نسخة الفيديو النصية
في هذا الفيديو سوف نعرف سبب تصنيف علماء الأحياء للكائنات الحية، ونتعرف على ممالك الحياة الخمس، ونتعلم كيف نستخدم نظام التسمية الثنائية في تسمية الكائنات الحية، ونوضح كيف غير التحليل الوراثي علم التصنيف الحديث. وبعد ذلك سنحاول حل بعض الأسئلة التدريبية معًا. وأخيرًا، سنراجع ما تعلمناه.
فلنبدأ إذن. ماذا نعني بكلمة «تصنيف»؟ التصنيف هو عملية ترتيب الأشياء بناء على أوجه التشابه بينها. تسمى دراسة تصنيف الأحياء أو الكائنات الحية علم التصنيف. ولكن لماذا نهتم بهذا الأمر؟ عندما نقسم الكائنات الحية إلى مجموعات بناء على سماتها أو خصائصها المشتركة، فيسهل ذلك دراستها. كما يسهل تسمية الكائنات الحية الجديدة، وتحديد الكائنات الحية غير المألوفة لنا. ويساعدنا كذلك في دراسة العلاقات التطورية بين أنواع الكائنات الحية المختلفة.
اكتشف العلماء حتى الآن نحو 1.3 مليون نوع مختلف. وحسب تقديرات الخبراء، يبلغ عدد الأنواع الموجودة نحو 8.7 ملايين نوع أو أكثر. ويتيح لنا التصنيف تطبيق ما نعرفه عن الأنواع التي تجمعها صلة بدلًا من تناول كل اكتشاف جديد على حدة. إذن كيف نصنف الكائنات الحية؟ لماذا لا نبدأ بكيفية تسميتها؟
طور نظام التسمية الذي نستخدمه حاليًّا لتمييز الكائنات الحية على يد عالم النباتات السويدي كارل لينيوس. أحب لينيوس عالم النبات. لكنه أحبط من نظم التسمية الموجودة حينها. لنتناول على سبيل المثال عشبة قد تكون على علم بها. وهي عشبة يطلق عليها النعناع البري. قبل نظام التسمية الذي وضعه لينيوس، كان يطلق على النباتات عادة أسماء لاتينية طويلة ومعقدة تصف أجزاءها التشريحية المختلفة. فكانت التسمية العلمية للنعناع البري هي «نيبيتا فلوريبوس إنترابتي اسبيكاتوس بندونكيولوس». يا له من اسم يصعب نطقه! كان هذا النظام يعرف باسم نظام التسمية المتعددة، وذلك للتعبير عما يتكون منه هذا النظام؛ فهو مكون من عدة أجزاء كما في هذا الاسم الطويل المعقد.
كان من الصعب تذكر الأسماء الناتجة عن التسمية المتعددة. ولزم تسمية كل نوع باسم منفرد. يطلق على نظام تسمية كارل لينيوس نظام التسمية الثنائية. فيطلق على كل نوع اسم مكون من جزأين فقط. وباستخدام هذا النظام أصبح النعناع البري يعرف باسم «نيبيتا كاتاريا». وهذا النظام لا يسهل تذكر الأسماء فحسب، وإنما يمنحنا أيضًا بعض المعلومات عن الكائن الحي.
ففي نظام التسمية الثنائية، المصطلح الأول هو اسم الجنس. والجنس هو المجموعة الأكبر التي ينتمي لها الكائن الحي. والكلمة الثانية هي اسم النوع. وهي تخبرنا بماهية الكائن الحي الذي نتعامل معه تحديدًا. جدير بالذكر أيضًا أن التقليد العلمي المتبع هو كتابة الحرف الأول للمصطلح الأول أو اسم الجنس بأحرف كبيرة بالإنجليزية، ولكن لا ينطبق ذلك على المصطلح الثاني أو اسم النوع. الآن وبعد أن تعرفنا على نظام التسمية المتعددة، لنلق نظرة عن كثب على نظام تصنيف لينيوس.
