تجارب علوم في البيت
#000001
كيف يتمّ تطبيق أساليب مُحتلَنة لتصنيف الكائنات الحيّة على حيوانات هاري بوتر العجيبة؟ وما علاقة الهجرة بين القارّات وبين الحقيقة أنّ الجنيّات تعيش فقط في كورنوال؟
#000005
منذ وقت طويل وقبل أن تكشف لنا جي كي رولينغ الماغل Muggle، عجائب عالم السحر الّذي يحدث بالفعل تحت أنظارنا، كان هناك مَن عرف كيف يندهش من عجائب الطبيعة الّتي حولنا. مع مرور الزمن تعلّمنا كيف تتطوّر الحيوانات وتتغيّر، ووجدنا الوسائل لِتصنيفها ووصفها وأدركنا مكاننا بينها. على الرغم من خصائصها السحريّة الفريدة، فإنّ الحيوانات العجيبة هي جزء من الطبيعة. مثل حيوان الحزاميّات وخُلدُ الماء، يخضع الباسيليسك (الأصلة) والبشتزابين السرطانيّ لقوانين التطوّر ويخضعون لعمليّات انتقاء طبيعيّة، ومثل الجرابيّات الأستراليّة، تأثّر انتشار العملاق الجبليّ في الدول الاسكندنافيّة بسبب الانجراف القاريّ. وَجميعها بدون استثناء من المفروض أن تندمج مع شجرة الأنساب المركّبة للحياة على الكرة الأرضيّة.
#000006
تصنيف الحيوانات
#000007
حاول البشر دائمًا تصنيف الكائنات الحيّة المتواجدة حولهم. أرسطو، على سبيل المثال، صنّف الكائنات الحيّة- والطبيعة كلّها- بشكل هرميّ، من الأكثر كمالًا بنظره إلى الأقلِّ كمالًا. تواجدت الآلهة في أعلى سلّم الهرم، يليها بنو البشر، الثديّات الأخرى، السنجاب الطائر الّذي حصل بطريقةٍ ما على فئته الخاصّة، ومن ثمّ الخفافيش والطيور، الأسماك، الزواحف، الحيوانات المدرّعة، الحشرات، النباتات، الطحالب، الفطريّات، الأحجار، الأملاح، المعادن وأخيرًا- الأرض.
#000008
اقترح عالِم الأحياء السويديّ كارل فون بينا عام 1735م طريقة تصنيف منظمّة أكثر، اقترح أن يَتبع كلّ مخلوق حيّ لنظام هرميّ يبدأ بممالك كالحيوانات، النباتات والفطريّات، ويستمرّ إلى الأنظمة، الفِئات، السلسلات، العائلات وينتهي عند مستوى النوع المحدّد. هذه الطريقة، الّتي تُسمّى طريقة لينيوس، مُستخدمة منذ سنوات عديدة، لكن لديها مشكلة جديّة، بسبب كونها طُوِّرت قبل أن يفهم العلماء كيف تتشكّل الأنواع وتتغيّر، فهي لا تستند إلى فهم المراحل التطوّريّة.
#000009
تعتمد طريقة تصنيف لينيوس على مفاتيح تصنيف تُمكّنها من تقسيم الكائنات الحيّة إلى مجموعتين في نفس الوقت؛ واحدة من كائنات حيّة ذات ميزة معيّنة، والأخرى مجرّدة من نفس الميزة. هكذا يستمرّ التقسيم حتّى الوصول إلى التعريف الدقيق للكائن الحيّ. على سبيل المثال، إذا واجهتم مستذئبًا (كائن خرافيّ) وَأردتم أن تميّزوه عن كائنات أخرى، فإنّ استخدام مفاتيح التصنيف يمكن أن يساعدكم. اسألوا البروفيسور سنايب، الّذي طلب من التلاميذ كتابة مقال كامل حول هذا الموضوع كجزء من واجباتهم المدرسيّة. بالطبع، في الحالة الخاصّة للمستذئب، على الأغلب عندما تُقابلونَه، سيكون التصنيف والتعريف الدقيق شاغلكم الأخير في تلك اللّحظة.
