دورة الخلية الحية

[السنة التاسعة اساسي]

دورة الخلية الحية


شمل القرآن الكريم في توضيحاته كل ماله علاقة بمعاني الحياة، ووجه الإنسان إلى النظر في أرجاء هذا الكون خاصة ما له علاقة بتنظيم الحياة ، وقد امتد ذلك التنظيم إلى دقائق الأمور والتكوينات حتى إن ذلك ليظهر جليًّا على الخلايا، سواء منها النباتية أو الحيوانية أو الميكروبية، وقبل ذلك الخلايا البشرية ؛ فتحركات الخلايا وتغذيتها وانقساماتها، وتنفسها ونموها ، كل ذلك يتم وفق تنظيم دقيق لا يدركه إلا المتخصصون . والقرآن الكريم حوى دلالات علمية إعجازية حول الكون والحياة منها ما توصل العلماء إلى كشف بعض أسرارها ،ومنها ما زال في علم الغيب الذي لا يعلمه إلا الله ، وهذا الذي لا نعلمه يشمل الكثير؛ ويمكن عن طريق البحث العلمي كشفه ،إن لم يكن قد تم الكشف عنه . لقد تكررت دعوة الخالق -سبحانه وتعالى -للإنسان بالتفكر والنظر في الكون والمخلوقات؛ فالجبال كيف نصبت ؟، والأرض كيف سطحت ؟ ،والإبل كيف خلقت ؟ ،والسماء كيف رفعت ؟ ،والشمس كيف كورت ؟، والكواكب كيف انتثرت ؟

الماء عصب الحياة :

في دراسة بيولوجيا الخلية من دقائق العلم وتفصيلاته ما يوحي بإشارات إعجازية وإيحاءات إيمانية تقود لمزيد من الإيمان؛ وتجعل الباحث يقف أمامها وهو يستشعر العظمة الإلهية في تدبير أمور هذا الخلق ؛ويجدر بنا أن نقف في هذه المقالة عند بعض تلك الإشارات والإيحاءات :

قال –تعالى-: ) ألم تر أن الله أنزل من السماء ماءً فتصبح الأرض مخضرةً إن الله لطيفٌ خبيرٌ(("الحج" 63))،وقوله : )أولم ير الذين كفروا أن السماوات والأرض كانتا رتقًا ففتقناهما وجعلنا من الماء كل شيءٍ حيٍّ أفلا يؤمنون(( "الأنبياء" 30))( صدق الله العظيم)؛ تتضمن الآيات السابقة إشارة إلى بداية نشأة الحياة ,وإلى أهم عملية حيوية تتم على سطح الأرض ؛فكلمة " مخضرةً " تدل على" اليخضور" ("الكلوروفيل") الذي يشكل الأساس في عملية البناء الضوئي (مصنع الغذاء على سطح الكرة الأرضية).و يجب ملاحظة الربط الدقيق في الآيات السابقة بين أربعة مصطلحات علمية غاية في الدقة " السماء" (السماوات بما فيها الشمس ) و"الأرض "(التربة) ..و"الماء "..و"حي "(مخضرة )".

الحقيقة العلمية الدالة على أن أجسام الكائنات الحية مخلوقة من " تراب " معروفة منذ أكثر من ألف وأربعمائة وعشرين عامًا، كما ورد في أكثر من موضع في القرآن الكريم ، قال –تعالى -: )هو الذي خلقكم من تراب (.

مع دقة الإشارات العلمية في القرآن الكريم إلى أن الكائنات مخلوقة بقدرة الله (سبحانه )من " تراب " إلا أن العلماء لم يتوصلوا إلى هذه الحقيقة إلا قبل حوالي قرنين فقط، وبالتحديد عندما أكتشف Joseph Priestly) )أن الأكسجين ينطلق من النبات عند تعرضه لضوء الشمس، وقرر" لافوازيه" Lavoisier) )عام ( 1789)م أن " تنفس الكائنات الحية عبارة عن احتراق بطيء يشبه الاحتراق الفيزيائي للفحم "، وأن " العناصر المكونة للأجسام الحية توجد في التربة "؛ وقد حوكم "لافوازييه" وقتل بسبب هذه النظريات.

