اللافقاريات ـــ المحاضرة (1)

اللافقاريات ـــ المحاضرة (1)
المقدمة:
تعيش على الأرض العـديد من الكائنات الحـية، وهي توجـد في كل البيئات المختلفة على سـطح الأرض أو تحت سطح الماء. وهي عبارة عن كـائنات حيوانية ونباتية وغـيرها. وقد قام دارسوا علم الحيوان بتسمية أكثر من مليون ونصف مليون نوع من الحيوانات، كما أن آلافاً أخرى تضاف إلى القائمة كل عام ومع هذا فإن بعض علماء الحيوان يعتقد أن أنواع الحيوانات المعروفة حتى الآن تمثل اقل من 20? من كل الحيوانات الموجودة الآن بالفعل، وأقل من 1? من كل الحيوانات التي وجدت في الماضي. ويعتقد أن الكائنات الحيوانية التي تم وصفها منها 5? فقط ما يمكن أن يقال عنها أنها تمتلك عمود فقري وبالتالي تسمى بـ "الفقاريات"، أما الغالبية العظمى من الكائنات الحيوانية والتي تمثل 95? من الحيوانات المتواجدة على سطح الكرة الأرضية أو في مياهها فهي لا تمتلك ذلك العمود الفقري لذلك اصطلح على أن تسـمى بـ "اللافقاريات". ويعرف علم اللافقاريات: هو العلم الذي يهتم بدراسة الكائنات الحية والتي تفتقد وجود العامود الفقري الظهري وتشتمل على كائنات بسيطة أو معقدة دراسة دقيقة وشاملة.
فاللافقاريات ليست مجموعة متجانسة من الشـعب بقـدر ما هي خـليط من الحيوانات التي تقع تحت عدد من الشعب، ويتضح أن هـناك قرابة بين بعض أنواعها بينما لا توجد أي علاقة بين بعضها الآخر فمنها ما هو راقي تركيبياً ومنها ما هو عبارة عن كائنات بسيطة التكوين, وهي تظهر في هذا مدى شاسعاً من حيث التكيف يفوق ذلك الذي عند الفقاريات. وبسبب ذلك الاتساع فإن علم اللافقاريات لا يمكن اعتباره مجال خاص من علم الحيوان كما هو الحال في علم الأوليات أو علم الحشرات وغيرها، وما أدلى على ذلك أنه لا يوجد أحد من علماء علم الحيوان يمكن أن يدعي عالم لافقاريات بينما نجد أن هناك عالم أوليات أو عالم رخويات أو عالم قراديات وغيرها في حين أنه قد نجد أن هناك جزء من علماء علم الحيوان قد يكون مهتماً ببعض جوانب علم وظائف الأعضاء أو علم الأجنة أو علم البيئة أو حتى أكثر من جانب في مجموعة اللافقاريات. وتنتشر اللافقاريات بسبب هذا الاتساع الكبير في جميع البيئات باختلافها فمنها الأرضية ومنها المائية ومنها أيضاً التي لها جزء من دورة حياتها في بيئة وجزء آخر من دورة حياتها في بيئة أخرى.

البيئات المائية:
1 ـ مياه التربة والمياه الراكدة: في هذه البيئة تتواجد العديد من الكائنات الحية والتي تستطيع العيش بكميات قليلة من الرطوبة بين جزيئات التربة المكونة لها كما في العديد من الأوليات ويرقات العديد من الكائنات والحشرات وبعض القواقع.

2 ـ مياه الأنهار والمياه العذبة: تتواجد بها العديد من التشكل البيولوجي من أسماك مختلفة ومن أنواع عديدة من اللافقاريات وغيرها من الكائنات الحية الأخرى.

