شارح الدرس: المفاتيح التصنيفية الثنائية الأحياء

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نُصمِّم ونستخدم المفاتيح التصنيفية الثنائية.

أحيانًا، قد يعني التعريف الصحيح لنوعٍ ما الفرقَ بين الحياة والموت. بالنسبة إلى الأشخاص الذين يحبون البحث عن عيش الغراب الصالح للأكل، قد يؤدي التعريف الخطأ إلى تسمُّمٍ عارِضٍ لهم. وبالمثل، إن تحديد إذا ما كان الثعبان سامًّا أو لا، يؤثِّر على طريقة العلاج. عندما يحتاج العلماء إلى التعرُّف على الأنواع بسرعة وبدقة بناءً على صفاتها، فإنهم عادةً يعتمدون على أداة تُسمَّى المفاتيح التصنيفية الثنائية.

المفتاح التصنيفي الثنائي سلسلة من الأوصاف مقسَّمة إلى أزواج يمكن استخدامها للتعرُّف على الكائنات الحية حسب صفاتها. كلمة «ثنائي» تعني «شيئًا مكوَّنًا من جزأين». صُمِّمت هذه المفاتيح لتُستخدَم مع مجموعة محدَّدة من العيِّنات، من خلال الإجابة عن مجموعة من الأسئلة البسيطة التي تتطلَّب الإجابة بنعم أو لا. من المهم تذكُّر أن المفتاح التصنيفي الثنائي ليس أداة تصنيف، بل صُمِّم تحديدًا للتعرُّف على عيِّنة محدَّدة من مجموعة عيِّنات تم تعريفها.

مثال ١: وصف المفتاح التصنيفي الثنائي

توضِّح العبارة الآتية تعريف المفتاح التصنيفي الثنائي: المفتاح التصنيفي الثنائي سلسلة من ، مرتَّبة في أزواج، مصمَّمة لتعريف كائن حي عن طريق ؟

1. ما الكلمة المناسبة للفراغ الأول؟
   1. الأوصاف
   2. الكائنات الحية
   3. الرُّتب التصنيفية
2. ما الكلمة المناسبة للفراغ الثاني؟
   1. أقرانه
   2. صفاته
   3. جيناته

الحل

يطلب منا هذا السؤال ملء الفراغين في عبارة تَصِف المفتاح التصنيفي الثنائي والغرض من استخدامه. المفتاح التصنيفي الثنائي أداة تُستخدم للتعرُّف على الكائنات الحية. تُشير كلمة «ثنائي» إلى شيء مكوَّن من جزأين. يَستخدم المفتاح التصنيفي الثنائي سلسلة من العبارات أو الأوصاف أو الأسئلة التي تتطلَّب الإجابة بنعم أو لا، مرتَّبة في أزواج، وهو ما يؤدي في النهاية إلى التعريف الصحيح للعيِّنة أو الكائن الحي. فيما يأتي، لدينا مثال على مفتاح تصنيفي ثنائي مُصمَّم ليستخدمه الأطفال في تصنيف اللافقاريات الشائعة التي قد يعثرون عليها في الحديقة.

يمكننا ملاحظة أن لكل نقطة التقاء خيارين: إما وجود صفة معيِّنة وإما عدم وجودها. يمكننا أيضًا إضافة أن كل الصفات الواردة في المفتاح التصنيفي الثنائي باللون البرتقالي صفات فيزيائية واضحة.

الجزء الأول

باستخدام التوضيح السابق، يمكننا استنتاج أن الكلمة المناسبة لملء الفراغ الأول هي الواردة في الخيار (أ): الأوصاف.

الجزء الثاني

باستخدام التوضيح السابق، يمكننا استنتاج أن الكلمة المناسبة لملء الفراغ الثاني هي الواردة في الخيار (ب): صفاته.

ويظهر المفتاح التصنيفي الثنائي في صورة من صورتين: صورة تُشبه القائمة، وأخرى تُشبه المخطَّط. نسخة القائمة أكثر فائدةً في حالة المفاتيح التصنيفية الثنائية الشاملة التي يمكنها التعرُّف على العديد من العيِّنات المختلفة. أما نسخة المخطَّط فهي أكثر وضوحًا، لكنها عمومًا تكون أكثر فاعليةً في حالة وجود عدد أقل من العيِّنات. لكي نستخدم أي نسخة من النسختين، نبدأ من أعلى، ثم نستمر للأسفل، ونتخذ القرارات بناءً على الأوصاف، ونتبع الاتجاه حتى نصل إلى النتيجة.

