تصنيف الكائنات الحية في مجموعاتGrouping Species

المحاضرة 2

املراجع:Ref – 1 .Campbell/Reece Biology ،Eighth Edition :2008 ،Pearson Benjamin.

Pages: 13 - 32.

Ref – 2 .Mader :Biology ،tenth edition :2010 ،McGraw-Hill Companies،

Pages: 443 - 462.

The periodical

العناوين الرئيسية:استكشاف احلياة من خالل التنوع الكبري ألنواعها احلية. 1تصنيف األنواع احلية يف جمموعات )الفكرة األساسية(. 2قطاعات احلياة الثالثة. 3الوحدة يف تنوع احلياة. 4شجرة احلياة. 5

15

2. 1. استكشاف احلياة من خالل التنوع الكبري ألنواعها احلية:يشــكل التنــوع diversity مســة للحياة. ولقد حــدد البيولوجيون )حتــى اآلن( هوية ما يقــرب من مليون ونصــف نــوع حي وأطلقــوا عليها أمساء. ويتضمن هذا التنــوع اهلائل للحياة حوالي 5200 نــوع من بدائيات النوى و100000 مــن الفطــور و52000 مــن الفقاريــات )حيوانــات ذات عمود فقــري( باإلضافة 1000000 من أنواع احلشــرات )أكثــر من حوالي نصف أشــكال احليــاة املعروفة(. وحيدد الباحثــون هوية آالف األنواع احليــة اإلضافية كل عــام؛ مــع العلــم بأن التقديــر اإلمجالي لتعــداد األنواع احلية يــرتاوح ما بني عشــرة ماليني وما يفــوق عن مائيت

مليــون. ومهمــا يكن العدد فــإن التنوع الفعلي يف احليــاة جيعل جمال البيولوجيا واســعًا جدًا.

2. 2. تصنيف األنواع احلية يف جمموعات )الفكرة األساسية(: يبــدو أن هنــاك نزوعــًا بشــريًا لتجميع املفــردات املتنوعــة diverse items طبقًا لتشــابهها. فعلى ســبيل املثــال؛ رمبــا تنظــم جمموعتك املوســيقية حبســب الفنان ثم رمبــا جتمع الفنانــني املختلفني يف فئــات؛ مثل فئة موســيقى الرقــص أو موســيقى احلفــالت أو موســيقى الرياضــة أو موســيقى فرتة الدراســة. وعلى نفــس املنوال

يكــون مــن الطبيعي لنــا جتميع األنواع احلية املتشــابهة بعضهــا مع بعض.

فيمكننــا أن نتحــدث عن ســناجيب أو فراشــات؛ مــع كوننا ندرك أن عــدة أنواع حية خمتلفــة تنتمي إىل اجملموعــة الواحــدة. ويصــل األمر حتى إمــكان قيامنا بتصنيف اجملموعات يف فئات أوســع مثــل فئة القوارض )واليت تتضمن الســناجب( وفئة احلشــرات )واليت تتضمن الفراشــات(. إن علم التصنيف taxonomy هو فرع من علــم البيولوجيــا يعطي األنواع احلية أمساء ويصنفها. أنه يصوغ هــذا الرتتيب لألنواع احلية يف جمتمعات ذات

متزايد. اتساع

أساسيات علم التصنيف:تضم اجملموعة احليوانية مجيع الكائنات احليوانية واليت مت تســمية حوالي مليون ونصف نوع منها، ويعتقد علماء التصنيف بأن األنواع املصنفة ال تزيد عن 20% من األنواع املوجودة على ســطح الكرة األرضية. وانطالقًا من ذلك أمكن وضع نظام تصنيفي جلميع احليوانات لســهولة دراســتها ومعرفتها، ففي البداية اعتمد العلماء على التكيفات يف طرق املعيشــة واحلياة فصنفت املتعضيات إىل كائنات أرضية وهوائية ومائية، فصنفت

اخلفافيــش مع الطيور واحليتان مع األمساك وغريها.

