الباب الرابع: تنوع الكائنات الحية في البيئة وتصنيفها
- أول من صنف الكائنات الحية على أساس علمي وهو التشابه والاختلاف في الصفات الخارجية وعرف النوع هو جون راي.
( النوع عبارة عن الوحدة الأساسية لتصنيف مجموعة من الأفراد لها صفات مورفولوجية متشابهة وتتلاقى في صفات آبائها.)
2- قسم لينيوس الكائنات الحية إلى :
أ- مملكة نباتية
ب- مملكة حيوانية
ثم قسم كل مملكة إلى مجموعات متسلسلة تبعًا لتدرجها في التشابه فيما بينها :
مملكة - شعب - طوائف رتب - فصائل - أجناس - أنواع - صنف
ووضع التسمية الثنائية : الاسم الأول هواسم الجنس ويبدأ بحرف كبير - الاسم الثاني هواسم النوع ويبدأ بحرف صغير.
3- التسلسل في التصنيف حيث ضمت الأجناس المتشابهة معًا في فصيلة وضمت الفصائل المتشابهة معًا في رتبة - وضمت الرتب المتشابهة معًا في طائفة . وضمت الطوائف المتشابهة معًا في شعبة.
4- التصنيف التقليدي : تنقسم الكائنات الحية إلى مملكتين.
1- المملكة النباتية وتنقسم إلى :
أ- الثالوسيات
ب- النباتات الجنينية
2- المملكة الحيوانية وتنقسم إلى :
أ- كائنات وحيدة الخلية
ب- كائنات عديدة الخلايا
5- نقد التصنيف التقليدي:
أ- لا يضع حدًا فاصلا بين النباتات والحيوانات
ب- يقوم على أساس ثبات النوع
6- التصنيف الحديث: حيث قسم الكائنات الحية إلى خمس ممالك هي:
البدائيات - الطلائعيات - الفطريات - النباتات - الحيوان.
7- مملكة البدائيات وهي كائنات وحيدة الخلية وتضم شعبتين هما:
أ- شعبة البكتريا وتضم مختلف أنواع البكتريا الضارة والنافعة.
ب- شعبة الطحالب الخضراء المزرقة / مثال النوستوك
8- مملكة الطلائعيات : وتضم كائنات تظهر فيها مزيج من الصفات النباتية والحيوانية وهي أكثر رقيًا في بناء أجسامها من البدائيات وأهم الشعب بها هي :
أ- شعبة اليوجلينا مثال : اليوجلينا
ب- شعبة الطحالب الذهبية مثال : الطحالب الذهبية والدياتومات ولها أهمية في تكوين رواسب البترول - وهي مصادر غذاء للأسماك
ج- شعبة الأوليات الحيوانية : وتضم حيوانات صغيرة الحجم أغلبها يتطفل على النبات والحيوان مسببًا لها الأمراض. وتضم هذه الشعبة أربعة طوائف هي :
1- طائفة اللحميات مثال الأميبا - الأنتاميبا هستولتيكا
2- طائفة السوطيات مثال : التريبانوسوما الذي يسبب مرض النوم وتنقله ذبابة تسي تسي
3- طائفة الهدبيات مثال : البراميسيوم
4- طائفة الجرثوميات مثال : البلازموديوم
9- مملكة الفطريات : وتضم فطريات يتكون جسمها من خلية واحدة ، وتعيش منفردة أو في مستعمرات أو فطريات يتكون جسمها من عدة خلايا وهي كائنات قد تكون نافعة أو ضارة وتضم الشعب الآتية:
1- شعبة الفطريات التزاوجية مثال : ( عفن الخبز الريزوبس )
2- شعبة الفطريات الزقية مثال الخميرة - البنسيليوم
3- شعبة الفطريات البازيدية ( الصولجانية ) مثال : عيش الغراب
10- مملكة النبات " وتضم هذه المملكة خمسة شعب هي :
1- شعبة الطحالب الحمراء : تحتوي خلاياها على أصباغ حمراء مثل فيكو أرثرين مع الكلوروفيل مثال : البوليسيفونيا
2- شعبة الطحالب البنية: تحتوي خلاياها على أصباغ بنية مثل فيكو زانثين مع الكلوروفيل مثال :الفيوكس - السرجاسم
3- شعبة الطحالب الخضراء : قد تكون وحيدة الخلية أو عديدة الخلايا خيطية غير متفرعة مثال : الكلاميد وموناس - الإسبيروجيرا.
