المدرس : المنذر ابراهيم الحميدي أحياء عامة- تعليم أساسي المدرس : المنذر ابراهيم الحميدي معيد الأحياء الجامعة الاسلامية بغزة - كلية العلوم قسم الأحياء البريد الالكتروني : mhamedi@iugaza.edu.ps الصفحة الشخصية : http://site.iugaza.edu.ps/mhamedi

مفهوم العلوم الحياتية كلمة بيولوجي Biology يونانية الأصل مكونة من مقطعين : الأول Bios ويعني الحياة . و الثاني Logos ويعني دراسة أو علم . وعليه تعني كلمة بيولوجي علم الحياة أو العلوم الحياتية Biological sciences . وهو علم يبحث في دراسة الكائنات الحية من حيث نشوئها وتطورها و تنوعها و تركيبها و توزيعها و كافة نشاطاتها الحيوية بما في ذلك تفاعلاتها مع البيئة المحيطة بها و كذلك علاقتها بالإنسان و مدى استفادتها منه.

خصائص الكائنات الحية يكمن سر الحياة في المادة الحية المكونة للخلايا ألا وهي البروتوبلازم protoplasm والذي بدوره يتكون من الأحماض النووية والدهون والبروتينات والكربوهيدرات ولكنه يتميز بالحياة ، ولعل أهم ما يميز الكائنات الحية مقدرتها على القيام بالعمليات الحيوية التالية : 1- التغذية Nutrition : وهي العملية الحيوية التي تمكن الكائن الحي من الحصول على الطاقة اللازمة للقيام بالعمليات الحيوية الأخرى ، وتشمل عملية التغذية عمليات البلع والهضم والامتصاص والتمثيل والاخراج. 2- التنفس Respiration : وهي العملية الحيوية التي من خلالها يتم انتاج الطاقة من المركبات الغذائية العضوية وذلك عن طريق تكسيرها بواسطة إنزيمات متخصصة. 3- النمو Growth : وهو العملية التي تتطلب تحويل المواد الغذائية المكتسبة من البيئة إلى جزيئات خاصة تزيد من حجم الكائن الحي

خصائص الكائنات الحية 4- التكاثر Reproduction وهو العملية التي يتزايد فيها الكائن الحي في العدد قبل موته وينقسم التكاثر إلى نوعين التكاثر الجنسي Sexual : حيث ينخرط فيه الأبوان لإنتاج أفراد جديدة ذات خصائص وراثية متنوعة. التكاثر اللاجنسي Asexual : حيث ينخرط فيه الفرد الواحد أو الخلية الواحدة لتعطي خلايا جديدة متماثلة وراثيًا. 5- الحركة locomotion: وتعني مقدرة الكائن الحي على التنقل من مكان لآخر في الوسط الذي يعيش فيه، وتشمل الحركة حركة الحيوانات (الحركة الظاهرية) وحركة العضيات داخل الخلايا (الحركة السيتوبلازمية) وحركة الدم في الأوعية الدموية والقلب وحركة العصارات في أوعية النبات.

خصائص الكائنات الحية 6- الاتزان Homeostasis : وهو الحفاظ على الظروف الداخلية في الجسم في حالة مستقرة حيث يحصل التوازن بعدة آليات أوتوماتيكية في الجسم ، فمثلاً في حالة التنظيم الحراري تشمل الاليات التعرق في الجو الحار والتشمس في حالة الجو البارد . و كذلك درجة الحموضة pH بما يمكنها من إجراء جميع العمليات الحيوية بأعلى كفاءة ممكنة. 7- الأيض Metabolism : وتشمل جميع العمليات والتفاعلات الكيميائية في الجسم التي تكفل له الحياة. إن الطاقة التي تعطي الحياة لكافة الكائنات تأتي من الشمس في عملية البناء الضوئي Photosynthesis لتكوين الجزيئات العضوية والتي بدورها تنتقل عبر المستويات الغذائية بواسطة السلاسل والشبكات الغذائية.

