مقدمة
للماء اهمية خاصة تختلف عن باقى العوامل اللا احيائية.
الماء هواحد المواد الاكثر انتشارا على سطح الكره الارضية.
حيث ان ثلاثه ارباع سطحها مغطى بالماء.
تنبع اهمية الماء للكائن الحى اولا،
من كونة مركبا مهما فجسم جميع الكائنات الحية.
حوالى ثلثى وزن جسمنا مكون من الماء،
ولا يمكننا العيش زمنا “طويلا” بدون الماء.
البيئه الداخلية للخلايا هي بالاساس بيئه ما ئية،
والماء ضروري لتنفيذ العمليات البيوكيميائيه التي تحدث داخلها.
عدا هذا يساعد الماء فنقل المواد الذائبه داخل الخليه و من مكان الى احدث فالجسم.
واضح مما قيل حتي الان ان نقص الماء ممكن ان يؤدى الى الضيق و حتي الموت.
فى المناطق القاحله ممكن ايجاد ملاءمات مختلفة للحياة فبيئه بها نقص بالماء.
امثله على هذا ستعرض فيما بعد.
وحتي الزراعه التي تزود الانسان بمعظم غذائه،
غير ممكنه بدون كميات كبار من الماء.
المياة هي كذلك بيئه حياتيه خاصة و فريده فنوعها.
يعتقد الباحثون فعلم التطور ان الخلايا الحيه الاولي تطورت فمياة المحيطات القديمة.
اشكال الحياة فالماء متنوعه جدا،
وفى ذلك الفصل سنتعرف على امثله من الملاءمات الخاصة للحياة فالماء.
الصفات الخاصة للماء
اهمية الماء ال كبار لحياة الكائنات الحيه نابعه من صفاتة الخاصة
و هي:
1.
جزيئات الماء هي جزيئات قطبية
كل جزئ ماء مكون من ناحيه كيميائيه من ذرتى هيدروجين و ذره واحده من الاكسجين.
(تخطيط ب1 1).
الكيميائيون الذين فحصوا مبني جزيء الماء توصلوا الى استنتاج ان شكلة هو كما يلي.
تخطيط ب1 1: معادله و تخطيط لجزيئ الماء
من التخطيط ب1 1 ممكن ان نري ان جزيء الماء قطبي،
لانة كما فالمغناطيس،
القطب الذي تتواجد به ذرات الهيدروجين ذو شحنه كهربائيه موجبة،
والقطب الذي يتواجد به الاكسجين يحمل شحنه كهربائيه سالبة.
التقطب يؤدى الى:
1.
جزيئات الماء تجذب الواحده الاخرى.
2.
جزيئات ماء تنجذب لجزيئات اخرى.
يتبين ان قسما كبيرا من الصفات الخاصة بالماء قابله للتفسير على اساس صفه التقطب عند جزيئ الماء.
مثلا: مواد عديده تذوب فالماء،
وينبع ذلك الشيء من ان جزيئات مواد مختلفة قطبيه ايضا،
تنجذب لجزيئات الماء و كذا تذوب داخلها.
مثل اخر: جزيئات الماء القطبيه تنجذب لبعضها البعض بقوه و كذا تكون على و جة الماء سطحا قويا
2.
يساعد الماء فالمحافظة على درجه الحرارة.
انت تعرف بالطبع ان معظم الكائنات الحيه لا تستطيع العيش فدرجات حراره منخفضه جدا جدا او درجات حراره مرتفعه جدا جدا .
للماء و ظيفه مهمه فالمحافظة على درجه الحراره فالبيئه المائيه بحيرات و بحار و فالكائنات الحية.
يستطيع الماء استيعاب طاقة حرارية كثيرة بدون ان ترتفع درجه حرارتة بشكل كبير.
والعكس ممكن للماء ان يفقد طاقة كثيرة بدون ان يبرد بشكل حاد.
وبسبب ذلك،
لا تتغير درجه حراره اجسام ما ئيه كبيرة،
مثل المحيطات،
البحار و البحيرات الكبيرة،
تغيرا “حاد” بالمقارنة مع درجه حراره الهواء الذي حولها.
فكروا!
لماذا يصبح الفارق فدرجات الحراره بين الليل و النهار فمنطقة الشاطئ اقل بعديد من الفارق فمناطق البلاد الداخلية؟
الحراره النوعيه و حراره التبخر
الحراره النوعيه هي احدي صفات المادة.
وهي كميه الطاقة التي يجب بذلها لرفع درجه حراره 1غم ما ده درجه حراره واحده (مئوية).
الحراره النوعيه للماء هي 4,
20جول/غم/1 درجه مئوية،
وللمقارنة،
الحراره النوعيه للبترول هي 2,
25 جول/غم/1 درجه مئوية.