4- شعبة الحزازيات : نباتات صغيرة تنمو على الصخور وعند جذوع الأشجار ولها أشباه جذور وسيقان صغيرة وأوراق مثال : الريشيا ( منبطحة ) - الفيوناريا ( قائمة )
5- شعبة الوعائيات : وهي نباتات أرضية لها نسيج موصل لنقل الغذاء وتتميز إلى جذور وسيقان وأوراق وتنقسم إلى ثلاث طوائف هي :
أ- طائفة السرخسيات : نباتات صغيرة ذات أوراق مركبة ريشية وليس لها أزهار وتستخرج منها العقاقير الطبية مثال: كسبرة البئر
ب- طائفة معراة البذور : لها البذور معراة ، مثال : الصنوبر
ج- طائفة مغطاة البذور: وهي تكون أزهارها ثمارًا بداخلها البذور ومنها غذاء وكساء دواء للإنسان وتنقسم إلى طويئفتين :
1- طويئفة ذات الفلقة وبذورها ذات فلقة واحدة ولها أوراق تعرقها متوازي وجذورها ليفية مثل: ( القمح - الذرة - النخيل - الصبار - البصل ).
2- طويئفة ذات الفلقتين وبذورها ذات فلقتين وجذورها وتدية وأوراقها ريشية أوراحية التعرق مثل: ( البسلة - القطن - الورد - البتونيا )
11- مملكة الحيوان : وتضم هذه المملكة تسعة شعب هي:
1- شعبة الإسفنجيات : حيوانات بها ثقوب ويدعم جسمها هياكل كلسية تعيش مثبتة على الصخور في الماء مثال : حيوان الإسفنج
2- شعبة الجوفمعويات : حيوانات مائية توجد في مقدمة جسمها لوامس بها خلايا لاسعة وهي تكون متحركة أو مثبتة ومن أمثلتها : الهيدريات ( الهيدرا ) - الفنجانيات ( قنديل البحر ) - المرجانيات ( المرجان الإلسيونيوم )
3- شعبة الديدان المفلطحة : وتتطفل على الإنسان والحيوان وتسبب الأمراض مثل ديدان البلهارسيا والديدان الكبدية والشريطية وتضم ثلاثة طوائف هي :
أ- طائفة التربلاريا وهي ديدان متطفلة على الحيوانات ومعظمها حرة المعيشة في الماء مثال البلاناريا
ب- طائفة التريماتودا وهي ديدان تصيب الإنسان والأغنام مثال الديدان الكبدية ( الفشيولا ) - البلهارسيا
ج- طائفةالسيستودا : ديدان جسمها شريطي مقسم قطع كل قطعة من جسمها تحتوي على جهاز تناسلي ذكري وأنثوي مثال الديدان الشريطية ( تنيا ساجيناتا - تنيا سوليم - وتتطفل على الحيوان ثم الإنسان )
4- شعبة الديدان الإسطوانية : وحيدة الجنس وتتطفل على الإنسان والحيوان والنبات جسمها اسطواني غير مقسم مثال : ديدان الاسكارس - ديدان الإنكلستوما
5- شعبة الحلقيات : ديدان حلقية بها أشواك مدفونة بالجلد تساعدها في الحركة ولها جهاز دوري مقفل تعيش حرة في الماء أو التربة أمثلة : دورة الأرض - دودة الرمل ( النيرس ) - العلق الطبي
6- شعبة مفصليات الأرجل: يتكون جسمها من عدة قطع تتحرك مفصليا وتحمل زوائد مفصلية تؤدي وظائف مختلفة للجسم وتنقسم إلى أربعة طوائف هي :
أ- طائفة القشريات لها خياشيم وتعيش في الماء ويغطي جسمها قشرة ، كيتينية يفرزها الجلد والجنس منفصل مثال: أبو جلمبو - الجمبري )
ب- طائفة الحشرات : الجسم مقسم إلى رأس وصدر وبطن ومقسمة إلى حلقات ولها ثلاثة أزواج من الأرجل المفصلية وزوجان من الأجنحة وتتنفس بالقصيبات الهوائية ولها أعين مركبة وقرون استشعار أمثلة: الجراد - الصرصور - الذباب - النحل - النمل - البعوض - البراغيث
الباب الخامس: التفاعل بين الكائنات الحية وعلاقتها بالإنسان
التفاعل بين الكائنات الحية وعلاقتها بالإنسان ويشمل ذلك :
أ- العلاقات الغذائية :
1- كائنات ذاتية التغذية مثال : النبات الأخضر ( بناء ضوئي ) بعض أنواع البكتريا ( بناء كيميائي ) 2- كائنات غير ذاتية التغذية : مثل الحيوانات .