نظام تصنيف لينيوس هو نظام هرمي. وعندما نصف شيئًا بأنه هرمي، فإننا نعني ببساطة أنه قائم على الترتيب. وفي علم الأحياء، نرتب الأشياء عادة بناء على أحجامها ومدى تعقيدها. تجمع مستويات التصنيف الكائنات الحية على أساس أوجه الشبه بينها. ومستويات التصنيف السبعة من الأكبر إلى الأصغر هي: مملكة، شعبة، طائفة، رتبة، فصيلة، جنس، نوع. يجد العديد من الطلاب أنه من المفيد إنشاء عبارة لتذكر مستويات التصنيف، تبدأ كل كلمة فيها بنفس الحرف الذي تبدأ به كلمات مستويات التصنيف. فتبدأ كل كلمة بأول حرف في: مملكة، شعبة، طائفة، رتبة، فصيلة، جنس، نوع. ولكن يمكنك إنشاء عبارة خاصة بك لتذكيرك بهذه المستويات.
لنحاول توضيح نظام التصنيف باستخدام مثال. أحد أكثر الحيوانات المفضلة لدي هو كائن مألوف لك على الأرجح، وهو القط المنزلي. ينتمي القط إلى المملكة الحيوانية، لأنه كائن متعدد الخلايا، ويأكل الطعام للحصول على الطاقة بدلًا من استخدام ضوء الشمس لصنعها، ويمكنه الحركة، ويتكاثر جنسيًّا. وتشمل الكائنات الأخرى التي تتضمنها المملكة الحيوانية الطيور، والحشرات، والسحالي، والأسماك، والدببة، والنمور، وحتى البشر. تنتمي القطط إلى شعبة الحبليات التي تتضمن كل الحيوانات التي تمتلك حبلًا شوكيًّا. ومن ثم لا تنتمي الحشرات إلى هذه الشعبة، أما بقية الحيوانات المذكورة في هذا المثال فتنتمي إليها.
تنتمي القطط إلى طائفة الثدييات التي تتضمن الحيوانات التي تلد صغارًا ويمكنها إنتاج الحليب. لا تعتبر الطيور والسحالي والأسماك من الثدييات لأنها تبيض، أما الدببة والنمور والبشر فهي من الثدييات. تنتمي القطط إلى رتبة آكلة اللحوم التي تتضمن الحيوانات التي تتغذى على اللحوم. لا يتسم البشر بهذه السمة، أما الدببة والنمور فتتسم بها. وتنتمي القطط إلى فصيلة السنوريات. وهي تضم جميع القطط، الكبيرة والصغيرة منها. النمور جزء منها. أما الدببة فلا. وينتمي القط إلى جنس السنور أو «فيليس» باللاتينية، وهو الجنس الذي يضم عدة أنواع أخرى من القطط الصغيرة. تنتمي النمور إلى جنس القطط الكبيرة المعروف بجنس النمور. وأخيرًا، فاسم النوع هو القطط أو «كاتوس» باللاتينية، وهو اسم يسهل بالطبع تذكره.
تذكر أنه في نظام التسمية الثنائي، يتكون الاسم العلمي للكائن الحي من اسمي الجنس والنوع اللذين ينتمي إليهما. وهكذا، فإن الاسم العلمي للقط المنزلي هو «فيليس كاتوس». لاحظ أيضًا أنه كلما أصبح مستوى التصنيف أصغر، فإنه يتضمن عددًا أقل من الأنواع المختلفة، وتشترك الكائنات الحية التي يشملها في عدد أكبر من الخصائص. لا ترتب مستويات التصنيف من الأكبر إلى الأصغر فقط، ولكن من العام إلى الخاص أيضًا. الآن وبعد أن تعرفنا على المملكة الحيوانية، دعونا نلق نظرة على الممالك الخمس للحياة.
عندما وضع لينيوس نظام التصنيف الخاص به، قسم الحياة كلها إلى مملكتين فقط. وهما مملكتا النباتات والحيوانات. أما اليوم، فإننا نصنف جميع أشكال الحياة على الأرض إلى خمس ممالك. الممالك الثلاث الأخرى هي الفطريات، والطلائعيات، وبدائيات النوى. تذكر أن المملكة تصنيف عام جدًّا. ونظرًا لأننا نصنف الكائنات الحية، فإننا نعتمد في تقسيمها على خصائصها أو سماتها المشتركة.
