا لتؤدِّيَ وظيفةً عامةً في الجسمِ	مجموعة الأجهزة معا تشكل الجسم

 

 

 

 

 

 

 

 

 

أتحقَّقُ: ما أبسط مستوى من مستويات التنظيم في الكائناتِ الحيَّةِ؟ 

الخلية.

التنفُّس Respiration

تحدثُ عمليةِ التنفُّسِ الخلويِّ Cellular Respiration داخلَ الخلايا وهي عبارة عن سلسلةٌ منَ التفاعلاتِ الكيميائيةِ تُفْضي إلى إنتاجِ الطاقةِ، وتستخدمُ الكائناتُ الحيَّةُ هذه الطاقةَ في

تفاعلاتٍ كيميائيةٍ أُخرى تحدثُ في أجسامِها كالنمو والحركة وغيرها؛ لتتمكَّنَ منَ البقاءِ حيَّةً.

أفكر أتوقَّعُ: هلْ تستخدمُ البكتيريا التي تعيشُ في الأمعاءِ غازَ الأكسجينِ في تنفُّسِها؟ أُبرِّرُ إجابتي.

لا تستخدمُ البكتيريا التي تعيشُ في الأمعاءِ غازَ الأكسجينِ في تنفُّسِها؛ لأنها لا هوائية والوسط الذي تعيش فيه يخلو من غاز الأكسجين.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

الاستجابةُ للمثيراتِ Response to Stimuli

المثيرُ هوَ تغيُّرٌ كيميائيٌّ أوْ فيزيائيٌّ في البيئةِ الداخليةِ للكائنِ الحيِّ (داخلَ جسمِهِ)، أوْ في البيئةِ الخارجيةِ المحيطةِ بهِ، وتختلف استجابة الكائناتُ الحيَّةُ للمثيراتِ حسب نوعها وفي الجدول التالي أمثلة على المثيرات وكيفية الاستجابة:

المثيرُ	الاستجابة
العطش	شرب الماء
ارتفاع درجة الحرارة	التعرق
رؤية الأسد	الهروب

تحتاج الكائنات الحية إلى اكتشاف التغيرات في بيئتها الداخلية والخارجية،  ما يساعدها على تجنب الخطر، والعثور على الطعام، والتواصل فيما بينها. كما أنه يساعد في الحفاظ على اتزان بيئة الجسم الداخلية لكي تعمل خلايا الجسم وأجهزته بصورة طبيعية للبقاء على قيد الحياة. -إغلاق العين استجابة للضوء الساطع. - استجابة البكتيريا بالتحرك نحو مادة كيميائية موجودة في وسطها  إذا كانت مفيدة لها أو الابتعاد عنها إذا كانت ضارة لها. -استجابة أوراق نبات الميموزا (الست المستحية) عند لمسها أو تعرضها للحرارة بالانطواء على نفسها.

أفكر فيمَ يستفادُ منَ الاستجابةِ للمثيراتِ؟ أُعزِّزُ إجابتي بأمثلةٍ.

 

 

 

 

 

الحركةُ Movement

تتحرَّكُ الكائناتُ الحيَّةُ جميعُها في مرحلةٍ ما - على الأقلِّ- منْ مراحلِ حياتِها، لكنَّها

تختلفُ في نوعِ الحركةِ.

الحركةِ الانتقاليةِ: تتحرَّكُ الكائنات الحية منْ مكانٍ إلى آخرَ.

الحركةِ الموضعيةِ: تُحرِّكُ الكائنات الحية  أجزاءً منْ أجسامِها مثل النباتات التي

تتحرَّكُ استجابةً للمثيراتِ الخارجيةِ، مثلِ: الجاذبيةِ الأرضيةِ، والضوءِ.

الحركةِ السيتوبلازميةِ: تحرَّكُ التراكيبَ والعُضَيّاتِ داخلَ الخليةِ.

أبحث في مصادرِ المعرفةِ المناسبةِ عنْ حيواناتٍ لا تتحرَّكُ منْ مكانِها، مُحدِّدًا المرحلةَ التي كانَتْ تتحرَّكُ فيها، ثمَّ أُعِدُّ عرضًا تقديميًّا عن ذلك، ثمَّ أعرضُهُ أمامَ زملائي/ زميلاتي في الصفِّ.
تعتمد الإجابة على الطالب نفسه وهذه أفكار للمساعدة: يحضّر الطالب عرضًا تقديميًا يحوي معلومات عن حيوانات تظهر خاصية الحركة في مرحلة محددة من حياتها، وأن يتم تحديد تلك الفترة وتوضيح أهميتها، مدعمًا ذلك بالصور ومقاطع الفيديو. من الأمثلة المرجان، الإسفنج.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

النموُّ Growth

النموُّ Growth: زيادةٌ في مقدارِ الكتلةِ الجافةِ للخلايا، أوْ لجسمِ الكائنِ الحيِّ كاملًا.

