فيديو الدرس: أنواع التغذية الأحياء

نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سنتعرف على مفهوم التغذية، وبعض الأمثلة على الكائنات الحية التي تقوم بعمليات مختلفة للحصول على غذائها. تندرج هذه العمليات بشكل عام ضمن فئات الكائنات الذاتية التغذية التي تصنع غذاءها بنفسها، والكائنات غير الذاتية التغذية التي تستهلك كائنات حية أخرى للحصول على غذائها. وسوف نتعلم كيف نحدد هذه الأنواع المختلفة من التغذية بناء على أوصافها، وكيف نقارن بينها.

تتطلب جميع الكائنات الحية شكلًا من أشكال التغذية. والتغذية هي عملية حصول الكائنات الحية على المواد الغذائية. حيث تزود التغذية العديد من الكائنات الحية بالسكريات التي يمكن تكسيرها لتحرير الطاقة التي تحتاج إليها لأداء العديد من العمليات الحيوية الأساسية، مثل الحركة والتكاثر. وتتحرر هذه الطاقة في خلايا جميع الكائنات الحية عن طريق عملية تسمى التنفس الخلوي. كما توفر التغذية للكائنات الحية مصدرًا للبروتينات، التي يمكن استخدامها للنمو والتجديد، ولا سيما لبناء العضلات. غالبًا ما تستخدم الدهون التي يجري الحصول عليها من التغذية في العزل والحماية، ويمكن استخدامها أيضًا في تخزين الطاقة.

توفر التغذية للكائنات الحية أيضًا مصدرًا للفيتامينات والمعادن، التي يمكن استخدامها لأداء العديد من الوظائف المختلفة. على سبيل المثال، في حالة البشر، تساعد الفيتامينات والمعادن على دعم الجهاز المناعي، والجهاز العصبي، بل وتؤدي دورًا في انقباض العضلات أيضًا. وعلى غرارنا نحن البشر، غالبًا ما تحصل الحيوانات على هذه العناصر الغذائية الأساسية من الطعام الذي تتناوله. لكن توجد كائنات حية أخرى تعتمد في ذلك على مجموعة متنوعة من الطرق المختلفة.

يوجد تصنيفان رئيسيان لطرق التغذية، وهما التغذية الذاتية والتغذية غير الذاتية. تصف كلمة «ذاتية» كيف تحصل هذه الكائنات الحية المختلفة على غذائها. لذا فهي تسمى الكائنات الذاتية التغذية. وهذا يوضح كيف أنها قادرة على صنع غذائها بنفسها من مواد غير عضوية بسيطة. فالنباتات، على سبيل المثال، ذاتية التغذية لأنها تستخدم ضوء الشمس والمواد غير العضوية البسيطة، مثل الماء وجزيئات ثاني أكسيد الكربون لبناء سكريات أكبر، وهذه طريقتها للتغذية.

تصف كلمة «غير ذاتية» كيف تحصل هذه الكائنات الحية على غذائها. وهذا يوضح كيف أن الكائنات غير الذاتية التغذية تحصل على غذائها عن طريق استهلاك كائنات حية أخرى أو من المواد العضوية المستخلصة من كائنات ميتة. على سبيل المثال، يعتبر نحل العسل غير ذاتي التغذية، حيث يحصل على غذائه عن طريق التغذي على حبوب اللقاح التي أنتجها هذا النبات، وهو كائن حي مختلف.

دعونا نستكشف التغذية الذاتية بمزيد من التفاصيل من خلال النظر إلى بعض الأنواع المختلفة من الكائنات الذاتية التغذية. يمكن وصف هذا النبات وصفًا دقيقًا على أنه كائن ذاتي التغذية الضوئية. إذ تشير كلمة «ضوئية» إلى الاعتماد على الضوء. تحصل الكائنات الذاتية التغذية الضوئية مثل الطحالب الخضراء، وبعض البكتيريا، والنباتات مثل عباد الشمس، على غذائها عن طريق تحويل الجزيئات غير العضوية الصغيرة والطاقة الضوئية، التي تحصل عليها من الشمس عادة، إلى طاقة كيميائية في صورة سكريات، مثل الجلوكوز. ويحدث ذلك من خلال عملية تسمى البناء الضوئي. لكن تظل الكائنات الذاتية التغذية الضوئية بحاجة إلى الحصول على مغذيات أخرى، مثل الماء والأيونات المعدنية، التي تمتصها النباتات عادة من التربة عبر جذورها. كما تحصل على ثاني أكسيد الكربون الذي تحتاج إليه لأداء عملية البناء الضوئي بشكل أساسي من خلال أوراقها.