تشمل مملكة بدائيات النوى جميع الكائنات الحية الوحيدة الخلية، وهي الكائنات التي لا تحتوي على نواة أو أي عضيات أخرى محاطة بغشاء. أما الممالك الأربع الأخرى، فتتضمن كلها كائنات حقيقية النواة، أي كائنات تتكون من خلايا تحتوي على نواة يخزن بداخلها الحمض النووي أو المادة الوراثية. النباتات والحيوانات متعددة الخلايا، بينما يمكن أن تكون الفطريات والطلائعيات وحيدة الخلية أو متعددة الخلايا. والنباتات كائنات ذاتية التغذية، أي يمكنها صنع غذائها باستخدام الطاقة الموجودة في ضوء الشمس، أما الحيوانات والفطريات فهي كائنات غير ذاتية التغذية، أي تحتاج إلى استهلاك الغذاء للحصول على الطاقة. قد تكون الطلائعيات ذاتية التغذية أو غير ذاتية التغذية.
بشكل عام، الحيوانات كائنات تتحرك كي تبحث عن الغذاء وشركاء التكاثر. الفطريات، مثل الفطر والعفن والخميرة، كائنات حية تحلل المواد من حولها وتمتصها للحصول على الغذاء. من المرجح أنك على دراية بالنباتات. فهي الكائنات الخضراء التي تراها تنمو حولك، وتقوم بعملية البناء الضوئي. أما الطلائعيات، فهي كائنات لا يمكن إدراجها تحت أي من الممالك الأخرى. ومن الأمثلة التي ربما تكون سمعت بها الأميبا والبراميسيوم. وبدائيات النوى هي بكتيريا في الأساس. لكن ثمة بعض الكائنات الحية الأخرى التي تندرج تحت هذه المملكة. بذلك نكون قد تعرفنا بعض الشيء على المستوى التصنيفي الأعم، وهو المملكة. والآن، لنلق نظرة على المستوى الأكثر تحديدًا، وهو النوع.
ماذا يعني النوع تحديدًا؟ النوع هو مجموعة من الكائنات الحية الوثيقة الصلة. جميع البشر ينتمون إلى النوع «هومو سابينس»، وهو مصطلح يعني الإنسان العاقل. تذكر أنه في نظام التسمية الثنائية يشير المصطلح الأول في الاسم العلمي إلى الجنس، بينما يشير المصطلح الثاني إلى النوع. ولعلك تتذكر أن اسم القط المنزلي هو «فيليس كاتوس»، بينما يسمى النعناع البري الشائع «نيبيتا كاتاريا».
ولكن كيف نعرف أن الكائنات الحية وثيقة الصلة بدرجة كافية تسمح بأن تكون من النوع ذاته؟ يمكن لبعض الكائنات الحية الوثيقة الصلة أن تتكاثر معًا، مثل الحصان والحمار. ويسمى نسلهما بغلًا. لكن لا يمكن أن يتزاوج بغل مع بغل؛ وذلك لأن البغال عقيمة. لذا يمكننا التوسع في تعريف النوع بأن نقول إنه مجموعة من الكائنات الحية الوثيقة الصلة التي يمكنها التناسل معًا وإنتاج نسل خصب.
ذكرنا مصطلح «ذو صلة» عدة مرات أثناء حديثنا، فماذا يعني؟ للإجابة عن هذا السؤال، علينا الابتعاد قليلًا عن تصنيف لينيوس وتناول التحليل الوراثي. تذكر أن جميع الكائنات الحية تحمل شفرتها الوراثية في جزيء يسمى الحمض النووي، وداخل هذا الحمض النووي توجد جينات أو مقاطع من الحمض النووي تحمل شفرة خاصة أو سمة معينة. تحمل الشفرة الوراثية داخل تتابع من النيوكليوتيدات. وينسخ هذا الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبوزي. وبعد ذلك يترجم ذلك الحمض النووي الريبوزي إلى سلسلة من الأحماض الأمينية التي تطوى في النهاية على هيئة بروتين وظيفي. تسمى هذه العملية تخليق البروتين أو الفكرة المحورية لعلم الأحياء الجزيئية، وهي تفسر كيفية تحديد الحمض النووي لخصائصنا أو سماتنا.