اى لتسخين 1غم ماء بدرجه مئويه واحده يجب بذل طاقة اكثر من تسخين 1غم بترول.
حراره تبخر الماء كذلك كبار جدا: لتحويل 1غم من الماء السائل بدرجه حراره 100مئويه الى غاز (بخار) يجب بذل 536 سعر حراري.
لو تذكرنا ما هو التعريف ل “السعر الحراري” (كميه الطاقة اللازمه لرفع درجه حراره 1غم ماء درجه مئويه واحدة) سنفهم ان الطاقة اللازمه لتبخير 1غم ماء كافيه لتسخين 536 غم ماء درجه مئويه واحدة!
ان كون كميه الطاقة اللازمه لتبخير الماء كبار يفسر كيف يبرد العرق الجسم.
يستهلك تبخر العرق طاقة كبار مصدرها الجسم،
وهكذا يبرد الجسم.
3.
يتمدد الماء عند التجمد
صفه ثانية مثيره للاهتمام عند الماء هي التغير فالحجم عند التجمد.
وعلي عكس مواد اخرى،
للماء فالوضع الصلب ثلج حجم اكبر،
او للدقة،
كتله نوعيه اصغر من تلك التي للماء فو ضع سائل.
لهذه الصفه علاقه بظاهره مهمه تحدث فبحيرات المناطق الباردة ففصل الشتاء.
طبقه الجليد،
الخفيفه تطفو على سطح ماء البحيرة.
تعزل الماء الذي تحتها و تمنع تجمدها.
وهكذا ممكن للحياة ان تستمر حتي ففصل الشتاء البارد.
نلخص الصفات المهمه للماء و مفهومها لحياة الكائنات الحية:
1.
تزيد قطبيه الجزيء قدره الماء فاذابه المواد و كذا تساعد
فنقلها.
2.
للماء حراره نوعيه عاليه و حراره تبخر عالية.
تؤدى هذه
الصفات الى محافظة الماء على درجه حراره ثابته نسبيا لدرجة
حراره الهواء فمحيطها و نتيجة لذا يبرد تبخر العرق الجسم.
3.
الكتله النوعيه للجليد اصغر من تلك التي للماء و لذلك فهو يطفو
على سطح الماء.
يمنع غطاء جليدى على سطح الماء تجمد مياه
البحيرات و ممكن من وجود حياة فالبحيرات حتي ففصل
الشتاء.
اهمية الماء لحياة الكائن الحي
الماء مهم لحياة الكائنات الحيه فكل مستويات التنظيم،
ابتداء بالخليه و انتهاءا بالجهاز البيئي.
n الماء فالخلية
تحتوى خلايا الكائن الحى على نسبة عاليه من الماء،
80% 90% تقريبا.
الخليه هي،
فى الحقيقة،
بيئه ما ئيه تحدث بها العمليات الاتية: بناء مواد،
تحليل،
مواد،
انتاج طاقة،
نقل مواد و غير ذلك.
يستخدم الماء فالعمليات البيوكيميائيه كمادة متفاعله و كناتج،
مثلا:
فعملية التركيب الضوئى يتحلل جزيئ الماء و يرتبط الهيدروجين بثاني اكسيد الكربون لانتاج السكر.
عند تحليل النشا لجزيئات صغار يشترك الماء كمادة متفاعله فالعملية.
ينتج الماء فعملية التنفس الخلوى (ماء ايض) و يشكل مصدر ماء مهم لحيوانات صحراوية.
الماء فحياة الكائن الحي
للماء عده و ظائف مهمه فحياة الكائن الحي:
1.
نقل مواد مذابة
تساعد قدره الماء على اذابه مواد فنقل مواد مذابه من مكان الى احدث داخل الخليه نفسها و كذلك بين اقسام الكائن الحى الكثير الخلايا المختلفة.
فى الكائنات الحيه عديده الخلايا ال كبار و المتطوره تنقل مواد من مكان الى احدث بواسطه اجهزة نقل.
جهاز الدم هو نموذج لجهاز نقل كهذا،
فية ينقل اكسجين،
مضادات،
نواتج الهضم و مواد افراز مذابة.
سؤال
من اين و الى اين ينقل الاكسجين،
نواتج الهضم،
ومواد الافراز عند الانسان؟
عند النباتات تنقل املاح مذابه من التربه و بواسطه الاوعيه الخشبيه الى جميع اقسام النبته حتي قمم الاشجار.
تنقل نواتج التركيب الضوئى المذابه فالماء،
من الاوراق الى جميع اقسام النبات بالاساس بواسطه انابيب اللحاء.