تعد الكائنات الذاتية التغذية الكيميائية أحد الأمثلة الأخرى على الكائنات الذاتية التغذية. تشير كلمة «كيميائية» إلى طريقة تغذية هذه الكائنات، إذ تصف كيف أنها تحصل على غذائها عن طريق تحويل نوع من المواد الكيميائية إلى نوع آخر. توجد بكتيريا تعيش داخل كائنات حية أخرى تسمى الديدان الأنبوبية، التي توجد في أعماق البحار في مناطق تسمى الفوهات المائية الحرارية. لا يوجد أي ضوء في هذه الفوهات. وهي شديدة الحرارة، وتقع تحت ضغط مرتفع للغاية، كما أنها ممتلئة بالمواد الكيميائية، مثل كبريتيد الهيدروجين الذي يعد مركبًا سامًّا لمعظم الكائنات الحية.

على الرغم من ذلك، لا يزال بإمكان هذه البكتيريا الحصول على غذائها عن طريق هذه المواد الكيميائية السامة، مثل كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون المذاب في مياه البحر، وذلك لإنتاج السكريات في عملية تسمى التخليق الكيميائي. لا توفر السكريات للبكتيريا مصدرًا للطاقة فحسب، بل توفر أيضًا التغذية للكائنات الحية الأكبر التي تتعايش معها في الفوهات المائية الحرارية، مثل الديدان الأنبوبية التي تعيش البكتيريا بداخلها. ومن المثير للاهتمام، أنه نظرًا لأن الديدان الأنبوبية تحصل على غذائها من كائن حي آخر، أي البكتيريا التي تعيش داخلها بطريقة تكافلية، تعد الديدان الأنبوبية كائنات غير ذاتية التغذية. لذا دعونا الآن نلق نظرة على هذا النوع من التغذية.

تعرف الكائنات التي تحصل على غذائها من كائنات حية أخرى بالكائنات غير ذاتية التغذية. تذكر أن الكائنات غير الذاتية التغذية تحصل على طعامها عن طريق استهلاك كائنات حية أخرى أو كائنات ميتة، ما يجعلها مختلفة عن الكائنات الذاتية التغذية التي تصنع غذاءها بنفسها. توجد ثلاثة أنواع رئيسية من الكائنات غير الذاتية التغذية: الطفيليات والكائنات الرمية التغذية والكائنات الحيوانية التغذية. دعونا نكتشف المزيد من المعلومات حول الطفيليات أولًا. تعيش الكائنات الطفيلية على سطح كائن حي آخر أو بداخله، ويسمى العائل. تحصل الطفيليات على غذائها من عائلها، أو على حسابه.

على سبيل المثال، يمكن للبعوض مثل هذا أن يعمل بمثابة أوعية للطلائعيات الطفيلية المجهرية، التي تسمى البلازموديوم المنجلي ‪(Plasmodium falciparum)‬‏، وهو الذي نلاحظه هنا مكبرًا بين خلايا الدم الحمراء الموجودة في أمعاء البعوض. وعندما تتغذى البعوضة المصابة بالعدوى على دم الإنسان، فإنها تنقل بعضًا من هذه الطلائعيات إلى مجرى دمه، حيث تصيب خلايا الدم الحمراء، وتمتص مغذياتها. وهذا ما يتسبب في مرض يسمى الملاريا، وهو أحد الأمراض الشديدة الخطورة على البشر، حيث يسبب أكثر من 400000 حالة وفاة كل عام.

غالبًا ما ترتبط الطفيليات بالميكروبات والأمراض في البشر، لكن من الممكن أن تكون النباتات طفيلية أيضًا. على سبيل المثال، الهدال أو الدبق هو نبات طفيلي، والنبات العائل هو الشجرة. يلتصق نبات الهدال بالشجرة ويمتص الماء والمغذيات من هذا العائل للحصول على غذائه. في حين أن هذه العملية لا تتسبب في موت الشجرة مثلما يحدث حين يصيب البلازموديوم البشر، إلا أنها تضعف الشجرة بشكل كبير، حيث تقل المغذيات اللازمة لأداء عملياتها الحيوية الأساسية.

دعونا الآن نلق نظرة على الكائنات الرمية التغذية. عادة ما تحصل الكائنات الرمية التغذية على مغذياتها عن طريق امتصاص المواد الميتة والمتحللة. وهي عادة ما تكون فطريات مثل عيش الغراب هذا، إلا أن بعض أنواع البكتيريا تندرج ضمن هذه الفئة أيضًا. لا تمتلك الكائنات الرمية التغذية عادة جهازًا هضميًّا داخليًّا. ولكن الفطريات، على سبيل المثال، تمتلك أنظمة من الشرائط الممتدة تسمى الخيوط الفطرية. تكون الخيوط الفطرية الغزيرة والممتدة الغزل الفطري، الذي يقع عادة تحت الأرض، حيث يمتد إلى البيئة المحيطة بحثًا عن المواد الميتة والمتحللة، مثل ورقة النبات هذه.

