الأحياء في المرحلتين الابتدائية والإعدادية · Grades 1–9
41المادة من الغذاء
عجل وزنه يصير في سنتين بقرة وزنها . نصف طنّ من البقرة الجديدة — لحمًا وعظمًا وجلدًا وقرنًا — ظهر من مكان ما. أكلت البقرة العشب؛ والمادة الجديدة ليست عشبًا؛ ومع ذلك لولا العشب لما وُجد شيء منها. وما تفعله الحيوانات بغذائها هو شأن هذا الفصل — جانب المستهلِكين من دفتر حسابات الفصل 40.
41.1 الحيوانات تبني مادتها من الغذاء
قضية 41.1 (المستهلِكون يحوّلون المادة العضوية)
يبني الحيوان مادته العضوية الخاصة — عضلًا وعظمًا وشحمًا وريشًا وصدفة — من المادة العضوية التي يأكلها. فالهضم (التعريف 25.3) يفكّك الغذاء إلى مغذيات؛ والدم يوصّلها (القضية 27.1)؛ وخلايا الجسم (القضية 29.7) تعيد تركيبها مادةً خاصة بالحيوان. فالحيوانات محوِّلة للمادة، لا صانعة لها من المعدني قط: فتلك تجارة المنتِجين وحدهم.
برهان. نقبله في هذا المستوى. ∎
مثال 41.2 (من العشب إلى البقرة)
تتبّع نصف الطنّ: البقرة ترعى ساعة بعد ساعة (وقد شرحت القضية 10.7 طول الساعات)؛ وهضمها الثقيل (التمرين 25.11) يفكّك العشب إلى مغذيات؛ ودمها يحملها إلى الضرع والعضل والعجل النامي في داخلها؛ وخلاياها تبني مادة بقرة من مادة عشب. فالمرعى، حرفيًّا، يمشي في صورة جديدة.
ملاحظة 41.3 (المادة تغيّر أصحابها لا طبيعتها)
عند كل سهم من أسهم السلسلة الغذائية (التعريف 19.1) تغيّر المادة العضوية أصحابها ويُعاد بناؤها — مادة عشب إلى مادة بقرة، ومادة بقرة (الحليب، واللحم) إلى مادة طفل. والعضوي لا يأتي من العدم قط: فالمستهلِكون يمرّرونه ويعيدون تشكيله. ولم يُصنع جديدًا إلا عند بداية السلسلة الخضراء (القضية 40.6)؛ ولا يعود معدنيًّا إلا عند نهاية المحلِّلين في الفصل التالي.
41.2 النمو إنتاج للمادة
تعريف 41.4 (إنتاج المادة عند الحيوان)
إنتاج المادة عند الحيوان هو المادة العضوية الجديدة التي يبنيها: نمو الصغير (كيلوغرامات العجل المضافة)، والتجديدات السنوية (فرو يُطرح ويعود، وقرون، وريش)، والإصلاحات (كالعظم الملتئم في الملاحظة 17.3)، والمنتجات (حليب، وبيض، وصوف). وكل ذلك غذاء أُعيد بناؤه.
مثال 41.5 (وزن الإنتاج)
يزن المزارعون الإنتاج كل يوم: فبقرة حلوب تعطي نحو من الحليب في اليوم — وهي مادة عضوية عليها أن تعيد بناءها من العلف يومًا بعد يوم؛ وبيضة الدجاجة نحو من المؤن المحزومة (الملاحظة 8.3)، تُركَّب في ليلة من حبّها. فلا علف، فلا إنتاج: والدفتر يوازن بلا رحمة.
قضية 41.6 (لا يصير كل الغذاء جسمًا)
لا يحوّل المستهلِك غذاءه كله مادةً جديدة أبدًا:
- فجزء لا يُمتصّ البتة، ويغادر فضلات (القضية 25.5)؛
- وجزء كبير يُحرَق — إذ يُجمع مع أكسجين النفَس (القضية 26.5) — لتشغيل الحركة والدفء: مادة تُنفق وقودًا وتغادر غازًا مزفورًا؛
- والباقي وحده يصير نموًّا ومنتجات.
فمن العشب الذي تأكله البقرة لا ينتهي بقرةً جديدة إلا كسر متواضع — ولهذا كان كل طابق من هرم القضية 34.5 أصغر بكثير من الذي تحته.
برهان. نقبله في هذا المستوى. ∎
مثال 41.7 (الهرم مشروحًا أخيرًا)
أطنان عشب مرج تغذّي قطيعًا من الأرانب؛ وكيلوغرامات الأرانب تغذّي ثعلبًا أو ثعلبين. وعند كل سهم تُحرق أكثر المادة للعيش أو تُفقد، ولا يُمرَّر إلى أعلى جسمًا إلا كسر. وكبار الصائدين نادرون (القضية 34.5) لأنهم يعيشون على بقايا البقايا — حسابًا لا سوء حظ.