3 ـ مياه البحار والمحيطات: وهي تمثل الحجم الأكبر من الكتلة البيولوجية على سطح الأرض من تنوع في الأنواع وعدد في الأفراد وذلك بسبب الاختلاف الكبير في بيئات هذه المياه فهي تحتوي على العديد من البيئات المختلفة وهي تضم بين مياهها العديد من الكائنات المختلفة والتي تناسب معيشتها وتكيفاتها تلك البيئات والظروف المحيطة بها وهي بشكل مختصر تقسم إلى:

بيئة منطقة المد والجزر: إن الحيوانات المتخصصة فقط هي التي تتمكن من العيش والبقاء بنجاح في هذه البيئة المضطربة، لذا فأغلب الحيوانات المتواجدة على السواحل عبارة عن حيوانات بارعة بالحفر بصورة مدهشة وصغيرة بالحجم نسبياً وذلك لتأثر المجاميع المختلفة في هذه المنطقة مباشرة بظروف المناخ المحلية أكثر من المجاميع الأخرى والتي تقع أسفل منطقة المد والجزر، فأثناء فترات الجـزر قـد تتعرض مباشرة إلى الضوء الشمسي الحار وللجفاف والمطر والرياح الباردة والتجمد والافتراس من قبل الحيوانات الأرضية والإنسان.

بيئة الرصيف القاري: وهي تعتبر من أغنى البيئات البحرية بالأنواع وذلك لعدة أسباب منها وصول الضوء في هذه المنطقة والثبات النسبي في درجات الحرارة والملوحة والعوامل الأخرى الذي نجد أن هذه المنطقة تقطنها العـديد من الكائنات الحية القاعية والطافية وأنواع عديدة من الكائنات اللافقارية ولذلك تعد الغالبية العظمى من اللافقاريات في هذه المنطقة والتي في الغالب لا يزداد عمقها عن 200 م تحت سطح الماء.

بيئة القاع العميق والأغوار: أما بالنسبة للمجموعات الحيوانية القاطنة أعماق البحار والمحيطات فيمكن القول بأنها تتميز بأنها فقيرة مقارنة بالمجاميع الحيوانية بالرصيف القاري، ولكنها تحتوي على نسبة كبيرة نوعاً ما من الأنواع المستوطنة المقتصرة على أعماق البحر وعند النزول للعمق وعند الابتعاد عن اليابسة فإن الأنواع القـادرة على العيش في الأعمـاق تصبح أقـل كما تصبح المجموعـة الحيوانية التي في الأعمـاق السحيقة ذات صفات خاصة.
تشتمل صنف اللافقاريات على عدد كبير من الحيوانات، تتخذ أشكالا مختلفة، ولذا قسمت إلى عدة مجموعات رئيسية. وهذه المجموعات تدعى الشعب الحيوانية. تضم شعبة الثقبيات حيوانات ذات مسام تعرف بالإسفنجيات. وهناك اللواسع وتشمل حيوانات تسمى اللاحشويات (الجوفمعويات)، مثل الهايدرا. وتتميز اللاحشويات بامتلاكها بعض الأعضاء اللاسعة الخاصة التي تسمى حويصلات خيطية. وهناك الديدان المسطحة، وتشمل الديدان ذات الأجسام المسطحة، مثل الدودة الشريطية. وهناك الخيطيات، وهي الشعبة التي تنتمي إليها الديدان الاسطوانية، مثل الاسكارس. وتشمل الحلقيات ديدانا أجسامها مؤلفة من حلقات, وتنتمي إلى هذه المجموعة دودة الأرض. وهناك قنفذيات الجلد، وهي مجموعة من الحيوانات ذات أشواك خارجية، مثل نجم البحر. وتتألف شعبة الرخويات من الحيوانات الرخوية، وهي ذات أجسام طرية لها عادة أصداف كلسيه, وينتمي إلى هذه المحار. وتعتبر المفصليات أكبر الشعب الحيوانية من ناحية تعدد الأنواع, وتتألف من الحيوانات ذات الأرجل المفصلية، ولها هيكل عظمي خارجي من الكايتين، يشبه الدرع غالبا, وتضم الحشرات والعناكب. وتتألف شعبة الحبليات من حيوانات ذات بنية من العظم صلبة نوعا ما أو ذات غضاريف في الظهر تدعمها. والنوع الأدنى من هذه الحيوانات له قضيب غضروفي من قطعة واحدة في ظهره، ويعد من اللافقاريات. أما النوع الأرقى من الحبليات فله عمود فقري مقسم إلى فقرتين, وهذا النوع الحيواني يعد من الفقاريات. صاغ مصطلح اللافقاريات جان لامارك Jean Lamarck ليصف الحيوانات التي لا تمتلك عمودا فقريا. لذلك تتضمن هذه المجموعة جميع الحيوانات باستثناء الفقاريات(الأسماك، والزواحف، والبرمائيات، والطيور، والثدييات). وحاليا تصنف إلى أكثر من 30 شعبة، من المتعضيات البسيطة مثل الإسفنجيات والديدان المنبسطة flatworm إلى الحيوانات المعقدة مثل مفصليات الأرجل arthropod والرخويات mollusk, وكما مبين أدناه:









النظم التقسيمية: بصفة عامة تقسم الكائنات الحية استنادًا إلى الصفات التالية:
1. الشكل العام (مثل الحجم، الشكل، اللون،...إلخ).
2. الصفات التشريحية (مثل الترتيب الخلوي، الجدار، التجرثم،...إلخ).
3. الصفات الدقيقة (مثل صور المجهر الإلكتروني للتركيب الداخلي الدقيق للخلايا).
4. الخصائص البيوكيميائية.
5. الصفات الوراثية (مثل تركيب الحوامض النووية rRNA).
ومن أشهر النظم التقسيمية المستخدمة - التي أستمر العلماء في الاعتماد عليها لفترات طويلة التقسيم الذي وضعه العالم Whittaker عام 1969م والذي يتكون من خمس ممالك، استنادا إلى طبيعة التركيب الخلوي لها والذي يتكون من خمس ممالك:-
1.مملكة المونيرا Monera: وتضم البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة (البكتريا الزرقاء) وتتميز بخلايا بدائية وبعدم وجود نواة متميزة (Procaryotic).
2.مملكة البروتستا :Protista والتي تشمل الفطريات اللزجة Slime mold، الأوليات (البروتوزوا Protozoa).
3.المملكة النباتية Plantae: وهي عبارة عن كائنات عديدة الخلايا متميزة النواة تضم بعض أنواع الطحالب، الأشنات, والنباتات المزهرة. وتعتمد هذه المجموعة في تغذيتها على عملية البناء الضوئي.
4.المملكة الحيوانية Animalia: وهي كائنات راقية النواة عديدة الخلايا تشمل الإسفنج، الديدان، الحشرات، الفقريات. وتحصل هذه المجموعة على غذائها بواسطة فم يلتهم المواد العضوية من الخارج.
5.مملكة الفطريات Fungi: وتضم كائنات ذات نواة راقية متميزة بعضها وحيد الخلية مثل الخمائر، وبعضها عديد الخلايا مثل الأعفان Molds. ومنها ما هو كبير الحجم يمكن مشاهدته بالعين المجردة مثل المشروم، وتحصل على غذائها بواسطة امتصاص العناصر الذائبة فى الوسط الذي تعيش فيه من خلال غشاء الخيوط الفطرية المسماة Hyphae.
وفي مراحل لاحقة، وبمعرفة المزيد عن الصفات والخصائص الوراثية للكائنات الحية، بدأ تقسيم ويتيكر يفقد القبول في أوساط بعض العاملين في مجال الميكروبيولوجي بسبب العوامل التالية:
1-عدم وجود حد فاصل واضح بين مجموعتي الـ Eubacteria, Rcheobacteria.
2- مملكة البروتستا Protista تعتبر شديدة التنوع والاختلاف، لدرجة لا يمكن اعتبارها مفيدة تقسيميًا.
3- حدود الممالك الثلاث (النباتية – الفطريات – البروتستا) غير واضحة المعالم، أي أن هناك تداخلا في الوضع التقسيمي لبعض الكائنات.
ونتيجة للعوامل السابقة، تم اقتراح عدد من البدائل التقسيمية كان أخرها التقسيم الذي وضعه العالمان Patterson, Sogin عام 1992م, وقد وضعت فيه الكائنات الحية تحت مجموعتين رئيسيتين:
1- مجموعة Procaryota: وتضم مملكتين هما:

• مملكة Bacteria.
• مملكة Archeobacteria.