دعونا نلق نظرة فاحصة على شكل هذه الخيوط الفطرية عندما تجتاح الخلايا النباتية في هذه الورقة. تنفذ الخلايا الفطرية الموضحة هنا باللون الأزرق إلى داخل الخلايا النباتية عن طريق إنتاج امتدادات لخيوطها الفطرية. وتفرز الفطريات إنزيمات خارج خلوية من هذه الخيوط الفطرية في الخلايا النباتية لتكسير المواد الميتة أو المتحللة في ورقة النبات. بعد حدوث عملية الهضم خارج الخلوي، تمتص الخيوط الفطرية جسيمات الطعام الصغيرة مرة أخرى لتستخدمها الكائنات الرمية التغذية عند الحاجة إليها.

تسمى المجموعة الأخيرة من الكائنات غير ذاتية التغذية، الكائنات الحيوانية التغذية. التغذية الحيوانية هي نوع من أنواع التغذية غير الذاتية يتم خلالها تناول جسيمات الطعام الصلبة أو السائلة أو الغازية، وهضمها داخليًّا. ويختلف هذا عن التغذية الرمية حيث إن الكائنات الحيوانية التغذية تتناول طعامها وتهضمه داخليًّا، في حين تطلق الكائنات الرمية التغذية إنزيمات خارج خلوية لهضم الطعام خارج أجسامها.

توجد ثلاثة تصنيفات رئيسية للكائنات الحية التي تستخدم التغذية الحيوانية: آكلات اللحوم، وآكلات العشب، وخليطة التغذية. آكلات اللحوم، مثل حوت الأوركا، والأسد، والثعابين، وحتى العناكب، تحصل على غذائها عن طريق استهلاك المواد الحيوانية فقط. وآكلات العشب، مثل الكوالا والفيلة والفئران، تحصل على غذائها عن طريق استهلاك المواد النباتية فقط. في حين تحصل الكائنات الخليطة التغذية، مثل الراكون والكلاب ومعظم البشر، على غذائها عن طريق استهلاك المواد النباتية والحيوانية معًا. لنلق نظرة على مثال بسيط لكائن يستخدم التغذية الحيوانية بشكل أساسي: وهو كائن وحيد الخلية يسمى الأميبا.

تبتلع الأميبا أولًا جسيمات الطعام. وبعد ذلك يهضم الطعام داخليًّا إلى جسيمات أصغر بفعل الإنزيمات. تستخدم الجزيئات الأصغر، التي قد تكون على سبيل المثال سكرًا بسيطًا مثل الجلوكوز، لتخليق جزيئات أخرى أكبر مفيدة للأميبا. ثم تخرج بعد ذلك أي فضلات غير مفيدة للأميبا وتطرح خارج الخلية. على الرغم من أن الأميبا أصغر بكثير من الكائنات الحيوانية التغذية الأخرى، إلا أننا جميعًا نتبع نفس العمليات الأساسية من ابتلاع، وهضم داخلي، وامتصاص، وإخراج. دعونا نراجع ما تعلمناه عن الأنواع المختلفة للتغذية من خلال تناول سؤال تدريبي.

تلتصق العلقيات، إحداها موضحة في الصورة، بجسم كائن حي آخر، وتحصل على غذائها عن طريق امتصاص بعض دم هذا الكائن الحي. ما تصنيف الكائنات غير الذاتية التغذية التي تنتمي إليها العلقيات؟

لنبدأ بتحديد بعض المصطلحات الأساسية الواردة في السؤال لنعرف كيف نجيب عنه. نحن نعلم من السؤال أن العلقيات كائنات غير ذاتية التغذية، لكن ماذا يعني هذا المصطلح؟ تحصل الكائنات غير ذاتية التغذية على طعامها عن طريق استهلاك وابتلاع كائنات أخرى حية أو ميتة. على سبيل المثال، نحن البشر نوع من أنواع الكائنات غير الذاتية التغذية، نظرًا لأننا نستهلك المواد الحيوانية والنباتية والفطرية أحيانًا للحصول على غذائنا، وهذه كلها كائنات حية أو ميتة. دعونا نكتشف إلى أي نوع من أنواع الكائنات غير الذاتية التغذية تنتمي هذه العلقة من خلال مقارنة التصنيفات الرئيسية الثلاثة للكائنات غير الذاتية التغذية في جدول. المجموعات الثلاث المختلفة من الكائنات غير الذاتية التغذية هي الطفيليات، والكائنات الرمية التغذية، والكائنات الحيوانية التغذية.

