شارح الدرس: المملكة الحيوانية: الفقاريات الأحياء • الصف الأول الثانوي

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نتعرَّف على خواصِّ الفقاريات المختلفة في المملكة الحيوانية.

من المرجَّح أن تكون على دراية جيدة بأمثلة للفقاريات، فالكلاب والقطط المنزلية من الفقاريات، واللحوم المُستخدَمة في صُنْع شطائر البرجر والنقانق نحصل عليها من الفقاريات، وأنت أيضًا، بوصفِك إنسانًا، من الفقاريات. وعلى الرغم من أن فقاريات المملكة الحيوانية تُحيط بنا في جميع البيئات وفي كلِّ يوم من حياتنا، تشكِّل أنواع الفقاريات نسبةً تقلُّ عن من أنواع الحيوانات التي تعيش على الأرض حاليًّا. ومع ذلك، تظلُّ الفقاريات من الأنواع الأكثر تنوُّعًا، وسنتناول في هذا الشارح الخواصَّ الرئيسية لبعض الحيوانات التي تنتمي إلى هذه المجموعة.

يُصنِّف العلماء الكائنات الحية عند دراستها غالبًا إلى مجموعات مختلفة في عملية تُعرَف بعلم التصنيف. وتَشترِك الكائنات الحية المنتمية إلى المجموعة الواحدة في بعض الخواصِّ الرئيسية.

تُعَدُّ المملكة مثالًا لمجموعة تصنيفية، فهي مجموعة تَضمُّ العديد من الكائنات الحية المختلفة التي تَشترِك جميعها في بعض الخواصِّ الرئيسية. يوضِّح الشكل 1 مخطَّطًا لنظام تصنيف الممالك الخمس.

تَشترِك معظم الكائنات الحية المنتمية إلى مملكة الحيوان في بعض الخواصِّ الرئيسية. فهي عادة ما تكون قادرة على الحركة، ومتعدِّدة الخلايا، وغير ذاتية التغذية، وهو ما يعني أنها بحاجة إلى استهلاك كائنات حية أخرى لتحصل على تغذيتها.

إذا ألْقينا نظرةً عن كَثَب على مملكة الحيوان، سنلاحِظ أن علماء الأحياء يصنِّفون هذه المملكة إلى مجموعتين مختلفتين وهما: الفقاريات واللافقاريات. يوضِّح الشكل 2 المخطَّط الأساسي لهاتين المجموعتين وبعض الخواصِّ الرئيسية لكلِّ مجموعة.

كما نلاحِظ في الشكل 2، تتضمَّن الفقاريات جميع الحيوانات التي لها عمود فقري. يُمثِّل هذا العمود الفقري أساس الهيكل الداخلي للفقاريات، الذي يتكوَّن من عظام أو غضاريف. ويتضمَّن الهيكل الداخلي جمجمةً تُحيط بدماغ الكائن الحي وتوفِّر له الحماية. تنتمي جميع الفقاريات إلى شُعبة الحبليات، التي تتضمَّن أيَّ كائن حي له حبلٌ ظَهْري في أيٍّ من مراحل نموِّه. كما أن جميع هذه الكائنات الحية لها جهاز دوري مُغلَق، يحتوي على قلبٍ به حجرات متعدِّدة.

لعلنا نتذكَّر أن مجموعات الفقاريات المختلفة يُشار إليها بالأسماك، والزواحف، والبرمائيات، والطيور، والثدييات. وتُصنَّف الكائنات الحية في هذه المجموعات بناءً على خواصَّ محدَّدة. إذن لنتناول طوائف الفقاريات المختلفة بمزيد من التفصيل.

ثمَّة ثلاث طوائف كبيرة من الفقاريات، التي نُطلِق عليها عادة «الأسماك» وهي: طائفة الأسماك اللافكية، وطائفة الأسماك الغضروفية، وطائفة الأسماك العظمية. يوضِّح الشكل 3 خواصَّها الرئيسية، ويَعقِد بعض المقارنات بين الطوائف.