علاقة الإنسان بالبيئة : حيث يعتمد الإنسان في حياته على ما تقدمه البيئة له فهي توفر له الغذاء والكساء والمأوى
- دور الكائنات الحية : لكل منها دوره في الحياة وهو أساس في استمرارية الحياة وفي توفير الظروف المناسبة الحياة الإنسان - مثال : عملية البناء الضوئي أساس توفير الغذاء على الأرض
- الأنماط الرئيسية للعلاقات بين الأحياء ( العلاقات الغذائية ) :-
1- الافتراس : علاقة مؤقتة يحصل فيها الكائن المفترس على غذائه بمهاجمة كائن حي آخر تنتهي باستهلاك الفريسة أو جزء منها أمثلة:
- في عالم الحيوان : الحشرات تلتهم بعضها - الأسماك تلتهم الديدان والقشريات - القط والفأر - الذئب والشاه - الأسد والوعل.
في عالم النبات : نبات النيبنشس - حاول الماء - الدروسيرا - الديونيا وجميعها تفترس الحشرات
2- المعايشة ( الإفادة ) : علاقة سطحية يعود النفع فيها على أحد الطرفين ( المتعايش ) دون الآخر ( المضيف ) كما لا يصيبه ضرر أيضًا.
أمثلة : أ- البكتريا مع غيرها من الكائنات الدقيقة في الفم والأمعاء
ب- الإسفنج والأحياء المائية
ج- سمكة الريمورا مع القرش
د- المرجان الرخو ( شقائق النعمان البحرية أو زهور البحر ) الأنيمون مع السرطان الناسك
هـ - الديدان المفلطحة مع السرطان
و- طائر الزقزاق والتمساح.
3- تبادل النفع ( التكافل ) : هي علاقة بين اثنين يعيشان معًا ويتبادلان الفائدة ولا يلحق بأيهما أي ضرر.
أمثلة:
* البكتريا العقدية ونبات الفول والبرسيم والعدس وغيرها وتسمى هذه النباتات بالسماد الأخضر بما تحويه من بكتريا تقوم بتثبيت النيتروجين في هواء التربة . * الحيوانات الخضراء مثل الهيدرا الخضراء - المرجان الأخضر حيث تأوى في أنسجة المرجان الطحالب الخضراء التي تقوم بالبناء الضوئي وتستفيد هي بمركبات النيتروجين من الحيوان. * النمل الأبيض والحيوانات الأولية السوطية
4- التطفل: علاقة بين كائنين أحدهما ( الطفيل ) يتطفل على الآخر العائل في بناء جسمه ويستمد منه الغذاء المهضوم فتلحق بالثاني أضرار مختلفة :
أمثلة :
- النباتات الخضراء يتطفل عليها نباتات بذرية أو فطريات أو بكتريا أو حيوانات أو ديدان
- الحيوانات تتطفل عليها الديدان الشريطية والفيروسات والبكتريا والفطريات
- البكتريا تتطفل عليها فيروسات البكتريا ( القمات البكتريا )
- الإنسان والحيوان ويتطفل عليهما الأوليات مثل الأنتاميبا هستوليتكا وتسبب الزحار الأميبي والزيبانوسوما تسبب مرض النوم والليشمانيا تسبب القرحة الشرقية في سوريا والعراق والديدان المفلطحة والشريطية والخيطية مثل الإسكار والإنكلستوما والفلاريا ( مرض الفيل ) ، والديدان الحلقية ( العلق الطبي ) والحشرات ( القمل - البق - البراغيث - البعوض ) والعناكب ( الفاش والقراد والجرب ) - الفقاريات مثل اللامببري والخفاش .
- النباتات الزهرية الراقية يتطفل عليها النبات الهالوك أو الحامول والربق
- أنواع الطفيليات :
1- إجبارية التطفل مثل الفطريات تصيب النبات كصدأ القمح
2- اختيارية التطفل حيث بعض الحشرات قد تتطفل أو تترمم في بعض أطوار حياتها.
- أنواع التطفل :
1- تطفل داخلي وتظل داخل جسم الكائن الحي وأنسجته وتموت معه مثل ديدان الإسكارس - لبلاسيا
2- تطفل خارجي : على سطح جسم الكائن خارجيًا وغالبًا مؤقتة مثل البرغوث والقمل والبق
5- الترمم: حيث تحصل الرميات على غذائها من أجسام الحيوانات والنباتات الميتة وتحللها بواسطة إفراز أنزيمات هاضمة عليها إلى مواد بسيطة.
