المملكة النباتية، الباب الأول: الكائنات الحية

اختلفت الآراء في تحديد صفات الكائنات الحية ، فيرى البعض أن الكائن الحي يتميز بصفتين أولهما احتوائه على بروتوبلازم وثانيهما قيامه بعمليات حيوية من شأنها أن تزيد من حجمه وعدده ، أي من قدرته على التكاثر . ويرى البعض الآخر ، وهو الأصح ، أن الكائن الحي يحتوي على بروتوبلازم وله القدرة على القيام بكل أو بمعظم العمليات الآتية في نفس الوقت ، وهي عمليات التحول الغذائي والتنفس والتكاثر والنمو والحركة والحساسية ، وتشذ عن ذلك الفيروسات فهي برغم عدم احتوائها على البروتوبلازم إلا أنها تعتبر من الكائنات الحية وذلك لقيامها ببعض عمليات الحياة المختلفة مثل التكاثر كما أنها تحتوي على أهم مكونات البروتوبلازم وهي الأحماض النووية والبروتين . يعتبر البعض الآخر الفيروسات أجساما حية وليست كائنات حية لأنها لاتعيش ولاتقوم بالعمليات الحيوية المختلفة داخل كيانها بل في كائنات حية أخرى .

تقسم الكائنات الحية إلى مجموعتين كبيرتين تعتبر كل منها مملكة قائمة بذاتها وهما المملكة النباتية Plant Kingdom والمملكة الحيوانية Animal Kingdom ويتميز أفراد كل من المملكتين بصفات خاصة ، إلا أنه أحيانا توجد بين أفراد المملكتين ، وخاصة بين الكائنات الأولية حالات وسطية تجمع بين صفات النبات وصفات الحيوان وفي هذه الحالات يعتبر الكائن نباتا أو حيوانا تبع لمجموع صفاته الهامة . وفيما يلي بيان بأهم الصفات التي تميز أفراد المملكة النباتية عن أفراد المملكة الحيوانية .

الفروق بين النبات والحيوانات

تختلف النباتات عن الحيوانات في عديد من الصفات ، من أهمها تركيب الخلايا والتغذية والإحساس بالحركة والنمو التكاثر وذلك كما يلي :

1- تركيب الخلايا : الخلايا النباتية لها جدر خلوية مميزة تتكون أساسا من السليلوز ، وقد تتكون في بعض النباتات الدنيئة من مواد أخرى مثل الكيتين أما خلايا الكائنات الحيوانية فهي عارية ليس لها جدار خلوي ، ويشذ عن ذلك بعض النباتات الدنيئة التي تكون عارية خالية من الجدر الخلوية وذلك كما في الفطريات اللزجة .

الخلايا النباتية لاتحتوي على سنتريولات centrioles إلا في أجسام وجاميطات بعض النباتات اللازهرية ، في حين توجد بكل خلية حيوانية سنتريولان يبتعدان عن بعضهما أثناء انقسام الخلية ، ويتكون منها ألياف المغزل والأشعة النجمية ويحددان مستوى انقسام الخلية .

الخلايا النباتية لها فجوات عصارية عادة أما الخلايا الحيوانية فليس لها فجوات عصارية .

2- التغذية : تختلف النباتات عن الحيوانات في طريقة الحصول على الغذاء . تحصل النباتات على المحاليل الغذائية بالخاصية الأسموزية وبالنقل النشط لكل أو بعض خلاياها المعرضة للمحلول الغذائي . وتحصل الحيوانات على غذائها في صورة صلبة أو سائلة عن طريق فتحات خاصة متخصصة لذلك عادة .

تعتمد النباتات ، عادة في غذائها على مواد بسيطة وهي ثاني أكسيد الكربون الذي تحصل عليه من الجو والماء الذي تحصل عليه من التربة لتكون منهما مواد عضوية كربوايدراتية وتسمى هذه العملية بالتمثيل الضوئي photosynthesis لاعتمادها على وجود الضوء ، كما توصف النباتات بأنها ذاتية التغذية ضوئيا Photoautotrophes . لايحدث التمثيل الضوئي إلا في أجزاء النباتات المحتوية على صبغات الكلوروفيل الخضراء التي توجد في البلاستيدات الخضراء عادة ، وبخاصة كلوروفيل A الذي يقوم بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية تختزن في المركبات الكربوايدراتية الناتجة من تفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء ويلاحظ في هذا التفاعل أن مصدر الأيدروجين في هذه العملية هو الماء كما أن مصدر الأكسوجين المتصاعد هو الماء أيضا .