2.
تنقل خلايا التكاثر بواسطه الماء.
توجد كائنات حيه تعيش على اليابسة،
وعلي الرغم من هذا فانها متعلقه بالماء لتكاثرها.
مثلا: خلايا تكاثر (جاميتات) ذكريه عند الحزازيات و السرخسيات،
وهي نباتات يابسة بسيطة،
يمكنها الوصول الى المبيض و اخصاب البويضات داخلة فقط بواسطه الماء،
بالرغم من ان النبات نفسة لا يعيش فالماء.
مثلا احدث هو الضفدع و برمائيات اخرى.
يضع الضفدع بيوضة فالماء،
والخلايا الذكريه تفرز فالماء ايضا.
يتم الاخصاب فالماء،
والدعموص الصغير الذي يتطور من البويضه المخصبه يقضى الفتره الاولي من حياتة فالماء.
بالرغم من ان الضفدعه البالغه قادره على الحياة على اليابسة،
فانها متعلقه بالبيئه المائيه من اجل تكاثرها.
3.
المحافظة على انتصاب النباتات غير الخشبيه (عشبية)
لا يوجد مواد خشبيه فاجسام النباتات الصغيرة و النباتات الحولية،
انتصاب النبات و شكل الورقه يصبح فقط بفضل الماء الذي يملا الفجوه العصاريه التي تحتل قسما كبيرا من حجم الخلية.
ويسهل علينا ملاحظه اهمية الماء للمحافظة على انتصاب النبتة،
عندما ننظر الى نباتات لم تسق انها منكشمه و ذابلة،
اسقاؤها يعيد لها شكلها المنتصب.
هذه المشكلة غير موجوده فاشجار معظم اقسامها صلبه و خشبيه و حتي فحال نقص الماء فانها تبقي منتصبة.
النقص بالماء فالاشجار يخرج و اضحا،
اذا،
بالاساس فالاوراق و الاغصان الصغيرة.
الماء كبيت تنمية
تشكل المياة فالمحيطات،
البحيرات و الاوديه بيت =التنميه لكائنات حيه مختلفة اثناء جميع فتره حياتها.
الماء هو بيت =تنميه مريح جدا جدا لانه:
1.
لا يوجد خطر جفاف للخلايا.
2.
لا يوجد تغييرات متطرفه فدرجه الحراره بين الليل و النهار و بين فصول السنة.
3.
توجد مواد مذابه ضرورية لحياة الكائنات الحيه فالماء.
4.
يوجد دعم كاف للكائن الحى الذي يعيش فيه،
ويمكن ان تعيش فالماء كائنات حيه ليس لها هيكل عظمى داخلى او خارجي،
مثل الهيدرا او الميدوزا.
5.
يوجد تيارات ما ئيه تسهل حركة الجاميتات (خلايا التكاثر) و الكائنات الحية،
ويمكنها الانجراف من مكان الى احدث بدون بذل طاقة كبيرة.
¨ الملاءمات للحياة فالماء
صحيح ان الماء هو بيت =تنميه مريح،
لكن الكائن الحى الذي يعيش فالماء يضطر الى مواجهه مشاكل خاصة مثل:
تركيز منخفض للاكسجين المذاب.
انتشار كبير للماء و الاملاح بين الكائن الحى و البيئة.
مواجهه هذي المشاكل ادت اثناء عملية التطور،
الي تطور ملاءمات لحياة الماء.
اليك بعض الامثلة.
1.
ملاءمه اعضاء التنفس لتركيز الاكسجين فالماء
يذوب الاكسجين فالماء بنسبة قليلة: فكل 1لتر ماء يذوب فقط 6 مللتر اكسجين (0.6% من حجم المحلول) بالمقارنة مع تركيز الاكسجين فالهواء و الذي يساوى تقريبا 20% (اكبر ب 30 مره من الماء).
ذائبيه الاكسجين فالماء تقل مع الارتفاع فدرجه الحرارة.
مبني الخياشيم فالاسماك ملائم لنقل كميات كبار من الماء على سطح اوعيه الدم فالخياشيم،
وهكذا يستوعب الاكسجين بنسبة كبار .
سؤال
ا.
علي اي مبدا يعتمد مبني الخياشيم.؟
كيف يلائم ذلك المبني الحياة فماء نسبة الاكسجين به منخفضة؟
ب.
اعطوا امثله ثانية تعتمد على نفس المبدا،
فى اعضاء اخرى.
2.
افراز فائض الماء فكائنات حيه تعيش فمياة عذبة
فالكائنات الحيه التي تعيش فمياة عذبه (ماء تركيز الاملاح بها منخفض) تحدث اسموزا للماء من البيئه الخارجية الى داخل الكائن الحي.
