وحدة الوراثة ووسائل التكيف علوم الصف الثامن
الوراثة و DNA
تنقل الكائنات الحية الصفات الموروثة إلى الأبناء بإحدى طريقتين؛ وذلك بناء على ما إذا كانت تتكاثر جنسيا أم تتكاثر لا جنسيا. فبعض الكائنات الحية مثل الأميبا والبكتيربا وبعض النباتات تدخل الصفات الورائية إلى الأبناء
من خلال انقسام الخلية والانقسام المتساوي. وتعرف هذه العملية باسم التكاثر اللاجنسي. وبكون النسل الناتج عنها مطابقا للكائن الحي الأصلي.
توجد العديد من الكائنات الحية الأخرى التي تتكاثر جنسيا. ومنها الإنسان. وفي هذه العملية يكون النسل مشابها لأحد الآباء أو كليهما. لكنه لا يكون مطابقا لهما.
الحمض النووي DNA والجينات
يستلزم التكاثر الجنسي وجود الحمض النووي DNA من خلية حيوان منوي وخلية بويضة. يوضح الشكل 2 الحمض النووي DNA وهو جزيء داخل نواة الخلية يشبه السحاب الملفوف. أما الجينات. فهي أجزاء مميزة
في الحمض النووي DNA. ويعرف الجين بأنه جزء من الحمض النووي DNA يحتوي على معلومات وراثية لصفة وراثية واحدة. تنقل الجينات هذه المعلومات في تسلسل مميز داخل الحمض النووي DNA تماما كما تنقل
الكلمات الهعلومات من خلال التسلسل المميز لحروفها.
تجدر الإشارة إلى أن الحمض النووي DNA طويل. إذا مددت الحمض النووي DNA الموجود في إحدى خلاياك. فسيبلغ طوله m 2 تقريبا وتتسع حيث إن البروتينات تلفه إحكام لتكون نواة الخلية للحمض النووي DNA الكروموسومات. إن الكروموسوم عبارة عن تركيب مكون من سلاسل طويلة من الحمض النووي DNA.
الكروموسومات
يختلف عدد الكروموسومات الموجودة في الخلية تبعا للنوع وفي معظم الأنواع. تتكون الكروموسومات من أزواج. ففي الإنسان تحتوي كل خلية جسمية على 23 زوجا من الكروموسومات. كما يظهر في الشكل 3. ويحتوي كل زوج على كروموسوم من الأب وأخر من الأم. أما الخلايا الجنسية في الإنسان. وتسمى الحيوانات المنوية والبويضات. فيحتوي كل منها على 23 كروموسوما منفردا. وعلى امتداد كل من هذه الكروموسومات توجد المئات أو الألاف من الجينات.
الصفات الوراثية المؤثرة
تعرف المجموعة الكاملة من جينات الكائن الحي باسم الطراز الجيني (السمة) وعندما ينتقل الطراز الجيني عبر الوراثة. فإنه لا يتغير. بالرغم من ذلك. يمكن أن تؤثر البيئة التي يعيش فيها الكائن الحي في الصفات الورائية التي يظهرها الطراز الجيني. إذا تغير أحد العوامل الموجودة في البيئة. فقد يؤئر ذلك في ظهور صفة معينة في الكائن الحي.
الطراز الظاهري والبيئة
الصفات الموروثة جزء من الطراز الظاهري للكائن الحي ويعرف الطراز الظاهري بأنه طريقة ظهور الصفة الوراثية. وتنتج الطرز الظاهرية عن تفاعل جينات الكائن الحي مع البيئة التي يعيش فيها تتغير بيئة الكائن الحي باستمرار. فعوامل الضوء ودرجة الحرارة والرطوبة والمواد الغذائية وكذلك العوامل الاجتماعية لا تظل ثابتة. وتؤثر هذه العوامل في الكائنات الحية بطرق مختلفة. على سبيل المثال، يعد الضوء ضروريا للنباتات. لذا فإن مستويات الضوء، لها تأثير قوي في الطراز الظاهري للات فالنباتات التي تنمو ويزيد طولها في وجود ضوء الشمس الساطع، قد لا تكون بالححم نفسه في الضوء الخافت.
العوامل الفيزيائية ثمة العديد من العوامل الفيزيائية التي تؤثر في الطراز الظاهري بخلاف الضوء على سبيل المثال، قد يؤدي انخفاض مستويات المواد المغذية في التربة. مثل النيتروجين أو الحديد. إلى اصفرار
أوراق النباتات أو سقوطها.
كما يمكن أن تتسبب المواد المغذية في تغيرات كبيرة في الطراز الظاهري لبعض الحيوانات فالنحلة الكبيرة التي تظهر في الشكل 5 تشترك مع النحل الصغير الموجود حولها في الجينات نفسها. ولكن لأن نوع الغذاء الذي تتناوله النحلة الكبيرة غني بالمواد المغذية، ففد نمت لتصبح النحلة الملكة.