                                      Light energy
                                      673 Kcal.
   6 CO2 + 12 H2O                          C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
                                   Chlorophyll   

وتختلف الحيوانات عن النباتات أساسا في نوع الغذاء ، فالحيوانات تتغذى أساسا على مواد عضوية تحتوي على طاقة مختزنة ، تحصل عليها من النباتات أو من حيوانات أخرى ، ولهذا فتعتبر النباتات ذاتية التغذية autotrophes في حين تعتبر الحيوانات غير ذاتية التغذية heterotrophes .

تشذ بعض النباتات في تغذيتها عن الطريقة المثالية ، أي أنها لاتقوم بعملية التمثيل الضوئي فبعض أنواع البكتيريا ذاتية التغذية إلا أنها لاتستمد طاقتها من الشمس بل من أكسدة بعض مواد غير عضوية توجد في الوسط الذي تعيش فيه ،ولذلك توصف هذه النباتات بأنها ذاتية التغذية كيماويا chemoutotrophes ، والطاقة الناتجة تستعمل في عملية بناء تسمى بعملية البناء الكيماوي chemosynthesis ومن أمثلة ذلك بكتيريا الكبريت غير الملونة وبكتيريا الحديد وبكتيريا التأزت أو النيترة .

ومن النباتات ما يشبه الحيوانات في طريقة تغذيته ، حيث تكون غير ذاتية التغذية ، معتمدة في غذائها على مواد عضوية ، ولهذا فتعيش تلك النباتات أما معيشة ترممية saprophytic أي تعيش على كائنات ميتة أو مواد عضوية ، أو معيشة تطفلية parasitic أي تعيش على كائنات حية ، ومن ذلك الفطريات ومعظم البكتيريا والنادر من النباتات الزهرية .

3- الإحساس والحركة : الإحساس والحركة صفة مميزة للحيوانات لاحتواء أغلب أفرادها على جهاز عصبي مميز ، في حين أن النباتات لاتتحرك حركة واضحة وليس لها جهاز عصبي ، وإحساسها بالمؤثرات الخارجية غير ظاهر في معظم الأحوال ، إلا أن بعض النباتات الدنيئة مثل كثير من البكتيريا وبعض الطحالب والفطريات تتحرك حركة واضحة بواسطة أسواط flagella في كل حياتها أو في طور من أطوار حياتها ، وفي بعض النباتات الراقية مثل عباد الشمس أن أزهارها تتحرك في اتجاه الشمس وفي نبات الست المستحية Mimosa pudus نجد أن أوراقه تنطوي بلمسة خفيفة عليها ، وقد ثبت أن نبات الست المستحية أعضاء خاصة بالحركة pulvini توجد في قواعد أوراقه ووريقاته .

4- النمو : معظم النمو في النباتات لايحدث في جسم النبات كله ، بل يحدث في مناطق محدودة ، كما أن النمو في النباتات مستمر ، أي تستمر زيادة النمو في الحيوان ، ويستمر لفترة محدودة من حياته ثم يتوقف .

5- التكاثر : تتكاثر النباتات بتكوين البذور أو الجراثيم وقد تتكاثر خضريا بتجزيء أجسامها ، أما الحيوانات فتتكاثر بإنتاج البيض أو بولادة أحياء عدا الحيوانات الأولية فتتكاثر بالجراثيم أو ما يشابهما وقد تتكاثر خضريا بتجزيء أجسامها كما في الامبيا .

تسمية الكائنات الحية

يعتبر لينيس Linneaus أعظم مصنف للنباتات والحيوانات ظهر حتى الآن ، كما يتبر أول من وضع الأسس السليمة للتسمية الثنائية binomial nomenclature للكائنات الحية ، وقد سبقه في ذلك بوهين Bauhin سنة 1596 في استعمال التسمية الثنائية للنباتات إلا أنه لم يضع الأسس السليمة لذلك . كذلك فإن ريفينس Rivinus سنة 1690 اقترح أن لايزيد اسم النباتات عن كلمتين ، هذا وقد استعمل كثير من العلماء قبل لينيس التسمية العديدة Polynomial التي تعتمد على الوصف في جمل عديدة .