تذكر:
الاسموزا هي ظاهره حركة الماء (مذيب) عن طريق غشاء شبة نفاذ،
حسب منحدر تركيز الماء و تركيز المذابات فيه.
كيف يحدث ذلك الامر؟
تركيز الاملاح داخل الكائن الحى اعلي من تركيز الاملاح فالمحيط المائي،
ولذا ينتقل الماء من المحيط الخارجى الى داخل الكائن الحي.
تحدث هذي الظاهره فكائن حى وحيد الخلية.
مثل البراميسيوم،
وكذلك فكائنات حيه عديده الخلايا،
مثل سرطانات،
رخويات و اسماك على نوعياتها المختلفة.
كيف تواجة الكائنات الحيه فائض الماء؟
فكائنات حيه مختلفة تطورت اليات و اعضاء لمواجهه فائض الماء.
للبراميسيوم و حيده الخليه التي تعيش فمياة عذبة،
يدخل ماء بسبب منحدر التراكيز.
يتم ابعاد فائض الماء بواسطه الفراغ المنقبض الذي يمتلئ من مره الى ثانية و يفرغ باستمرار.
عمل
ادخلت اعداد من البراميسيوم الى محاليل ذوات تراكيز املاح مختلفة.
وفى المشاهدات التي اجريت على البراميسيوم هذي من اثناء الميكروسكوب قاسوا الزمن الذي حدث به خمس انكماشات للفراغ المنقبض.
كل قياس نفذ 3 مرات.
والنتائج معروضه فالجدول.
معدل زمن خمس انقباضات للفراغ المنقبض
فى البراميسيوم بتراكيز ملح مختلفة
1.
خططوا منحني لمتوسط الزمن مقابل التركيز.
2.
ماذا ممكن ان نستنتج بالنسبة للعلاقه بين تركيز المحلول الذي تتواجد به البراميسيوم و الزمن الذي تحدث خلالة 5 انقباضات؟
فسروا.
3.
ماذا سيحدث،
حسب رايكم،
لو ادخلنا البراميسيوم لتراكيز ملح اعلي من تلك التي استخدمت فالتجربة؟
فسروا.
يوجد فالكائنات الحيه عديده الخلايا اجهزة افراز و ظيفتها ابعاد فائض الماء.
ومع الماء الفائض تبعد كذلك مواد افراز مختلفة مذابه فيها.
الكلي فالحيوانات الفقريه هي قسم من جهاز الافراز الذي يساعد فابعاد فائض الماء.
لكن فنفس الوقت فالمحافظة عليه فحالة النقص بالماء.
الكلى،
اذا هي عضو اتزان بدنى ينظم كميه الماء و الاملاح فالجسم.
3.
افراز فائض الاملاح فبيت تنميه ما ئى ما لح.
فبيوت التنميه المائيه لكن المالحة،
مثل المحيطات او البحيرات المالحه تواجة الحيوانات مشكلتين:
ا.
تراكم املاح فالجسم نتيجة انتشار (مéôهوéن) الاملاح من مكان تركيزها العالى ماء البحر الى مكان يصبح تركيزها به منخفض اكثر داخل الكائن الحي.
املاح كثيرة ضرورية لفعاليه الكائن الحى الصحيحة و المنظمة،
لكن تراكمها بكميه كبار ممكن ان يؤدى الى خلل فعمل الخلايا.
الضرر الذي ممكن ان يحدث مضاعف: من جانب واحد ممكن لعضيات ذات غشاء داخل الخليه ان تخسر ماء بالانتشار (اسموزا)،
ويتضرر عملها (ارتفاع تركيز الاملاح فالسيتوبلازم تؤدى الى خروج ماء من العضي).
من جانب احدث للاملاح نفسها ممكن ان يصبح تاثير سلبى (تسمم) على العمليات فالخلية.
ب.
خساره ماء من الكائنات الحيه الى بيئتها (لماذا؟).
هاتان المشكلتان قائمتان فكائنات حيه تركيز الاملاح داخل جسمها اقل من تركيز الاملاح فبيئتها.
لكي نفهم كيف يواجة كائن حى يعيش فالبحر هاتين المشكلتين نفحص ماذا يحدث فسمكه (من مجموعة الاسماك العظمية) تركيز الاملاح فجسمها اقل من تركيزة فماء البحر.
نتيجة لذلك: (ا) تدخل املاح الى السمكه و (ب) تخسر ماء عن طريق سطح جسمها.
ثلاث انظمه تساعد السمكه فالمحافظة على موازنه الماء و الاملاح .
1.
شرب كميات كبار من ماء البحر.
