ماجستير طرائق تدريس العلوم مادة الأحياء (تقسيم الأحياء) م3

تقسيم الكائنات الحية
تقسم الكائنات الحية الى ثلاثة فوق المملكة Super kingdom أو Domains وهي:
1- فوق المملكة: العتائق Archaea .
2- فوق المملكة: البكتريا Bacteria وتضم مملكة البدائيات Monera .
3- فوق المملكة: حقيقية النواة Eukaryota والتي تضم أربع ممالك هي :
أ‌. الطليعيات Protista .
ب‌. الفطريات Fungi .
ج‌. النباتات Plantae .
د‌. الحيوانات Animalia .

أولاً: فوق المملكة الاصليات (العتائق) Archaea
مجموعة من الكائنات المجهرية وحيدة الخلية. ويطلق على الفرد الواحد منها أو الأنواع ب Archaeon أو Archeon. وهذه المجموعة ليست بها نواة ولا عضيات محاطة بأغشية وفي الماضي كان ينظر إليها على أنها مجموعة غير عادية من البكتريا Archaebacteria ولكن في الوقت الحالي فإنها تمتلك تاريخاً تطورياً مستقلاً وأنها تظهر اختلافات عديدة في كيميائها الحيوية عن باقي أشكال الحياة. وتصنف الآن على أنها مجال منفصل في النظام ذات الثلاث مجالات (فوق المملكة)، ففي هذا النظام يمكن تمييز الفروع حسب التسلسل التطوري حيث تكون على الوجه التالي (Archaea Bacteria, Eukaryote,). كما وتنقسم Archaea إلى أربعة شعب محددة متميزة وقد توجد شعب اخرى وقد تركزت الدراسة على المجموعتين Crenarchaeota و Euryarchaeota ويعد تصنيف Archaea من الامور الصعبة حيث أن الأغلبية الواسعة منها لم تدرس في المختبر وقد تم الكشف عنها بواسطة تحليل الأحماض النووية لها من عينات اخذت من البيئة . وعلى الرغم من إن Archaea كانت سابقاً تصنف مع البكتريا كبدائية النواة أو ضمن مملكة البدائيات Monera ألا أن هذا التصنيف أصبح قديماً .
تتشابه Archaea مع البكتريا جداً في الحجم والشكل على الرغم من أن أعداد قليلة منها ذات أشكال غير اعتيادية مثل الخلايا المسطحة الشكل والخلايا المربعة الشكل. ولكن بالرغم من هذا التشابه مع البكتريا ألا أن Archaea تمتلك الجينات والعديد من المسارات الايضية والتي هي أكثر تشابه مع الخلايا حقيقية النواة منها مع بدائية النواة ومن أمثلتها الإنزيمات المتحكمة بالاستنساخ والترجمة ومن جهة اخرى فان هناك جوانب من كيميائها الحيوية فريدة في نوعها مثل الاعتماد على ايثر الدهون في أغشيتها الخلوية .