التسمية الثنائية لأي كائن حي سواء كان نباتا أو حيوانا ، تبعا لاقتراح لينيس المتبع حاليا ، يتكون من كلمتين لاتينيتين ، الكلمة الأولى عبارة عن اسم الجنس genus والكلمة الثانية هي اسم النوع species يبدأ اسم الجنس بحرف كبير ، ويبدأ اسم النوع بحرف صغير وعادة يكون اسم النوع ، وقد يكون اسم الجنس أيضا ، صفة من صفات الكائن الحي أو منسوبا لاسم مكتشفه أو اسم مكان اكتشافه أو موطنه الأصلي . فنبات البرسيم المصري اسمه Trifolium alexandrinum فيه اسم الجنس Trifolium يعني أن أوراقه مركبة ثلاثية الوريقات واسم النوع alexandrinum نسبة إلى مدينة الإسكندرية وفطر Botrytis septospora فيه اسم الجنس Botrytis تعني عنقود العنب لأن حوامله الكونيدية متفرعة وتحمل الجراثيم في نهايتها كما يحمل عنقود العنب الثمار ، واسم النوع septospora تعني أن جراثيم الفطر مقسمة . والفطر Blakeslea tripora ينسب اسم الجنس فيه إلى اسم عالم الفطريات الأمريكي الذي سماه ، كما يدل اسم النوع على أن الكيس الجرثومي الصغير يحتوي على ثلاث جراثيم .

يكتب بعد التسمية الثنائية للكائن الحي اسم أول من قام بتسمية هذا الكائن ، أو يكتب الرمز الدال على اسمه فنبات الفول يكتب بالكامل Vicia Fabs L. فالكلمتين الأولى والثانية هما اسمي الجنس والنوع والحرف L اختصار لاسم العالم المسمى Linnaeus . أحيانا يحدث عالم تعديلا في اسم الكائن الحي وفي هذه الحالة يوضع اسم العالم الأول عقب اسم النبات مباشرة بين قوسين ثم يتبعه اسم العالم أو العلماء الذين اشتركوا في تسميته ثانية وذلك كما في فطر عفن الخبز الأسود Rhizopus stolonifer (Fr.) Lind .

تقسيم النباتات

بدأ علماء تقسيم النباتات في تقسيم النباتات على قواعد تطورية ثابتة بعد أن بشر داروين Darwin سنة 1859 كتباه عن التطور وسماه أصل الأنواع Origin species . فأصبح تقسيم النباتات يبنى على مدى القرابة والرقي بين النباتات المختلفة . ويحدد مدى الرقي في النباتات على أسس مختلفة من أهمها : 1- التركيب العام للنبات ، فالنباتات الوحيدة الخلية أقل رقيا من النباتات العديدة الخلايا . والنباتات غير المتميزة إلى أعضاء أقل رقيا من النباتات المتميزة إلى أعضاء ، والنباتات المائية أقل رقيا من النباتات الأرضية . 2- التراكيب التكاثرية للنباتات ، فالنباتات التي تتكاثر بالجراثيم أقل رقيا من النباتات التي تتكاثر بالبذور. 3- التركيب الخلوي ، فالنباتات ذات الخلايا التي لاتتميز بها نواة واضحة أقل رقيا من التي تحتوي خلاياها على نواة واضحة . 4- ظاهرة تبادل الأجيال ، ففي دورة حياة معظم النباتات يوجد جيلان يتبادلان معا ، ويختلف كل منهما عن الآخر في المظهر والحجم والتركيب ، أحدهما يسمى الطور الجاميطي gametophyte والآخر يسمى الطور الجرثومي sporophyte . الإختلاف الرئيسي الذي يميز بين كل من الطورين هو عدد الكروموسومات الموجودة بنواة الخلية ، فيحتوي الطور الجرثومي على ضعف عدد الكروموسومات الموجودة في الطور الجاميطي . يبدأ الطور الجرثومي عادة يتزاوج جاميطتين ، فينتج عن ذلك الزيجوت ، كما يبدأ الطور الجاميطي بحدوث انقسام اختزالي لبعض خلايا الطور الجرثومي ينتج عنه الجراثيم المختزلة meiospores التي تحتوي على نصف عدد كروموسومات الطور الجرثومي . وعادة يسود الطور الجاميطي في النباتات القليلة الرقي ، ويسود الطور الجرثومي في النباتات الأكثر رقيا .