2.
افراز فائض املاح و امونيا (مواد افراز نيتروجينية) بواسطه خلايا خاصة فالخياشيم.
3.
افراز كميه قليلة فقط من البول.
انتبهوا
تتم المحافظة على موازنه الماء فنفس الوقت مع المحافظة على موازنه الاملاح.
الانظمه الموجوده فالحيوانات التي تعيش فالبحر،
وتلك التي تعيش على اليابسة،
تعمل على تنظيم ميزان الماء و الاملاح و المحافظة عليهم معا.
وبالاستعانه بهذه الانظمه يتم المحافظ على الاتزان البدنى (نهîéàهèàوé)،
اي: يحافظ على بيئه داخلية ثابتة،
علي الرغم من التغيرات فالبيئه الخارجية.
مواجهه النقص بالماء
كما ذكر اعلاه،
يمكن ان نفهم ان الحياة غير ممكنه بدون الماء (علي الاقل فالشكل المعروف لنا).
حل المشاكل المتعلقه بالنقص بالماء معقد جدا.
وقد ذكرنا سابقا ان باحثى علم التطور يعتقدون ان الحياة بدات بالتطور فالماء،
وفقط بعد هذا تطورت الحياة على اليابسة.
الماء ليس متوفرا دائما على اليابسة و غير موجود فكل مكان.
عدا هذا فان الهواء الجاف يؤدى الى تبخر كبير للماء من السطح الخارجى للكائن الحى و لخساره الماء.
تطور الحياة على اليابسة كان ممكنا بعد ان تطورت اثناء عملية التطور ملاءمات مختلفة للحياة على اليابسة.
بجانب التنوع الكبير لاشكال الملاءمه هذه،
والتى قسم منها سيشرح فيما بعد،
توجد ثلاث اشكال ملاءمه مشتركه لكل الكائنات المتكيفه للحياة على اليابسة:
1.
تغطيه سطح الجسم بغطاء غير نفاذ للماء
جلد الحيوانات،
طبقه الشمع (÷هèé÷هىن) عند النباتات و الحشرات تمنع تبخر ماء من سطح الجسم.
2.
الدفاع عن المناطق التي يحدث بها تبادل غازات مع الهواء.
القصد هنا هو لتبادل الغازات و التي هي قسم من عملية التنفس (التى تحدث فكل الكائنات الحيه هوائيه التنفس) و لتبادل الغازات فالتركيب الضوئي.
تبادل غازات ممكن ان يحدث فقط عندما يصبح سطح الخلايا رطب.
عند الثدييات و حيوانات ثانية يحدث تبادل الغازات فالرئتين،
وتثبت داخل جسم الكائن الحى بعيده عن خطر الجفاف.
اوعيه خاصة تربط بينها و بين الهواء الخارجي،
استيعاب الاكسجين و ثاني اكسيد الكربون فخلايا النباتات يتم كذلك عن طريق الجدران الرطبة للخلايا.
نظام الاقفال عن الثغور تحفظ داخل الورقه من الجفاف عندما يتواجد النبات فو ضع نقص بالماء.
3.
تكاثر غير متعلق بالماء
تفرز خلايا التكاثر الى الماء فالبيئه المائيه و هنالك يحدث اللقاء بينها و الاخصاب.
لكن،
خلايا التكاثر الخليه الذكريه و البويضه غير قادره على البقاء فالهواء الجاف.
كيف تنقل خلايا التكاثر بين الكائنات الحيه على اليابسة.
وكيف يتم اللقاء،
بينها؟
عند النباتات (تلك التي يتم بها اخصاب ذاتى و تلك التي يتم بها اخصاب متبادل) تصل حبيبه اللقاح،
ولها غطاء غير نفاذ للماء من المتوك الى الميسم.
بعد ان تثبت حبيبه اللقاح تستخدم احدي نوياتة لاخصاب البويضه المختبئه جيدا داخل المبيض.
عند الزواحف،
الطيور و الثدييات الاخصاب داخلي،
خلايا التكاثر الذكريه تدخل الى جسم الانثى و هي غير معرضه للهواء الخارجى الجاف.
بعد الاخصاب يصان الجنين من الجفاف.
وعند النباتات محمى بواسطه اغطيه البذور،
عند الطيور يحفظ داخل بيضه تحتوى محلولا ما ئيا و هي ذات قشره غير نفاذه للماء.
وعند الثدييات فانه يتطور داخل البيئه المائيه فرحم امه.
بعد ان و صفنا اشكال الملاءمه المميزه لكل الكائنات الحيه التي تعيش على اليابسة،
سنصف و بشكل منفرد اشكال الملاءمه عند النباتات و الحيوانات.
n اشكال الملاءمه عند النباتات للحياة على اليابسة
استيعاب الماء
يتم استيعاب الماء عن طريق الجذور.