لكن سرعان ما أدرك العلماء خطورة هذا التصنيف فعملوا على وضع نظام تصنيفي حديث يتكون من سلسلة من املراتب التصنيفية ويقوم على خطوتني:

ترتيب الوحدات األدنى املتماثلة من الكائنات يف جماميع- 1

ربط اجملاميع يف نظام طبقي تصاعدي - 2

وذلك اعتمادًا على الصفات الشــكلية والتشرحيية والفيزيولوجية للحيوان بشكٍل أساسي ومبساعدة الصفات البيئية واجلغرافية للحيوان، وتدعى هذه الصفات باملعايري التصنيفية القدمية أو الكالسيكية.

وعليــه ميكن أن نعرف الصفة التصنيفيــة بأنها أية خاصة يف املتعضية أو جمموعة من املتعضيات واليت بواسطتها ختتلف أو تتشابه مع متعضية أو جمموعة من املتعضيات األخرى اليت تنتمي إىل نفس مرتبتها

التصنيفية.

domains وهكــذا جنــد أن أي حيــوان ســينتمي حتمــًا إىل مثانــي مراتــب تصنيفيــة إجباريــة هــي القطــاع Family والفصيلة أو العائلة Order والرتبة Class والصف Phylum والشــعبة Kingdom واململكة

16

واجلنــس Genus والنــوع Species )الشــكل 10(. وعلى هذا األســاس يعتر النوع حجر الزاوية األساســي يف تصنيــف الكائنات احليــة ويعرف بأنه:

جمموعة من األفراد اليت متلك صفات مشرتكة وتستطيع التزاوج فيما بينها لتنتج أفرادًا جديدة حتمل صفات آبائها وتستمر يف احلياة وقادرة على التكاثر فيما بينها. وجتمع األنواع املتشابهة يف جمموعة واحدة هــي اجلنــس ويعــرف بأنه مرتبة تصنيفية تشــتمل على نوع واحد أو عدد من األنواع ذات أصل مشــرتك من الصلــة الشــعبية أي أنــه أنظومــة من األنــواع احندرت من ســلف مشــرتك وتكيفت لطريقــة خاصة من العيش. وجتمع األجناس املتشابهة يف الفصيلة، وجتمع الفصائل املتشابهة يف رتبة، وتوضع الرتب اليت جتمعها

خصائص مشــرتكة يف صف، وجتمع الصفوف املتشــابهة يف شعبة، والشعب املتشابهة يف مملكة.

يف احليــة األنــواع التصنيفــي اجلــدول يصنــف احليــاة. تصنيــف :)10( الشــكل ــة ذات ــواع احلي ــع األن ــث توض ــع. حي ــات أوس ــك يف جمموع ــد ذل ــا بع ــري جتميعه ــات جي جمموعالوثيقــة جــدا يف نفــس اجلنــس، وجيــري جتميــع األجنــاس يف عائــالت وهكــذا. القرابــة

17

وتعتر املراتب التصنيفية الثمانية الســابقة هي املراتب األساســية املعتمــدة يف تصنيف الكائنات احلية، إال أن وجــود بعــض الصفــات الثانوية غري املتماثلة يف بعض الكائنات اليت تنتمــي إىل مرتبة تصنيفية واحدة استوجب استحداث مراتب تصنيفية فرعية أو ثانوية كأن يقال حتت Sub- أو فوق Super- املرتبة األساسية. هــذا ويعتمــد املصنــف يف حتيــد املراتــب التصنيفية الــيت ينتمي إليهــا أي كائن حــي على معايــري تنتمي إىل علوم الشــكل واألجنة واملســتحاثات والفيزيولوجيا والســلوك والكيمياء احليوية واخللية وغريها من العلوم

احليويــة، وتدعى هذه الصفــات باملعايري التصنيفية احلديثة.

وفيمــا يتعلــق بالتســمية فقــد اصطلــح علــى إعطــاء كل نــوع اســم يتكون مــن كلمتــني التينيتني متالزمتني، متثل الكلمة األوىل اســم اجلنس وتبدأ عادًة حبرفٍ كبري، ومتثل الثانية اســم النوع وتبدأ حبرٍف صغــري، ويكتبــان حبــروف مائلة أو يوضــع حتتهما خط مثــال الوريقــة الكبديــة Fasciola hepatica أوFasciola hepatica. وجيــب أن يتبــع اســم النوع باســم الباحث الذي اكتشــفه والتاريخ الذي نشــر فيه اســم