بالمثل. يولد طائر النحام طائر الفلامنجو الذي يظهر في الشكل 5 أبيض اللون لكنه يتحول إلى اللون الوردي لأن الغذاء الذي يأكله. ومنه الطحالب والقشريات، غني بالصبغة الحمراء.
طريقة حدوث وسائل التكيف
من المحتمل أن تكون البقع التي تغطي الزرافات قد ظهرت نتيجة لطفرة حدثت في زرافة واحدة منذ أجيال عديدة. وقد أنتجت الطفرة تنوعا ساعد الزرافات على البقاء ثم أصبح الجين الذي تعرض للطفرة جزءا من الطراز الجيني لجماعة الزرافات الأحيائية. كيف حدث ذلك ؟
كيف يمكن للتنوع الذي يظهر في فرد واحد أن يشيع بين جميع أفراد الجماعة الأحيائية ؟
الانتخاب الطبيعي
إن الانتخاب الطبيعي هو العملية التي نصح من خلاليا الكائمات الحية التي ظهرت فيها تنوعات تساعدها على البقاء في بيئتها أطول عمرا وأكثر قدرة على التنافس وأفضل تكاثرا من تلك الكائنات التي لم تظهر فيها التنوعات. فعندما يساعد النوع الكائن الحي على البقاء أو التنافس بصورة أفضل في بيئته. يصبح الكائن الحي الذي يظهر لديه هذا التنوع أطول عمرا. ولأنه يعيش لفترة أطول. يستطيع ان ينجب سلالة أكبر وقد يظهر لديها أيضا هذا التنوع. فضلا عن ذلك. يزيد عدد النسل الذي ينتقل إليه هذا التنوع عبر الورائة عبر العديد من الأجيال. ويؤول الأمر إلى أن يظهر التنوع في معظم أفراد الجماعة الأحيائية ويصبح وسيلة من وسائل التكيف كما يظهر في الشكل 9.
تحدث الطفرات بصورة عشوائية ومتكررة. بالتالي تكون التنوعات عشوائية ومتكررة. وتتوقف التنوعات التي تصبح من أساليب التكيف على ظروف البيئة. فجميع البيئات تتغير على مدار الوقت ، حيث بمكن للثورانات البركانية الهائلة أن تغير المناخ بسرعة. وتتسبب حركة الغارات في حدوث تغيرات تدريجية بطيئة. عندما تتغير البيئة. فإما أن تتكيف معها الجماعة الأحيائية أو ننمق. وقد يؤدي القضاء المتكرر على الجماعة الأحيائية إلى انقراض النوع.
التناسل الانتقائي
إن مشاهدة عملية الانتخاب الطبيعي في الواقع كمشاهدة الجبال وهي تزداد طولا فهي عملية تحدث على مدار أجيال عديدة ولا يمكن ملاحظتها في الغالب. لذلك. من الأسهل ملاحظة أحد أنواع الانتخاب التي يمارسها البشر. عندما يربي البشر بعض الكائنات الحية لتناولها كغذاء أو لاتخاذها حيوانات أليفة. فهم بختارون التنوعات التي تحدث في الجماعات الأحيائية بصورة طبيعية. وتعرف عملية اختيار كائنات حية وتربيتها للحصول على سمات معينة مرغوبة باسم التناسل الانتقائي تشبه عملية التناسل
الانتقائي الانتخاب الطبيعي. غير أن البشر هم من يقومون بالاختيار لا الطبيعة. من خلال تربية الكائنات الحية التي تتمتع بالسمات المرغوبة، يغير البشر من صفاتها الوراثية كما يحدث في الانتخاب الطبيعي تماما فزيادة
مستويات إنتاج اللبن في الأبقار والأحجام المختلفة من القطط والورود ذات الألوان المميزة. هي نتيجة التناسل الانتقائي. وكذلك الدجاج الذي يظهر في الشكل IO.
أنواع وسائل التكيف
تتكيف كل الأنواع الموجودة على الأرض بطريقة مميزة مع البيئات التي تعيش فيها. وذلك من خلال الانتخاب الطبيعي أو التناسل الانتقائي. فالدجاج يتكيف مع الحياة في المزارع كما تتكيف الزرافات مع الحياة في الأراضي العشبية. ومن خلال وسائل التكيف. تتمكن الكائنات الحية من الحفاظ على الاتزان الداخلي وتجنب المفترسات والعثور على الغذاء وتناوله نتقسم وسائل التكيف إلى ثلاث فئات أساسية هي التكيف التركيبي والتكيف السلوكي والتكيف الوظيفي. يوضح الجدول 1 أمثلة على كل من هذه الفئات.