الدرس الثالث النظرية التركيبية الحديثة: 1) اشترك فى صياغتها سمبسون وجوليان هكسلي وآخرون.
2) تقوم بتفسير التطور فى ضوء الاكتشافات الحديثة فى علم الأحياء. 3) تظهر الأنواع الجديدة بسبب التغيير الذى يحدث فى الجماعات وليس الأفراد ويسمتر توارث هذا التغيير الذى يتعرض لعوامل الإنعزال والانتخاب الطبيعى حتى تنتج أنواع جديدة.
أولاً: الوارثة فى الجماعات:
الجماعة: مجموعة أفراد لنوع معين تعيش فى بيئة محددة وتتزواج فيما بينها تزواج غير مفيد.
الجينات الموجودة فى جميع أفراد الجماعة: معيناً مشتركاً.
بإحصاء الطرز الممظهرية لصفة ما والجينات المسئولة السادة والمتنحي يمكن حساب معدل انتشار هذه الجينات وكذلك نسبة الطرز الجينية فى تلك الجماعات بعضها إلى بعض.
هاردى، واينبرج: هناك ميل إلى بقاء معدل إنتشار أى جين ثابتاً فى الجماعة من جيل إلى جيل وكذلك الطرز المظهرية والجينية المتعلقة بهذا الجاين. أى هناك ميل إلى حالة إتزان وراثي فى الجماعة يعمل على بقائها وثبات خصائصها الوراثية.
شروط حفظ الاتزان الوراثى فى الجماعة:
1) حجم الجماعة كبير: أنسب لتحقيق قوانين الاحتمال الرياضى حيث تكون جميع الطرز ممثلة.
2) التزاوج عشوائياً: حتى لا ينحاز الأفراد ضد صفة معينة أو منجذبين نحو أخرى.
3) الصفة الوراثية غير خاضعة للانتخاب الطبيعى: فتتعرض للإكثار والإبادة.
4) عدم هجرة أفراد لهم خصائص معينة من أو إلى الجماعة.
5) ألا تحدث طفرات
6) إذا اختل شرط أو أكثر اختل الاتزان الوراثي وسارت الجماعة فى الاتجاه نحو الانجراف الوراثي الذى يعمل على تطور الجماعة.
ثانياً: تباين أفراد النوع الواحد - بسبب:
1) تزاوج أفراد ذات طرز جينية مختلفة قد يؤدى إلى ظهور طرز مظهرية لم تكن واضحة.
2) كثرة الخصائص الوراثية للنوع تجعل كل فرد مختلف عن الآخر.
3) التقاء الجينات قد يجعلها تؤثر فى بعضها مما ينعكس على الطرز المظهرية.
4) شذوذ الصبغيات بالنقص أو الزيادة أو التضاعف.
5) العبور أثناء الانقسام الميوزى يعمل على كسر الارتباط فتزيد فرص التباين.
6) تأثير العوامل البيئية المختلفة فى ظهرو أثر الجينات.
7) حدوث الطفرات الجينية وظهور صفات جديدة. أهمية التباين:
يقدم للأفراد القدرة على التكيف مع الظروف البيئية المختلفة فيساعدها على النجاح مع تغير البيئات ولهذا يعتبر التباين أساس حدوث التغيير.
ثالثا: الانتخاب الطبيعى والتكيف:
الانتخاب الطبيعى: الأحياء الأصلى للبقاء والأقدر على التكليف مع ظروف البيئة هي التي تنجح فى الحصول على غذائها وتنشئة صغارها حتى تتمكن من التكاثر.
أى انتخاب الأفراد ذوى الصفات المناسبة للنجاح فى الحياة وبتراكم هذه الصفات الموروثة يؤدى إلى تكيف أصحابها للحياة فى بيئاتها الخاصة.
وسائل الانتخاب الطبيعى: حرارة - ضوء - ماء - كائنات أخرى.
أمثلة على الانتخاب الطبيعى:
1) فراشة بستون بيتولاريا:
لونها فاتح منها سلاسلة سوداء تهدأ نهاراً على جذوع الأشجار المغطاة بالأشن.
قبل الثورة الصناعية: الإنتخاب الطبيعى كان فى صف الفاتحة وضد السوداء.
بعد الثورة الصناعية: غطى السناج سوق الأشجال وماتت الأشن فأصبح الانتخاب فى صف الفراشات السوداء.
2) قوقع سبيا نيموراليس:
القوقع يتميز بألوان وخطوط يحددها وراثة مجموعة من الجينات:
- الطرز الكثيرة العدد يضاهي شكلها أرضية البيئة فتختفى عن أعدائها الطيور.
- الطرز النادرة ليست لها هذه الميزة لذلك تلتقطها الطيور.
رابعاً: الإنعزال وتكوين الأنواع:
يفصل مجموعة صغيرة عن الجماعة الأصلية فتسبب الإنجراف الوراثي فالتطور.
أسباب الإنعزال: الحواجز الجغرافية.