#000010
عِوضًا عن ذلك، يمكن ترتيب كلّ الكائنات الحيّة في شجرة عائلةٍ كبيرة تُسمّى " شجرة التطوّر" أو "شجرة النشوء والتطوّر" (علم تطوّر السلالات: مجال في علم الأحياء يختصّ في العلاقات التطوريّة بين الكائنات الحيّة). في قاعدته يتواجد سَلف البدائيّات لجميع الكائنات الحيّة على الأرض، والفروع تمثّل السلالات الّتي انبثقت منه. عندما نرتفع من الجذور باتجاه أطراف الفروع، نتقدّم في محور الزمن بشكل فعليّ. الفرع الحيويّ- Clade، هو مجموعة تضمّ الأسلاف القدامى وكلّ نسلهم- أولئك الموجودين اليوم وأيضًا أولئك الّذين انقرضوا.
#000012
عندما نفهم مراحل التطوّر، من السهل القول إن كانت مجموعة الأنساب هي "فرع حيويّ". تخيّلوا أنّكم تقطعون أغصان من شجرة التطوّر- كلّ الأجناس المتواجدة على الغصن هي "فرع حيويّ" واحد. تتداخل مجموعة من "الفروع الحيويّة" ببعضها البعض وتشكّل هيئة متدرّجة، بحيث كلّ فرع منها يشكّل فروعًا فرعيّة، وهي تُعتبر أيضًا مجموعة "فرع حيويّ". يمكن لفرع حيويّ واحد أن يحتوي على آلاف الأنواع، أو على عدد قليل فقط من الأنواع عندما يتعلّق الأمر بالفروع الخارجيّة لِأغصان الشجرة.
#000013
طريقة عِلم تطوّر السلالات هي طريقة تصنيف جديدة نسبيًّا، تعكس التاريخ التطوريّ للأنواع. في هذه الطريقة، تُعطى الأسماء فقط لِلفرع الحيويّ- مجموعات من المخلوقات الّتي لها سلفٌ مشترك؛ هذا هو سبب تسميتها بالتصنيف التفرّعيّ Cladistics. اليوم، يستخدم معظم علماء الأحياءِ طريقة التصنيف التفرّعيّ وطريقة التصنيف اللينيّة الّتي سبقتها. عندما تتمّ عمليّة تصنيف الحيوانات اليوم، هناك تركيز أكبر على تحديد أوجه التشابه الجينيّ والوراثيّ بين الكائنات، وبشكلٍ أقلّ على شكلها وصفاتها. الهدف هو تحديد مكان كلّ كائن في شجرة سلالة عائلته ومدى قربه من الكائنات الأخرى. إذا نظرنا إلى الشجرة التطوريّة للكائنات الحيّة، نجد أيضًا بين جيراننا المقرّبين؛ الفأر، الجرذ والأرنب.
#000014
هيّا لننظّم ترتيب الحيوانات العجيبة
#000016
كيف سيتمّ ضمّ الحيوانات العجيبة في هذا التصنيف؟ في مقال علميّ لعدّة باحثين ومن بينهم نيوت سلامندره، وهو مؤلّف كتاب "الحيوانات العجيبة وأين يمكن إيجادها"، حاولوا بناء شجرة تطوّريّة لِلحيوانات العجيبة. فقاموا بأخذ عيّنات، قدر المستطاع، من الحمض النوويّ من الحيوانات العجيبة ومن حيوانات عاديّة قريبة منها. خضعت العيّنات لعمليّة تَسلسل جينيّ، ممّا يعني تحديد ترتيب القواعد في حمضها النوويّ- DNA، في قسم علم الوراثة والمعلومات الحيويّة في وزارة السحر، والّذين يدّعون أنّها " تشبه أيّ قسم بيولوجيّ في جامعة عامّة ولكن مع عدد أكثر من العفاريت".
#000017
أظهرت الدراسة عدّة استنتاجات مثيرة للاهتمام: تبيّن على سبيل المثال، أنّ الحيوانات العجيبة هي بالأساس من الفقاريّات، مثلنا ومثل الطيور والأسماك، أو من مفصليّات الأرجل مثل الحشرات وسرطان البحر. كما أنّ معظمها قريب جينيًّا ووراثيًّا من الحيوانات العاديّة. على سبيل المثال، الكوينتابد- Quintaped من الحيوانات المفترسة والخطيرة جدًّا، ويفضِّل بشكل خاصّ افتراس الإنسان، ولحسن حظّ البشريّة، يقتصر انتشاره في جزيرة درير بالقرب من اسكتلندا. اتّضح أنّه قريب وراثيًّا للإنسان- ولا عجب في ذلك، لأنّه وفقًا للأسطورة تمّ خلقه من أفراد عائلة مكبون الّذين تمّ سحرهم، ومنذ ذلك الحين تجنّب الكوينتابد Quintaped كلّ محاولةٍ لإعادة شكلهم البشريّ.