يستوعب الماء فاطراف الجذور التي تتواجد بها ما يشبة “شعيرات” تسمي شعيرات ما صة.
الشعيرات الماصه دقيقه جدا جدا و مساحه سطحها كبار جدا جدا بالنسبة لحجمها.
وهكذا تزداد مساحه السطح الكلى للجذور.
وعن طريق الشعيرات الماصه يتم امتصاص الماء و المذابات.
يوجد احيانا لنباتات الصحراء شبكات جذور عميقه و متشعبة،
وهكذا يزداد حجم التربه التي يمتص النبات الماء منها
سؤال
عندما نفحص جذور نباتات نجد ان الشعيرات الماصه موجوده بالاساس فالاقسام الصغيرة و التي تنمو بسرعه عند الجذر.
ماذا ممكن ان تكون افضليه ذلك الوضع للنبات ؟
المحافظة على الماء
مياة كثيرة تنتقل من الجذور عن طريق النبات كله و تتبخر للبيئه الخارجية بالاساس عن طريق الثغور فالاوراق.
كميه الماء التي تنقل فالنبات اكبر بعديد بالنسبة لكميه الماء التي يستهلكها النبات ففعالياتة الكيميائية،
لنقل المواد و المحافظة على
ما اسباب خساره الماء ال كبار فالنباتات؟
الاجابه هي ان استيعاب الضروري لعملية التركيب الضوئى يتم عن طريق الثغور.
كل الوقت الذي تكون به الثغور مفتوحة،
يستوعب ،
لكن فنفس الوقت ينطلق من خلالها بخار ماء كثير الى الهواء،
والذى رطوبتة منخفضه بالنسبة للرطوبه داخل الورقة.
عملية انطلاق بخار الماء من الورقه يسمي نتح (èôééن).
اي: يرافق عملية التركيب الضوئى خساره ما ء.
الافضليه فمبني الثغور و نظام عملها هو انه فاغلبيه النباتات تقفل فالظلمة،
عندما لا يصبح ضوء لتنفيذ التركيب الضوئي،
وهكذا تمنع خساره ماء زائدة.
عدا ذلك،
فانها لا تقفل فقط فالظلمة،
وانما فو ضع نقص ماء فالنبات ايضا.
وعندما تقفل الثغور تمنع خساره ما ء،
لكن فنفس الوقت يمنع دخول و نسبة التركيب الضوئى تقل.
سؤال
مبني الورقه عبارة عن حل و سط بين الملاءمه لتنفيذ التركيب الضوئى و الملاءمه للمحافظة على موازنه ماء ايجابي.
فسر ذلك القول.
اثناء عملية التطور تطورت فالنباتات اشكال ملاءمه مختلفة تمكنها من الحياة فبيئه جافة.
امثله لاشكال ملاءمه كهذه:
1.
ملاءمه دوره الحياة لتوافر الماء.
2.
الملاءمه فالمبني (مورفولوجية).
3.
اشكال ملاءمه فسيولوجيه بيوكيميائية.
1.
ملاءمه دوره الحياة لتوافر الماء
تبدا دوره حياة نبات حولى ببذره و تنتهى بانتاج جيل جديد من البذور و نشرها.
دوره حياة يحدث بها انبات البذور،
النمو،
الازهار،
ونضوج الثمار كلها فزمن يتوفر به الماء بكثرة.
هذه هي احدي الطرق لمواجهه النقص بالماء.
عند النباتات الحوليه فالبلاد،
تبرز ظاهره الانبات مع بداية موسم المطر و اكمال دوره الحياة حتي بداية الصيف.
ممكن النظر الى مجري حياة نبات حولى و كانها “تهرب” من مواجهه مصاعب الصيف الجاف.
البذور صامدة جدا جدا امام الجفاف و يمكنها اجتياز الصيف بوضع سبات و من بعدها الاستيقاظ و الانبات مع قدوم المطر فالخريف.
تاثير النقع بالماء على تفجر ثمار نبات (éï àëى)
زمن النقع
(بالدقائق) % الثمار التي
تفجرت
5
10
20
40
60
180 صفر
2
8
36
52
52
فعالية
1.
خطط منحني للنتائج.
2.
ماذا ممكن الاستنتاج من النتائج؟
3.
ما هي الافضليه فو جود “ساعة مطر” فنباتات الصحراء؟
فسر!
دوره الحياة القصيرة عند النباتات الحوليه هي كيفية واحده من طرق البقاء فالمناطق التي يوجد بها موسم جفاف.