خصائص الكائنات الحية هناك نوعان من الأيض : الهدمCatabolism : وهي عملية يجري فيها تكسير المواد المعقدة إلى مواد أبسط منها وينتج عن ذلك إطلاق الطاقة . وعملية التنفس مثال على عملية الهدم. البناء Anabolism: وهي العملية التي يجري فيها بناء مركبات معقدة من مواد بسيطة وهذا النوع من التفاعلات يحتاج إمداداً بالطاقة. ومن الأمثلة على عمليات البناء عملية البناء الضوئي وجميع حالات النمو والإصلاح في أجسام الكائنات الحية وتحدث كلا العمليتين الهدم والبناء في أجسام الكائنات الحية حيث تستغل الطاقة الناتجة عن عمليات الهدم في تشغيل التفاعلات اللازمة لعمليات البناء.

خصائص الكائنات الحية 8- التعضي Organization : حيث تتكون الحياة على الأرض من مستويات تعضي تبدأ بالذرات ومن ثم الجزيئات و العضيات والخلايا والأنسجة والأعضاء والأجهزة والأفراد والجماعات والمجتمعات والنظم البيئية والغلاف الحيوي . يعتمد كل مستوى من هذه المستويات على المستوى الذي يسبقه والذي بدوره يكون الأساس لتكوين المستوى الذي يعلوه.

خصائص الكائنات الحية 9- الاستجابة للمؤثرات Response to stimuli : حيث تدرك وتستجيب الكائنات الحية للمؤثرات الداخلية والخارجية بالانفعالية Irritability . 10- التطور Evolution حيث يعتبر الانتخاب الطبيعي Natural Selection هو القوة الهامة في التطور وهو العملية التي بواسطتها تعيش وتتكاثر الكائنات ذات التكيفات أكثر من تلك الكائنات التي تفتقد إلى تلك السمة. التطور هو التغير في السمات الوراثية الخاصة بأفراد التجمع الأحيائي عبر الأجيال المتلاحقة. Natural selection is the gradual process by which heritable biological traits become either more or less common in a population as a function of the effect of inherited traits on the differential reproductive success of organisms interacting with their environment. It is a key mechanism of evolution. The term "natural selection" was popularised by Charles Darwin, who intended it to be compared with artificial selection, now more commonly referred to as selective breeding.

فروع العلوم الحياتية يتضمن علم الحياة الفروع التالية : 1- علم التصنيف Taxonomy : والذي يبحث في تصنيف وتسمية الكائنات الحية. 2- علم الأنسجة Histology : والذي يبحث في تركيب ووظيفة أنسجة الكائن الحي. 3- علم الوراثة Genetics : والذي يبحث في المادة والكروموسومات الوراثية وكيفية انتقالها عبر الأجيال. 4- علم البيئة Ecology : والذي يبحث في علاقة الكائنات الحية مع بعضها البعض ومع الوسط الذي تعيش فيه. 5- علم وظائف الأعضاء Physiology : والذي يبحث في وظائف أعضاء أجسام الكائنات الحية.

فروع العلوم الحياتية وتشمل علوم الحياة أيضًا فروعا كثيرة مثل علم التشريح وعلم الأحياء الدقيقة وعلم الفطريات وعلم الطحالب وعلم الفيروسات وعلم الطفيليات وعلم الحشرات وعلم الكيمياء الحيوية وعلم سلوك الحيوان وعلم الأمراض وبيولوجيا الأحياء البحرية وعلم الغدد الصماء وعلم التطور.... إلخ .

تصنيف الكائنات الحية علم التصنيف Taxonomy = Systematics : وهو فرع من علوم الأحياء ويبحث في تصنيف وتسمية الكائنات الحية (أشكال الحياة على الأرض). تأوي الأرض حاليا أكثر من 300,000 نوعًا من النباتات وأكثر من مليون نوع من الحيوانات ، ولقد تم تنظيم تلك الأعداد الضخمة من الكائنات الحية بدقة في نظام وضعه علماء التصنيف. يعتبر العالم السويدي كارلوس لينيوس Carolus Linnaeus من أوائل علماء التصنيف (1707-1778 م) الذين صنفوا العديد من الأنواع النباتية والحيوانية ووضعوا أسس التسمية الثنائية.

تصنيف الكائنات الحية التسمية الثنائية Binominal Nomenclature : ينقسم الاسم العلمي أو اللاتيني Scientific or Latin Name لأي كائن حي إلى قسمين : الأول يسمى اسم الجنس Genus والثاني اسم النوع Species وغالبًا يكتب الإسم العلمي بشكل مائل أو يوضع تحته خط. يبدأ اسم الجنس بحرف كبير وغالبًا ما يكون اسمًا Noun بينما يبدأ اسم النوع بحرف صغير وغالبًا ما يكون نعتًا Adjective .