صور التطور
1) تكوين الأنواع فى عدة خطوط تطورية:
تخرج عدة جماعات صغيرة من المجموعة الأصلية بالهجرة وتنعزل مما يؤدى إلى ظهور أنواع جديدة تتكيف مع ظروف الحياة الجديدة مثل: عصافير دارون فى جزر جالاباجوس حيث بدأت من نوع واحد ثم تطورت لتكون 14 نوعاً.
2) تكوين الأنواع فى خط تطورى واحد:
ظهور بعض الطفرات الوراثية الصغيرة التى تؤدى إلى ظهور صفات جديدة تنتخب ليبقى منها الأقوى وبتراكم تلك التغيرات على مدى أجيال يظهر نوع جديد به أفراد تحمل صفات كثيرا ما تختلف عن أفراد المجموعة الأصلية. الدرس الرابع الأدلة على حدوث تطور
الحفريات كدليل مادى للتطور:
الحفريات هى بقايا أو آثار كائنات حية عاشت فى الأزمنة القديمة فى ظروف مختلفة ثم دفنت ضمن مكونات الصخور الرسوبية لم تتح الطبيعة تكوين حفريات لكل الكائنات الحية.
شروط إتمام عملية التحفر:
1) وجود هيكل صلب للكائن الحى.
2) دفن الكائن الحى بعد موته مباشرة فى رواسب تحميه من التحلل.
3) وجود وسط مناسب لإحلال المادة المعدنية محل المحتوى العضوى للكائن الحى.
أنواع الحفريات:
1) حفرية لكائن كامل:
حفرية الماموث: نوع من الفيلة وجد محفوظاً فى الجليد.
2) الجزء الصلب من الكائن:
صدفة أو عظمة لكائن مات وتحللت مادته العضوية وبقيت الأجزاء الصلبة محتفظة بتركيبها الأصلى.
3) القايا المتحجرة:
التحجر: تحول المادة الأصلية المكونة للأجزاء الصلبة لجسم الكائن الحى إلى مادة معدنية أخرى مع بقاء نسخة مماثلة تماماً للكائن الأصلى.
مثال: الغابات المتحجرة: تحل السليكا محل ألياف الأشجار.
الإحلال المعدنى: إحلال جزيئات المادة المعدنية محل جزئات جسم الكائن وهى ألياف الأشجار.
4) القوالب الفارغة المصمتة:
تدفن القواقع فى رواسب قاع البحر. تحل الرواسب فى فجوات القواقع وتملأها وعندما يذوب هيكل القوقع يترك قالبا صخريا يدل عليه ويحمل بعض التفصيلات الداخلية له.
القالب الفارغ:
أثر للهيكل الصلب على الصخر اللين ثم يتحلل الهيكل بعد أن يتصلب الصخر فيترك قالبا فارغا يحمل ملامح السطح الخارجى للهيكل فإذا امتلأ الفراغ برواسب ما أنتج صورة طبق الأصل للهيكل الأول.
آثار الكائنات الحية:
أثر ضحل يتركه الكائن الحى على صخر لين مثل آثار سير أقدام الحيوانات على الرواسب الطرية والتى ان تماسكت سريعاً فإن الأثر يظل باقياً.
السجل الحفرى والتطور
- كلما تعمقنا فى طبقات الصخور الرسوبية وجدنا حفريات لكائنات بسيطة التركيب أما الطبقات السطحية فحفرياتها لكائنات راقية والطبقات الأكثر قدم لا توجد بها حفريات لأحياء إطلاقاً. والحياة ظهرت فى الماء وتدرجت إلى اليابس.
- تدرج الحياة صار فى الاتجاه نحو زيادة التخصص والتعقيد فى تركيب الأعضاء ووظائفها الطحالب سبقت الحزازيات والسراخس.
- عاريات البذور سبقت كاسيات البذور، اللافقاريات قبل الفقاريات، الأسماك أول الفقاريات: البرمائيات ثم الزواحف فالطيور ثم الثدييات. الطائر أركيوبتركس (حفريات إنتقالية أو متوسطة)
للتأكيد على الصلة بين الزواحف والطيور: فإن الطائر حلقة متوسطة بين الزواحف والطيور:
1) الطابع الخارجى للريش ظهر فى الصخور المحيطة: طوير.
2) وجود أسنان فى المنقار، فقرات عظمية فى الذيل، مخالب بارزة فى الأجنحة: زواحف.
التصنيف والتطور:
- يلاحظ فى التصنيف التدرج من البسيط إلى المعقد فيبدأ النبات بالطحالب وحيدة الخلية وينتهي بالنباتات الزهرية ويبدأ الحيوان بالحيوانات الأولية وينتهى بالثدييات وهى أرقى الكائنات.
- تأمل شجرة التصنيف يوحى بفكرة التطور. وسبب وضع حيوانين فقاريين مختلفين فى مجموعة واحدة هو انتساب الأنواع والأجناس فى كل فصيلة إلى أصول مشتركة.