تَشترِك طوائف الأسماك هذه في بعض الصفات. حيث تَضَع الغالبية العُظمى من الأسماك البيض، الذي يُخصَّب خارج الجسم. ويُشار عادةً إلى الأسماك باسم ذوات الدم البارد، ولكنْ لا يعني هذا أن دمها باردٌ فعليًّا. ولكن يُشير هذا إلى طريقة التنظيم الحراري، فعلى النقيض من البشر، تَعتمِد الأسماك على البيئة الخارجية لتدفئة أجسامها. والمصطلح المناسب لوصْف هذه الحيوانات هو أنها «خارجية الحرارة».

مثال ١: تصنيف الكائنات الحية إلى طوائف بناءً على خواصَّ معلومة

اكتُشِفَ كائنٌ بحريٌّ غير معروف. للكائن جسمٌ طويلٌ ورفيعٌ وغير مُغطًّى بالقشور، وليست له زعانف زوجية. إلى أيِّ طائفة من الفقاريات ينتمي هذا الكائن على الأرجح؟

1. الأسماك العظمية
2. الأسماك اللافكية
3. الأسماك الغضروفية

الحل

عندما يُطلَب منَّا تصنيفُ كائناتٍ حية في مجموعات معيَّنة، علينا أن نبدأ بتذكُّر الخواصِّ المميِّزة لهذه المجموعات. لدينا في هذا السؤال ثلاثة خيارات لهذا الكائن الحي وهي: طائفة الأسماك العظمية، وطائفة الأسماك اللافكية، وطائفة الأسماك الغضروفية. دعونا نلخِّص الخواصَّ المميِّزة لكلِّ طائفةٍ على حِدةٍ لنحدِّد الإجابة الصحيحة.

الكائنات الحية المنتمية إلى طائفة الأسماك العظمية لها هياكل عظمية، وأجسامها مُغطَّاة بالقشور. تنصُّ مُعطيات السؤال على أن الكائن له جسم طويل، ورفيع، وغير مُغطًّى بالقشور. وتُشير هذه المُعطيات إلى أن طائفة الأسماك العظمية ليست الخيار الصحيح.

الكائنات الحية المنتمية إلى طائفة الأسماك اللافكية عادةً ما تُعرَف باللافكِّيات. ولها أجسام طويلة ورفيعة، وفمٌ يُشبِه القمع، وليس لها زعانف زوجية. توضِّح الصورة الآتية مثالًا لسمكة لا فكية، وهي سمكة الجلكي:

بالعودة إلى السؤال، نجد أن هذا الخيار قد يمثِّل الخيار الصحيح؛ فهو يُطابِق وصْف جسم الكائن، وكذلك عدم وجود الزعانف الزوجية. للتأكُّد من ذلك، سنتحقَّق من أن الخيار الثالث غير صحيح.

تتضمَّن طائفة الأسماك الغضروفية كائنات حية، مثل أسماك الشفنين والقروش، لها أجسام مُغطَّاة بقشور ولها زعانف زوجية. وهذه الكائنات الحية على النقيض تمامًا من الكائن الحي الموصوف في السؤال، وعليه من المؤكَّد أن هذا الخيار غير صحيح.

إذن طائفة الفقاريات التي من المرجَّح أن ينتمي إليها الكائن المذكور في السؤال هي طائفة «الأسماك اللافكية».

تُوجَد طائفة أخرى من الفقاريات، تُسمَّى طائفة الزواحف. تُعرَف الكائنات الحية المنتمية إلى هذه الطائفة بالزواحف، مثل السحالي، والتماسيح، والسلاحف، والثعابين. وكما هي الحال مع الأسماك، يُشار عادةً إلى الزواحف بأنها من ذوات الدم البارد، ولكننا أصبحنا نعلم الآن المصطلح الصحيح، وهو الكائنات الخارجية الحرارة. إذا كنتَ تعيش في بلد حارٍّ، أو سبق لك زيارة إحدى هذه البلدان، فربما رأيتَ بعض السحالي تتشمَّس في يوم حارٍّ، مثلما تفعل السحلية الموضَّحة في الصورة الآتية؛ فهذه هي الطريقة التي تُدفئ بها السحالي أجسامها.