.Dactylogyrus vastator (Nybelin, 1924) النــوع للمــرة األوىل كأن يقــال

الزمر احليوانية:

ســيجد الــدارس لتصنيــف الزمــر احليوانيــة اختالفات عــدة بني التصنيفــات املعتمــدة وذلك لتطــور وظهور تقانــات جديــدة على الدوام كظهور اجملهــر اإللكرتوني يف اآلونة األخرية والتفاعل التسلســلي البوليمريازي (PCR) والبصمــة الوراثيــة وغريهــا، ونطلــق عل هذه الصفــات باملعايــري التصنيفية الواعدة. ومــع ذلك فإن اخلطــوط العامة يف االعتبارات التصنيفية للكائنــات احلية واضحة حيث تضم حاليًا وفقًا للتصنيف احلديث kingdoms ثالث قطاعات هي األركيا والبكترييا وااليوكاريا وست ممالك.وهنا سوف نركز على املمالك

والقطاعــات domains اليت متثل أوســع وحدات التصنيف.

2. 3. قطاعات احلياة الثالثة: حتى العقد املاضية تبنى معظم البيولوجيون جدواًل تصنيفيًا يقســم تنوع احلياة إىل مخس ممالك مبا يف DNA sequences ذلك مملكة النبات ومملكة احليوان. ولكن طرائق جديدة، مثل مقارنة متتاليات الدنايف األنــواع احليــة املتنوعــة، أدت إىل مواصلة إعادة تقييم عــددًا من املمالك. ولكن، وفيما يســتمر النقاش يف مســتوى اململكة، فإن هناك مزيدًا من اإلمجاع بأن ممالك احلياة ميكن مجعها يف ثالثة مســتويات تصنيف Archae واألركيا Bacteria وتدعى هذه القطاعات باســم: البكترييــا .Domains عليــا تدعى قطاعات prokaryotes أما قطاع البكرتيا وقطاع األركيا فإنهما يتألفان من بدائيات النوى .Eukarya واليوكاريا

)وهي كائنات حية ذات خاليا بدائية النوى(. وتكون معظم بدائيات النوى أحياء وحيدة اخللية وجمهرية.

وقد مت تصنيف منظومة املمالك اخلمســة؛ وضع كل من البكرتيا واألركيا يف مملكة واحدة تســمى مملكــة )مونريا( Monera ألنهما تتشــاركان الشــكل البدائي لنواة البنية اخللويــة. ولكن األدلة احلالية تؤيد فكرة كون البكرتيا واألركيا متثالن فرعني مستقلني جدًا من احلياة البدائية للنواة؛ إذ يتلفان يف

طرق رئيسية.

وهناك أيضا أدلة جزئية تشري إىل أن األركيا هي على األقل وثيقة القرابة بالكائنات احلية احلقيقيات النــوى مثــل مــا هي وثيقة القرابة بالبكرتيا. يتــم اآلن جتميع حقيقات النوى )وهــي كائنات حية ذات خاليا حقيقية النوى( يف املمالك املختلفة لقطاع اليوكاريا )الشكل 11(. ففي عصر خمطط املمالك اخلمس؛ كان معظــم حقيقيــات النــوى ذات اخللية الواحــدة ومن ضمنهــا الكائنات احليــة الدقيقة املعروفة باســم احليوانات

.)Protista توضع من مملكة واحدة امسها )األوالنيات Protozoa األولــي

18

19

الشكل )11(: قطاعات احلياة الثالثة

مملكة احليوان: تتألف من حقيقيات نوى، مملكة الفطريات: تعرف جزئيا من خالل طريقة تغذية أفرادها، األركيا: بدائيات نوى.