#000018
الدوميغوس Demiguise هومخلوقٌ مختلف تمامًا تعيش فصيلته في الشرق الأقصى. تُعتبر الدوميغوس مخلوقات نباتيّة وهادئة والّتي تذكّرنا بالقردة اللطيفة، وقد وجد باحثو وزارة السحر أنّها من سلالة الغوريلا. إنّ الدوميغوس قادرٌ على إخفاء نفسه عندما يتعرّض للتهديد، لذلك هناك طلب كبير على جلود الدوميغوس الّتي يمكن أن تُنسج منها عباءات الخفاء. بينما، الثور الضخم ذو البشرة الذهبيّة، والّذي يُسمّى بالمها الذهبيّ، يشبه جينيًّا الغزال المسكيّ. إنّ شرب دم المها، المنتشر في الشرق الأقصى وأمريكا الشماليّة، يمنح قوّة بدنيّة هائلة.
#000019
من بين الأمور الّتي يشملها نظام مفصليّات الأرجل البشتزابين السرطانيّ ، وهو حيوان أرضيّ يتواجد بشكل أساسيّ على الشواطئ الصخريّة في أوروبا. على عكس سرطان البحر والّذي يعدّ من فصيلته، فهو غير صالح أن يكون طعامًا لبني البشر؛ لأنّ أكل لحمه يسبّب ارتفاع درجة حرارة جسم الإنسان وظهور طفح جلديّ أخضر قبيح المنظر. بالإضافة إلى ذلك، فإنّ للدغة البشتزابين أثرًا جانبيًّا مؤسفًا جدًّا: يصيب الضحيّةَ حظٌّ سيئٌ لمدّة تصل إلى أسبوع بعد الإصابة.
#000021
وأخيرًا التشيزبورفل Chizpurfle وهو طفيليّ صغير يبلغ طوله مليمترًا ونصفًا، يشبه السرطان، وهو شائعٌ ويتمتّع بفكّين. يميل حيوان التشيزبورفل إلى مهاجمة الأجهزة الكهربائيّة، وهو التفسير لمشاكل محيّرة في أجهزة كهربائيّة جديدة، والّتي بالتأكيد قد صادَفتموها عدّة مرات.
#000022
الانجراف القاريّ
#000024
تنتشر الحيوانات على الكرة الأرضيّة بشكل مختلف، وكذلك أيضًا انتشار الحيوانات العجيبة. الجرابيّات على سبيل المثال، تعيش في أمريكا الجنوبيّة، أُستراليا وغينيا الجديدة- وتبعد في هذه الأيام آلاف الكيلومترات عن بعضها البعض. زيادةً على ذلك، لا يوجد دليل على عبور الجرابيّات المحيط سباحةً أو برحلةٍ بحريّة على زوارق عائمة من الأغصان، ولا يوجد ما يشير إلى أنّها هاجرت عبر القارّة الآسيويّة، ولا توجد طرق انتقال أخرى معروفة بين المناطق الجغرافيّة البعيدة لقارّتَي أُستراليا وأمريكا. إذا كان الأمر كذلك، كيف انتشرت الجرابيّات من مكان معيشة الجيل الأوّل إلى مناطق معيشتها الحاليّة؟
#000025
تقدّم لنا طريقة توزيع الكائنات الحيّة على وجه الكرة الأرضيّة أدلةً على تاريخها وتاريخ سطح الكرة الأرضيّة. تنضمّ هذه النتائج إلى فسيفساء لا تشمل فقط عمليّة التطوّر للحياة وإنّما تشمل أيضًا الانجراف القاريّ.