تمثِّل المفاتيح التصنيفية الثنائية الموضَّحة في الشكلين 1 و2 المعلومات نفسها تقريبًا بترتيبات مختلفة. ويمكن استخدام أي طريقة من الطريقتين للتعرُّف على أنواع الأشجار الاستوائية داخل حديقة معيِّنة. نتخيَّل أننا نمشي في هذه الحديقة ونلتقط صورة شجرة واحدة موضَّحة في الآتي.

هيا نتعرَّف على نوع هذه الشجرة باستخدام المفتاح التصنيفي الثنائي الموضَّح في الشكل 2. تقول العبارة 1: «الأوراق بسيطة ومسطَّحة». وبما أن الأمر ليس كذلك، إذن نتبع الإرشادات المذكورة في الإجابة 1ب، وننتقل إلى العبارة 2. تقول العبارة 2: «الشجرة قصيرة وكثيفة». وبما أن الشجرة التي في الصورة طويلة إلى حدٍّ ما، إذن نتبع الإرشادات الواردة في الإجابة 2ب، وننتقل إلى العبارة 3. تقول العبارة 3: «راحية (شكل المروحة)». بما أن هذا صحيح، إذن يمكننا اتباع الإرشادات الموجودة في الإجابة 3أ التي تخبرنا أن هذه الشجرة نخيل مروحي، واسمها العلمي «الواشنطونيا المتينة».

الطريقة: استخدام طريقة المفتاح التصنيفي الثنائي على شكل قائمة

سَرْد خطوات المفتاح التصنيفي الثنائي على شكل قائمة:

فيما يأتي خطوات استخدام المفتاح التصنيفي الثنائي على شكل قائمة للتعرُّف على عيِّنة:

1. لاحِظ العيِّنة التي ستتعرَّف عليها.
2. ابدأ من أعلى القائمة.
3. اقرأ الوصف في الصف 1 من المفتاح التصنيفي الثنائي.
4. اقرأ الخيارين، 1أ و1ب، في المفتاح التصنيفي الثنائي.
5. حدِّد أيُّ الخيارات يَصِف العيِّنة.
6. اتبع الاتجاه الذي يتوافق مع الوصف المناسب.
7. كرِّر الخطوات من 3 إلى 6 من هذه القائمة لجميع الصفوف المتبقية من المفتاح التصنيفي الثنائي حتى تصل إلى فئة التصنيف.
8. تم التعرُّف على العيِّنة!

والآن، هيا نتعرَّف على نوع هذه الشجرة باستخدام المفتاح التصنيفي الثنائي الموضَّح في الشكل 1. من خلال النزول من أعلى، تقول نقطة الالتقاء الأولى «أوراق مركَّبة/أوراق بسيطة». وبما أن الشجرة التي في الصورة بها أوراق مركَّبة، إذن نتبع الفرع المتجه إلى اليسار. نقطة الالتقاء التالية تقول «طويلة/قصيرة». وبما أن هذه الشجرة طويلة، إذن نتبع الفرع إلى اليسار. نقطة الالتقاء التالية تقول «أوراق ريشية/أوراق راحية». وبما أن الأوراق في الشجرة تنتشر على شكل أصابع راحة اليد، إذن نتبع الفرع المتجه إلى اليمين. تخبرنا نهاية هذا الفرع أن الشجرة «نخيل مروحي».

الطريقة: استخدام طريقة المفتاح التصنيفي الثنائي على شكل مخطَّط

سَرْد خطوات المفتاح التصنيفي الثنائي على شكل مخطَّط:

فيما يأتي خطوات استخدام المفتاح التصنيفي الثنائي على شكل مخطَّط للتعرُّف على عيِّنة:

1. لاحِظ العيِّنة التي ستتعرَّف عليها.
2. ابدأ من أعلى المخطَّط.
3. تتبَّع الشكل لأسفل حتى تصل إلى نقطة الالتقاء الأولى.
4. اقرأ الخيارين.
5. حدِّد أيُّ الخيارين يَصِف العيِّنة بدقة.
6. اتبع الاتجاه، اليسار أو اليمين، الذي يتوافق مع الخطوة 5.
7. كرِّر الخطوات من 3 إلى 6 حتى تصل إلى فئة التصنيف في نهاية فرع ما.
8. تم التعرُّف على العيِّنة!