41.3 موائد مختلفة وتجارة واحدة
برهان. نقبله في هذا المستوى. ∎
طريقة 41.9 (تدقيق مادة حيوان)
لأي حيوان، حرّر دفتر مادته:
- الداخل: أي مادة عضوية يأكل، وممن؟ (أي أسهم شبكته الغذائية الداخلة، التعريف 34.1)؛
- والمبني: أي نمو وتجديدات ومنتجات يصنع؟
- والخارج: الفضلات، والمادة المحروقة للحركة والدفء؛
- وراجع الميزان: فالإنتاج لا بد أن يكون الباقي المتواضع — فإن جعله زعم أكثر من ذلك (“هذه البركة تغلّ من مادة السمك أكثر مما تنمّيه من غذاء”)، فالزعم خاطئ.
مثال 41.10 (التدقيق في العمل)
دقّق في الشحرور (المثال 10.8): الداخل — ديدان، وحشرات، وتوت؛ والمبني — نموه هو، وريش كل سنة الجديد، وحضنة البيض؛ والخارج — فضلات على الجدار، والحصة المحروقة الكبيرة التي شغّلت سنة من الطيران والغناء. ووزن غذاء الطائر المغرّد اليومي هائل بالقياس إلى حجمه لأن الطيران يحرق حصة كبيرة من الدفتر بالضبط.
41.4 تمارين
تمرين 41.1 ★
اذكر تجارة المستهلِكين، وقابلها بتجارة المنتِجين في جملة لكل واحدة.
حل
حل التمرين 41.1.
المستهلِكون يحوّلون المادة العضوية التي يأكلونها إلى مادتهم العضوية. والمنتِجون يصنعون مادة عضوية جديدة من موادّ معدنية صرفة، بطاقة الضوء.
تمرين 41.2 ★
عدّد الخطوات التي تحوّل العشب عضلَ بقرة، مع تسمية الفصل الذي غطى كل خطوة.
تمرين 41.3 ★
أعطِ أربع صور من صور إنتاج المادة عند الحيوان، مع مثال على كل واحدة.
تمرين 41.4 ★
سمِّ وجهات غذاء المستهلِك الثلاث، وفق القضية 41.6.
حل
حل التمرين 41.4.
ما لا يُمتصّ البتة — يخرج فضلات؛ وما يُحرَق مع أكسجين النفَس للحركة والدفء — يخرج غازًا مزفورًا؛ والباقي، يُبنى نموًّا ومنتجات.
تمرين 41.5 ★
لماذا تحتاج البقرة الحلوب إلى العلف كل يوم لتواصل إعطاء الحليب؟
حل
حل التمرين 41.5.
لأن من الحليب كل يوم مادة عضوية عليها أن تعيد بناءها من علف ذلك اليوم؛ فالحليب إنتاج، والإنتاج غذاء أُعيد بناؤه — فلا مدخل، فلا مخرج.
تمرين 41.6 ★
تحوي البيضة من المادة العضوية. فأين صُنعت — في الدجاجة أم قبلها؟ فكّك ذلك بعناية.
حل
حل التمرين 41.6.
تُركَّب في الدجاجة، من مغذيات حبّها — لكن المادة العضوية نفسها صُنعت قبلها أول مرة، في أوراق نبتة الحبّ. فالدجاجة حوّلت؛ والنبات أنتج.
تمرين 41.7 ★★
استعمل القضية 41.6 لتشرح لماذا يضيق هرم الغذاء عند كل طابق.
حل
حل التمرين 41.7.
عند كل سهم تُحرق أكثر المادة المأكولة للعيش أو تُفقد فضلات، ولا يصير جسمَ الآكل إلا كسر متواضع — وهو وحده ما يستطيع الطابق التالي أن يأكله. فلكل طابق إذن كسر من المادة التي تحته: والهرم يضيق بالحساب.
تمرين 41.8 ★★
طبّق الطريقة 41.9 على قطة أليفة: الداخل، والمبني، والخارج — ببندين على الأقل في كل سطر.
حل
حل التمرين 41.8.
الداخل: لحم أو طعام معلَّب (وفأر بين حين وآخر). والمبني: نموها وهي هرّة صغيرة، والفرو الذي تجدده عند كل طرح، والإصلاحات بعد الخدوش. والخارج: فضلات في الحديقة، والحصة المحروقة التي شغّلت كل انقضاضة وخرخرة وقيلولة دافئة.