الكائنات الحية الأوثق صلة بعضها من بعض يكون لديها عدد أكبر من قواعد الحمض النووي أو النيوكليوتيدات المشتركة بينها، ولهذا السبب تشترك في عدد أكبر من السمات أو الخصائص. وهذا يفسر لماذا يتشابه البشر والشمبانزي وراثيًّا بنسبة تصل إلى 99 بالمائة، بينما يتشابه البشر والقطط وراثيًّا بنسبة 90 بالمائة فقط. يمكنك محاولة نسخ هذه التتابعات الجينية الثلاثة وترجمتها كي تتمكن من رؤية الاختلافات بنفسك. تذكر أن كارل لينيوس طور نظامه التصنيفي في القرن الثامن عشر، في حين لم يكتشف الحمض النووي إلا في القرن الماضي.
يقودنا ذلك إلى مصطلحين جديدين، وهما التصنيف الاصطناعي والتصنيف الطبيعي. عندما اقترح لينيوس نظاميه للتصنيف والتسمية الثنائية، قسم الكائنات الحية على أساس المظهر الخارجي. فحينها لم يكن يعرف شيئًا عن الجينات أو نظريات التطور الحديثة. في الواقع ولد تشارلز دارون، رائد نظرية التطور الحديثة، بعد مائة عام تقريبًا من ميلاد كارل لينيوس. لحسن الحظ، نظرًا لأن سمات الكائنات الحية تعتمد في الأساس على مادتها الوراثية، وحيث إن كارل لينيوس كان عالم نباتات فذًّا، فقد نجح في فهم الكثير من الأمور بشكل صحيح.
ومع ذلك فقد أدى التصنيف الاصطناعي إلى الكثير من المعلومات المغلوطة. وتعين تعديل النظام عدة مرات بعد استحداثه. وعلى النقيض من ذلك، نقسم الكائنات الحية حاليًّا بناء على التصنيف الطبيعي. فيمكننا الاعتماد مباشرة على التحليل الجيني بدلًا من الاستنتاجات القائمة على المظاهر الخارجية، ما يؤدي إلى تسمية وتصنيف أدق للكائنات الحية. وبفضل التصنيف الطبيعي، صار فهمنا للعلاقات التطورية آخذًا في النمو على نحو متواصل.
فاليوم نعرف الكثير عن علم الوراثة والتطور. نعلم أن الكائنات الحية الأوثق صلة بعضها ببعض لها سلف مشترك أكثر حداثة، بالضبط مثلما تشترك أنت وأشقاؤك في سلف أكثر حداثة يتمثل في والديكم، مقارنة بالسلف الذي تشترك فيه أنت وأبناء عمومتك الأبعد نسبًا.
دعونا نتذكر مستويات التصنيف من الأعم إلى الأكثر تحديدًا، وهي: المملكة، الشعبة، الطائفة، الرتبة، الفصيلة، الجنس، النوع. في المخطط التطوري، ينتمي البشر والشمبانزي إلى نفس الفصيلة المعروفة باسم القردة العليا، أما القطط الأبعد صلة عنا فتشترك معنا في مجموعة أقل تحديدًا وهي طائفة الثدييات. وقد أدت هذه المعرفة المتنامية إلى تغير ملحوظ في تصنيف لينيوس.
فيما يلي الممالك الخمس التي ناقشناها سابقًا موضحة كشجرة عائلة. تذكر أنه من بين المستويات السبعة للتصنيف التي ذكرناها، المملكة هي المستوى الأعم. وبفضل الابتكار الحديث المتمثل في التحليل الجيني، صرنا قادرين على تتبع العلاقات التطورية بين الكائنات الحية بصورة أدق، ما أدى إلى اكتشاف مستوى تصنيفي ثامن أطلق عليه العلماء اسم النطاق. وتعلمنا من خلال التحليل الجيني أن الكائنات الحية البدائية النوى تنقسم إلى مجموعتين منفصلتين هما: نطاق البكتيريا ونطاق العتائق. أما جميع الكائنات الحية في جميع الممالك الأخرى، فتنتمي إلى نطاق حقيقيات النوى.