الكتلةُ الجافةُ Dry Mass: هيَ كتلةُ الجسمِ منْ دونِ محتوى مائيٍّ، وتساعدنا في تحدَّيد مقدار الزيادةِ في حجمِ الجسمِ نتيجةَ دخولِ المُغذِّياتِ في الخلايا، واستخدامِها لزيادةِ عددِها وحجمِها.

يكتب الطالب تقريرًا عنِ الفرقِ بينَ قياسِ مُعدَّلِ النموِّ بحسابِ الكتلةِ الجافةِ وقياسِ مُعدَّلِ النموِّ بحسابِ الكتلةِ الرطبةِ، وأن يتضمن المعلومات الآتية: أن الكتلة الرطبة هي كتلة الكائنات الحية بأكملها ويمكن قياسها عندما يكون الكائن الحي على قيد الحياة، بينما الكتلة الجافة هي كتلة الكائن الحي بعد إزالة كل الماء من جسمه(التجفيف الكامل)، ولا يمكن قياسها إلا على كائنات ميتة.

أبحث في مصادرِ المعرفةِ المناسبةِ عنِ الفرقِ بينَ قياسِ مُعدَّلِ النموِّ بحسابِ كلٍّ منَ الكتلةِ الجافةِ، والكتلةِ الرطبةِ، ثمَّ أكتبُ تقريرًا عنْ ذلكَ، ثمَّ أقرأُهُ أمامَ زملائي/ زميلاتي في الصفِّ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

التكاثرُ Reproduction 

للكائناتِ الحيَّةِ قدرةٌ على التكاثرِ Reproduction، وإنتاجِ أفرادٍ جديدة؛ ما يحافظُ على بقاءِ أنواعِها.

يُصنَّفُ التكاثرُ إلى نوعينِ رئيسينِ، هما:

التكاثرُ الجنسيُّ الذي ينتجُ منْهُ أفرادٌ يرثونَ الصفاتِ منْ كلا الأبوينِ،

التكاثرُ اللاجنسيُّ الذي يقتصرُ على كائنٍ حيٍّ واحدٍ، وينتجُ منْهُ أفرادٌ يماثلونَهُ في الصفاتِ الوراثيةِ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

أتحقَّقُ: ما أهميةُ التكاثرِ بالنسبةِ إلى الكائناتِ الحيَّةِ؟ 

إنتاجِ أفرادٍ تحمل صفاتها؛ ما يحافظُ على بقاءِ أنواعِها.

الإخراجُ Excretion

الإخراجُ Excretion هوَ التخلُّصُ منَ الموادِّ السامَّةِ والموادِّ الزائدةِ على حاجةِ الجسمِ التي قدْ تؤدّي إلى تلفِ الخلايا، فهذه المواد تحدِثُ تسمُّمًا للجسمِ؛ لذا تطرَحُ خارجِ الجسمِ. 

المواد السامة في جسم الإنسان، مثل: 

- غازُ ثاني أكسيدِ الكربونِ الناتجُ منْ عمليةِ التنفُّسِ الخلويِّ.

- الموادِّ النيتروجينيةِ في الجسمِ؛ لذلك تُطرَحُ عنْ طريقِ الجهازِ البوليِّ خارج الجسم.

- المواد السامة في النبات تطرح عن طريق الأوراق.

يُسهِمُ الإخراجُ في الحفاظِ على اتِّزانِ البيئةِ الداخليةِ Homeostasis لجسمِ الكائنِ الحيِّ؛ ما يجعلُها ثابتةً وطبيعيةً، ومنْ ثَمَّ تستمرُّ العملياتُ الحيويةُ في أداءِ وظائفِها بصورةٍ صحيحةٍ.

 

أتحقَّقُ ما الخصائصُ الأساسيةُ التي تشتركُ فيها الكائناتُ الحيَّةُ الظاهرةُ في الشكلِ؟

تشتركُ الكائناتُ الحيَّةُ الظاهرةُ في الشكلِ بجميع خصائص الحياة التي قد تظهر بعضها في وقت ما خلال حياتها؛ تكوُّن أجسامها منْ خلايا، والتنفُّس، والاستجابةِ للمثيرات، والحركة، والنموّ، والتكاثر، والإخراج.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تنوُّعُ أشكالِ الحياةِ على سطحِ الأرضِ Diversity of Life forms on Earth

 التنوع الحيوي Biodiversity هو التباينِ في أشكالِ الحياةِ على كوكبِ الأرضِ. وهذا التنوُّعُ مُهِمٌّ للاستدامةِ الطبيعيةِ لجميعِ أشكالِ الحياةِ على هذا الكوكبِ؛ إذْ إنَّهُ يُزوِّدُنا بكثيرٍ منَ المُنتَجاتِ

الضروريةِ، مثلِ: الغذاءِ، والدواءِ، حيث توفر النباتاتُ الأكسجينِ، وتقللِ منْ أثرِ زيادةِ تركيزِ ثاني أكسيدِ الكربونِ في الجوِّ.