إن Archaea تستغل مصادر متنوعة أكثر للحصول على الطاقة إذا ما قورنت بالخلايا حقيقية النواة تتراوح هذه المصادر بين المركبات العضوية المألوفة مثل السكريات إلى استخدام الامونيا وايونات المعادن وحتى استخدام غاز الهيدروجين فمثلاً Archaea المقاومة للأملاح Halobacteria تستخدم ضوء الشمس كمصدر للطاقة وأنواع اخرى تثبت الكاربون وهي على خلاف النباتات والطحالب الخضراء المزرقة فلا يمكن لأي نوع من أنواعها أن يسلك الطريقتين. تتكاثر Archaea لاجنسياً بواسطة الانشطار الثنائي و التجزئة أو التبرعم وأنها لا تكون السبورات كما يحدث في البكتريا والخلايا حقيقية النواة .
يشار أولياً لل Archaea بأنها Extremophileوالتي تعيش في بيئات قاسية كالينابيع الحارة وفي البحيرات المالحة ألا أنها الآن وجدت في كل البيئات كالتربة والمحيطات والاهوار والمستنقعات وأنها تتواجد بأعداد كبيرة في المحيطات فالعوالق أو الهائمات ربما هي واحدة من اغلب المجموعات وفرة على هذا الكوكب وأنها الآن تمثل جزءاً كبيراً من الحياة على الأرض فضلاً عن أنها تلعب أدواراً مهمة في دورتي الكاربون والنيتروجين. هذا من جهة ومن جهة اخرى فلا توجد أمثلة واضحة تبين أن Archaea كائنات مرضية أو طفيلية غالباً ما تتخذ علاقة التعايش أو المؤاكلة ألا أن هنالك مثالاً واحداً لها وهو المولدة للميثانMethanogenesis التي تعيش في أمعاء الإنسان والحيوانات المجترة حيث سهولة الحصول على المواد المهضومة كما وتستخدم مولدات الميثان في الإنتاج الحيوي للغاز وفي معالجة مياه الصرف الصحي بالإضافة إلى أن الإنزيمات المأخوذة من Extremophile التي تتحمل درجات حرارية عالية أو المذيبات العضوية يمكن أن تستغل في التقنيات الحيوية . إن تصنيف Archaea وبدائية النواة هو حقل مستمر ويتطور بسرعة وان أنظمة التصنيف الحالية تهدف إلى تنظيم Archaea في مجموعات من الأحياء التي تشترك في الصفات التركيبية والأسلاف المشتركة وهذه التصنيفات تعتمد بشكل كبير على استخدام جينات rRNAلإيجاد العلاقة بين هذه الأحياء . إن اغلب الأنواع المزروعة والأنواع التي درست جيداً من Archaea هي أعضاء في شعبتين رئيسيتين هما Crenarchaeota و Euryarchaeota ومجموعات اخرى قد خلقت بشكل تجريبي على سبيل المثال الأنواع الغريبة مثل equitans Nanoarchaeum والذي اكتشف في العام 2003 وقد اعطي شعبة لنفسه عرفت Nanoarchaeota. هنالك شعبة جديدة اقترحت وهي Korachaeota والتي تضم مجموعة صغيرة من الأنواع المحبة للحرارةThermophiles والتي لها صفات مشتركة مع الشعبتين الرئيسيتين ألا أنها أكثر قرباً من الشعبة Crenarchaeota. وهناك أنواع عرفت حديثاً من Archaea ليست لها صلة بأي من هذه المجاميع مثل ARMAN والتي اكتشفت في العام 2006 وهي من الكائنات الأصغر المعروفة Archaeal Richmond Mine Acidophilic Nanoorganisms .