ظاهره مماثله موجوده كذلك عند النباتات المعمرة.
النباتات ذوات البصيلات او الدرنات تحت الارضية،
مثل البصيل او العنصلان،
يتم معظم النمو فالموسم الماطر.
بينما يمر النبات بالموسم الجاف و جميع اقسامة فوق الارضيه جافة و ميتة.
ما عدا عضو الخزن تحت الارضى فانه يحفظ للموسم القادم.
ويحدث النمو فالخريف مع قدوم الموسم الماطر.
2.
ملاءمات فالمبني تساعد فتوفير الماء
يوجد عند النباتات اشكال ملاءمه عديده فمبني الورقه و الساق و التي تقلل من خساره الماء.
امثلة:
ا.
غطاء شمعى ( ÷هèé÷هىن) سميك: اوراق الخروب.
ب.
ثغور منغرسه او مغطاه بالشعيرات،
مثال: الزيتون.
ج.
مساحه سطح اوراق صغيرة،
او تساقط اوراق فالصيف،
مثلا: اوراق صيف و اوراق شتاء عند البلان و رتم الصحراء.
د.
اسطوانيه الاوراق مثال صديق الرمال .
3.
ملاءمات فسيولوجيه بيوكيميائية
نباتات CAM: تركيب ضوئى مع ثغور مقفلة.
كما قلنا،
استيعاب اللازم للتركيب الضوئى ممكن ان يحدث فقط عن طريق الثغور المفتوحة،
لكن عن طريقها يخسر النبات كميات كبار من الماء.
خساره الماء فالنتح يتاثر كذلك بالظروف الفيزيائيه فالبيئه و يزداد اثناء ساعات الضوء عندما تكون درجه الحراره عاليه و الرطوبه منخفضة.
تقليل خساره الماء عن طريق اقفال الثغور تؤدى كذلك الى تقليل نسبة التركيب الضوئي.
عند نباتات CAM تطورت نظام فسيولوجيه بيوكيميائيه تعمل بالكيفية الاتية: تفتح الثغور فساعات الليل،
ويستوعب عن طريقها فهذه الساعات،
ثم يرتبط بعملية كيميائيه بمركب خاص و كذا يحفظ هناك.
عند فتح الثغور فالليل يتبخر الماء عن طريقها.
لكن هذي الكميه اقل من الكميه التي كانت ستتبخر اثناء ساعات اليوم (لماذا؟).
اثناء ساعات اليوم،
وفى ساعات الضوء،
لا تفتح الثغور،
لكن عملية التركيب الضوئى تتم بمساعدة الذي استوعب و خزن فساعات الليل و ضوء الشمس.
مصدر الاسم CAM
النظام الذي وصف هنا،
موجود فبعض العائلات النباتية.
وتنتشر بشكل خاص عند نباتات عائلة المخلدات èلهéééى ( Crassulaceae ) و من هنا مصدر الاسم Crassulaceae Acid ,
,,,bolism و باختصار CAM .
عمل
(الصبر) ل,
àنى,
èلهé,
هé,
امثله لانواع نباتات ذات نظام CAM و تنمو فالبلاد.
1.
رتبوا جدولا يلخص صفات اثنين من هذي النباتات.
خذوا بالحسبان مبني الورقة،
المبني الداخلى التشريحي،
منطقة النمو و غير هذا (استعن ب ( “îâمé” (هىى نîçéي) و غيره).
2.
لخصوا اشكال ملاءمات عند هذي النباتات للحياة فبيئه فقيره بالماء.
n ملائمات لتوفير الماء عند حيوانات اليابسة
الحيوانات تاخذ الماء و تخسر الماء.
مصادر الماء و طرق خسارتها ملخصه فالجدول 1 1.
الجدول 1 1: مصادر المياة و طرق خساره الماء عند الحيوانات
الحصول على الماء (مصادر الماء) طرق خساره الماء
الشرب.
غذاء: فواكة و اجزاء نباتيه اخرى،
لحوم.
منتوجات الاكسده (ماء ايضي)
تبخر عن طريق سطح الجسم.
تبخر عن طريق اعضاء التنفس.
افراز ماء فالبراز و البول.
عند الحيوانات كما هو عند النباتات،
يوجد نوعيات مختلفة من الملاءمات التي تساعد فتوفير الماء.
قسم منها ربما وصف و سنشرح هنا نوعين اضافيين من الملاءمة:
1.
ملاءمه سلوكية
2.
ملاءمه فسيولوجيه بيوكيميائية
1.ملاءمه سلوكية
خساره ماء من سطح الجسم نتيجة التبخر يشكل مشكلة جديه عند حيوانات جلدها الخارجى رطب كدوده الارض او الضفدع.
