.png)
يميز علماء الأحياء بين ما هو حي وما هو غير حي من خلال مجموعة من الخصائص المشتركة التي تظهر في جميع صور الحياة، من البكتيريا المجهرية إلى الأشجار العملاقة والإنسان. ويعرض الموضوع الأصلي الصفات لدى الكائنات الحية كالحركة والتغذية والتنفس والإحساس والاستجابة. وفي هذا المقال نضيف خصائص أساسية أخرى كالتركيب الخلوي والاتزان الداخلي والوراثة، ونناقش الجدل حول تصنيف الفيروسات، ونقدم لمحة عن الممالك الحية.
الخصائص المشتركة بين الأحياء
الكائنات الحية نعني بها الانسان ، الحيوان ، النباتات ، الفطريات ،الطلائعيات والجراثيم و...... الخ ، اي هي التي تشكل الكتلة الحية على سطح الارض ، فهي تتحرك تكبر وتموت ، ولكل كائن حي صفات خاصة يتميز بها الا ان هناك بعض الخصائص المشتركة بينها منها :
الحركة:
ظاهرة تتميز بها الكائنات الحية جميعها؛ فمعظم الحيوانات قادرة على الانتقال من مكان إلى آخر، وهذا ما يعرف بالحركة الانتقالية Locomotion. وقد تندمج الحركة الانتقالية من زوائد شعرية تبرز من الخلايا، قد تكون قصيرة وتسمى الأهداب cilia؛أو طويلة نسبياً وتسمى الأسواط flagella؛ وقد تنتج الحركة الانتقالية من تغير شكل الخلية بتكوين أقدام كاذبة pseudopodia وهذا ما يعرف بالحركة الأميبية.
ومعظم الحيوانات قادرة على الحركة الانتقالية في كل مراحل حياتها، وقليل منها قادراً على الانتقال من مكان لآخر في المراحل الأولى من حياته فقط، كالإسفنج والمرجان وبعض الطفيليات.
وتوجد في بعض الكائنات التي تبدو ثابتة كالنباتات – حركة موضعية؛ أي حركة لأجزاء من النبات، كحركة أوراق النباتات آكلة الحشرات، وحركة فتح الثغور وإغلاقها في الأوراق، والانتحاء الضوئي phototropism، والتأود الأرضي – geotropism. كذلك، إذا نظرت إلى خلايا حية تحت المجهر ستشاهد السيتوبلازم في حركة دورانية مستمرة تعرف بالحركة السيتوبلازمية (الدورانية) cyclosis.
النمو:
يعرف النمو في علم الأحياء بأنه الزيادة في كتلة الكائن الحي وحجمه نتيجة زيادة كمية المادة الحية فيه. ويحدث النمو نتيجة الانقسام المتساوي (غير المباشر) للخلايا وزيادة حجمها، ومن ثم تخصصها لتكون أنسجة وأعضاء وكل الخلايا قادرة على الانقسام في المراحل الأولى من نموها، أما في المراحل اللاحقة؛ فيقتصر الانقسام على مناطق معينة من جسم الكائن الحي، كالقمم النامية في النبات، والطبقة الداخلية المولدة من خلايا بشرة الجلد في الإنسان.ويحدث النمو عندما تزيد كمية الغذاء الممتصة على كمية الغذاء المهضومة لإنتاج الطاقة اللازمة للوظائف الحيوية المختلفة فإن الفرق بين الكميتين يضاف إلى مادة الجسم عندها نقول أن الجسم ينمو بيولوجيا ويعرف النمو بأنه الزيادة في الوزن الجاف للجسم ويزيد وزن الجسم للكائن الحي في الأعمار الأولى ويتوقف عند وزن وحجم ثابت كما أن جسم الحيوان له القدرة على إصلاح مايفسد عند التئام الجروح أو تعويض الأجزاء المقطوعة أو كقدرة بعض الحيوانات على التجدد مثل دودة الأرض ونجم البحر والأسفنج وتنمو النباتات بأحجام كثيرة وبعضها ينمو بطرق مختلفة تكوين براعم طرفية ذات خلايا انشائية فتكون الأوراق والأغصان ويزداد النبات تفرعا وتصل الشجار إلى أحجام كبيرة جدا.