توجد أنواعٌ كثيرةٌ منَ الكائناتِ الحيَّةِ التي تعيشُ على الأرضِ، مثلُ: النباتاتِ، والحيواناتِ، والطلائعياتِ، والبكتيريا، ومنَ المُلاحَظِ أنَّ الكائناتِ الحيَّةَ التي تعيشُ معًا في البيئةِ نفسِها، تَعْمدُ إلى

التفاعلِ معَ بعضِها منْ جهةٍ، ومعَ محيطِها غيرِ الحيِّ منْ جهةٍ أُخرى؛ للوفاءِ بحاجاتِها الحيويةِ، وضمانِ بقائِها.

تتنوَّعُ بيئاتُ هذهِ الكائناتِ؛ فمنْها ما يعيشُ في التربةِ، ومنْها ما يعيشُ على سطحِها، ومنْها ما يعيشُ داخلَ البيئاتِ المائيةِ العذبةِ أوِ المالحةِ، حتّى إنَّ الهواءَ لا يخلو منَ الكائناتِ الحيَّةِ.

أتحقَّقُ: ما أهميةُ التنوُّعِ الحيويِّ؟

التنوّع الحيوي مُهِمٌّ للاستدامةِ الطبيعيةِ لجميعِ أشكالِ الحياةِ على هذا الكوكبِ؛ إذْ إنَّهُ يُزوِّدُنا بكثيرٍ منَ المُنتِجاتِ الضروريةِ، مثلِ: الغذاءِ، والدواءِ. تؤدّي المُنتِجاتُ، ومنْها النباتاتُ، دورًا رئيسًا

في توفيرِ الأكسجينِ، والتقليلِ منْ أثرِ زيادةِ تركيزِ ثاني أكسيدِ الكربونِ في الجوِّ.

أبحث  في مصادرِ المعرفةِ المناسبةِ عنْ أهميةِ تنوُّعِ أشكالِ الحياةِ على سطحِ الأرضِ، ثمَّ أكتبُ تقريرًا عنْ ذلكَ، ثمَّ أقرأُهُ أمامَ زملائي/ زميلاتي في الصفِّ.

التنوع الحيوي ضروري للعمليات التي تدعم كل أشكال الحياة على الأرض، بما في ذلك نحن البشر. فوجود مجموعة واسعة ومتنوعة من الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة يُسهم في صحة الأنظمة البيئية، أما اختلال هذا التنوع أو فقده يعّرض الأنظمة البيئية للخطر. حيث تسهم الأنظمة البيئية الصحية في حياة صحيّة للبشر؛ إذ أنها تزوّدنا بالهواء الذي نتنفسه، ومنها ما يزودنا بالغذاء ويسهم في تطور الصناعات المختلفة منها صناعة الدواء والملابس.

روبوتاتُ الأعماقِ     يستخدمُ العلماءُ الروبوتاتِ لاستكشافِ أعماقِ المحيطاتِ التي لا يستطيعُ البشرُ الوصولَ إليْها، ويُمكِنُ التحكُّمُ في هذهِ الروبوتاتِ، وإرسالُها إلى أعماقِ المحيطِ، بعدَ تزويدِها بالأضواءِ، وأجهزةِ الاستشعارِ، والأدواتِ الخاصةِ بجمعِ العيِّناتِ، والتقاطِ الصورِ، واستكشافِ قاعِ المحيطِ، والكائناتِ الحيَّةِ التي تعيشُ فيهِ. ومنْ هذهِ الروبوتاتِ ما يستطيعُ الغوصَ إلى عمقِ  mile2.8 (4500 m) لاستكشافِ المياهِ العميقةِ. تعملُ روبوتاتُ الأعماقِ في مختلفِ الأحوالِ والظروفِ لجمعِ العيِّناتِ منْ قيعانِ المحيطاتِ، وقدْ تمكَّنَتْ هذهِ الروبوتاتُ منْ رصدِ وجودِ أنواعٍ مختلفةٍ منَ الكائناتِ الحيَّةِ، بعضُها لمْ يُرَ لها مثيلٌ منْ قبلُ، مثلُ الكائنِ الحيِّ البحريِّ الأطولِ؛ إذْ بلغَ  طولُهُ نحوَ 45 m، وكذلكَ الأخطبوطُ الزجاجيُّ.