تنقسم أجسام الزواحف إلى أربع مناطق وهي: الرأس، والرقبة، والجذع، والذيل. جلد الزواحف جاف الملمس، وتُغطِّيه حراشف قرنية سميكة. تتميَّز أغلب الزواحف أيضًا بوجود أربعة أطراف خماسية الأصابع تنتهي بمخالب قرنية لدعم أجسامها وتحريكها، ولكنْ قد لا تُوجَد هذه الأطراف لدى بعض الزواحف، مثل الثعابين. وعلى النقيض من الأسماك، تتنفَّس الزواحف الأكسجين عن طريق رئتَيْها. كما أن الزواحف كائنات أحادية الجنس؛ ويَحدُث الإخصاب داخليًّا، ونتيجة ذلك أنها تَضَع بيضًا. يُغلَّف هذا البيض بقشور صُلبة مُتكلِّسة أو قشور لينة نسبيًّا، وفي كلتا الحالتين، قد تَبني الزواحف هياكل حماية حول البيض، مثل الأعشاش، لكي تُحافِظ عليه من التحطُّم.

البرمائيات طائفةٌ منفصلةٌ من الفقاريات، ولكنها تُشارِك طائفة الزواحف في بعض الخواصِّ. والبرمائيات أيضًا كائناتٌ خارجيةُ الحرارة؛ حيث تعتمد على البيئة لتنظيم درجة حرارة أجسامها. ولها أربعة أطراف خماسية الأصابع لدعم حركتها. لكن تُغطَّى أجسامها بجلد أملس رطب يُفرِز المخاط للحفاظ على رطوبته، بدلًا من أن تُغطَّى بحراشف صُلبة. وهذا التكيُّف الخاصُّ بالبرمائيات يعني أن بعضها يَستطيع تبادُل الأكسجين مع البيئة المحيطة عن طريق الجلد. وعلى الرغم من أنها كائناتٌ أحادية الجنس مثل الزواحف، إلَّا أن البيض يُخصَّب خارج أجسامها. إذْ تَضَع هذه الكائنات البيض في الماء. توضِّح الصورة الآتية مثالًا على كائن برمائي، وهو السمندر الناري، مُصوَّرًا في الماء.

للبرمائيات طريقة مُثيرة للاهتمام للحصول على الأكسجين؛ حيث تعيش الأجِنَّة وصِغار أغلب البرمائيات في الماء، وتَحصُل على الأكسجين عن طريق تبادُل الغازات مع الماء في الخياشيم. ولكنْ عندما تنمو البرمائيات، تنمو لها رئتان، وتبدأ في تنفُّس الأكسجين الجوي. وهذا يُساعِدها في تطوير بعض أوجُه التكيُّف المُثيرة للاهتمام؛ على سبيل المثال، في ذكور ضفدع الشجر الأوربي (الموضَّح في الصورة الآتية)، تُوجَد أكياس صوتية كبيرة تُساعِدها في إصدار أصوات نقيق عالية لجذب الإناث.

ثمَّة طائفة أخرى من الفقاريات تُسمَّى الطيور، وهي تضمُّ الكائنات الحية التي يُشار إليها عادةً باسم الطيور. وعلى النقيض من الزواحف والبرمائيات، تُعَدُّ الطيور من ذوات «الدم الحار»، والمصطلح العلمي الأكثر دقَّة لهذه الكائنات هو «الكائنات الداخلية الحرارة»، وهو ما يعني أن الطيور لديها أنظمة متخصِّصة في أجسامها تُنظِّم درجات حرارتها، وتعتمد بدرجة أقلَّ على البيئة المُحيطة.

