شارح الدرس: الأنسجة والأعضاء الأحياء

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نَصِف تنظيم الكائنات الحية المتعدِّدة الخلايا من حيث الخلايا، والأنسجة، والأعضاء، والأجهزة.

يحتوي جسم الإنسان على تريليونات الخلايا، وتنقسم هذه الخلايا إلى 200 نوع مختلف تقريبًا. كيف تنتظم هذه الخلايا؟ وكيف تعمل معًا لتحقيق وظيفة محددة مثل امتصاص المغذيات من الطعام؟ يُعَد مفهوم التنظيم الهرمي أحد المفاهيم الأساسية في علم الأحياء. ويُعرَف التنظيم الهرمي بأنه تقسيم عناصر شيء كبير ومعقد إلى مجموعات بناءً على صفاتها المشتركة، مثل أن تكون كلها جزءًا من نظام عضوي كالجهاز الهضمي. ويمكن تقسيم عناصر هذه المجموعات إلى مجموعات أصغر بناءً على صفات أكثر تحديدًا، ويستمر ذلك التقسيم لتكوين العديد من المجموعات المتخصصة للغاية.

يوضح الشكل 1 كيف يمكن استخدام هذا التنظيم الهرمي في الكائنات الحية لترتيب العناصر الحيوية من مجموعة كبيرة (الكائن الحي بأكمله في هذه الحالة) إلى مجموعات أصغر أكثر تحديدًا (الخلايا في هذه الحالة).

مستويات التنظيم الحيوي الموضحة في الشكل 1 من الأكبر إلى الأصغر هي: الكائن الحي، الجهاز، العضو، النسيج، الخلية. وهذا يعني أن العديد من الخلايا تكوِّن نسيجًا، والعديد من الأنسجة تكوِّن عضوًا، وتعمل الأعضاء المختلفة معًا في جهاز، ويحتوي الكائن الحي على أكثر من جهاز.

الكائن الحي هو أي شيء حي. وقد يتكون الكائن الحي من خلية واحدة، ويشار إليه في هذه الحالة بأنه كائن حي وحيد الخلية. وتُعَد البكتيريا والبراميسيوم والخميرة أمثلة على الكائنات الحية الوحيدة الخلية. وتقوم الكائنات الحية الوحيدة الخلية بجميع عملياتها الحيوية اللازمة بواسطة خلية واحدة.

تتكون الكائنات الحية الأخرى من العديد من الخلايا، ويشار إليها في هذه الحالة بالكائنات الحية المتعددة الخلايا. وفي الكائنات الحية المتعددة الخلايا، تنتظم الخلايا المختلفة التي تؤدي وظائف مختلفة في تراكيب أكبر. وهذا عكس الكائنات الحية الوحيدة الخلية التي تقوم فيها خلية واحدة بأداء جميع الوظائف. إن جسم الإنسان مكوَّن من تريليونات الخلايا؛ لذا فنحن مثال جيد على الكائنات الحية المتعددة الخلايا!

تُعَد الخلية الوحدة الأساسية للحياة. وتحتوي الخلايا على تراكيب أصغر تسمى العُضَيَّات التي تقوم بالوظائف الحيوية للخلية. ومع ذلك، فإن الخلية، وليست العُضَيَّات، هي التراكيب الأصغر التي يمكن اعتبارها حية؛ لأن بعض أنواع الخلايا يستطيع العيش والتكاثر بشكل مستقل. فكل ما نعتبره حيًّا يتكون من خلية واحدة على الأقل.

للخلايا المختلفة أشكال وأجزاء مختلفة لأنها تؤدي وظائف مختلفة. فالخلية العصبية لها تفرعات تتواصل من خلالها مع الخلايا الأخرى. وتحتوي الخلية العضلية على بروتينات خاصة تمكنها من الانقباض. وخلايا الدم الحمراء الناضجة لها سيتوبلازم غني ببروتين خاص يسمى الهيموجلوبين، وهو ما يعطيها لونها الأحمر ويساعدها على حمل الأكسجين بكفاءة. ويوضح الشكل 2 التركيب الأساسي لهذه الخلايا. وكما ترى، فإن كل خلية لها شكل محدد بالإضافة إلى مكونات خاصة تساعدها في أداء وظيفتها. وتسمى العملية التي تتغير بها الخلايا وتتكيف لدور محدد بالتمايز.

ذكرنا أن أجسامنا بها تريليونات الخلايا، وأن هذه الخلايا تنتظم في صورة تراكيب أخرى. وتسمى مجموعة الخلايا التي تعمل معًا لأداء وظيفة محددة بالنسيج. وفي الحيوانات، يمكن أن تكون بعض أنواع الأنسجة بسيطة إذا كانت مكونة من طبقة واحدة فقط من الخلايا، أو يمكن أن تكون مركبة إذا كانت مكونة من أكثر من طبقة.

ثمة أربعة أنواع رئيسية من الأنسجة في جسم الإنسان وهي: النسيج العصبي، والنسيج العضلي، والنسيج الطلائي، والنسيج الضام. يوضح الجدول 1 هذه الأنواع من الأنسجة ووظائفها الأساسية.

