Biology · الكتاب 1 · Grades 1–9

الأحياء في المرحلتين الابتدائية والإعدادية

الأحياء في المرحلتين الابتدائية والإعدادية · Grades 1–9

29نظرة أولى إلى الخلايا

انظر إلى ظاهر يدك: جلد أملس، وسطح واحد بلا فواصل. والآن تخيّل عدسة مكبّرة قوية بما يكفي لتقريب ألف مرة. عندئذ ينحلّ السطح الأملس إلى رصيف من حجيرات صغيرة، مركّبة بعضها إلى بعض كبلاط الأرض — وكل كائن حي لقيته في هذا الكتاب، من الطحلب إلى الحوت، مرصوف الرصف نفسه. فأكبر أسرار علم الأحياء صغير.

29.1 الكائنات الحية مصنوعة من خلايا

تعريف 29.1 (الخلية)

الخلية أصغر لَبِنة حية في الكائن الحي. وأكثر الخلايا أصغر بكثير من أن تُرى بالعين المجردة؛ والجسم مبني منها كما يُبنى الجدار من الطوب. وجسمك أنت مصنوع من عشرات آلاف المليارات من الخلايا.

قضية 29.2 (مبدأ الخلية)

كل كائن حي مصنوع من خلايا — كل حيوان، وكل نبات، وكل فطر، حتى الكائنات الحية التي ليست إلا خلية واحدة. وهذا البناء المشترك من أكبر علامات وحدة الحياة: فمهما تختلف الأقحوانة والحوت، فهما عن قرب مبنيان من الصنف نفسه من الوحدات الحية الصغيرة.

برهان. نقبله في هذا المستوى.

مثال 29.3 (ما مقدار هذا الصغر؟)

خلية معتادة من خلايا جسمك تبلغ نحو جزء من خمسين من المليمتر. فصفّ 5050 منها فتمتد مليمترًا واحدًا — ونقطة قلم رصاص تستطيع أن تغطي الاستعراض كله. ولهذا لم يشك أحد في وجود الخلايا في معظم تاريخ البشر: فلبنات الحياة أصغر من أصغر ذرّة تراها العين.

29.2 الآلة التي كشفتها

تعريف 29.4 (المجهر)

المجهر آلة تكبّر عدساتها الأشياء الشديدة الصغر مئات المرات. وقد كشف، إذ وُجّه إلى شرائح رقيقة من مادة حية، ما لم تره عين قط: الخلايا. والاسم نفسه صاغه راصد قديم رأى أن الحجيرات الصغيرة في شريحة من الفلّين تشبه غرف الرهبان الصغيرة — الخلايا.

الآلة التي كشفت الخلايا: عدسات، وضوء، وشريحة رقيقة على لوح زجاجي.
الآلة التي كشفت الخلايا: عدسات، وضوء، وشريحة رقيقة على لوح زجاجي.

مثال 29.5 (كلاسيكيتان تحت العدسة)

رصدان يستطيع أي مجهر مدرسي أن يعيدهما: فشظية من القشرة الرقيقة داخل بصلة تُظهر صفوفًا أنيقة من خلايا كالطوب، جدارًا إلى جدار؛ وكشط رفيق من باطن الخدّ يُظهر خلايا أكثر استدارة متفرقة — وهي خلاياك. نبات وحيوان جنبًا إلى جنب، وكلاهما خلوي.

تحت المجهر: خلايا البصلة وخلايا الخدّ. وكل حجيرة — ومعها بقعتها الداكنة الصغيرة — خلية واحدة.
قشرة البصلة: خلايا كالطوب في صفوف أنيقة
تحت المجهر: خلايا البصلة وخلايا الخدّ. وكل حجيرة — ومعها بقعتها الداكنة الصغيرة — خلية واحدة.
كشط الخدّ: خلايا أكثر استدارة، متفرقة
تحت المجهر: خلايا البصلة وخلايا الخدّ. وكل حجيرة — ومعها بقعتها الداكنة الصغيرة — خلية واحدة.

ملاحظة 29.6 (البقعة الداكنة)

في المنظرين تُظهر أكثر الخلايا بقعة أدكن صغيرة في داخلها: وهي مركز قيادة الخلية، ويسمى النواة. أما ما تقود به النواة — وهو خيط التعليمات الشهير الملفوف في داخلها — فحكاية لسنوات هذا الكتاب اللاحقة؛ وحسبنا الآن أن نلاحظ أن الغرف الصغيرة ليست خاوية.

29.3 من خلية واحدة إلى جسم

قضية 29.7 (الأجسام تنمو بخلاياها)

ينمو الجسم ويصلح نفسه لأن خلاياه تستطيع أن تنقسم: فتنشطر خلية واحدة إلى خليتين حيتين، والاثنتان إلى أربع، وهكذا. والازدياد طولًا (القضية 15.7) هو في أساسه تكاثر للخلايا؛ والسحجة التي تلتئم (الملاحظة 17.3) هي خلايا تعيد البناء. وكل جسم، ولو كان الأكبر، بدأ خلية واحدة — هي البويضة المخصَّبة في التعريف 23.1.

برهان. نقبله في هذا المستوى.