تمرين 41.9 ★★
“الثعلب والبقرة يفعلان بالغذاء أشياء مختلفة.” صحّح الجملة وفق القضية 41.8 — ما الذي يختلف، وما الذي يتطابق؟
حل
حل التمرين 41.9.
المختلف هو المصدر والعتاد: عشب في مقابل أرنب، وطواحن ومعًى هائل في مقابل أسنان إمساك ومعًى قصير. والمتطابق هو التجارة نفسها: فكلاهما يفكّك المادة العضوية المأكولة إلى مغذيات ويعيد بناءها مادةً خاصة به.
تمرين 41.10 ★★
ينمو طفل في سنة وهو يأكل مئات الكيلوغرامات من الغذاء. فأين ذهب الباقي؟ أجب بالدفتر.
حل
حل التمرين 41.10.
أكثرها غادر حصةً محروقة — شغّلت سنة من الجري والتفكير والبقاء عند — وجزء لم يُمتصّ البتة فغادر فضلات. ولم يصر جسمًا جديدًا إلا الباقي الصغير، وهو : فدفتر الطفل يوازن كدفتر البقرة.
تمرين 41.11 ★★
صدفة الحلزون مادة معدنية، ومع ذلك عدّتها المثال 40.2 صنعَ الحلزون. وفّق بين الأمرين: ماذا فعل جسم الحلزون، ومن أي موادّ، ليبنيها؟
حل
حل التمرين 41.11.
جسم الحلزون استخلص مكوّنات الصدفة المعدنية من غذائه ومما حوله، ونقلها، ورصّها طبقة فوق طبقة في عمارته الخاصة. فالمادة معدنية؛ أما البناء فعمل الحيوان الحي — شيء مصنوع، من مادة معدنية.
تمرين 41.12 ★★★
هكتار واحد من الأرض يستطيع أن يطعم بالبطاطا عددًا من الناس أكبر مما يطعمه بلحم خنزير رُبّي على تلك البطاطا. اشرح ذلك وفق القضية 41.6 — إلى أين يذهب الفرق حين تسلك البطاطا منعطف الخنزير؟
حل
حل التمرين 41.12.
إذا مرّت البطاطا عبر الخنزير أُنفق أكثر مادتها على عيش الخنزير نفسه — محروقًا للدفء والحركة، ومفقودًا فضلات — ولا يعود منها إلا كسر لحمًا. أما إذا أُكلت مباشرة فقد تخطّت نفقات الخنزير. فالفرق ذهب إلى دفتر الخنزير، لا إلى المائدة.
41.5 مسألة: دفتر المزرعة
مسألة 41.1
مسألة نهاية الأسبوع — مزرعة صغيرة مدقَّقة، من الحقل إلى المائدة
حيازة الجدة الصغيرة: مرعًى فيه بقرة واحدة، وقنّ فيه عشر دجاجات تُعلف بالحبّ، وحوض خضر، ومطبخ الأسرة. وفي نهاية الأسبوع هذه، أنت من يمسك دفتر مادتها.
القسم الأول — طابق المنتِجين.
- عدّد منتِجي الحيازة. وما مدخلاتهم المعدنية، وما مصدر طاقتهم؟
- ينمّي المرعى نحو من مادة العشب في الموسم. ففي أوراق مَن صُنع كل غرام منها؟
- تنثر الجدة روث القنّ على حوض الخضر. فأي قاعدة من قواعد القضية 35.5 تحفظها، وما الذي يعيد الروث تموينه بالضبط؟
- ولماذا لا يمكن أن تُعلف البقرة أملاحًا معدنية وماءً مباشرة، توفيرًا للمرعى؟
القسم الثاني — طابق المستهلِكين.
- تأكل البقرة نحو من العشب في اليوم وتعطي نحو من الحليب. سمِّ الوجهات الثلاث لكمية الناقصة.
- تحوّل الدجاجات الحبّ بيضًا. اكتب دفتر الدجاجة — الداخل، والمبني، والخارج — واذكر لماذا تبيض الدجاجة التي تطرح ريشها (وهي تجدد ريشها كله) بيضًا أقل مدةً من الزمن.
- يأخذ صقر كتكوتًا. مُدّ سلسلة الحيازة الغذائية إليه، واذكر عند أي حلقات صُنعت المادة وعند أيها حُوّلت فحسب.
- تأكل الأسرة البيض والحليب والخضر. تتبّع المادة العضوية في فطور واحد — خبز، وبيضة مسلوقة، وحليب — كلًّا منها إلى الورقة التي صُنعت فيها أول مرة.
القسم الثالث — حساب الطوابق.
- تقول الجدة: “المرعى يطعم بقرة واحدة؛ ولن يطعم أكثر من وجار صغير من الثعالب لو أكلت الثعالب أرانب تغذّت على عشبه.” برّر تقديرها بخسائر كل طابق.