وعموما فإنه حسب القرابة بين النباتات تجمع النباتات في مجاميع . فتوضع الأفراد المتشابهة في نوع معين species ينتمي إلى جنس genus معين يجمع الأنواع المتقاربة . تضمها رتبة واحدة order ، والرتب المتقاربة يضعهأ صف واحد class ، والصفوف المتقاربة تكون قسما واحدا division . وعادة تنتهي أسماء العائلات بالحروف aceae وتنتهي أسماء الرتب بالحروف ales أو ae وتنتهي أسماء الصفوف بالحروف eae أو ae وتنتهي أسماء الأقسام بالحروف ta .

ومن أمثلة ما تقدم نبات القطن فاسمه اللاتيني Cossypium barbadense L الذي يتبع العائلة الخبازية Family Malvaceae ، والعائلة الخبازية تنتمي إلى رتبة الخبازيات Order Malvales ، ورتبة الخبازيات تنتمي إلى صف النباتات ذوات الفلقتين Class Dicotyledonae وهذه تنتمي إلى تحت قسم النباتات كاسيات البذور Sub Division Angiospermae التي تنتمي إلى قسم النباتات الزهرية Division Anthophyta والنباتات الزهرية تنتمي إلى المملكة النباتية Plant Kingdom .

ومن أوائل التقسيمات التي بنيت على نظرية داروين ، تقسيم ايشلر Eichler سنة 1883 الذي قسم المملكة النباتية إلى نباتات لا زهرية ونباتات زهرية ثم قسم النباتات اللازهرية إلى نباتات ثالوسية ونباتات حزازية ونباتات تبريدية وذلك كما يأتي :

المملكة النباتي Plant Kingdom

نباتات لازهرية A. Crytogamae

قسم النباتات الثالوسية Division Thallophyta

صف الطحالب Class Algae

صف الفطريات Class Fungi

قسم الحزازات Division Bryophta

قسم التبريدات Division Pteridophyta

نباتات زهرية أو ذات أجزاء مشابهة للأزهار B. Phanerogamae

قسم النباتات البذرية Division Spermatophyta

صف عاريات البذور Class Gymnospermae

صف كاسيات البذور Class Angiospermae

وحديثا قسم بولد Bold سنة 1956 المملكة النباتية إلى أقسام عديدة . وسنتبع في هذا الكتاب تقسيم بولد سنة 1956 لأنه أكثرها سهولة . وفي هذا التقسيم قسمت المملكة النباتية إلى 24 قسما ، ثمانية منهم تنتمي إلى الطحالب وخمسة للفطريات ، واثنان للحزازيات ، وأربعة للتبريدات ، وخسمة للنباتات البذرية وفيما يلي بيان بها وبعدد الأنواع التقريبي التي يحتوي كل منها .

الطحالب :

قسم الطحالب الزرقاء المخضرة Division Cynaophyta

قسم الطحالب الخضراء Division Chlorophyta

قسم الطحالب السوطية Division Euglenophyta

قسم الطحالب الكارية Division Charophyta

قسم الطحالب البنية Division Phaeophyta 19000 نوع

قسم الطحالب الحمراء Division Rhodophyta

قسم الطحالب الذهبية Division Chrysophyta

قسم الطحالب البيرية Division Phyrrophyta

الفطريات :

قسم الفطريات المنشقة (البكتيريا) Division Schizomycota

قمس الفطريات اللزجة Division Myxomycota

قسم الفطريات الطحلبية Division Phycomycota 42000 نوع

قسم الفطريات الاسكية Division Ascoycota

قسم الفطريات البازيدية Division Basidiomycota

الحزازيات : قسم الحزازيات الكبدية Division Hepatophyta 9000 نوع قسم الحزايزات القائمة Division Bryophyta 14000 نوع

التبريديات :

قسم النباتات السيلوتية Division Psilophyta 4 نوع

قمس النباتات صغيرة الأوراق Division Microphyllophyta 1000 نوع

قسم النباتات المفصلية Division Arthrophyta 25 نوع

قسم النباتات السرخسية Division Pterophyta 950 نوع

البدريات :

قسم النباتات السيكادية Division Cycadophyta 100 نوع

قمس النباتات الجنكوية Division Ginkgophyta 1 نوع

قسم النباتات المخروطة Division Coniferophyta 550 نوع

قسم النباتات النيتية Division Gnetophyta 71 نوع

قسم النباتات الزهرية Division Anthophyta 250000 نوع

ــــــــ

المجموع بالتقريب 350000 نوع

يقسم البعض المملكة النباتية تبعا لنوع الخلية التي يتكون منها النبات إلى تحت مملكتين وهي الخلية ذات النواةا لبدائية Procaryota أي التي ليس لها نواة مميزة بل تحتوي على مادة كروماتينية لا تحد بغلاف ، وذات النواة الحقيقية Eucaryota أي أن للخلية نواة محددة بغلاف .