أمثلة : - الريمات النباتية مثل الغليون الهندي - الثالوثيات ( الفطريات كبيرة الحجم مثل عيش الغراب )
- تسمى هذه الكائنات بحارس الطبيعة
- تقوم عليها بعض الصناعات مثل دباغة الجلود - الورق - النسيج
ب- سريان الطاقة بين الكائنات الحية:
- الطاقة الإشعاعية للشمس هي :
1- مصدر لجميع أنواع الطاقات الأخرى
2- تمتصها النباتات الخضراء وتحولها إلى طاقة كيميائية تخزن في المواد الغذائية التي تستخدمها النباتات والحيوانات كمصدر للطاقة اللازمة للعمليات الحيوية.
- السلاسل الغذائية ( التتابع الاستهلاكي للغذاء ) :
عبارة عن المسارات المختلفة للطاقة في الكائنات الحية بالنظام البيئي وتشمل: كائنات منتجة ومستهلكة ومحللة.
- أمثلة للكائنات المنتجة للغذاء :
1- النباتات الخضراء كالحشائش والطحالب المائية ( بناء ضوئي )
2- بكتريا النيترة المؤكسدة ( نيتروز وموناس ونيتروباكتر ) ( بناء كيميائي )
- شبكة الغذاء : تضم العديد من الحلقات المتجاورة والمتشابكة وتعطي صورة حقيقية على مدى تعقد مسرى الطاقة في الطبيعة.
- أهرام الغذاء ( أهرام البيئة ) : للتعبير عن سريان الطاقة في النظام البيئي وأنواعها :
1- هرم الأعداد
2- هرم الكتلة
3- هرم الطاقة
(وأفضل صورة لمسار الطاقة في الكائنات الحية هو هرم الطاقة لأنه لا يتأثر بأعداد الكائنات ولا سرعتها في استهلاك الطاقة التي تحصل عليها )
ج- التوازن البيئي ( الاتزان الديناميكي )
- العوامل التي تسبب حفظ التوازن البيئي:-
1- المنتج والمستهلك والمحلل
2- وجود أعداد طبيعية منافسة
3- نقص الموارد أو المساحات
4- توازن النوع مع ما يفترسه أو يتطفل عليه
5- تأثير ظروف البيئة.
- العوامل التي تسبب اختلال التوازن البيئي:-
1- إدخال كائن حي ( نبات ورد نيل ) في مصر
2- إخراج كائن حي ( قتل الصقور في أمريكا )
3- تغير العوامل الطبيعية ( ردم البرك - التواء القشرة الأرضية في مصر وتكون تلال المقطم
الباب السادس: التغير فى الكائنات الحية الدرس الأول تطور الكائنات الحية
هناك العديد من أنواع الأحياء المتباينة الأشكال والصفات برغم اشتراكها فى مظاهر الحياة.
فكرة الخلق الخاص: كل نوع من الأحياء خلق منذ البداية خلقا خاصاً مستقلاً عن الأحياء الأخرى وتمت الخليقة كلها فى وقت ما وانتهى الأمر وعلى ذلك فعدد الأنواع ثابت لا يتغير.
فكرة التطور
1) كل نوع من الأحياء نشأ من نوع آخر قبله أبسط منه تركيباً.
2) يقتضى التطور وجود تغير دائم فى شكل الأحياء وتركيبها ووظائفها ويكون التغير طفيفاً.
3) وبمرور الأزمنة تتراكم التغيرات وتؤدي إلى اختلافات كبيرة.
4) وهذه الاختلافات تؤدي إلى نشوء الأنواع الجديدة من الأحياء.
5) عدد الأنواع المعروفة لم تظهر كلها فى وقت واحد وإنما تدريجياً حتى أصبحت كما هى عليه الآن.
فكرة التطور قديماً طاليس: الماء هو المادة التي نشأت منها الكائنات الحية. أكلسيماندر: أصل الحياة يعزى إلى مزيج من الماء والشمس. أرسطو:: التحول التدريجى من البسيط إلى المعقد ومن غير الكامل إلى الكامل.
كما ظهرت فكرة التطور فى كتابات قدماء المصريين وكذلك العرب ومنه ابن رشد وإخوان الصفا.