#000026
في بداية عمليّة رسم الخرائط الجغرافيّة الأوّليّة لسواحل المحيط الأطلسيّ، في أوائل القرن السابع عشر، أدركَ العلماء أنّ هناك تطابقًا رائِعًا بين مسار سواحل غرب إفريقيا والساحل الشرقيّ لأمريكا الجنوبيّة. في منتصف القرن التاسع عشر، كان هناك مَن قدّم فكرة بدت خياليّة في ذلك الوقت، والّتي بموجبها كانت القارّتان في السابق جزءًا من كتلةٍ واحدة، والّتي انقسمت بأعجوبةٍ إلى قارّتين منفصلتين. لقد احتاجت هذه الفكرة في ذلك الوقت إلى انقلاب ذهنيّ؛ لأنّه حتّى ذلك الوقت كان واضحًا للجميع أنّ قشرة الأرض، بكلّ أجزائها البريّة والبحريّة، ثابتة وعديمة الحركة. لذلك تبدو هذه الفرضيّة منفصلةً عن الواقع وغير معتمدة على المنطق العلميّ.
#000027
في عام 1912، صرّح الجيولوجيّ ألفريد فيجنر (Wegener) لأوّل مرّةٍ نظريّة الانجراف القاريّ. في الماضي البعيد، ادّعى أنّ جميع القارّات كانت جزءًا من قارّةٍ واحدةٍ كبيرة، والّتي أطلق عليها اسم "بانجيا" والّتي تعني باليونانيّة " أيّة قارّة". مع مرور الوقت، انقسمت هذه القارّة الأوّليّة إلى كتلٍ بدأت تتحرّك وتبتعد ببطء. وهكذا ظنّ فيجنر القارّات نوعًا من العوّامات الصخريّة الضخمة الّتي تبحر في اتّجاهات مختلفة، وحتّى مناخها يتغيّر تدريجيًّا أثناءَ رحلتها، طبقًا لموقعها الجغرافيّ. نُشرَ مقالهُ العلميّ في سنة 1915، وكانت ردود الفعل في الأوساط العلميّة في حينها اللامبالاة من قِبل البعض والانتقاد الشديد من قبل آخرين.
#000028
يتّفق اليوم معظم الصرح العمليّ على أنّ فيجنر كان على حقّ، في الماضي كانت جميع القارّات مرتبطة بِالقارّة بانجيا الكبيرة، الّتي كانت محاطة بالمحيط وعلى ما يبدو أنّها انقسمت قبل 200 مليون سنة. في المرحلة الأولى، انقسمت بانجيا إلى قارّتين فرعيتين، الشماليّة- أوراسيا، والّتي تضمّ قارّة أوروبا، آسيا وأمريكا الشماليّة الحاليّة. الجنوبيّة- غندوانا، والّتي تضم أفريقيا، أُستراليا، أمريكا الجنوبيّة، القارّة القطبيّة والهند. بعد مرور وقت ليس بطويل انفصلت الهند عن الكتلة الجنوبيّة وشرعت في رحلة دامت 20 مليون سنة نحو القارّة الآسيويّة.
#000029
عندما يتمّ فهم ذلك، يكون من السهل تفسير ظاهرة انتشار الجرابيّات في قارّاتٍ مختلفة. لقد تكاثرت في بداية الأمر عندما كانت القارّات متّصلة، بحيث لم تنتقل من قارّةٍ إلى قارّةٍ أخرى، إنّما انتقلت القارّات وحملت الجرابيّات معها.
#000030
الفراشات، الجنيّات والبوجربين
#000032
ليس من المستغرب أنّ الانجراف القاريّ مرتبط ارتباطًا وثيقًا بعمليّة التطوّر لدى الحيوانات العجيبة. تخيّلوا أنّ الحيوانات العجيبة الّتي تشبه الفراشات، مثل: الجنيّات، الحوريّات، الدوكسي - Doxy، الشياطين والعفاريت Grindylow، جميعها في الواقع عبارة عن حشرات تشبه البشر، والّتي تقدّم مثالًا رائعًا للتطوّر المتقارب: تطوّر سمات متشابهة بشكل سطحيّ في كائناتٍ من أصل مختلف وغير مرتبطةٍ الواحدة بالأخرى.