Mul- وقد وسع العديد من البيولوجيني من حدود مملكة األوالنيات لتضم بعض أشكال متعددات اخلاليا .Unicellular مثل الطحالب البحرية اليت ترتبط بقرابة وثيقة بأوالنيات معينة وحيدة اخللية ticellular

أما املنحى التصنيفي احلديث، فقد توجه إىل شطر األوالنيات إىل بضع ممالك. وباإلضافة إىل ممالك األوالنيات هذه، يتضمن قطاع اليوكاريا Eukarya ثالث ممالك من حقيقيات النوى املتعددة اخلاليا وهي:

Plantae اململكة النباتية

Animaliaاململكة احليوانية

Fungi مملكة الفطريات

وهــذه املمالــك الثــالث تتميــز جزئيًا حســب طــراز تغذيتهــا. فالنباتــات تنتــج ســكاكرها وأغذيتها األخــرى اخلاصــة عن طريق االصطنــاع أو الرتكيب الضوئــي Photosynthesis. أمــا الفطريات فهي علــى األغلــب مفــككات Decomposers متتــص املغذيات عــن طريق حتطيــم الكائنات امليتة وفضــالت عضويــة مثــل األوراق الســاقطة وبــراز احليوانــات. وأما احليوانــات فتحصل علــى الغذاء عن طريــق االبتــالع Ingestionالذي يعــي أكل كائنات حية أخــرى. وهذه بالطبع هــي اململكة اليت

إليها. ننتمي

2. 4. الوحدة يف تنوع احلياة:بقــدر مــا هي احليــاة متنوعة، توجد كذلــك أدلة على وحــدة Unity ملحوظة. وخباصة على املســتويني اجلزيئي واخللوي. ومثال على ذلك اللغة اجلينية الشــمولية للدنا DNA، اليت تشــرتك فيها متعضيات تتفاوت

20

مــن البكترييــا إىل احليوانــات. ويف نطــاق حقيقيــات النــوى تتضــح الوحــدة يف عــدة معــامل مــن بنيــة اخللية .)12 )الشــكل

الشكل )12(: مثال عن الوحدة اليت تؤسس تنوع احلياة

إن تاريــخ احليــاة كما وثق بواســطة املســتحاثات والدالئــل األخرى ميثــل ملحمة أرض تتغــري، عمرها ماليني الســنني، وتســكنها تركيبة من أشكال حية آخذة بالتطور. هذه النظرة التطورية للحياة مت الرتكيز عليها يف تشــرين الثانــي عام 1859 عندما نشــر تشــارلز داروين واحدا مــن أكثر الكتب أهمية وجــداًل على اإلطالق On the origin of species by natural selecti- حتــت عنــوان )حول أصل األنواع باالصطفاء الطبيعــي

on وأصبــح هــذا الكتاب فــورًا األفضل مبيعًا، وجعل نظريــة داروين مرادفة ملفهوم التطــور. يبني هذا الكتاب أصــل األنــواع معتمدا على نقطتني أساســيتني أوالهما أن داروين قدم دالئل يثبت فيهــا وجهة نظره بأن األنواع

املعاصرة نشــأت من تعاقب األسالف.

وقد أطلق داروين على تاريخ تطور األنواع عنوان )ذرية ذات حتوير( وكان ذلك تعبريًا متبصرًا. فقد وضع يده

21

على مزدوجة وحدة احلياة وتنوعها )مبعنى الوحدة يف القرابة بني األنواع اليت تنحدر من أســالف مشــرتكة من جهة والتنوع يف التحويرات اليت نشــأت عندما تفرعت األنواع من أســالفها املشــرتكة من جهة أخرى(. أما النقطة الرئيسية الثانية لداروين هي أنه اقرتح آلية ملوضوع الذرية ذات التحوير. ومسى اآللية التطورية هذه باالصطفاء

الطبيعي.

The tree of life :2. 5. شجرة احلياةإذا ألقينــا نظــرة علــى معماريــة هيــكل أجنحــة اخلفــاش )الشــكل 13(. جنــد أن هــذه األطراف مــع أنها تكيفــت مــن أجــل الطــريان، فإنهــا يف احلقيقة متلك مجيــع العظــام واملفاصل واألعصــاب واألوعيــة الدموية املوجودة يف أطراف كائنات أخرى خمتلفة جدًا عنها كعضد اإلنسان ورجل احلصان األمامية وزعنفة احلوت. ويف احلقيقــة، فــإن األطــراف األماميــة Forelimbs يف مجيــع الثدييــات هــي جمــرد اختالف تشــريح ملعمارية

مشرتكة.