تتشابه Archaea والبكتريا بشكل عام في التركيب ولكن تركيب الخلية ومجاميع النظم لل Archaea تكون على حدة مثل البكتريا فان Archaea تفتقر للأغشية الداخلية والعضيات، وان الغشاء الخلوي لل Archaea كالبكتريا محاط بجدار الخلية وأنها تسبح باستخدام سوط واحد أو أكثر. تركيبياً فانArchaea تشابه البكتريا الموجبة لصبغة كرام . فكلاهما يحوي غشاء بلازمي مفرد وجدار خلية وتفتقر للفراغ المحيط بالبروتوبلازم . واستثناءً من هذه القاعدة العامة فان Ignicoccus فتمتلك بشكل خاص هذا الفراغ الواسع الذي يحتوي حويصلات محاطة بأغشية والذي يغلف بغشاء خارجي .
إن أغشية Archaea مؤلفة من جزيئات تختلف بشدة عن تلك الموجودة في أشكال الحياة الاخرى وهذا يدل على أنها بعيدة الصلة بالبكتريا أو حقيقية النواة. في أغشية جميع الكائنات الحية فإنها مؤلفة من جزيئات تعرف بالدهون المفسفرة حيث تمتلك هذه الجزيئات جزءً قطبياً وجزءً غير قطبي وهذه الأجزاء غير المتماثلة ترتبط بواسطة مجموعة الكليسرول. إن الهيكل الرئيسي في الأغشية الخلوية هو طبقة مزدوجة من الدهون المفسفرة والتي يطلق عليها ثنائية الطبقة الدهنية . إن اغلب Archaea تمتلك جداراً خلوياً ويتم تجميع الجدار الخلوي من بروتينات الطبقة السطحية والتي تكون الطبقة (S) وان الطبقة (S) هي صف متراصف من جزيئات البروتين والتي تغطي الجانب الخارجي للخلية وان هذه الطبقة توفر الحماية الكيميائية والفيزيائية والتي يمكنها أن تمنع الجزيئات الكبيرة من الاتصال مع غشاء الخلية. وبخلاف البكتريا فان Archaea تفتقر لطبقة الببتايدوكلايكان في جدارها الخلوي والاستثناء الوحيد هو وجود الببتايدوكلايكان الكاذب في Methanobactreiases والذي يفتقر إلى الأحماض الامينية (D) كذلك يفتقر إلى N-acetylmuramic acid . وأما ما يتعلق باشتغال الاسواط فهي تشابه لما موجود في البكتريا.
وأما ما يتعلق بالمحتوى الجيني فان الـ Archaea تمتلك كروموسوماً حلقياً مفرداً وان اكبر محتوى جيني لمجاميع Archaea فهو في Methanosarcina acetivorans والذي يكون بحدود 5751492 زوجاً قاعدياً وأما في Nanoarchaeum equitans فهو 490885 زوجاً قاعدياً والذي يمثل اصغر محتوى جيني بالنسبة Archaea حيث يحتوي على جينات تشفر لبناء سلاسل بروتينية مقدارها 537 جيناً . كما تحتوي Archaea على قطع صغيرة منفردة من ال DNA تعرف بالبلازميدات والتي تنتقل بين الخلايا من خلال الاتصال الفيزيائي في عملية ربما تكون مشابهة للاقتران البكتيري .