مثال ٢: استخدام المفتاح التصنيفي الثنائي للتعرُّف على اللافقاريات الشائعة في الحديقة

يوضِّح الآتي المفتاح التصنيفي الثنائي البسيط المستخدَم للتعرُّف على مجموعة من اللافقاريات الشائعة الوجود في الحدائق. وَجَدَ أحد الأطفال كائنًا حيًّا ليس له أجنحة أو صدفة وله 8 أرجل. باستخدام المفتاح التصنيفي الثنائي، حدِّد ماهية هذا الكائن.

الحل

يخبرنا السؤال بأن هذا المفتاح التصنيفي الثنائي صُمِّم للتعرُّف على اللافقاريات الشائعة الوجود في الحديقة. اللافقاريات هي كائنات حية ليس لها عمود فقري. وعادةً تمتلك اللافقاريات أجسامًا رخوة مملوءة بالسائل أو هيكلًا خارجيًّا أو صدفة. يُكمِل السؤال وصف كائن حي من اللافقاريات وجده طفل في الحديقة. ولكي نتعرَّف على الكائن الحي، علينا قراءة المفتاح التصنيفي الثنائي باستخدام الوصف المذكور. لكي نقرأ المفتاح التصنيفي الثنائي، نبدأ من أعلى ونتجه لأسفل حتى نصل إلى نقطة الالتقاء الأولى. نقرأ عند نقطة الالتقاء عبارة «توجد أجنحة» على اليسار، وعبارة «لا توجد أجنحة» على اليمين. وبما أننا نعلم أن الكائن الحي الغامض لا توجد به أجنحة، إذن نتبع الفرع إلى اليمين. ونقرأ عند نقطة الالتقاء التالية عبارة «لا توجد صدفة» على اليسار، و«توجد صدفة» على اليمين. وبما أننا نعلم أن الكائن الحي المذكور في السؤال ليس له صدفة، إذن نتبع الفرع إلى اليسار. ونقرأ عند نقطة الالتقاء التالية عبارة «بدون أرجل» على اليسار، و«8 أرجل» على اليمين. وبما أننا نعلم من السؤال أن هذا الكائن الحي له 8 أرجل، إذن نتبع الفرع المتجه إلى اليمين. ينتهي هذا الفرع بهوية الكائن الحي الذي وجده الطفل في الحديقة.

باتباع هذه الخطوات، نتعلَّم أن الكائن الحي على الأرجح عنكبوت.

مثال ٣: استخدام المفتاح التصنيفي الثنائي للتعرُّف على مجموعة من الفقاريات

يوضِّح الآتي المفتاح التصنيفي الثنائي البسيط المستخدَم للتعرُّف على مجموعة من الفقاريات. اكتُشِف كائن حي ليس له فراء ولكن له ريش. باستخدام المفتاح التصنيفي الثنائي، حدِّد إلى أيِّ مجموعة ينتمي، على الأرجح.

الحل

يخبرنا السؤال بأن هذا المفتاح التصنيفي الثنائي صُمِّم للتعرُّف على مجموعات من الفقاريات. الفقاريات كائنات حية لها عمود فقري. ومن أمثلة الفقاريات الزواحف والبرمائيات والطيور والأسماك. يُكمِل السؤال وصف الكائن الحي الذي «اكتُشِف». لكي نتعرَّف على الكائن الحي، علينا قراءة المفتاح التصنيفي الثنائي باستخدام الوصف المذكور. لكي نقرأ المفتاح التصنيفي الثنائي، نبدأ من أعلى ونتجه لأسفل حتى نصل إلى نقطة الالتقاء الأولى. نقرأ عند نقطة الالتقاء عبارة «يوجد فراء أو شعر» على اليسار، وعبارة «لا يوجد فراء أو شعر» على اليمين. وبما أننا نعلم أن الكائن الحي الغامض «ليس له فراء»، إذن نتبع الفرع الموجود على اليمين. نقرأ عند نقطة الالتقاء التالية عبارة «لا يوجد ريش» على اليسار، و«يوجد ريش» على اليمين. وبما أننا نعلم أن الكائن الحي في السؤال له ريش، إذن نتبع الفرع الموجود على اليمين. ينتهي هذا الفرع بهوية الكائن الحي الموضَّح في السؤال.