- حوض الخضر يطعم الأسرة مباشرة. مستعملًا منطق التمرين 41.12، اشرح لماذا يطعم الحوض عددًا من الناس في المتر المربع أكبر مما يطعمه طريق المرعى فالبقرة فالحليب.
- في الجفاف يتوقف نمو العشب. تنبأ، بالترتيب، بما يحدث لحليب البقرة، ولوزنها، ولسطر “المبني” في الدفتر — ولماذا لا تفيد شمس زائدة ما دام المطر مخفقًا (والمفتاح في المسألة 40.1، السؤال السابع).
- أغلق الدفتر بجملة لكل طابق: المنتِجون، والمستهلِكون — وسمِّ من ما زال غائبًا عن الحساب (وهو موضوع الفصل التالي).
حل
حل المسألة 41.1.
1. أعشاب المرعى ونباتات حوض الخضر (وأي أشجار مثمرة). المدخلات: ماء وأملاح معدنية من التربة، وثاني أكسيد الكربون من الهواء. والطاقة: الضوء.
2. في أوراق نبتات العشب نفسها — كل غرام: فالمنتِجون يصنعون في الموقع، نهارًا.
3. ردّ ما تستعير: فتعفن الروث يعيد تموين الأملاح المعدنية في تربة الحوض، عوضًا عمّا تحمله المحاصيل بعيدًا.
4. لأن البقرة مستهلِكة: فتجارتها تحتاج إلى مادة عضوية تفكّكها وتعيد بناءها. والأملاح المعدنية والماء مدخلات منتِج؛ ولا آلة عندها لبناء جسم من معادن — وتلك هي التجارة التي تعوزها بالضبط.
5. جزء يمرّ بلا امتصاص — وهو الروث؛ وجزء كبير يُحرق مع الأكسجين المتنفَّس لتشغيل المشي والمضغ والبقاء دافئة؛ والباقي يصير حليبًا وبقرة (ويوازن دفتر اليوم).
6. الداخل: الحبّ. والمبني: البيض، وصيانتها هي، و— عند طرح الريش — كساء ريش جديد كامل. والخارج: الفضلات والحصة المحروقة. وعند طرح الريش يُنفق سطر “المبني” على الريش؛ ومع بقاء المدخل على حاله، لا بد أن يتقلص بند البيض مدةً من الزمن.
7. عشب دجاجة (عبر الحبّ، وهو نفسه منتج نباتي) كتكوت صقر؛ أو من جهة المرعى: عشب بقرة. والمادة صُنعت عند الحلقات الخضراء وحدها (العشب، ونبتات الحبّ)؛ وكل حلقة حيوانية — الدجاجة، والكتكوت، والصقر، والبقرة — لم تفعل إلا أن حوّلتها.
8. الخبز: أوراق نبتة القمح. والبيضة المسلوقة: دجاجة من حبّ — أوراق نبتة الحبّ. والحليب: بقرة من عشب — أوراق العشب. ثلاثة آثار، وثلاث أوراق، كلها في الضوء.
9. كل طابق لا يمرّر إلا كسرًا: فمن من العشب لا يبني قطيع الأرانب جسمًا إلا كسره المتواضع؛ ومن ذلك لا تبني الثعالب إلا كسرًا آخر. فطابقان من الخسائر يقلّصان ما يعادل مرعًى من العشب إلى ما يعادل وجارًا من الثعالب — وتقديرها حساب الهرم.
10. إذا أُكل محصول الحوض مباشرة بلغ الأسرة بلا طابق مستهلِك بينهما: فلا يُحرق منه شيء في عيش حيوان ولا يُفقد في فضلاته. أما طريق المرعى فيدفع نفقات البقرة كاملة أولًا، فيطعم كل متر مربع عددًا أقل من الناس.
11. يتوقف العشب عن الإنتاج، فيخفق مدخل البقرة: فيتقلص الحليب أولًا (فالإنتاج غذاء أُعيد بناؤه)، ثم تحرق شحمها المدَّخر فتفقد وزنًا — ويصير سطر “المبني” سالبًا. والشمس طاقة لا مادة: فمن غير ماء لا شيء يبني به العشب، فلا يمكن إنقاذ المرعى من السماء.
12. المنتِجون: نباتات الحيازة تصنع كل مادتها العضوية من موادّ معدنية وضوء. والمستهلِكون: البقرة والدجاجات والأسرة يحوّلون تلك المادة، فيحرقون أكثرها ويبنون الباقي. والغائب: المحلِّلون — وعليهم أن يردّوا الفضلات والروث وبقايا الخريف إلى مادة معدنية؛ وهم موضوع الفصل التالي.