نقف في هذه المقالة عند بعض الإشارات الإيمانية في حياة الخلية :

الإشارة الأولى عمل هذه الحياة ومكوناتها : تتألف أجسام الكائنات الحية من أربعة عناصر رئيسة :كربون وهيدروجين ونيتروجين ،وأكسجين وكميات أقل من عناصر أخرى:فوسفور وكالسيوم و صوديوم و بوتاسيوم ، ومغنيسيوم وحديد ومنجنيز ...، وتشكل جميعها حوالي (99 % )من كتلة الخلية التي تعتبر وحدةَ التركيب والوظيفة في أجسام الكائنات، و(70 % )من وزن الخلية الرطِب ، ماء (أكسجين وهيدروجين)
حياة الخلايا الحية:

إن حياة الخلايا الحية ؛وبالتالي الكائنات الحية لا بد من أن تطيع القوانين الفيزيائية والكيميائية وتحولات الطاقة من صورة لأخرى (نواميس الخالق في خلقه)، وبالرغم من الشبه بين الآلة البخارية والخلية الحية - من الناحية الوظيفية - فإن هناك خصائص حيوية ميز الله -سبحانه وتعالى- بها الخلية الحية (الكائن الحي) عن غيرها وعلى مختلف المستويات، ومن أهم هذه الخصائص ما يلي:


1.المحافظة على أعلى درجة من التنظيم( High degree of order )؛فعن طريق استخدام المواد الخام (ليس لديها إمكانية التنظيم ) التي تحصل عليها الكائنات من محيطها، في التغذية والتكون والنمو والتجدد _تستطيع المحافظة على استمرار التنظيم.
2.تبادل المواد مع محيطها ،واشتقاق الطاقة من المواد الخام واستخدامها في دفع العمليات الحيوية.


3.التنظيم في التراكيب المختلفة المميزة للكائنات على مستوى الخلايا والأنسجة والأعضاء، وتحت الخلوية (الميتوكوندريا والبلاستيدات والأهداب)، وفي تنظيم جميع الجزيئات المكونة للتراكيب السابقة.
4.الدفاع عن نفسها (خطوط الدفاع كالمناعة).
تقوم الخلية بأعمال في غاية الإعجاز العلمي؛ حيث من الصعوبة توضيح كيفية حدوث السجود و التسبيح لغير ذوات العقل (القلب)؛ وربما يفسر ذلك بطاعة جميع المخلوقات للنواميس (القوانين الفيزيائية، الكيميائية والكيموحيوية) التي حددها -سبحانه وتعالى-لتسيير الكون والحياة ؛فكل شيء ميسر لما خلق له ويجري لمستقر له، ولا تشذ عن خواصها الكيميائية والفيزيائية.
والكثير من التفاعلات الكيميائية والكيموحيوية يتم عن طريق الأكسدة والاختزال، ويتم في أزواج من المركبات فتنتقل الإلكترونات من مركب فيصبح مؤكسدًا، وترتبط بآخر فيصبح مختزلاً؛ ومع هذه البساطة يحدث تغير في خواص المركب الكيميائية.

والقانون الثاني للديناميكا الحرارية يربط بين الانتظام الحيوي وإطلاق الطاقة الحرارية من الخلية ويقرر " أن كمية الانتظام في الكون ( الخلية الحية والبيئة المحيطة بها) يجب أن يقل على الدوام ".

“The amount of order in the universe (that is, in the cell plus its environment) must always decrease”.
يقترح القانون أن زيادة الانتظام (Order) داخل الخلية الحية يصاحبه دائمًا عدم انتظام (Disorder )في محيطها، وتعتبر الحرارة طاقة في أعلى شكل من عدم الانتظام بينما تميل الجزيئات إلى العشوائية في ترتيبها؛ولذلك تنطلق الطاقة من التفاعلات الكيموحيوية في الخلية التي تميل إلى ترتيب الجزيئات داخلها. والزيادة في الحركة العشوائية وتفكيك روابط الجزيئات في بقية الكون تولد عدم انتظام أكثر مما يتم تعويضه من انتظام في الخلية حسب قوانين الديناميكا الحرارية للعمليات الذاتية؛وبهذه الطريقة فانطلاق الحرارة من الخلية للوسط المحيط بها يؤدي إلى أنها تصبح داخليًّا أكثر انتظامًا،وفي الوقت نفسه يصبح الكون أكثر عشوائية .

التزامن :
الثابت علميًّا أن الخلية لن تنجز شيئًا يذكر بإنتاج الحرارة (الطاقة) من حرق المواد الغذائية ما لم ترتبط التفاعلات المنتجة للحرارة بالعمليات المتعلقة بتكوين تنظيم في المحتوى الداخلي للخلية. النوع السابق من الارتباط الوثيق بين التفاعلات المنتجة للطاقة والقيام بنشاط في الخلية يدعى "تزامن" أو "تزاوج"( Coupled)؛ وهو "الميزة الأيضية"( Metabolism) للخلايا الحية بالمقارنة مع حرق الوقود في النار.