#000033
يُعتقَد أنّ الانقسام بين الفراشات والأجيال السابقة حدث قبل حوالي 200 مليون سنة، حين هاجرت الدوكسي Doxy من بريطانيا إلى أمريكا الشماليّة. في المقابل، لم تهاجر الكائنات الأخرى في المجموعة خارج الجزر البريطانيّة، بطريقةٍ تجسّد جيّدًا العزلة الجغرافيّة للسكّان الّذين يعيشون على الجزيرة. كيف جاء الدوكسي Doxy من بريطانيا إلى أمريكا الشماليّة؟ هناك تفسير يظهر أنّها انفصلت عن الفراشات قبل اكتمال الفصل بين القارّات. على غرار ذلك، ربّما يكون الدوكسي Doxy قد قطع المسافة القصيرة نسبيًّا والّتي فصلت موطنهم الأصليّ في بريطانيا عن أمريكا الشماليّة. في ظلّ عدم وجود بقايا أحفوريّة لِلحيوانات العجيبة، من الصعب استخلاص نتيجةٍ واضحة.
#000034
تبيّن أيضًا أنّه في مرحلةٍ ما من مرحلة التطوّر كان هناك انقسامٌ بين العفاريت الصغيرة imps والجنيّات: كان لهم سلفٌ مشترك، عبر نهر تمار الّذي يفصل كورنوال عن بقيّة أجزاء بريطانيا. في وقت لاحق، توسّع النهر وتشكّلت جزيرة، ثمّ ارتبطت مرّة أخرى. في الوقت الّذي كانت كتلة كورنوال منفصلة عن بقيّة أجزاء انجلترا، تشكّل نوعان منفصلان؛ لذلك تعيش الجنيّات فقط في كورنوال.
#000035
هناك مجموعة أخرى يشير إليها لينيوس بالتأكيد على تشابهها الخارجيّ بين أعضائها، هي مجموعة المخلوقات العجيبة الشبيهة بالإنسان. عمليًّا، يتمّ تقسيمها لاثنين من الفروع الحيويّة. أحدهما يشمل نومي gnome- ،حُمر الشعر، الليبريكان (مخلوق أسطوريّ) ، بينما يشمل الآخر جانّ الغابة، العملاق الجبليّ والبوجربين Pogrebin.
#000037
أصل الفرع الحيويّ الأوّل هو من نومي gnome- مخلوقات شبيهة بالبطاطا ذات الأرجل، الّتي تعيش في جحور حدائق السحرة. من المهم أن نبيّن أنّها في الأصل لم تحفر الجحور، وتفضيلها للنزول تحت الأرض قد نشأ لديها، حسب الفرضيّة، كردّة فعل للضغط الّذي واجهته خلال مراحل التطوّر لديها بسبب الحاجة إلى الهروب من مُفترستها الرئيسيّة- الجارفي Jarvey. هذه الحيوانات تشبه النمس، قادرة على الكلام لكنّها تفضّل الشتائم، وتتغذّى بشكل رئيسيّ على حيوان النومي ولكن أيضًا على الثديّات الصغيرة غير المسحورة.
#000038
تطوّرت هذه الميزة بالتوازي وبطريقةٍ مشابهة جدًّا لحُمر الرأس، الّذين يعيشون أيضًا في الجحور، ولكنّهم يفعلون ذلك في ساحات القتال المهجورة- مثال آخر على مرحلة تطوّر متقاربة. تشكّلت حُمر الرأس عندما أصبحت بعض أسلافها آكلةً للجِيَف وتتغذّى على دماء حيوانات من جنسها. في كلتا الحالتين، يبدو أنّ نومي gnome هاجرت من أوروبا إلى أمريكا الشماليّة، عبر الجسور البريّة عندما كانت القارّتان لا تزالان متّصلتَين ببعضهما البعض، أو ربّما عرفت السباحة. كما يبدو كان لِلّيبريكان تطوّرٌ متأخّرٌ قليلًا. يبدو أنّهم انتقلوا من أوروبا إلى بريطانيا ومن هناك إلىإيرلندا عبر الجسور البريّة، قبل ظهور الإنسان، وربّما كان لهم سلفٌ مشترك للإنسان (Homo sapiens).
#000039
كيف ستتطوّر الحيوانات العجيبة في المستقبل؟ كيف سيتأثّر انتشارها جرّاء الانجراف القاريّ؟ انظروا إلى كُرَتِكم البلّوريّة وتَنبّؤوا أحداث المستقبل.
#000041
الكلمات الدلاليّة
#000043
العلوم والثقافة
#000044