مثلما أن للخلية أجزاء خاصة تمكِّنُها من أداء وظيفتها، فإن وظيفة النسيج تتحدد من خلال أنواع الخلايا المكونة له. يُعَد الدم مثالًا على النسيج الضام. يتكون الدم من خلايا الدم الحمراء، وخلايا الدم البيضاء، والصفائح الدموية، والبلازما. وهذه المكونات ونسبها المئوية موضحة في الشكل 3.

تحمل خلايا الدم الحمراء الأكسجين، وتحمي خلايا الدم البيضاء الجسم من العدوى، وتمنع الصفائح الدموية النزيف، وتعمل البلازما وسطًا ينقل هذه الخلايا وغيرها من المواد الأخرى كالمغذيات في كل أنحاء الجسم. يعمل كل ذلك معًا لأداء الوظيفة الأساسية للدم، وهي نقل المغذيات والمواد في كل أنحاء الجسم من مكان إلى آخر.

تُسمى مجموعة الأنسجة التي تعمل معًا لأداء وظيفة محددة عضوًا. وهناك العديد والعديد من الأعضاء المختلفة في جسم الإنسان. بعضها معروف، مثل القلب، والدماغ، والكبد، والرئتين، والكليتين، كما هو موضح في الشكل 4. والبعض الآخر أقل شهرة. فكل بصيلة للشعر وكل غدة عرقية في البشرة يمكن اعتبارها عضوًا، كما أن كل سِنٍّ من الأسنان تُعد عضوًا. كما يُعَدُّ كل وعاء دموي، وكل عظمة، وكل عصب في أجسامنا عضوًا مستقلًّا!

تتكون أعضاء أجسامنا عادةً من أكثر من نوع من الأنسجة. والأنسجة المحددة، وكمياتها، وترتيبها، هي ما يمنح كل عضو الأدوات التي يحتاجها لأداء وظيفة محددة. فكل من المعدة والقلب يحتوي على نسيج عضلي، لكن عضلة القلب متكيفة للنبض بانتظام وعلى نحو مستمر، وعضلة المعدة متكيفة لخلط الطعام الذي نتناوله ومخضه. ولكل بصيلة شعر عضلة صغيرة أيضًا، وهذه العضلة هي التي تجعل شعرك يقف عند الشعور بالدهشة أو البرودة!

تسمى مجموعة الأعضاء التي تعمل معًا لأداء وظيفة محددة بالجهاز. ويحتوي جسمك على 11 جهازًا مختلفًا تقريبًا. وكل جهاز يؤدي وظيفة حيوية مهمة. يلخص الجدول 2 بعض الأمثلة على أجهزة جسم الإنسان والأعضاء المكونة لها ووظائفها.

تحدد وظائف الأعضاء المختلفة في جهاز ما وظيفة هذا الجهاز. فجهازك الهيكلي مثلًا يتكون من جميع عظامك ومفاصلك. تدعم العظام الجسم، وتسمح المفاصل بالحركة. ومن ثَمَّ، فإن وظيفة الجهاز الهيكلي هي العمل بمثابة إطار للجسم، مما يوفر الدعم والتركيب الذي يسمح بالحركة.

والآن بعد أن تعرفنا على هذه المستويات من التنظيم، لنُلقِ نظرة على بعض الأمثلة للأجهزة داخل جسم الإنسان.

تتمثل الوظيفة الأساسية للجهاز الهضمي في تكسير الطعام الذي نأكله، وامتصاص المغذيات المفيدة منه، والتخلص من أي شيء لا يمكن لأجسامنا استخدامه كالفضلات. وتشمل الأعضاء الرئيسية للجهاز الهضمي: الفم، والمريء، والمعدة، والأمعاء الدقيقة، والأمعاء الغليظة. وهذه الأعضاء وموقعها التقريبي في جسم الإنسان موضَّح في الشكل 5.

تتمثل الوظيفة الأساسية للجهاز الدوري في نقل المواد من مكان إلى آخر في الجسم. وتشمل الأعضاء الرئيسية في الجهاز الدوري: القلب، والأوردة، والشرايين، والشعيرات الدموية. ويوضح الشكل 6 الأوعية الدموية الرئيسية في الجسم والقلب.

تتمثل وظيفة الجهاز التنفسي في امتصاص الأكسجين الذي تحتاجه الخلايا، وتخليص الجسم من ثاني أكسيد الكربون الذي تنتجه الخلايا في صورة فضلات. وتشمل الأعضاء الرئيسية في الجهاز التنفسي: الفم، والأنف، والقصبة الهوائية، والرئتين، كما يوضح في الشكل 7.

إن الكائنات الحية المتعددة الخلايا المعقدة، مثل الإنسان، تتكون من العديد من الخلايا التي تنتظم في صورة أنسجة، وهذه الأنسجة تكوِّن الأعضاء التي تنتظم في صورة أجهزة تقوم بوظائفنا الحيوية. وتعتمد وظيفة كل من هذه التراكيب على خصائص العناصر المكونة لها.

هيا نلخص ما تعلمناه في هذا الشارح.