يعتمد تقليل العشوائية في الخلايا الحية على هدم المواد الأيضية المنتجة للطاقة؛ ولذلك فالنبات يشتق طاقته من إشعاعات الشمس الكهرومغناطيسية (Electromagnetic radiation ) بينما الحيوانات تحصل على طاقتها من تفكيك الروابط الكيميائية في الجزيئات العضوية التي تتناولها من محيطها ،سواءً من مصدر نباتي أو حيواني، وتعتمد الحيوانات بصفة عامة على الكائنات القادرة على القيام بعملية "البناء الضوئي"( Photosynthesis)، كالنباتات الخضراء وغيرها من البكتيريا والطحالب؛ ولهذا فالشمس مصدر كل طاقة في المحيط الحيوي " .والنباتات تسبح لله بقيامها بالدور الحيوي الذي خلقت له ؛فلا تمتنع عن ذلك، ثم إن سجود الأشياء غير مرتبط بالحياة؛ فالجمادات الميتة تسبح وتسخر كذلك مصداقًا لقوله- تعالى -: )وإن من شيء إلا يسبح بحمده( .

1) تفاعلات ينشطها الضوء ( Light-activated reactions)،وترتطم "فوتونات" الضوء الصادرة من الشمس بجزيئات" اليخضور" ( Chlorophylls )في عضيات" البلاستيدات" بخلايا الكائنات القادرة على القيام بالبناء الضوئي في وجود الماء (H2O) الذي يتحلل إلى أكسجين وأيونات الهيدروجين. (H+ )وتنقل الإلكترونات من الماء عبر سلسلة من التفاعلات الكيموحيوية؛ ليتم من خلال هذه التفاعلات إنتاج كمية من مركب الطاقة Adenosine triphosphate (ATP) )وتحويل مركب وسطي آخر هو الـ(NADP) .

Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) )من الصورة المؤكسدة إلى الصورة المختزلة( NADPH )،قال -تعالى- : )وجعلنا من الماء كل شيءٍ حيًّ ( ("الأنبياء"30)).

(2) تفاعلات تنشط في عدم وجود الضوء (تفاعلات الظلام) ( Dark reactions ) ؛ولكنها تتطلب نواتج تفاعلات الضوء (ATP and NADPH) ؛لدفع سلسلة من التفاعلات يتم خلالها تثبيت ثاني أكسيد الكربون من الهواء الجوي لينتج سكر الجلوكوز (لاحظ المعادلة)؛ ومنه تشتق بقية المركبات العضوية الداخلة في تركيب أجسام النباتات وجميع الثمار التي تشكل جميعها غذاء الإنسان وجميع الدواب والأنعام.

Energy + 6CO2 + 6H2O Glucose + 6O2

وتتضمن المعادلة السابقة البسيطة في شكلها العام سلاسل طويلة من التفاعلات الكيموحيوية المعقدة والمؤلفة من عدة خطوات متتالية، وصدق الله العظيم القائل في محكم التنزيل : )ألم تر أن الله أنزل من السماء ماءً فأخرجنا به ثمراتٍ مختلفًا ألوانها ومن الجبال جدد بيض وحمر مختلف ألوانها وغرابيب سود * ومن الناس والدواب والأنعام مختلف ألوانه كذلك إنما يخشى الله ََمن عباده العلماءُ إن الله عزيز غفور ( ( "فاطر" 27، 28)).

يلاحظ أن تفاعلات البناء الضوئي تحتاج الضوء (النهار وبالتحديد الشمس) ,وهناك أخرى لا تحتاج الضوء (الليل وبالتحديد الظلام)، وصدق الله -سبحانه وتعالى -القائل: )واختلاف الليل والنهار وما أنزل من السماء من رزق فأحياء به الأرض بعد موتها وتصريف الرياح آياتٌ لقومٍ يعقلون( ( "الجاثية "5)) ؛) ما أنزل من السماء( الماء ،) فأحياء به الأرض بعد موتها( الزراعة والخضرة وتوفر سبل الحياة للكائنات،) وتصريف الرياح( لنقل المطر وحبوب اللقاح لتلقيح النباتات . يشير الله -سبحانه وتعالى -ضمنيًّا في سورة "الواقعة" إلى تخزين طاقة الشمس في النباتات الخضراء واستخراج هذه الطاقة بالتغذية على النباتات ومشتقاتها ,أو استخدامها كوقود عن طريق حرقها لتنطلق الطاقة مرة أخرى: )أفرءيتم ما تحرثون (63) ءأنتم تزرعونهُ أم نحن الزارعون (64) لو نشاء لجعلناهُ حطاماً فظلتم تفكهون(65) ( .

