1-1: مدخل إلى علم الأحياء
انظر إلى أعلى الصفحة حيث يبدأ الفصل الأول بعنوان مدخل إلى علم الأحياء. البيئة التي تحيط بك مليئة بالمخلوقات الحية مثل البكتيريا التي تعيش في أمعائك، وسمك القرش الأبيض في المحيط، وحقل القمح، وصولاً إلى الديناصور المنقرض. كلها تشترك في خصائص وصفات مشتركة رغم اختلاف تركيبها ووظيفتها. عندما ندرس هذه المخلوقات وتفاعلها مع بيئتها، فإننا ندرس علم الأحياء الذي يتكون من كلمتين يونانيتين هما Bio وتعني الحياة، وLogy وتعني دراسة. انظر الآن إلى الشكل 1-1 في أسفل الصفحة؛ تلاحظ سمكة المنجم الرخامية وهي متخفية في قعر المحيط، فهي تنطلق فجأة من تحت الرمال لتصطاد فريستها، وتفكر هنا كيف تستطيع هذه السمكة التخفي لاغتنام طعامها.
علم الأحياء هو دراسة الحياة وأنواعها وتاريخها وتراكيب المخلوقات الحية ووظائفها وكيف تتفاعل مع بيئتها. الفكرة الأساسية التي يقوم عليها الدرس هي أن جميع المخلوقات الحية تشترك في ثماني خصائص رئيسية تميزها عن الأشياء غير الحية. هذه الخصائص تبدأ بكون المخلوق مكونا من خلية أو أكثر، وإظهار التنظيم أو التعضي، والنمو الذي يزيد كتلة الفرد، والتكاثر للحفاظ على النوع، والحاجة إلى الطاقة للقيام بالعمليات الحيوية، والاستجابة للمثريات الداخلية والخارجية، والمحافظة على الاتزان الداخلي، وأخيرا التكيف مع البيئة للبقاء. على سبيل المثال، عندما يتعرق الإنسان في الجو الحار، فهذه استجابة تسمى المحافظة على الاتزان الداخلي لخفض حرارة جسمه والحفاظ على حياته.
الفكرة الأساسية
تشترك جميع المخلوقات الحية في خصائص الحياة، ويهدف علم الأحياء إلى دراسة أنواع الحياة وتاريخها وتراكيبها ووظائفها وتفاعل المخلوقات مع بيئتها.
الشرح
لكي نعرف ما هو المخلوق الحي ونميزه عن الجمادات، يجب أن تتوفر فيه ثماني خصائص أساسية:
- المكون من خلية أو أكثر: الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة. قد يكون المخلوق وحيد الخلية كالبراميسيوم، أو عديد الخلايا كالإنسان والنباتات.
- إظهار التنظيم أو التعضي: تبدأ مستويات التنظيم بالذرات والجزيئات ثم الخلايا، وتتدرج لتشكل أنسجة وأعضاء وأجهزة تؤدي وظائف متكاملة للبقاء.
- النمو: زيادة في كتلة الفرد وتكوين خلايا وتراكيب جديدة.
- التكاثر: عملية إنتاج أفراد جديدة لنوع معين لضمان استمراره وعدم انقراضه، والنوع هو مجموعة من المخلوقات التي تستطيع التزاوج وإنتاج نسلاً قادراً على التكاثر.
- الحاجة إلى الطاقة: تحتاج المخلوقات الحية إلى الغذاء مصدراً للطاقة، فبعضها يصنع غذاءه بنفسه كالنبانات بعملية البناء الضوئي، وبعضها يتغذى على غيره.
- الاستجابة للمثريات: أي رد فعل للمخلوق الحي تجاه المثيرات الداخلية أو الخارجية، فالمثير هو أي شيء يسبب رد الفعل، والاستجابة هي رد الفعل نفسه.
- المحافظة على الاتزان الداخلي: تنظيم الظروف الداخلية للفرد للحفاظ على حياته واستقرار حالته.
- التكيف: صفات مورثة ناتجة عن تغير في تركيب جسم المخلوق الحي تساعده على البقاء في بيئته.
مثال محلول خطوة بخطوة
انظر إلى نبات آكل الحشرات الذي ينمو في تربة فقيرة بالمغذيات: الحشرات تمثل مثيراً خارجياً في بيئة النبات، والنبات يمتلك تكيُّفاً يتمثل في إمساك الحشرات وهضمها واستخلاص المواد الغذائية منها للحصول على الطاقة والبقاء.
أخطاء شائعة
الاعتقاد بأن النار مخلوق حي لأنها تتحرك وتكبر وتستهلك طاقة، والصحيح أنها تفقد خصائص أساسية أخرى مثل عدم تضمانها خلايا وعدم قدرتها على التكاثر أو الحفاظ على الاتزان الداخلي.
سؤالان للتدريب مع الإجابة
السؤال الأول: لماذا تعد الخلية الوحدة الأساسية للحياة في المخلوقات الحية؟ الإجابة: لأن المخلوقات الحية تتكون إما من خلية واحدة أو عدة خلايا، وتعد الخلايا وحدات التركيب والوظيفة التي تؤدي المهام الحيوية كالتكاثر والنمو والتمثيل. السؤال الثاني: ما الفرق بين المثير والاستجابة؟ الإجابة: المثير هو أي شيء يسبب رد فعل للمخلوق الحي من البيئة الداخلية أو الخارجية، أما الاستجابة فهي رد الفعل نفسه الذي يصدره المخلوق تجاه ذلك المثير.