2- مجموعة Eucayota: وتضم خمسة ممالك هي:
•مملكة Eanycota.
•مملكة Animalia.
•مملكة Planta.
•مملكة .Chromista
•مملكة Protozoa.

وبصفة عامة فإن النظم التقسيمية المذكورة أعلاه تمثل أحدث ما توصل إليه علماء التقسيم في هذا المجال حتى الوقت الراهن. غير أن المجال لا يزال مفتوحًا لمزيد من الاجتهادات، وبالتالي ظهور نظم تقسيمية جديدة استنادًا إلى ما يظهر من معلومات إضافية عن الصفات الوراثية الدقيقة لهذه الكائنات. وحالياً يصنف مملكة الحيوان Animal Kingdom في ثلاث مملكات كالآتي:



1- مملكة الأوليات الحيوانية :Subkingdom: Protozoa ويشمل عدة شعب هي التي تضم الحيوانات وحيدة الخلية (أو اللاخلوية)، وهذه يتكون جسم الفرد فيها من كتلة بروتولازميه واحدة بها نواة أو عدد من الأنوية وتقوم بأداء كل الوظائف الحيوية المعروفة.

2- تحت مملكة البارازوا (أو نظائر البعديات) :Subkingdom: Parasoa ويشمل شعبة واحدة هي شعبة الساميات أو الحيوانات الأسفنجية، وهي حيوانات عديدة الخلايا إلا أن خلاياها قليلة التخصص أو التميز ولا تكاد تكون أنسجة واضحة بالمعنى المعروف.

3- تحت مملكة البعديات Subkingdom: Metazoa: ويضم بقية شعب الحيوان، وكلها حيوانات عديدة الخلايا، خلاياها متميزة ومتخصصة.