الحاجة إلى طاقة:
تحتاج جميع الكائنات الحية إلى الغذاء للنمو والبقاء على قيد الحياة. وتقوم بعض أنواع البكتيريا والطحالب والنباتات بصنع المواد العضوية التي تحتاج إليها من مواد غير عضوية بسيطة بوساطة عملية البناء الضوئي، وتوصف هذه الكائنات بأنها ذاتية التغذية autotrophic، بينما تحصل باقي الكائنات الحية على غذائها جاهزاً – بطريقة مباشرة أو غير مباشرة – من النباتات أو من الحيوانات ؛ وتسمى هذه الكائنات غير ذاتية التغذية heterotrophic وتقوم الكائنات غير ذاتية التغذية بهضم غذائها قبل أن تستفيد الخلايا منه. وقد تحدث عملية هضم الغذاء داخل الخلايا – كما في أميبا – إذ تبتلع المادة الغذائية بتكوين أقدام كاذبة حولها وتهضمها داخل الفجوة الغذائية، أو يحدث الهضم خارج الخلايا؛ داخل قناة هضمية – كما في الإنسان – إذ تهضم جزئيات الطعام في هذه القناة ثم تنتقل إلى داخل الخلايا عن طريق الانتشار أو النقل النشط، أو قد يحدث الهضم في الوسط المحيط؛ كما في الفطريات.
التكاثر:
الكائنات الحية جميعها تستطيع التكاثر. والتكاثر نوعان: تكاثر لا جنسي asexual؛ ويقصد به إنتاج أفراد جديدة من فرد واحد دون الحاجة إلى وجود ذكر وأنثى، وتكاثر جنسي sexual؛ ويقصد به إنتاج أفراد جديدة نتيجة اندماج جاميت ذكري مع جاميت أنثوي.
الأيض:
تحدث في أجسام الكائنات الحية جميعها تفاعلات كيميائية ضرورية للتغذية والنمو وإصلاح الأنسجة التالفة وتحويل الطاقة إلى شكل يمكن الاستفادة منه، وتسمى هذه التفاعلات بعلميات الأيض metabolism. وعمليات الأيض مستمرة في أجسام الكائنات الحية كافة؛ ويؤدي توقف هذه العمليات إلى موت الكائن الحي. ويتضمن الأيض عمليات بناء وهدم؛ وعمليات الهدم catabolism هي: التفاعلات التي يتم بها تحطيم الجزئيات المعقدة إلى جزئيات بسيطة التركيب؛ فينتج منها طاقة. وعمليات البناء anabolism هي: التفاعلات التي يتم بها تكوين جزئيات معقدة من جزئيات بسيطة التركيب وتكون عمليات البناء أسرع من عمليات الهدم في الكائنات الحية في أثناء نموها. لماذا؟ أما في معظم الكائنات البالغة فإن عمليات البناء والهدم تكون متوازنة.
الإخراج:
ينتج من التفاعلات الكيميائية التي تحدث في أجسام الكائنات الحية فضلات سامة، وتقوم أجسام الكائنات الحية بالتخليص من هذه الفضلات بوساطة جهاز الإخراج، أو بتخزينها في أماكن خاصة من جسم الكائن الحي بشكل غير ضار. لا تمتلك النباتات جهازاً لإخراج، لكن النبات يتخلص من فضلاته بوسائل عدة، من بينها: تحويل بعض المواد إلى لغنين lignin وتخزينها في الجدار الخلوي، أو تخزينها في فجوات عصارية على شكل بلورات أو مواد سائلة. وقد تبقى الفضلات في قمم النباتات حتى فصل الخريف، إلى حين موت هذه الأجزاء، فتزال مع فضلاتها. ويستخدم ثاني أكسيد الكربون الناتج من التنفس في عملية البناء الضوئي، ويخرج الزائد منه عن طريق الثغور. لا تمتلك النباتات جهازاً لإخراج، لكن النبات يتخلص من فضلاته بوسائل عدة، من بينها: تحويل بعض المواد إلى لغنين lignin وتخزينها في الجدار الخلوي، أو تخزينها في فجوات عصارية على شكل بلورات أو مواد سائلة. وقد تبقى الفضلات في قمم النباتات حتى فصل الخريف، إلى حين موت هذه الأجزاء، فتزال مع فضلاتها. ويستخدم ثاني أكسيد الكربون الناتج من التنفس في عملية البناء الضوئي، ويخرج الزائد منه عن طريق الثغور.
الاستجابة للمؤثرات:
تستجيب الكائنات الحية للمؤثرات؛ سواء أكانت هذه المؤثرات فيزيائية أم كيميائية؛ في الوسط الداخلي والخارجي. والمؤثرات التي تحدث استجابة في معظم الكائنات تشتمل على متغيرات عدة؛ منها التغير في لون الضوء واتجاهه وكثافته، والتغير في درجات الحرارة والضغط والصوت والتغير في التركيب الكيميائي للوسط؛ كالتربة المحيطة أو الهواء أو الماء.