مثال 29.8 (من واحدة إلى تريليونات)

تنقسم البويضة المخصَّبة إلى 22 من الخلايا، ثم إلى 44، ثم 88، ثم 1616 … والانقسام المتكرر، على مدى شهور وسنوات، بنى عشرات آلاف المليارات من الخلايا التي تقرأ هذه الجملة. وكل خلية منك تنحدر من تلك الخلية الأولى.

ملاحظة 29.9 (حيوات كاملة في خلية واحدة)

بعض الكائنات الحية لا يتجاوز خلية واحدة — ولا يحتاج إلى أكثر منها. وقطرة من ماء بركة تعجّ بها: خلايا مفردة تسبح وتتغذى وتنقسم، حيوات كاملة على مقياس المجهر. وجراثيم التعريف 6.1 في أكثرها كائنات حية وحيدة الخلية كهذه — معارف قديمة، ولها الآن تفسير.

29.4 تمارين

تمرين 29.1

ما الخلية؟ وكم خلية يتألف منها جسمك تقريبًا؟

حل

حل التمرين 29.1.

أصغر لَبِنة حية في الكائن الحي. وجسمك مصنوع من عشرات آلاف المليارات منها.

تمرين 29.2

لماذا لم يعرف أحد شيئًا عن الخلايا في معظم التاريخ؟ وأي آلة غيّرت ذلك؟

حل

حل التمرين 29.2.

لأن الخلايا أصغر من أصغر ذرّة تستطيع العين رؤيتها. والمجهر — وهو يكبّر الشرائح الرقيقة مئات المرات — هو الذي كشفها.

تمرين 29.3

صف ما يُظهره المجهر في قشرة البصلة، وفي كشط الخدّ. وبم يشترك المنظران؟

حل

حل التمرين 29.3.

قشرة البصلة: خلايا كالطوب في صفوف أنيقة، جدارًا إلى جدار. وكشط الخدّ: خلايا أكثر استدارة متفرقة. والمشترك: أن المادتين مصنوعتان كلتاهما من خلايا، تُظهر أكثرها بقعة داكنة صغيرة في داخلها.

تمرين 29.4

ما اسم البقعة الداكنة الصغيرة التي تُرى في أكثر الخلايا؟

حل

حل التمرين 29.4.

النواة — وهي مركز قيادة الخلية.

تمرين 29.5

كم خلية من خلايا الجسم تمتد مليمترًا واحدًا إذا صُفّت — وكم طول الخلية الواحدة بالمليمتر؟

حل

حل التمرين 29.5.

نحو 5050 خلية تمتد مليمترًا واحدًا؛ والخلية الواحدة نحو جزء من خمسين من المليمتر — أي 0.02mm0.02\,\mathrm{mm}.

تمرين 29.6

ماذا تفعل الخلايا في الأساس حين يزداد الطفل طولًا؟ وحين تلتئم ركبة مسحوجة؟

حل

حل التمرين 29.6.

الازدياد طولًا: خلايا الجسم تنقسم وتتكاثر. والالتئام: خلايا تنقسم لتعيد بناء الرقعة المصابة.

تمرين 29.8

تنقسم خلية إلى 22؛ ثم تنقسم كل واحدة منهما من جديد، وهكذا. تابع المضاعفة ابتداءً من 11: كم خلية بعد 55 انقسامات؟ وكم بعد 1010؟

حل

حل التمرين 29.8.

المضاعفة ابتداءً من 11 تعطي 22 ثم 44 ثم 88 ثم 1616 ثم 3232: فهناك 3232 خلية بعد 55 انقسامات. وخمس مضاعفات أخرى تعطي 6464 ثم 128128 ثم 256256 ثم 512512 ثم 10241024: أي 10241024 خلية بعد 1010 انقسامات.

تمرين 29.9 ★★

اشرح هذه الجملة: “الأقحوانة والحوت يبينان وحدة الحياة.” فبم يشتركان وفق القضية 29.2؟

حل

حل التمرين 29.9.

مهما يختلفا حجمًا وشكلًا وحياةً، فكلاهما مبني من الصنف نفسه من الوحدات الحية الصغيرة — الخلايا. وخطة البناء المشتركة، وهي مشتركة بين الكائنات الحية كلها، هي معنى “وحدة الحياة”.

تمرين 29.10 ★★

قطرة من ماء بركة تحوي كائنات حية كل واحد منها خلية مفردة. راجعها في مقابل علامات الحياة في القضية 1.3: أي العلامات تستطيع خلية مفردة أن تُظهرها؟

حل

حل التمرين 29.10.

كلها: فالخلية المفردة تولد (من خلية أم تنقسم)، وتتغذى، وتنمو، وتنقسم — فتصنع كائنات حية جديدة مثلها — وتموت. فخلية واحدة تكفي لحياة كاملة.

تمرين 29.11 ★★★

خلايا الفيل في حجم خلايا الفأر تقريبًا. فما الذي يجعل الفيل أكبر إذن — خلايا أكبر أم خلايا أكثر؟ وعلام يدل جوابك في شأن كيفية عمل النمو، وفق القضية 29.7؟

حل

حل التمرين 29.11.

خلايا أكثر — فحجم الخلية لا يكاد يتغير بين الفأر والفيل. والنمو إذن ليس نفخًا للخلايا بل تكثيرًا لها: فالأجسام تكبر بانقسام بعد انقسام، تمامًا كما تقول القضية.

المصطلحات المعرَّفة في هذا الفصل

عرض كل المصطلحات (479) في المسرد