فوق المملكة: البكتريا Bacteria
وتشمل مملكة البدائيات Monera التي تضم مخلوقات حية معظمها وحيدة الخلية ولكنها ذات انوية بدائية اي ان النواة غير محاطة بغشاء نووي حيث ان الحامض النووي منتشر في السايتوبلازم.

الصفات العامة لمملكة البدائيات
1. يتراوح طولها من 1 – 10 مايكرون.
2. كائنات وحيدة الخلية توجد أحياناً في سلاسل أو مجاميع.
3. لا تحتوي على نواة حقيقية حيث توجد مادتها الوراثية مغمورة في السايتوبلازم دون غشاء يحيطها.
4. توجد على أشكال مختلفة فالبكتيريا مثلاً تكون عصوية أو كروية أو لولبية.
5. بعض البكتريا تتحرك بواسطة الاسواط.
6. تتكاثر لاجنسياً عن طريق الانشطار الثنائي وقد يحدث تبادل وراثي عن طريق الاقتران.
7. غير ذاتية التغذية فهي تمتص غذائها (وبعضها ذاتية التغذية بالبناء الكيميائي أو الضوئي).

أقسام البدائيات
1- البكتريا
2- الطحالب الخضراء المزرقة .
3- المايكوبلازما .

الطحالب الخضر المزرقة Blue green algae
يعود هذا النوع من الطحالب الى صنف Cyanophyceae وتشبه البكتريا الى حد كبير في تركيبها الخلوي حيث تفتقد للنواة الحقيقية. الغشاء البلازمي لخلية الطحالب الخضر المزرقة قد يكون محاطاً بغلاف يتكون من سكريات واحماض امينية ويتميز الغشاء البلازمي بافتقاره الى الستيرولات ايضاً وعلى الرغم من ان معظم الطحالب في هذه المجموعة ذات لون اخضر مزرق فأنها تظهر في عدة الوان وهذا يرجع الى اختلاف في نسبة وجود الصبغات مثل الكلوروفيل Chlorophyll-A والكاروتين Carotene والبلبروتين Biliproteins وترجع تسميتها لكون اول نوع عرف من هذه المجموعة كان ذو لون اخضر مزرق وهذه الطحالب قادرة على القيام بعملية البناء الضوئي Photosynthesis كما في الشكل ادناه. توجد الطحالب الخضر المزرقة بأشكال مختلفة اما وحيدة الخلية unicellular او على هيئة تجمعات ومستعمرات او خيوط طويلة ومن مميزاتها الاخرى هو عدم احتوائها على عضيات للحركة وتتميز باحتوائها على صفائح البناء الضوئي Photosynthetic Iamellae مغطاة بحبيبات صبغية تسمى حبيبات الصبغ Phycobilosomes ومن الطحالب التي تقع ضمن هذه المجموعة طحالب Nostoc, Ulothrix, Oscillutoria Anabena,.

المايكوبلازما Mycoplasma
هي اصغر خلايا الكائنات حجماً حيث يتراوح قطرها بين (0.1-0.25) مايكرومتر فهي اصغر من الخلية البكتيرية بحوالي الف مرة ومليون مرة اصغر من الخلية حقيقية النواة كما انها في بعض الاحيان تكون اصغر من بعض الفايروسات الكبيرة مثل الفاجات او الملتهمات البكتيرية Bacteriophages ويمكن لها ان تمر من خلال المرشحات وتطلق على المايكوبلازما ايضاً اسمPeuropneumonia Like organisms (ppLO) ويحيط خلية المايكوبلازما غلاف بروتيني دهني وتتميز باحتوائها على جزيئة حلقية مزدوجة ومفردة من DNA ورايبوسومات Ribosomes وحبيبات دهنية وبروتينية ولا تحتوي على عضيات خلوية كما في الشكل ادناه ويمكن للمايكوبلازما ان تتكاثر مثل البكتريا وباستخدام اوساط غذائية. كما انها تسبب عدداً من الامراض للإنسان وللحيوان.

فوق المملكة : حقيقية النواة Eukaryota
أولاً: مملكة الطليعياتThe Kingdom Protista
الطليعيات Protista 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 الطليعيات Protista. أول من تحدث عن الطليعيات كمجموعة مستقلة كان العالم أرنست هيكل. 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 .

مميزات الطلائعيات
1. كائنات أكثر رقياً من البدائيات.
2. حقيقة النواة حيث أن نواتها محاطة بغشاء نووي مميز يفصلها عن سيتوبلازم الخلية ويوجد بداخل النواة نوية وكروموسومات .
3. تحتوي على عضيات مختلفة مثل الرايبوسومات وجهاز كولجي والمايتوكندريا والأجسام المركزية وغيرها وبعضها تحتوي على بلاستيدات خضراًء .
4. تتميز بوجود أعضاء للحركة مثل الأسواط والأهداب والأقدام الكاذبة .
5. تعيش في بيئات مختلفة كالبيئة المائية المالحة والعذبة وفي التربة الرطبة .
6. بعضها تعيش متطفلة على بعض الحيوانات .
7. بعضها يعيش معيشة تكافلية مع بعض الحيوانات.