باتباع هذه الخطوات، نتعلَّم أن الكائن الحي على الأرجح طائر.

إن المفاتيح التصنيفية الثنائية سهلة الاستخدام وبديهية، وهو ما يجعلها أدوات مفيدة وقوية للتعريف. بعد ذلك، هيا نتعلَّم كيفية إعداد مفتاح تصنيفي ثنائي.

توجد طريقتان مختلفتان قليلًا يمكن استخدامهما لتصميم وبناء مفتاح تصنيفي ثنائي.

لاستخدام الطريقة الأولى، هيا نتخيَّل الحالة الآتية.

يشترك طلاب في نشاط في المختبر يلاحظون فيه عدة عيِّنات من الطلائعيات باستخدام المجهر. يُكمِل الطلاب التدريب ويدوِّنون الملاحظات الموضَّحة في الشكل 4.

تخيَّل أننا نرغب في إعداد مفتاح تصنيفي ثنائي لمساعدة الطلاب الآخرين في التعرُّف على العيِّنات نفسها عند تجربة هذا النوع من أنشطة المختبر. كيف يمكننا المتابعة؟ أولًا، علينا تنظيم العيِّنات بناءً على صفاتها الواضحة. بعد ذلك، علينا إعداد المفتاح التصنيفي الثنائي باستخدام هذه المعلومات.

لكي نضع المفتاح التصنيفي الثنائي وننظِّم المعلومات، نبدأ بعمل جدول كالموضَّح في الجدول 1. نقسِّم العيِّنات إلى مجموعتين، (أ) و(ب)، بناءً على بعض الخواص المميزة. في هذه الحالة، اختَرنا وجود الأهداب. الأهداب امتدادات قصيرة تَبرُز من داخل جسم الخلية. سنقسِّم العيِّنات بحيث تُوضَع العيِّنات المهدَّبة في المجموعة (أ)، والعيِّنات غير المهدَّبة في المجموعة (ب).

بعد ذلك، نقسِّم العيِّنات في المجموعة (أ) إلى مجموعتين أخريين بناءً على صفاتها المميزة. في هذه الحالة، تكون الصفة هي إذا ما لُوحِظت العيِّنة تسبح بحُرِّية أو مرتبطة بركيزة. نُسمِّي هاتين المجموعتين الصغيرتين الجديدتين (ج) و(د). وأخيرًا، نفعل الشيء نفسه مع المجموعة (ب)، بتكوين المجموعة (هـ) والمجموعة (و) بناءً على وجود سوط.

عندما نضع المفتاح التصنيفي الثنائي، نبدأ بالصفات العامة أو الشاملة، ثم نُكمِل لتكوين مزايا محدَّدة أكثر.

إذا كانت لدينا عيِّنات أكثر، فسنستمر في عملية تقسيم المجموعات إلى مجموعات أصغر بناءً على صفة محدَّدة، إلى أن تصبح كل واحدة منها في مجموعة بمفردها. وبما أن لدينا أربع عيِّنات فقط علينا التعرُّف عليها، إذن نكون بذلك قد انتهينا من الجزء المتعلِّق بإعداد المفتاح التصنيفي الثنائي. بعد ذلك، علينا فقط تنظيم المعلومات في صورة مخطَّط. يوضِّح الشكل 5 مثالًا على ذلك.

هذه الطريقة لتقسيم المجموعات إلى مجموعات أصغر متساوية هي أسهل الطرق استخدامًا عندما يكون إجمالي عدد العيِّنات صغيرًا نسبيًّا، وتعتزم إعداد مفتاح تصنيفي ثنائي على شكل مخطَّط.