وفي الكائنات المعقدة التركيب – كالإنسان – توجد خلايا على درجة عالية من التخصص لها القدرة على الاستجابة لأنواع معينة من المؤثرات؛ كخلايا شبكية العين التي تستجيب للضوء؛ أما الكائنات بسيطة التركيب، فلا يوجد فيها مثل هذه الخلايا المتخصصة، لكن جسم الكائن الحي – بشكل عام – يمكنه الاستجابة للمؤثرات؛ فبعض الكائنات وحيدة الخلايا تستجيب للضوء الشديد بالابتعاد عنه.
وتكون استجابة النباتات بطيئة وأقل وضوحاً من استجابة الحيوانات، وغالباً ما تستجيب النباتات للضوء والجاذبية الأرضية والماء وغيرها من المؤثرات بالنمو، كما أن حركة السيتوبلازم في خلايا النبات قد تزداد بتغيير كمية الضوء. وتستجيب بعض النباتات للّمس؛ كحركة أوراق النباتات آكلة الحشرات.
التكيف:
يتعرض جسم الكائن الحي إلى تغيرات بيئية مختلفة، كالتغيرات في درجة الحرارة. ولا تتحمل معظم الكائنات الحية الانخفاض أو الارتفاع في درجة الحرارة، يجب أن تبقى مستقرة. ذاك ان العمليات الحيوية تتضمن الكثير من التفاعلات الكيميائية المختلقة. التي لا يمكن ان تحدث إلا إذا كانت الظروف ملائمة تمامًا. ويسمى الاستقرار الديناميكي للبيئة الداخلية للكائن الحي بالاستتباب.
خصائص أساسية إضافية
التركيب الخلوي
تنص النظرية الخلوية على أن جميع الأحياء تتكون من خلية واحدة أو أكثر، وأن الخلية هي الوحدة الأساسية للتركيب والوظيفة، وأن كل خلية تنشأ من خلية سابقة. وتنقسم الخلايا إلى بدائية النواة كالبكتيريا، وحقيقية النواة كخلايا النبات والحيوان والفطريات.
الأيض
الأيض هو مجموع التفاعلات الكيميائية داخل الجسم، ويشمل البناء الذي يصنع جزيئات معقدة من أخرى بسيطة، والهدم الذي يفكك الجزيئات لإطلاق الطاقة.
الاتزان الداخلي
تحافظ الأجسام الحية على ظروف داخلية مستقرة نسبياً رغم تغير البيئة المحيطة، مثل ثبات درجة حرارة جسم الإنسان ونسبة السكر والماء في الدم، وتعتمد في ذلك على آليات تنظيم دقيقة.
الوراثة والتطور
تحمل الأحياء معلوماتها الوراثية في جزيئات الحمض النووي، وتنقلها إلى نسلها عبر التكاثر، ومع تراكم التغيرات عبر الأجيال تتكيف المجموعات الحية مع بيئاتها.
هل الفيروسات كائنات حية؟
تثير الفيروسات جدلاً علمياً قديماً، فهي تحمل مادة وراثية وتتكاثر وتتطور، لكنها لا تملك تركيباً خلوياً ولا أيضاً مستقلاً، ولا تستطيع التكاثر إلا داخل خلية عائل. ولذلك يصفها كثير من العلماء بأنها تقع على الحد الفاصل بين الحي وغير الحي.
الممالك الحية
- البكتيريا: كائنات وحيدة الخلية بدائية النواة.
- العتائق: بدائية النواة أيضاً، ويعيش كثير منها في بيئات قاسية.
- الطلائعيات: حقيقية النواة، أغلبها وحيدة الخلية كالأميبا.
- الفطريات: كالخمائر والعفن والمشروم.
- النباتات: ذاتية التغذية بالبناء الضوئي.
- الحيوانات: عديدة الخلايا وغير ذاتية التغذية.
أسئلة شائعة
ما أصغر وحدة حية؟
الخلية هي أصغر وحدة تحمل جميع خصائص الحياة.
لماذا لا تُعد البلورات حية رغم أنها تنمو؟
لأن نموها مجرد تراكم للجزيئات على سطحها، دون أيض أو تكاثر وراثي أو استجابة للمؤثرات.
خلاصة
تشترك الأحياء في صفات متعددة، منها التركيب الخلوي والأيض والاتزان الداخلي والوراثة، إضافة إلى الحركة والتغذية والاستجابة، وتبقى الفيروسات حالة خاصة على حدود تعريف الحياة.