حيث أن اللافقاريات ذات مجموعات واسعة جداً فإننا سوف نقوم بذكر بعض الصفات العامة للشعبة وطرق تغذيتها ونظام التنظيم الأزموزي بها وطرق إخراجها وبيئاتها التي تعيش فيها. وحيث أن الغالبية العظمى من الكتب التي تكلمت عن اللافقـاريات قـد أوردت الأوليات ضمن اللافقاريات فسوف نوردها هنا أيضا. مع أنها لا تتبع المملكة الحيوانية وإنما وضعت في مملكة خاصة بها وهي مملكة البروتستا Protista بعد تعديل توزيع الممالك إلى جنس وممالك. والذي اقترح بواسطة وتاكر Whittaker والذي أنشأ التمييز الأسـاسـي بين ذوات الأنوية البدائية والحقيقية. فمملكـة المونيرا Monera تحتوي ذوات الأنوية البدائية, وهي المملكة الاكثر بدائية في الكائنات الحية حيث يفتقر أفراد هذه المملكة الى نواة حقيقية ذات غشاء يفصل محتوياتها عن السايتوبلازم وكذلك تفتقر الى عضيات منفصلة ذات اغشية خاصة مثل تلك الموجودة لدى الكائنات الارقى. ولذلك يعرف افراد هذه المملكة على انها كائنات بدائية النواة او غير حقيقية النواة prokaryotes وتمثلها البكتريا بانواعها والبكتريا الخضراء المزرقة أو التي تعرف بأسم السيانوبكتريا cyanobacteria، وتوزعت ذوات الأنوية الحقيقية على الممالك الأربـع الباقية. وتنظم مملكة البروتستا Protista الكائنات وحـيدة الخلية حقيقـة النـواة أو مجموعة غير متجانسة (متغايرة) heterogeneous من الكائنات الحية حقيقية النوى لكن لا يمكن تصنيفها لا كحيوانات ولا كنباتات ولا حتى كفطريات. لذلك تشكل مملكة مستقلة تدعى مملكة الطلائعيات Protista. أول من تحدث عن الطلائعيات كمجموعة مستقلة كان العالم أرنست هيكل. حيث قسم هيكل عام 1874م شعب اللافقاريات إلى:
(أ) الأوالى: وهي حيوانات وحيدة الخلية وتضم شعبة واحدة هي شعبة الحيوانات الأولية.
(ب) التوالى: وهي حيوانات متعددة الخلايا وتضم عدداً كبيراً من الشعب.
بشكل عام تتميز مجموعة الطلائعيات بأمور كثيرة منها البنية البسيطة نسبيا (غالبا وحيدة الخلية أو متعددة الخلية بدون تمايز خلوي أو انسجة متخصصة specialized tissues)، لذلك يعتبرها البعض كأنها الحاوية لكل ما لا يمكن وضعه في أي من الممالك الأخرى. يضم هذا العالم الحيوانات الابتدائية Protozoa والطحالب وحيدة الخلية. يختلف عن مملكة البدائيات Monera باحتواء خلاياه على نوى حقيقية Eukaryotic كما أن تراكيبه السايتوبلازمية كالمايتوكوندريا مثلاً محاطة بأغلفة غشائية. وقد قسمت الكائنات عديدة الخلايا إلى ثلاث ممالك، على أسـاس أسـلوب التغذية وغيرها من الفروق الأساسية في التعضي. وتشمل مملكة النبات Plantae الكائنات عديدة الخلايا ضوئية التمثيل والنباتـات الراقية والطحالب عديدة الخـلايا. وتضم مملكة الفطريـات Fungi الأعفان Molds. والخميرة، والفطريات التي تحصل على طعامها بالامتصاص. وتشـكل اللافقاريات (عدا الحيوانات الأولية) والفقاريات مملكة الحيوان Animalia. ومعظم هذه الأنواع تبتلع طعامها وتهضمه داخلياً رغم أن بعض الأنواع الطفيلية تمتص طعامها.
أهمية اللافقاريات: تعد اللافقاريات مهمة للغاية لأنها ذات مساس مباشر بحياة الإنسان من حيث فوائدها وأضرارها.
فوائد اللافقاريات:
1. مصادر غذائية مهمة: الروبيان (الجمبري) - السرطان- المحار- القواقع وغيرها.
2. إنتاج مواد مفيدة: كالعسل والشمع والحرير مثل النحل ودودة القز كما ينتج الأسفنج التجاري من الأسفنج الحقيقي Euspongia.
3. تهوية وتخصيب التربة: دودة الأرض في تفتيت التربة وتقليبها وتهويتها كما أنها تحول المواد العضوية المتفسخة التي تمر عبر قناتها الهضمية إلى مواد بسيطة تضاف إلى التربة فتزيد من خصوبتها.