والآن وقد تعرفنا على تصنيف لينيوس ونظام التسمية الثنائية الذي وضعه، والممالك الخمس والنطاقات الثلاثة، فإننا مستعدون للإجابة عن سؤال تدريبي.
أي مما يلي افتراض يفترضه العلماء عند تصنيف الكائنات الحية بناء على التحليل الجيني؟ (أ) كلما زاد الحمض النووي المشترك بين اثنين من الكائنات الحية، كان السلف المشترك بينهما أكثر حداثة. (ب) كلما زاد الحمض النووي المشترك بين اثنين من الكائنات الحية، كان السلف المشترك بينهما أقل حداثة. (ج) لا تشترك الكائنات الحية في سلف مشترك إلا إذا كان لديها حمض نووي متطابق.
للإجابة عن هذا السؤال، علينا أن نفهم أولًا أنه عندما نصنف الكائنات الحية بناء على التحليل الجيني، نضعها معًا في مجموعات بناء على أوجه الشبه بينها في الحمض النووي أو الجينات. الكائنات الحية الوثيقة الصلة تشترك في قدر أكبر من الحمض النووي. فنظرًا لأنك تشترك مع أشقائك في سلف أكثر حداثة، وهو والدكم، فإنكم تشتركون في حمض نووي أكثر من ذلك الذي تشترك فيه أنت وأبناء عمومتك الأبعد نسبًا الذين يشتركون معك في سلف أقل حداثة، وهو أجدادك.
ينطبق الأمر نفسه عندما نتحدث عن تصنيف الكائنات الحية. فكلما كان السلف المشترك أكثر حداثة، زاد الحمض النووي المشترك بين الكائنين. فلنلق نظرة على أحد الأمثلة. تنتمي القطط، والبشر، والغوريلا إلى طائفة واحدة، وهي الثدييات. إلا أن البشر والغوريلا يشتركان في سلف أكثر حداثة من السلف الذي يشتركان فيه مع القطط. تذكر المستويات التصنيفية السبعة من الأعم إلى الأكثر تحديدًا. وهذه المستويات هي: المملكة، الشعبة، الطائفة، الرتبة، الفصيلة، الجنس، النوع.
عندما نصنف الكائنات الحية بناء على التحليل الجيني، نجد أنها تشترك في مجموعة أكثر تحديدًا إذا زاد الحمض النووي المشترك بينها. فالقطط والبشر والغوريلا تنتمي إلى نفس الطائفة وهي الثدييات، بينما ينتمي البشر والغوريلا إلى نفس الفصيلة وهي القردة العليا. فهما يشتركان في تصنيف أكثر تحديدًا لأنهما يشتركان في سلف أكثر حداثة ولديهما الكثير من الجينات المشتركة.
والآن، نحن مستعدون للإجابة عن السؤال. عند تصنيف الكائنات الحية بناء على التحليل الجيني، يجب أن يفترض العلماء أنه كلما زاد الحمض النووي المشترك بين اثنين من الكائنات، كان السلف المشترك بينهما أكثر حداثة.
أخيرًا، لنلخص ما تعلمناه في هذا الفيديو. تعلمنا أن التصنيف هو عملية تجميع الكائنات الحية بناء على أوجه الشبه بينها. وتعرفنا على التصنيف الاصطناعي الذي يعتمد على سمات المظهر الخارجي للكائنات الحية، والتصنيف الطبيعي الذي يجمع الكائنات الحية بناء على أوجه الشبه الجينية. كما تعرفنا على ممالك الحياة الخمس والمستويات التصنيفية السبعة، وكيف أدى التحليل الجيني إلى تعديل هذه الأنظمة. كما تعرفنا أيضًا على نظام التسمية الثنائية، وهو النظام العلمي لتسمية الكائنات الحية باستخدام تصنيفي الجنس والنوع.