الحيوانات الابتدائية Protozoa
هناك أكثر من 50000 نوعاً من الحيوانات الابتدائية تم وصفها لحد الان. ولكون الكثير من هذه الأحياء يتطفل على الحيوانات والانسان لذا اصبحت دراستها ضرورية للوقاية والسيطرة على الامراض التي تنشأ عنها. يقدر الباحثون معدل ما يحتويه اللتر الواحد من مياه البحر المتوسط من الحيوانات الابتدائية بأربعة ملايين وان بعض انواع التربة قد تحتوي على اكثر من ضعف هذا العدد في الكيلو غرام الواحد منها. يتراوح طولها من (3-1000) مايكرومتر الا ان اغلب انواعها لا يتجاوز (100) مايكرومتر. واسعة الانتشار وقد يتواجد النوع الواحد منها في جميع القارات ويمكن العثور عليها في بيئات مختلفة كالمياه العذبة والبحار وفي الينابيع الحارة والثلوج والتربة واعالي الجبال كما انها تعيش طفيلية داخل اجسام اغلب الحيوانات. يستطيع الكثير من انواعها في حالة كون الظروف البيئية غير ملائمة لنشاطه ان يفرز حوله غشاءً سميكاً وتعرف هذه الحالة بالتكيس Encyst وبهذا يستطيع مقاومة اشد حالات الجفاف تطرفاً وغير ذلك من ظروف معاكسة وعند توفر الشروط الملائمة يستعيد الكائن نشاطه ثانية. ان علماء الاحياء في الوقت الحاضر يعتبرون الحيوانات الابتدائية أحياء غير خلوية Acellular organisms للتأكيد على الاختلاف الموجود بين تركيبها وتركيب الخلية في الاحياء عديدة الخلايا.
ويحاججون على ذلك بكون الكثير من هذه الاحياء معقد جداً من حيث التنظيم Organization ولان لها اكثر من نواة واحدة، وعليه فهي كائنات حية كاملة تطورت عن اسلاف لها اكثر بساطة منها، لذا ينبغي حصر المصطلح (الخلية) بالوحدات التركيبية للأحياء عديدة الخلايا. يصعب اعطاء وصف شامل للحيوانات الابتدائية فهي متغايرة في الشكل والحجم والتركيب الداخلي، وهذا التغاير هو الذي يسمح لها بالمعيشة في بيئات مختلفة. استند تصنيف الحيوانات الابتدائية لعشرات السنين على طبيعة حركتها كان تكون اميبية Amoeboid (الاميبا) او سوطية Flagellated (بعض اللحميات) او هدبية Ciliated (البراميسيوم) او عديمة الحركة Immobile (طفيلي البلاسموديوم) الا ان المجهر الالكتروني دفع على اعادة النظر في تصنيفها على هذا الاساس لان تراكيب الاسواط والاهداب تبدو من التشابه الى حد يحتمل معه جميع الحيوانات الابتدائية التي تستخدم هذه الوسائل الحركية ذات قرابة كبيرة. هذا من ناحية ومن ناحية اخرى فان انواع الحيوانات الابتدائية غير القادرة على الحركة هي من الكثرة بما يحمل على التصور بان هذه الاحياء ربما انحدرت من اسلاف منفصلة لا يقل عددها عن عدد اصابع اليد الواحدة. أما أهم الشعب التابعة لهذه المجموعة فهي :
1- شعبة السبوريات مثالها البلاسموديوم
2- شعبة السوطيات الحيوانية مثالها التريبانوسوما
3- شعبة اللحميات مثالها الاميبا
4- شعبة الهدبيات مثالها البراميسيوم
أما الطحالب وحيدة الخلية فهي تصنف الى :
1- شعبة السوطيات الخضر مثالها اليوغلينا
2- شعبة السوطيات البنية مثالها Gymnodinium brevis
3- شعبة الطحالب الذهبية مثالها Diatoms

أهمية الطلائعيات وأثرها
1- تعتبر الطحالب وحيدة الخلية أحد مصادر التغذية للمخلوقات الحية كما أنها تنتج الأوكسجين الهام للتنفس.
2- تكون الدياتومات التربة الدياتومية في قيعان البحار والحاوية على السليكا والتي تستخدم في صناعة الصابون والطلاء ومساحيق التجميل ومعاجين الأسنان.
3- أحد فرضيات تكون النفط هي تكونه من ترسب الطلائعيات بكميات كبيرة في قيعان المحيطات.
4- يسبب بعض منها الأمراض للإنسان والحيوان .