خريطةُ الحياةِ Map of Life  خريطةُ الحياةِ هيَ قاعدةُ بياناتٍ افتراضيةٍ تفاعليةٍ تتعقَّبُ توزيعَ أنواعِ الكائناتِ الحيَّةِ حولَ العالَمِ، مثلِ: النباتاتِ، والثديياتِ، والطيورِ، والزواحفِ، وبعضِ أنواعِ الأسماكِ؛ حفاظًا على تنوُّعِ أشكالِ الحياةِ على سطحِ الأرضِ. يُمكِنُ لقاعدةِ البياناتِ أيضًا التنبُّؤُ بالأماكنِ والمناطقِ التي ستعيشُ فيها الأنواعُ مستقبلًا، وكذلكَ بيانُ إذا كانَتْ مواطنُها ستخضعُ للحمايةِ بموجبِ القوانينِ، إلى جانبِ التنبُّؤِ - على نحوٍ أفضلَ- بالمواقعِ التي قدْ توجدُ فيها الأنواعُ غيرُ المُكتشَفةِ، والأنواعُ المُهدَّدةُ بالانقراضِ؛ ما يُمثِّلُ فرصةً - قدْ تكونُ الوحيدةَ- لتوثيقِ أنواعِ الحيواناتِ وتصنيفِها وإنقاذِها قبلَ أنْ تنقرضَ جميعًا. ولهذا السببِ، فقدْ أطلقَ عليْها العلماءُ اسمَ خريطةِ الحياةِ.  تستمدُّ خريطةُ الحياةِ بياناتِها منْ صورِ الأقمارِ الصناعيةِ، وسجلّاتِ المتاحفِ، ومنَ العلماءِ، والمواطنينَ. وقدْ أُنشِئَ تطبيقُ خريطةِ الحياةِ Map of Life للهواتفِ المحمولةِ، الذي يتيحُ للمُستخدِمينَ رصدَ أيِّ نوعٍ منَ الأنواعِ الموجودةِ في محيطِهِ، واستكشافَ التنوُّعِ الحيويِّ ضمنَ هذا النطاقِ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

الربط بعلم الفضاء  يُعَدُّ علمُ الحياةِ الفلكيةِ Astrobiology أحدَ العلومِ الحديثةِ نسبيًّا؛ وهوَ علمٌ يهتمُّ بالبحثِ عنْ كواكبَ يُمكِنُ للبشرِ أنْ يعيشوا عليْها. وقدْ أُنشِئَتْ معاهدُ ومراكزُ عِدَّةٌ تُعْنى بهذا العلمِ في دولٍ مختلفةٍ. ومنْ ذلكَ وكالةُ الفضاءِ الدوليةُ NASA التي أطلقَتْ عامَ 2020 م مركبةً فضائيةً في مهمةٍ طويلةِ الأمدِ، تتمثَّلُ في عملِ دراساتٍ باستخدامِ الروبوتاتِ، هدفُها جمعُ بياناتٍ والبحثِ عنْ إشاراتٍ تدلُّ على وجودِ الحياةِ قديمًا على سطحِ كوكبِ المِرّيخِ؛ ما قدْ يُوفِّرُ حلولً بديلةً ناجعةً لمشكلةِ النموِّ السكّانيِّ المُتسارِعِ على سطحِ الأرضِ، ويسمحُ بإنشاءِ مَواطنَ جديدةٍ يسكنُها البشرُ للتخفيفِ منَ الكثافةِ السكّانيةِ على الأرضِ، وما يُخلِّفُهُ ذلكَ منْ مشكلاتٍ عديدةٍ، أبرزُها التلوُّثُ.

أبحثُ في مصادرِ المعرفةِ المناسبةِ عنْ آليّاتِ الاستفادةِ منْ خرائطِ الحياةِ في الحفاظِ على التنوُّعِ الحيويِّ الكبير في كوكبِنا، ثمَّ أكتبُ تقريرًا عنْ ذلكَ، ثمَّ أعرضُهُ على زملائي/ زميلاتي في الصفِّ. تعقَّبُ توزيعَ أنواعِ الكائناتِ الحيَّةِ حولَ العالَمِ، مثلِ: النباتاتِ، والثديياتِ، والطيورِ، والزواحفِ، وبعضِ أنواعِ الأسماكِ؛ حفاظًا على تنوُّعِ أشكالِ الحياةِ على سطحِ الأرضِ. التنبُّؤُ بالأماكنِ والمناطقِ التي ستعيشُ فيها الأنواعُ مستقبلًا، وكذلكَ بيانُ إذا كانَتْ مواطنُها ستخضعُ للحمايةِ بموجبِ القوانينِ. التنبُّؤِ بالمواقعِ التي قدْ توجدُ فيها الأنواعُ غيرُ المُكتشَفةِ، والأنواعُ المُهدَّدةُ بالانقراضِ.