ميكانيكية التطور التطور:: تغير تدريجى مستمر خلال فترات زمنية طويلة. الرقى:: تغير يؤدى إلى أن يصبح العضو أكثر قدرة على أداء وظيفته. الرقى ينشأ عن تطور ولكن ليس كل تطور رقى.
النظريات المختلفة لتفسير التطور: أولاً: جان باتست لامارك (1744 - 1829 ) الأنواع ليست ثابتة:
العامل الأساسى لحدوث التطور هو تغير الكائن الحى باستعمال أعضاء وإهمال أعضاء أخرى.
الأعضاء التى تستعمل تقوى والأعضاء التى تهمل تضمر وتختفى وهو ما يسمى بقانون الاستعمال والإهمال وهذا التغير المكتسب يورث إلى الأجيال التالية. مثال: عنق الزرافة:
- الزرافة القديمة كانت تمد رقبتها لتأكل أوراق الأشجار فاستطالت بقدر يسير.
- ورثت لذريتها هذا مع استمرارها فى نفس المحاولة فزاد طولها إلى أن ظهرت الزرافات الحالية.
الحوت والثعبان
- اختفاء الطرفين الخلفيين لإهمال استعمالهما بعد أن أصبح الذيل هو العضو الرئيسي للحركة.
- اختفاء الأطراف فى الثعبان بإهمال استعمالهما تدريجياً عند الهروب إلى الجحور.
نقد نظرية لامارك
1) توارث الصفات المكتسبة لا سند علمى له كما فى حالة الحداء والعداء فكلاهما لا يورث صفة العضلات القوية إلى الأبناء.
2) تجربة قطع ذيول الفئران حتى 19 جيل إلا أنها كانت تلد فئراناً بذيول.
3) إذن أى مؤثر لا يورث إلا إذا صحبه تغير فى شفرة الوراثة الدرس الثانى ثانياً: نظرية الدارونية: تشارلز روبرت دارون ( 1809 - 1822)
- التغير فى الأنواع يحدث بإنقراض الأفراد الضعيفة التى لا تستطيع مواجهة ظروف البيئة.
- أما الأفراد التي تتلائم مع ظروف البيئة فإنها تبقى وتزدهر وتورث صفاتها لنسلها.
- باستمرار الانتخاب تنشأ أنواع مختلفة من الأنواع القديمة تتكيف وتتلائم أكثر مع البيئة.
ويعتمد رأى دارون على: 1) الإنتاج المتزايد
عدد أفراد النوع الواحد يظل ثابتاً لفترة طويلة برغم الإنتاج المتزايد لها وذلك بسبب التنافس على الغذاء والمأوى فى سبيل البقاء. 2) التباين والاختلاف:
الاختلاف بين الأفراد حتى التوائم تكسب بعضها ميزة فى معركة البقاء وبذلك لا يتغلب على ظروف البيئة إلا من وهب صفات لملائمتها وبالتالى لا يبقى إلا أصلح الأفراد. 3) الانتخاب الطبيعى:
لا يواصل السير فى موكب الحياة إلى الأقوياء الذين عندما يتناسلون تنتقل تلك الصفات إلى نسلهم وفى كل مرة تسقط الأفراد الضعيفة وبهذا تنشأ أشكال جديدة تلائم البيئة وهذا هو أصول الأنواع. 5) ظاهرة التحول والتغير
التغير قد تسبب فى ظهور أنواع جديدة متباينة.
تفسير دارون لطول عنق الزرافة:
طول العنق نشأ بالانتخاب الطبيعى خلال الأجيال من الأسلاف الأولى التى انفردت قلة منها برقبة طويلة نسبياً أتاحت لها فرصة الحصول على الغذاء فى الوقت الذى هلكت فيه الأخرى وبالتالى انتقلت صفة طول العنق وراثياً وبتكرار عمليه الانتخاب فى عدة أجيال نشأ النوع الحالى من الزراف.
نقد نظرية دارون:
1) غالبية التغيرات الجسمية غير وراقية وهى ضعيفة وغير كافية لتؤدى إلى الاختيار فى الإتجاه للأصلح.
2) تنازع البقاء غير كاف لزوال الأنواع فالحيوانات المفترسة تؤدى إلى ندرة الفرائس لا إلى هلاكها.
3) لا يفسر الاختفاء الفجائى للزواحف الضخمة التى سادت فى العصر الترايسى من الحقبة الوسطى.
4) لا تفسر نظرية دارون الظهور الفجائى للصفات.
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
شرح كامل لمنهج الاحياء