تصنيف الكائنات الحية الجدول التالي يوضح الأسماء العلمية لبعض الكائنات الحية الاسم بالعربية الاسم بالإنجليزية (الشائع) الاسم العلمي الإنسان Man Homo sapiens القطة المزلية Domestic Cat Felis catus الفأر النرويجي Norway Rat Rattus norvegicus الذبابة المنزلية House Fly Musca domestica الذرة Corn Zea mays الحصان Horse Equus caballus

تصنيف الكائنات الحية يعرف النوع Species بأنه كائنات تنتمي لنفس النوع قادرة على التناسل الحر فيما بينها لتنتج أفراد مخصبين. عادةً لا يتزاوج أفراد الأنواع المختلفة ، وإن أجبروا على ذلك فإن التزاوج لن يكون ناجحا أو أن الأفراد المنتجين يكونوا عقيمين Sterile . مثال : الحصان قد يتزاوج مع الحمار ويكون الناتج هو البغل الذي هو في الأساس عقيم ولا يتكاثر. Horse (Equus caballus)+ Donkey (Equus assinus)= Mule الاسم العلمي للإنسان هو Homo sapiens حيث : Homo: اسم الجنس ، sapiens : اسم النوع

تصنيف الكائنات الحية تعتبر المملكة Kingdom هي الأوسع والأكثر شمولية بين تقسيمات علماء التصنيف وعليه فإن التصنيف العلمي للإنسان يمر بالتدرج التالي المملكة الحيوانية Animalia Kingdom شعبة الحبليات Chorodata Phylum طائفة الثدييات Mammalia Class رتبة الرئيسيات Primata Order عائلة هومونيدي Homonidae Family جنس هومو Homo Genus نوع سابينس sapiens Species

تصنيف الكائنات الحية وضع العالم Robert Whittker في العام 1968 الكائنات الحية ضمن خمس ممالك وهذا التصنيف هو المقبول حتى يومنا هذا يشمل ذلك التصنيف الممالك التالية: 1- مملكة مونيرا Monera : تضم البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة Cyanobacteria= Blue green Algae وهي كائنات وحيدة الخلية وبدائية النواة Prokaryote . تمتاز بدائيات النواة بأنها خلايا لا تمتلك نواة حقيقية ولا عضيات حقيقة منفصلة في سيتوبلازمها ذات أغشية خاصة مثل الموجودة في الكائنات الأرقى وتمتلك كروموسومًا منفردًا ورايبوسومات صغيرة وتتكاثر بالانشطار البسيط simple fission .

تصنيف الكائنات الحية العديد منها يخلق غذاءه بنفسه ويطلق عليه ذاتي التغذية Autotrophs والبعض منها يبتلع غذاءه العضوي من مصادر أخرى وتسمى غير ذاتية التغذية Heterotrophs .

تصنيف الكائنات الحية 2- مملكة الطلائعيات Protista : تضم الحيوانات الأولية Protozoa والطحالب Algae وكائنات شبيهة بالفطريات Slim molds وكلها كائنات حقيقة النواة Eukaryotes أي لها نواة وعضيات وكروموسومات متعددة ورايبوزومات كبيرة وتتكاثر بالإنقسام الميتوزي Mitosis ، منها ما هو ذاتي التغذية كالطحالب ومنها ما هو غير ذاتي التغذية كالحيوانات الأولية.

تصنيف الكائنات الحية

تصنيف الكائنات الحية 3- مملكة الفطريات Fungi : تضم فطري الخميرة Yeast والعفن Molds وفطر عيش الغراب Mushrooms . خلايا الفطريات حقيقية النواة وهي غير ذاتية التغذية لعدم امتلاكها مادة الكلوروفيل Chlorophyll. منها ما هو وحيد الخلية كفطر الخميرة ومنها ما هو خيطي Filamentous قد يكون مقسمًا بحواجز أو غير مقسم. الجدار الخلوي للخلايا الفطرية يتكون من الكايتين Chitinأو السليلوز cellulose ، وتمتص الفطريات غذائها من الأوساط المحيطة.