لنلق نظرة على الخواص التي تتميز بها كل مجموعة للحصول على طعامها، بدءًا بالطفيليات. عادة ما تعيش الطفيليات داخل جسم كائن حي آخر، أو على سطحه، ويسمى العائل. وهي تحصل على غذائها على حساب العائل، تمامًا مثلما تمتص هذه الكرمة الطفيلية المغذيات من الشجرة التي تعيلها. ومن ناحية أخرى، عادة ما تحصل الكائنات الرمية التغذية على غذائها من كائنات ميتة أو متحللة بدلًا من عائل حي. ويمكن للكائنات الرمية التغذية مثل هذه الفطريات أن تحصل على غذائها عن طريق إفراز إنزيمات خارج خلوية من أجسامها على الكائنات الحية المتعفنة لتكسير مغذياتها الكبيرة إلى جزيئات طعام أصغر حجمًا. ثم تمتص الجزيئات الأصغر في خلايا الكائنات الرمية التغذية لاستخدامها عند الحاجة إليها.

أما بالنسبة إلى الكائنات الحيوانية التغذية، فلا يشكل كون عائلها حيًّا أم ميتًا فرقًا. إذ إنها بدلًا من إفراز الإنزيمات على طعامها، فإنها تدخل جسيمات الطعام الصلبة أو السائلة أو الغازية إلى أجسامها أولًا. وبمجرد ابتلاعه، تهضم جسيمات الطعام بفعل الإنزيمات الموجودة داخل جسم الكائن الحيواني التغذية قبل أن تمتص خلاياه المغذيات الأصغر حجمًا لاستخدامها عند الحاجة إليها.

لنلق نظرة على السؤال مجددًا لاكتشاف تصنيف الكائنات غير الذاتية التغذية الذي تنتمي إليه العلقة. يخبرنا السؤال أن العلقة تلتصق بجسم كائن حي آخر. وهذا يشير إلى أن العلقة قد تكون طفيلًا يعيش على جسم عائله أو بداخله. كما نعلم أيضًا أن العلقة تمتص دم الكائن الحي للحصول على غذائها. وهذا يعكس السمة الرئيسية الأخرى للطفيليات، التي تكمن في أنها تحصل على غذائها على حساب العائل. وبالتأكيد، سيكون فقدان الدم ضارًّا بصحة عائل العلقة، وربما يهدد بقاءه. ومن ثم، يمكننا استنتاج أن العلقة يمكن تصنيفها على أنها طفيل.

لنراجع بعض النقاط الرئيسية التي تناولناها في هذا الفيديو. لقد تعلمنا أن جميع الكائنات الحية تحتاج إلى شكل من أشكال التغذية حتى تتمكن من تحرير الطاقة إلى جانب الفوائد الأخرى التي توفرها التغذية. توجد العديد من الطرق المختلفة التي يمكن للكائنات الحية من خلالها الحصول على غذائها، مثل الكائنات الذاتية التغذية، التي تصنع طعامها بنفسها. تعد النباتات ذاتية التغذية الضوئية لأنها تحول الطاقة الضوئية والجزيئات غير العضوية البسيطة إلى طاقة كيميائية، في صورة جلوكوز على سبيل المثال. كما أن أنواعًا عديدة من البكتيريا كائنات كيميائية التغذية، لأنها تحصل على غذائها عن طريق تحويل نوع من المواد الكيميائية إلى نوع آخر لتحرير طاقتها.

التغذية غير الذاتية هي المجموعة الرئيسية الأخرى، التي تشمل جميع الكائنات الحية التي تحصل على غذائها من كائنات حية أخرى أو كائنات ميتة. يمكن تصنيف الكائنات غير الذاتية التغذية كذلك وفقًا لكيفية حصولها على هذه التغذية من الكائنات الحية الأخرى. حيث تعيش الطفيليات بداخل عائل أو على سطحه، وتحصل على غذائها على حساب هذا العائل، في حين تفرز الكائنات الرمية التغذية إنزيمات خارج خلوية تعمل على تكسير الكائنات الحية الميتة أو المتحللة قبل امتصاص هذه المغذيات الأصغر حجمًا. وتبتلع الكائنات الحيوانية التغذية مثل البشر المغذيات أولًا قبل هضمها داخليًّا بفعل الإنزيمات الموجودة داخل الجسم أو الخلايا.