الطريقة: إعداد المفتاح التصنيفي الثنائي على شكل مخطَّط

فيما يأتي خطوات إعداد المفتاح التصنيفي الثنائي على شكل مخطَّط

1. لاحِظ العيِّنات، ودوِّن ملاحظات عن صفات كلٍّ منها على حدة.
2. رتِّب المعلومات في صورة جدول مثل الجدول الموضَّح فيما يأتي.
   1. قسِّم العيِّنات إلى مجموعتين متساويتين بناءً على صفة واضحة.
   2. ضع هذه العيِّنات باعتبارها المجموعة (أ) والمجموعة (ب) في الجدول.
   3. قسِّم المجموعة (أ) إلى مجموعتين أخريين؛ المجموعة (ج) والمجموعة (د)، بناءً على صفة واضحة.
   4. قسِّم المجموعة (ب) إلى مجموعتين أخريين؛ المجموعة (هـ) والمجموعة (و)، بناءً على صفة واضحة.
   5. استمر في تقسيم كل مجموعة إلى مجموعات أصغر حتى تكون كل عيِّنة في مجموعة بمفردها.

      المجموعة (أ): - العيِّنة أ - العيِّنة ب		المجموعة (ب): - العيِّنة ج - العيِّنة د
      المجموعة (ج): - العيِّنة أ ()	المجموعة (د): - العيِّنة ب (()	المجموعة (هـ): - العيِّنة ج ()	المجموعة (و): - العيِّنة د ()

3. استخدم المعلومات الموجودة في الجدول لديك لرسم مفتاح تصنيفي ثنائي مثل المفتاح الموضَّح فيما يأتي.

والطريقة الثانية هذه مختلفة قليلًا. إنها أكثر فائدةً عندما يكون عدد العيِّنات أكبر أو إذا كنت تحديدًا مهتمًّا بإعداد مفتاح تصنيفي ثنائي على شكل قائمة.

للتدرُّب على الطريقة الثانية، هيا نتخيَّل الحالة الآتية.

يقضي طالب في المملكة المتحدة فصل الصيف في إعداد ملاحظات عن الأنواع المختلفة من النحل الطنان في نظامها البيئي المحلي. ملاحظاته مدوَّنة في الشكل 6.

تخيَّل أننا نريد إعداد مفتاح تصنيفي ثنائي على صورة قائمة للتعرُّف على هذه الأنواع المختلفة من النحل الطنان. كيف يمكننا المتابعة؟ عند إعداد مفتاح تصنيفي ثنائي، نبدأ بترتيب المعلومات الموجودة لدينا في جدول، ثم نُكمِل المفتاح التصنيفي الثنائي بناءً على هذا الجدول.

لكي نبدأ في ملء الجدول وتنظيم المعلومات لدينا، سنجد أن هناك عيِّنة واحدة لها خاصية تميِّزها على جميع العيِّنات الأخرى. سنُضيف الخاصية والأنواع إلى الصف الأول من الجدول. في هذه الحالة، أدرجنا «شكل الرأس المستطيل»؛ حيث إن هذا يفرِّق النحل الطنان في الحديقة عن غيره من الأنواع الخمسة الأخرى. بعد ذلك، سنُلقي نظرة على الأنواع الخمسة المتبقية، ونختار نوعًا له صفة تختلف عن الأنواع الأربعة الأخرى. سنملأ الصف 2 من الجدول بهذه المعلومات. سنستمر في فصل عيِّنة واحدة عن العيِّنات المتبقية، وإضافة صفوف إلى الجدول حتى تتبقَّى عيِّنة واحدة فقط. يمكنك أن ترى مثالًا لجدول كامل في الجدول 2.

حسنًا، سنكتب المفتاح التصنيفي الثنائي على شكل قائمة. العبارة 1 في الشكل 7 هي الصفة التي استخدمناها في الصف الأول من الترتيب في الجدول 2. الخيار 1أ هو النوع الذي عرَّفته هذه العبارة. الخيار 1ب يُرشِد المستخدِم إلى «الانتقال إلى الخطوة 2». العبارة 2 هي الصفة التي استخدمناها في الصف الثاني من جدول الترتيب. الخيار 2أ هو النوع الذي عرَّفته هذه العبارة. أما الخيار 2ب، فيُرشِد المستخدِم إلى «الانتقال إلى الخطوة 3». إذا اكتمل هذا المفتاح التصنيفي الثنائي بتكرار هذا النمط، فسنحصل في النهاية على الناتج الموضَّح في الشكل 7.

نراجع ما تعلَّمناه في هذا الشارح.