الحيوانات والكائنات الأخرى غير القادرة على الاستفادة من ضوء الشمس مباشرة تستخدم طاقة شمسية سبق استخدامها؛ولهذا تدعى الطاقة المعاد استخدامها للمرة الثانية( Second hand energy ) ، ويتم الحصول عليها من التغذية على النباتات أو طاقة معاد استخدامها للمرة الثالثة (energy Third hand ) في حالة تغذيتها على الحيوانات.

يشمل التبادل بين الحيوانات والنباتات والكائنات الدقيقة العديد من العناصر والمواد، وهذا التبادل مهم لاستمرارها، ويتم التبادل على أساس علاقات قدرها الله (سبحانه وتعالى )؛ليتم استمرار المحيط الحيوي الذي يتم عن طريق هذه العلاقات تجديده والمحافظة على اتزان مكوناته، ويشكل الكربون والأكسجين والنيتروجين أهم هذه العلاقات في المحيط الحيوي؛ حيث يدخل الكربون جسم النبات على هيئة ثاني أُكسيد الكربون لتنتج المركبات العضوية، وينطلق الأكسجين من تحلل الماء في أثناء تفاعلات الضوء في عملية البناء الضوئي ، ويستخدم في حرق الوقود (المواد الغذائية) في معظم خلايا الكائنات الحية تقريبًا بينما النيتروجين أساس تكوين البروتينات، ويثبت من الهواء الجوي؛ ليكون مركبات تعطي في النهاية البروتينات .. يلاحظ أن الأكسجين يعمل على تحرير الطاقة في خلايا الكائنات بينما ثاني أكسيد الكربون يستغل لتخزين طاقة الشمس في روابط كيميائية بين ذرات الكربون. تدخل ذرات الكربون والهيدروجين في جزيئات المواد الغذائية التي تستخدمها الخلايا الحية كوقود؛ وهي في هذه الحالة غير مستقرة بينما يحتوي الهواء الجوي المحيط بالكرة الأرضية كمية كبيرة من الأكسجين، وعند توفر الأكسجين فإن ثاني أُكسيد الكربون والماء هما الحالة المستقرة للكربون الهيدروجين من ناحية الطاقة على التوالي. تستطيع الخلية الحية الحصول على الطاقة من سكر الجلوكوز والجزيئات العضوية الأخرى باستغلال ميل الكربون والهيدروجين للعودة لحالتيهما المستقرة (ثاني أُكسيد الكربون والماء) عن طريق الاتحاد مع الأكسجين.."


إن خواص الذرات والجزيئات لمختلف المواد تعطي إيحاءات إيمانية بدقائق صنع الله وإتقانه للخلق (سبحانه وتعالى ).

C + O2 ---> CO2 2H+ + ½ O2 ---> H2


يختلف اشتقاق الطاقة في الخلية الحية عن الاحتراق الفيزيائي العادي عن طريق النارالذي يتم في خطوة واحدة، وتنطلق الطاقة على هيئة ضوء وحرارة_بأن الخلية تستغل مجاميع من الأنزيمات المتخصصة كعوامل محفزة عبر سلاسل طويلة من التفاعلات الكيموحيوية تتضمن إضافة الأكسجين إلى الكربون والهيدروجين.

تقرر الحقائق العلمية وجود علاقات حيوية بين الإنسان والحيوان من جهة والنباتات من جهة أخرى .. ولا حياة للنبات الأخضر في عدم وجود الهواء والماء والشمس والحيوان حقيقة أخرى لا يرقى إليها الشك .. لقد أبدع الله -سبحانه وتعالى -في خلق الكائنات وهيأ لها سبل معيشتها ..، قال -تعالى -في محكم التنزيل : ) وهو الذي أنزل من السماء ماء فأخرجنا به نبات كل شيءٍ فأخرجنا منه خضرًا نخرج منه حبًّا متراكبًا ومن النخل من طلعها قنوانٌ دانيةٌ وجناتٍ من أعنابٍ والزيتون والرمان مشتبهًا وغير متشابهٍ انظروا إلى ثمره إذا أثمر وينعه إن في ذلك لآيات لقوم يؤمنون (( "الأنعام" 99))؛



انتدابات مناظرات في جميع الوزارات التونسية موقع وظائف للعرب تعيينات مسابقات توظيف عروض شغل وظائف في جميع الدول العربية في تونس والجزائر والمغرب العربي والخليج والشرق الاوسط واوروبا من هنا

[jobs4ar]

دورة الخلية الحية