- الدراسات ساعدت على سد الفراغات الموجودة بالتصنيف بالأحياء المنقرضة أو المعاصرة.
- الحلقات المتوسطة: مجموعة من الأحياء المنقرضة أو المعاصرة التى تجمع فى تركيبها بين صفات طائفة و صفات الطائفة التى تليها فى شجرة النسب مثل:
الأسماك الرئوية: التى تتنفس بالخياشيم ثم تتحول مثاناتها الغازية إلى ما يشبه الرئتين عندما يحدث الجفاف. وبذلك تمثل إحدى خطوات التطور من الأسماك إلى البرمائيات.
التشريح المقارن والتطور:
1) الأطراف مخمسة الأصابع هى الأساس الذى اشتقت منه الأطراف فى جميع الفقاريات: تحورت فى كل من الطيور والخفاش إلى أجنحة، اختزلت الأصابع إلى واحد فى الحافريات، قصرت العظام واندمجت لتكون مجاديف فى الحوت وسبع البحر.
2) التشابه والتماثل يدل على أن الفقاريات نشأت من أصل واحد، الإختزال فى بعض الأعضاء والتغيير فى البعض الآخر حدث أثناء التطور من الأصل الواحد إلى الأجناس المعاصرة.
التراكيب الأثرية والتطور:
نتيجة التطور اختزلت بعض الأعضاء غير المفيدة:
1) الزائدة الدودية ضئيلة فى الإنسان معدومة فى آكلات اللحوم، كبيرة فى الأرانب لهضم السليلوز. وكانت نامية فى الإنسان القديم الذى اقتات بالنبات.
2) تحول الأوراق الخضراء إلى حرشفية فى النباتات المتطفلة والصحراوية.
3) التفسير المقبول لذلك هو أنها كانت ذات أهمية للأحياء القديمة ثم أدى التطور إلى انعدام الحاجة إليها.
التشابه الفسيولوجى والتطور:
مظاهر التشابه الفسيولوجى:
1) اشتراك جميع الأحياء فى مادة البروتوبلازم، عمليات الهضم والبناء، إنقسام الخلايا تحت سيطرة النواة التى تحتوى المادة الوراثية المتكونة من أحماض نووية متشابهة.
2) عمليات التحول الغذائى وتوليد الطاقة والأحماض الأمينية متشابهة وكذلك الإنزيمات.
3) التخلص من الفضلات النيتروجينية: نشادر فى الأسماك من الخياشيم لسرعة ذوبانه فى الماء، بولينا فى الضفادع ، والثدييات البرية حيث تذوب فى الماء ويخرج مع البول، حمض بوليك فى الطيور والزواحف وهو مركب غير قابل للذوبان يخرج مع البراز فلا يفقد الجسم الماء (أى ذنيبة: اليرقة المائية عن طريق النشادر وعندما يتحول إلى الضفدعة عن طريق: البولينا)
الأجنة والتطور لوحظ أن:
1) أجنة الحيوانات المختلفة تتشابه فى أطوارها الجنينية الأولى بوضوح فتمر أجنة جميع الميتازوو بمرحلة الطبقتين ثم الثلاث طبقات لذلك تمر أجنة الأسماك والضفادع والطيور والثدييات بمرحلة يكون لها فتحات خيشومية، وقلب من أذين وبطين واحد ثم تختفى الخياشيم ويزدوج القلب وينطبق هذا على المخ وأعضاء الإخراج والتناسل والجمجمة، ويتعذر التمييز بين الأجنة فى المراحل الأولى مما يفسر من أصل مائى مشترك.
التوزيع الجغرافى والتطور:
1) الحواجز المناخية: حرارة - رياح - أمطار...
2) الحواجز الجغرافية: بحار - محيطات - جبال - صحراء.
3) منافسة الكائنات الحية الأخرى مما يؤدى إلى:
الانتخاب الطبيعى، تكيف الكائنات لعدد كبير من العوامل أى تطورها وهكذا تطورت الأحياء فى المناطق الجغرافية المختلفة تطوراً متبايناً فأصبح لكل منطقة مجموعة مميزة من الأحياء.
تفسير الاختلاف والتشابه بين الأحياء فى بيئات مختلفة:
1) اختلاف حيوانات أمريكا الجنوبية: ثدييات عديمة الأسنان - خفافيش مصاصة) عن حيوانات أفريقيا: (حمار وحشى - فيل - زراف - قردة عليا) برغم تشابه القارتين فى المناخ عيزى إلى أن : أحياء كل منطقة تطورت تطورا متسقلا منذ أمد القارتين وإلى عدم اختلاطهما لوجود الحواجز الطبيعية بين القارتين.
2) تشابه حيوانات جزر بريطانيا مع حيوانات أوروبا برغم انفصالهما بسبب أن: إنفصال بريطانيا عن أوروبا حديث العهد بالنسبة لعمر الأرض
[4]
شرح كامل لمنهج الاحياء