كميه الماء المتبخره عن طريق سطح الجسم كبار جدا،
وتصل عند دوده الارض حتي 0.400ملغم (ملغم = 0100/1غم) من الماء فالساعة لكل سم2 من سطح الجسم،
وعند الضفدع حتي 0.300 ملغم/ساعة/1سم2.
تقلل دوده الارض و الضفدع خساره الماء بان يعيشوا فاماكن مظلمه و رطبة داخل التربه او بين النباتات المتشابكه بجانب المجمعات المائيه بحيث لا تكون معرضه للشمس.
2.
ملاءمه فسيولوجيه بيوكيميائية
سنعرض هنا ثلاث ملاءمات فسيولوجيه بيوكيميائية:
ا.
امتصاص رجعى للماء فالامعاء و الكلية
قسم كبير من الماء المنقول فجهاز الهضم لا يفرز مع البراز و انما يعاد امتصاصة عن طريق الامعاء الى الدم.
بالاضافه الى هذا قسم من الماء المرشح فالكليه (فى منطقة تسمي التواء هنلي) يعاد امتصاصة فالجسم و لا يفرز فالبول.
ب.
افراز مواد زائده نتروجينيه صلبة
فبول الحيوانات تفرز كذلك مواد زائده نيتروجينيه مذابه به.
مثل اليوريا،
لكن افراز بول كثير معناة كذلك خساره ماء كبيرة.
عند الحشرات،
الزواحف و طيور عديده تفرز المواد الزائده النتروجنيه ليست على شكل يوريا مذابه فالماء،
وانما كحامض يوريك غير قابل للذوبان فالماء،
ولذا لا يرافق افرازة خساره بالماء.
افراز مواد زائده نتروجينيه على شكل حامض يوريك،
غير قابل للذوبان،
هو نوع من الملاءمه يقلل من امكانيه خساره الماء عند الكائن الحي.
ج.
استخدام ماء ايضى كمصدر للماء
عند اكسده مواد عضويه فالغذاء،
كما يحدث فالتنفس الخلوي،
يرتبط الاكسجين للهيدروجين و يتكون ماء (انظر المعادلة).
هذا هو ماء ايضي.
كم من الماء يتكون من اكسده مواد عضويه فالغذاء؟
حول ذلك يمكنك التعلم من المعطيات فالجدول 1 2.
جدول 1 2: كميه الماء المستخرجه عند اكسده 1غم من المادة العضوية
مادة عضويه ماء ينتج عند اكسده 1غم ما ده (بالغرامات)
زلال
نشا
دهن 0.39
0.56
1.07
الماء الايضى هو مصدر ماء مهم للثدييات الصغيرة التي تعيش فالصحراء كاليربوع،
والتى غذاؤها بالاساس بذور جافة.
دوره الماء
الماء هواحد المواد المنتشره فالمجال الحيوي،
ككل المواد الثانية يمر الماء بشكل دورى بين المركبات المختلفة للجهاز البيئي.
بين المركبات الاحيائيه و المركبات الا احيائية.
حركة الماء الاساسية فدوره المياة هي :
1.
تبخر ماء البحيرات،
البحار و المحيطات بواسطه الطاقة الشمسية.
وعملية النتح من نباتات اليابسة.
2.
نقل مياة جويه (كغيوم) من مكان الى اخر.
3.
تسرب المياة الى التربه كرواسب (مطر،
برد،
ثلج).
4.
جريان ماء من اليابسة الى البحر (تدفق من اعلى).
الطاقة الشمسيه التي تبخر مياة المحيطات هي،
“القوه المحركة” لدورة
الماء.
الخاتمة:
الماء هو عصب الحياة،
واجسام معظم الكائنات الحياة تتكون من عنصر رئيسى و هو الماء.
ويعد الماء اروع المذيبات لان اغلب المواد تذوب به نظرا لان الماء يعتبر ما ده قطبيه تتكون من جزئ الهيدروجين ذو الشحنه الموجبه و جزئ الاوكسجين ذو الشحنه السالبة.
ويدخل الماء كعنصر اساسى فالكثير من الصناعات و التفاعلات الكيميائية.
وهو يشكل نسبة عاليه من سطح الارض اكبر من نسبة اليابسة.
ونقص الماء فاجسام الكائنات الحيه يؤدى الى اضرار كثيرة ناتجه عن توقف العمليات الايضيه و غيرها من العمليات الحيوية التي يعد الماء جزء منها.
قال تعالى:” و جعلنا من الماء جميع شئ حي”.
صدق الله العظيم.
- v gglhx
- أين تتواجد الثغور على الورقة