إن مثــل هــذه األمثلــة تربط مفهوم »الوحــدة يف التنوع« Unity in diversity مع املفهــوم الدارويي »ذرية ذات حتوير«Discent with modification. ففي وجهة النظر هذه، تعكس وحدة تشريح الطرف لدى الثدييات وراثة تلك البنية من ســلف مشــرتك واحد هو الثدييات األولي النمط Prototype mammal الذي حتدرت منه مجيــع الثدييات األخرى، حيث حتــورت أطرافها األمامية املتنوعة عر اصطفــاء طبيعي فعل فعله طوال ماليني الســنني يف ســياق بيئات خمتلفة. هذا وتقدم املســتحاثات )وأدلة أخرى غريها( دعما لوجهة النظر اليت تقول بأن

الوحدة التشــرحيية Anatomical unity تعزز حتدر الثدييات من سلف مشرتك.

وهكــذا اقــرتح دارويــن أن االصطفــاء الطبيعي عــر تأثــريه الرتاكمي خالل فــرتات زمنية طويلــة قد مكن النوع السلفي من التشعب إىل نوعني أو أكثر. وميكن أن حيدث هذا على سبيل املثال، إذا جتزأت مجاعة إىل بضعة حتت مجاعات Subpopulations منعزلة يف بيئات خمتلفة. ويف حلبات االصطفاء الطبيعي املختلفة هذه، يســتطيع النوع أن يتشــعب التدريج إىل أنواع أخرى على غرار تكيف اجلماعات املنعزلة جغرافيا )طيلة

أجيــال عديدة( للطواقم املختلفة من العوامل البيئية.

22

توضــح شــجرة العائلــة ألربعــة عشــر عصفــورًا Finches )الشــكل 14( مثــااًل شــهريًا للتشــعب التكيفــي Adaptative radiation ألنــواع جديــدة من ســلف مشــرتك. فلقد مجع داروين عينات مــن تلك الطيور خالل زيارتــه يف العــام 1835 إىل جزيرة غاالباغوس اليت تبعد 900 كم عن شــاطئ احمليــط اهلادي ألمريكا اجلنوبية.

ويشار إىل أن هذه اجلزر الركانية احلديثة العهد نسبيًا تشكل موطنًا للعديد من األنواع النباتية واحليوانية الــيت ال توجــد يف أي مــكان آخر من العــامل بالرغم من أن الكائنــات احلية يف جزر غاالباغــوس ذات قرابة وثيقة باألنــواع املوجودة على اليابســة األساســية ألمريــكا اجلنوبية. وميكن أن تكون العصافــري قد تنوعت على تلــك اجلــزر املتباينة انطالقًا من عصفور ســليف وصــل بالصدفة من األرض األساســية إىل األرخبيل بعد أن بنت

الراكني جزر غاالباغوس قبل ماليني الســنني.

بعــد ســنوات من جتميع داروين لعصافري غاالباغوس بدأ الباحثــون برتتيب القرابات بني أنواع العصافري اعتمادًا علــى املعلومــات اجلغرافيــة والتشــرحيية بدايــة، ثم حديثــًا مبســاعدة املقارنات بــني تتاليات الدنــا. إن خمطط

البيولوجيــني للقرابــات التطورية يأخذ على العموم شــكل شــجرة، وهذا أمر جيد.

الشكل )14(: ذرية ذات حتوير: االنشعاب التكيفي يف جزر غاالباغوس. الحظ ختصص املناقري اليت تكيفت ملصادر غذاء متباينة يف اجلزر املختلفة.

ومثلما أن لكل فرد نسبًا ميكن رمسه على شكل شجرة عائلة، فكل نوع حي هو غصني من شجرة حياة متفرعــة متتد يف الزمان الغابر عر أســالف األنواع. وتقع األنواع الشــديدة التشــابه )مثــل عصافري غاالباغوس( واليت تشــرتك بســلف واحد عند نقطة فرع حديث على شــجرة احلياة. ولكن من خالل الســلف عاش يف زمان أكثر بعدًا، فإن العصافري ترتبط بقرابة مع الصقور والبطاريق ومجيع أنواع الطيور األخرى. وكذلك تشــرتك

الطيور والثدييات ومجيع الفقاريات األخرى )حيوانات بعمود فقري( بســلف مشرتك أكثر قدمًا.

23

إضافات مدرس املقرر

24