4. تلقيح النباتات: تقوم بعض أنواع الحشرات بعملية التلقيح حيث تنتقل من زهرة إلى أخرى بحثا عن الرحيق بنقل حبوب اللقاح وهذا بدوره يزيد الإنتاج ويؤدي إلى تحسينه.
5. السيطرة الحياتية Biological Control: تستخدم كائنات حية ضد كائنات حية أخرى .
6.التجارب المعملية: من الحيوانات المفضلة في التجارب المعملية لصغر حجمها بحيث يمكن وضعها في حيز محدود كما ويمكن الحصول على أعداد كبيرة منها خلال فترة زمنية قصيرة لقصر فترة حياتها.
أضرار اللافقاريات:
1. تسبب أعداد كبيرة منها أمراضا للإنسان والحيوان كالطفيليات مثل البلهارزيا والملاريا والزحار.
2. يعمل الكثير منها مضيفا ثانوية لطفيليات مختلفة حيث تكمل دورة الحياة داخلها أو ناقلا لطفيليات مختلفة مثل البعوض والقواقع.
3. بعضها آفات زراعية مثل الجراد.
4. بعض القشريات البحرية تنمو وتتراكم على المنشآت البحرية المغمورة في الماء أو السفن البحرية فتقلل من كفاءتها بمرور الزمن لذا تحتاج للتنظيف من وقت لآخر.
التطفل والطفيليات:
1. التطفل: التطفل علاقة بين كائنين مختلفين تمام الاختلاف وتكون مفيدة لأحدهما الطفيلي Parasite وضارة للآخر العائل أو المضيف Host, ومن أمثلة الطفيليات البلازموديوم الذي يسبب مرض ملاريا الإنسان وديدان البلهارزيا التي تسبب مرض البلهارزيا الإنسان وبعض أنواع الحيوان. يسمى العلم الذي يختص بدراسة الطفيليات علم الطفيليات Parasitology وهو أحد فروع علم الحيوان.
2. أنواع التطفل: يمكن تقسيم الطفيليات إلى مجموعتين رئيسيتين هما:
a- الطفيليات الخارجية Ectoparasites: وتشمل الطفيليات التي تعيش على سطح أو تحت جلد عائلها ومن أمثلتها طفيلي اللشمانيا الجلدية Leishmania tropica.
b- الطفيليات الداخلية Endoparasites: وتشمل الطفيليات التي تعيش داخل جسم عائلها ومن أمثلتها دودة البقر الشريطية Taenia saginata التي تعيش في القناة الهضمية الإنسان وكذلك الديدان الرئوية في الإنسان Paragonimus westermani.
3. العائل أو المضيف: هو الحيوان الذي يستضيف الطفيلي ويضم الأنواع الآتية:
a- العائل النهائي Definitive Host: وهو العائل الذي يصل فيه الطفيلي لمرحلة البلوغ, مثال الإنسان عائل نهائي لطفيلي البلهارزيا.
b- العائل الوسيط Intermediate Host: هو العائل الذي تحدث به بعض أطوار النمو للطفيلي ولكن لا يصل لطور البلوغ, كما هو الحال في بعض أنواع قواقع الماء العذب التي تلعب دور العائل الوسيط لطفيلي البلهارزيا والدودة الكبدية. ويطلق على العوائل الوسيطة من مفصليات الأرجل اسم ناقل Vector, وهناك نوعان من النواقل للأمراض:
- الناقل الحيوي Biological Vector: وهو كائن من المفصليات يتم فيه جزء من دورة حياة الطفيلي كما هو الحال في أنثى بعوضة الأنوفليس التي تنقل الملاريا الإنسان.
- الناقل الميكانيكي Mechanical Vector: وهو كائن من المفصليات ينقل الطفيليات من عائل إلى آخر نقلا مباشرا دون حدوث نمو أو تطور للطفيلي مثل الذباب والصراصير التي تنقل الأوليات المعوية المتطفلة على الإنسان.
c- العائل الحامل Transport Host: يقوم هذا العائل بنقل ميكانيكي للطفيلي دون حدوث أي نوع من النمو كما في حالة الذباب والصراصير التي يمكن أن تنقل طفيلي انتاميبا هيستوليتيكا للإنسان.
d- العائل الخازن Reservoir Host: يصاب هذا العائل بالطفيلي كما يصاب الإنسان ومنه يمكن أن ينتقل الطفيلي للإنسان وعادة تكون حيوانات خازنة للطفيلي تعمل على انتشاره وتعوق مكافحته. مثال ذلك بعض أنواع الفئران التي تصاب بطفيلي الليشمانيا وتكون بمثابة مخازن لانتشار المرض.