وقد أمكن بواسطة طرق الفحص الميكروسكوبية الحديثة فحص أصغر خلية في الكائنات الحية ، وهي خلية الميكوبلازما mycoplasma التي تتبع الخلايا ذات النواة البدائية ن قطرها حوالي 0.1 ناتومتر ، وهي تمثل الحد الأدنى للتركيب الخلوي حيث تتكون من غشاء بلازمي يوجد بداخله بروتينات غروية وسكريات ودهون وأحماض نووية RNA, DNA ورييوسومات مع عدم وجود نواة أو أي محتويات أخرى . تسبب الميكوبلازما أمراضا للإنسان والحيوان والنبات .

وتوجد كائنات نباتية أخرى ذات نواة بدائية وهي أكبر في الحجم وأكثر تعقيدا في التركيب من الميكوبلازما مثل البكتيريا والطحالب الزرقاء المخضرة ولذلك فهذه الكائنات لها جهاز خلوي أكثر تخصصا ووضوحا من الميكوبلازما ولكنها لاتحتوي على النواة والميتوكوندريات والبلاستيدات التي توجد بالخلايا ذات النواة الحقيقية وهي محتويات حية تغلف بأغلفة تتكون من أغشية مزدوجة . جدر الخلايا في الكائنات ذات النواة البدائية صلب عديد الطبقات . وفي بعض الحالات يكون في الجدار ثقوب ، ويعتقد أن الحركة الإنزلاقية التي تظهرها هذه الكائنات هي نتيجة لإفراز لزج يحدث له عملية إخراج عن طريق هذه الثقوب . كثير من هذه الكائنات تحاط جدر خلاياها بغلاف capsule لزج . بعض هذه الخلايا تتحرك بواسطة أسواط تتراوح في سمكها من 15 إلى 24 ملليميكرون . يتكون السوط من نوع واحد من البروتين يسمى فلاجيللين flagellin وهو يشابه في تركيبه البروتين الموجود في عضلات الحيوان . يشابه الغشاء البلازمي الخارجي (الاكتوبلاست) الموجود في هذه الخلايا ما هو موجود في الخلايا العادية إلا أن نشاطه في هذه الخلايا كبير ، فعلاوة على أنه يجد الخلية فإنه يتكون منه أغلب أو جميع محتويات السيتوبلازم داخل الخلية ومثال لذلك البكتيريا Mycococcms xantbus حيث يعتقد أن ستيوبلازم هذه البكتيريا يتكون من شرائط حلزونية تنشأ من السطح الداخلي لللاكتوبلاست ، كما يتكون من هذا الغشاء البلازمي أنابيب أو أقراص أو تجمعاتمن الأغشية تسمى ميسوسومات mesosomes (شكل 31) . ويعتقد أن الميسوموات لها علاقة بهضم الغذاء المختزن وإنتاج الطاقة اللازمة للخلية . في بعض الحالات وجد أن الميسوموات تتصل بالغشاء البلازمي وبالمادة النووية ولذلك يعتقد أن الميسوموات تشترك في العملايت الخاصة بانقسام النواة وفي تكوين الجدار الخلوي أثناء انقسام الخلية . ستيوبلازم هذه الخلايا يحتوي على غذاء مختزن وعلى بييوسومات تكون أصغر في حجمها عن رييوسومات الخلايا العادية . بعض هذه الخلايا تحتوي على كلوروفيل وصبغات للقيام بعملية البناء الضوئي كما في الطحالب الزرقاء المخضرة وقليل من البكتيريا وهذه الصبغات لا توجد في بلاستيدات محددة التركيب بل توجد مرتبطة بأغشية مسطحة تسمى ثيلاكويد thyladoid . أما في الخلايا ذات النواة المميزة eucaryota فإنها تضم النباتات التي تحتوي خلاياها نواة محددة وميتوكوندريات وقد تحتوي على بلاستيدات خضراء .

يوجد في كتبا برجيس Bergey's Manual سنة 1957 قسما للنباتات الأولية Protophyta يضم الفيروسات والريكيتسيات والبكتيريات والطحالب الزرقاء المخضرة ، واعتبر نباتاته أقل الكائنات النباتية رقيا .