تصنيف الكائنات الحية

تصنيف الكائنات الحية 4- مملكة النبات Plantae : النباتات هي كائنات متعددة الخلايا Multicellular وخلاياها حقيقية النواة وذاتية التغذية لاحتوائها على صبغة الكلوروفيل Chlorophyll والذي يمكنها من القيام بعملية البناء الضوئي Photosynthesis . تنقسم المملكة النباتية إلى مجموعتين رئيستين هما النباتات اللاوعائية Avascular = Bryophyta وتشمل الحزازيات Mosses . والنباتات الوعائية Vascular = Tracheophyta والتي تنقسم بدورها إلى نباتات لا بذرية seedless مثل السراخس Ferns ونباتات بذرية Seed . تشمل النباتات البذرية مجموعتين هما معراة البذور Gymnosperms مثل الصنوبريات Pinus ومغطاة أو كاسيات البذور Angiosperm وتمثل الأخيرة معظم النباتات ، أكثر من 300,000 نوع.

تصنيف الكائنات الحية

تصنيف الكائنات الحية 5- مملكة الحيوان Animalia : وهي كائنات عديدة الخلايا حقيقية النواة وغير ذاتية التغذية . يتمثل نمط التغذية فيها بابتلاع جزيئات كبيرة من الطعام من البيئة الخارجية ومن ثم تهضم وتمتص داخل الحيوان. تشمل المملكة الحيوانية كائنات لا تمتلك عمودًا فقاريًا تسمى اللافقاريات Invertebrates وأخرى بها عمود فقاري تسمى الفقاريات Vertebrate

تصنيف الكائنات الحية وبشكل عام تضم مملكة الحيوان الشعب التالية: الاسفنجيات Sponges= Porifera : مثل الإسفنج. اللاسعات/ الجوفمعويات cnidaria = Coelenterates . الديدان المفلطحة Platyhelminthes : مثل الديدان الشريطية. الديدان الاسطوانية Nematodes : مثل الإسكارس. الديدان الحلقية Annelids مثل دودة الأرض والعلق الطبي . الرخويات Mullsca مثل القواقع والمحارات والأخطبوط. المفصليات Arthropoda مثل الحشرات والعناكب والقشريات. الجلد شوكيات Echinodermata مثل نجم البحر وقنفذ البحر. الحبليات Chorodata : وتشمل الحيوانات الفقارية من أسماك وبرمائيات وزواحف وطيور وثدييات.

تصنيف الكائنات الحية

مستويات النظام الحيوي لعل أهم ما يميز الحياة هو النظام الحيوي والذي يعني أن الحياة منظمة في مستويات يكون أولها بسيطاً ثم تزداد تعقيدًا إلى أن تصل الكائن الحي الذي يتفاعل مع بيئته ويعيش غيره في هذا الكون. تتجمع الذرات المختلفة لتكون الجزيئات Molecules وتتجمع الجزيئات الكبيرة المعقدة لتكون عضيات الخلية Organelles وتعمل مجموعة العضيات في تناسق وتآزر لتشكل الخلية Cell وتتحد مجموعة الخلايا المتشابهة في الشكل والتركيب والوظيفة لتكون النسيج Tissue وتترتب الأنسجة لتكون الأعضاء organs وتتآزر مجموعة الأعضاء معًا لتعطي الجهاز System وتتجمع الأجهزة المختلفة لتشكل الكائن الحي Organism

مستويات النظام الحيوي

مستويات النظام الحيوي لا يستطيع الكائن الحي أن يعيش في عزلة تامة عن الكائنات الأخرى أو عن البيئة المحيطة حيث تتجمع أفراد النوع الواحد في منطقة ما لتشكل الجماعة أو العشيرة population وتعرف مجموعة الجماعات التي تعيش مع بعضها في منطقة ما وتتفاعل مع بعضها بالمجتمع Community . تتفاعل المجتمعات الحية مع العوامل المحيطة بها لتكون النظام البيئي Ecosystem ، وتسمى مجموعة النظم البيئية الموجودة على كوكب الأرض بالغلاف الحيوي أو البيئي Biosphere= Ecosphere . الغلاف الحيوي Biosphere : ويضم مجموع الكائنات الحية الموجودة على سطح الكرة الأرضية والمرتبطة مع بيئتها. النظام البيئي Ecosystem : ويشمل العلاقات بين مجموعات من الكائنات الحية داخل الغلاف الحيوي وعلاقتها مع بعضها البعض وعلاقتها مع بيئتها.