الكائنات الحية المنتمية إلى طائفة الطيور لها أجسام مُغطَّاة في معظمها بالريش، ولها عظام مجوَّفة وخفيفة للغاية، وذلك لدعم آلية حركتها الرئيسية: الطيران. هذه الكائنات لها أربعة أطراف: ساقان تحتوي كلٌّ منهما على أربع أصابع بمخالب قرنية، وجناحان. الطرفان الخلفيان يُمكِّنان الطيور من المشي على الأرض، وتسلُّق الأشجار أو التحرُّك عليها، وصَيْد الفرائس في بعض الأحيان. ولمُساعَدة الطيور في تحريك جناحيها أثناء الطيران، تُوجَد عضلات صدرية قوية متَّصِلة بعظم القصِّ. الطيور كائنات فائقة النشاط؛ لذلك فهي تَحتاج إلى كمية كبيرة من الأكسجين لتتمكَّن خلاياها من التنفُّس وإنتاج الطاقة. ولتحقيق ذلك، تحتوي عظام الطيور المجوَّفة على أكياس هوائية تزيد من كمية الأكسجين المتاحة للتنفُّس أثناء الطيران. وكما هي الحال مع الزواحف، تتنفَّس الطيور الأكسجين الجوِّي من خلال الرئتين، ويَحدُث الإخصاب داخليًّا ويَنتُج عنه وضْع للبيض. ومثلما هي الحال مع الزواحف أيضًا، تُغطَّى سيقان الطيور بالحراشف. تشمل الأمثلة للطيور الحمام، والصقور، والنسور، والعصافير. كما يُوجَد بعض أنواع الطيور التي لا يُمكنها الطيران؛ حيث تكيَّفت أجسامها مع البيئات المُحيطة بها، ونتج عن ذلك فقْدانها للقُدْرة على الطيران. تشمل هذه الطيور البطاريق والنَّعام، وهي المثال الموضَّح في الصورة الآتية.

طائفة الثدييات هي إحدى طوائف الفقاريات المألوفة للغاية لدى أغلب البشر؛ لأنها الطائفة التي تنتمي إليها القطط، والكلاب، والخيول، والأغنام، والبشر. جميع الثدييات كائنات داخلية الحرارة، وجميعها تتنفَّس الأكسجين الجوي من خلال الرئتين. تنقسم أجسام الثدييات إلى رأس، ورقبة، وصدر، وبطن. ويُغطَّى جلد الثدييات بالشعر، وليس الحراشف مثل الزواحف، ولا الريش مثل الطيور. وعادةً ما تتميَّز الثدييات بوجود أربعة أطراف خماسية الأصابع، وبحسب النوع، قد تحتوي هذه الأطراف على أظافر، أو مخالب، أو حوافر. للثدييات أسنان مميَّزة تشمل القواطع والأنياب والأضراس، ويختلف عددها وحجمها بناءً على النظام الغذائي للكائن الحي. أمَّا الإخصاب في الثدييات فيَحدُث داخليًّا، وفي معظم الحالات ينمو الجنين داخل جسم الأم. عادة ما يُطلَق على الكائنات الحية التي تُنَمِّي الأجِنَّة داخل أجسام أمَّهاتها اسم الثدييات الوَلُودة. وعندما يُولَد الصِّغار، تُنتِج الأمَّهات اللبن لإرضاعها عبر الغُدَد الثديية.

طائفة الثدييات مجموعة متنوِّعة للغاية؛ لذا دعونا نلقِ نظرةً على تحت الطوائف الثلاث المتفرِّعة من طائفة الثدييات في الجدول 1، التي صُنِّفت وفقًا للنمو الجنيني وطريقة الولادة.

تحت طائفة الثدييات الحقيقية هي أكبر تحت طائفة متفرِّعة من طائفة الثدييات. فهي تتضمَّن مجموعةً كبيرةً من الثدييات، مثل الثدييات المُستغَلَّة في الثروة الحيوانية، والثدييات التي تُرَبَّى في المنازل لأنها حيوانات أليفة، وجميع الرئيسيات، ومنها البشر. يُمكن تصنيف تحت طائفة الثدييات الحقيقية إلى رُتَبٍ متعدِّدة. وتَشترِك الكائنات الحية ضمن الرُّتبة الواحدة في بعض الخواصِّ المعيَّنة. يوضِّح الشكل 8 شجرة تطوُّر بسيطة لتحت طائفة الثدييات الحقيقية، إلى جانب معلومات إضافية عن خواصِّ كلِّ رُتبة.

دعونا نراجع بعض النقاط الرئيسية التي تعلَّمناها عن الفقاريات في مملكة الحيوان.