مرحباً
اليوم سوف نستكشف واحدة من أكبر الأفكار في علم الأحياء.
كل كائن حي على الأرض: كل شجرة، كل فطر، كل حوت، كل بكتيريا، وكل إنسان: مصنوع من خلايا.
الخلايا هي أصغر وحدات الحياة. بعض الكائنات الحية تتكون من خلية واحدة فقط. أنت تأتي من حوالي 37 تريليون خلية.
بحلول نهاية هذا الدرس، ستفهم من أين تأتي الخلايا، وكيف تعمل، & لماذا يطلق عليها العلماء اللبنات الأساسية للحياة.
ماذا تعرف بالفعل؟ [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
قبل أن نبدأ، دعنا نكتشف ما تعرفه بالفعل. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
داخل الخلية
ما هو داخل الخلية؟
[BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
[BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
تخيل الخلية كمصنع صغير. لها جدران، ومركز تحكم، وآلات، ووقود. ولكل جزء مهمة محددة. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
[BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
غشاء الخلية: الحد الخارجي للخلية. يتحكم في ما يدخل ويخرج منها، مثل بوابة أمنية. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
السيتوبلازم: السائل الشبيه بالهلام الذي يملأ الخلية. تطفو جميع الأجزاء الأخرى بداخله. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
النواة: مركز التحكم. تحتوي على الحمض النووي للخلية: التعليمات لكل ما تفعله الخلية。 [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
العضيات: تراكيب متخصصة داخل الخلية تؤدي مهامًا محددة. وتعني الكلمة 'أعضاء صغيرة'.
كل خلية لها هذه الأجزاء الأساسية، سواء كانت تنتمي إلى دوار الشمس أو إلى سمكة قرش. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
نواة الخلية وما بعدها [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
النواة: مركز التحكم
[BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
[BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
النواة هي أكبر عضية في معظم الخلايا. تحتوي على الكروموسومات، وهي خيوط طويلة من DNA: الجزيء الذي يخزن التعليمات الوراثية. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
في كل مرة يبني فيها جسمك بروتينًا جديدًا، أو يصلح تلفًا، أو ينمو، تأتي التعليمات من DNA داخل النواة. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
[BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
تشمل العضيات المهمة الأخرى: [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
- الريبوسومات: آلات صغيرة تبني البروتينات عن طريق قراءة التعليمات من DNA
- الشبكة الإندوبلازمية (ER): شبكة من الأنفاق تنقل المواد عبر الخلية [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
- جهاز غولجي: يقوم بتغليف وشحن البروتينات إلى حيث يُحتاج إليها، مثل مكتب البريد [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
نوعان من الخلايا [BLOCK_TYPE CONTENT plant_vs_animal/differences]
خلايا النبات مقابل خلايا الحيوان
[BLOCK_TYPE CONTENT plant_vs_animal/differences]
[BLOCK_TYPE CONTENT plant_vs_animal/differences]
تحتوي كل من خلايا النبات والحيوان على غشاء، ونواة، وسيتوبلازم، وعضيات. لكن خلايا النبات تحتوي على ثلاث ميزات إضافية: [BLOCK_TYPE CONTENT plant_vs_animal/differences]
[BLOCK_TYPE CONTENT plant_vs_animal/differences]
جدار الخلية: طبقة صلبة خارج الغشاء، مصنوعة من السليلوز. يمنح النباتات هيكلها. ولهذا السبب يكون جذع الشجرة صلبًا بينما ذراعك مرن. [BLOCK_TYPE CONTENT plant_vs_animal/differences]
البلاستيدات الخضراء: عضيات تلتقط ضوء الشمس وتحوله إلى غذاء عبر البناء الضوئي. تحتوي على صبغة خضراء تُسمى الكلوروفيل: وهذا هو السبب في أن الأوراق تكون خضراء.
فجوة مركزية كبيرة: حجرة تخزين كبيرة مملوءة بالماء والعناصر الغذائية. تساعد النبات على البقاء متماسكاً. عندما يذبل النبات، يكون ذلك بسبب فقدان الفجوات للماء.
لا تحتوي الخلايا الحيوانية على جدران خلوية أو بلاستيدات خضراء أو فجوة مركزية كبيرة. بدلاً من ذلك، تحصل الحيوانات على طاقتها من خلال أكل الطعام: فهي لا تصنعها من ضوء الشمس.
الميتوكوندريا والطاقة
محطة الطاقة في الخلية
ربما سمعت هذه العبارة من قبل. لكن ماذا تعني فعلاً؟
الميتوكوندريا هي عضيات تحول الطعام إلى طاقة صالحة للاستخدام. جزيء الطاقة الذي تنتجه يُسمى ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات).
فكر في ATP كبطارية صغيرة قابلة لإعادة الشحن. في كل مرة تنقبض فيها عضلاتك، أو تطلق فيها الخلايا العصبية إشاراتها، أو تنقسم فيها الخلايا، فإنها تستخدم ATP للقيام بذلك.
إليك ما يجعل الميتوكوندريا مثيرة للاهتمام حقًا:
- يمكن أن تحتوي الخلية الواحدة على مئات أو حتى آلاف من الميتوكوندريا
- الخلايا التي تحتاج إلى طاقة أكبر (مثل خلايا العضلات وخلايا الدماغ) تحتوي على المزيد من الميتوكوندريا
- للميتوكوندريا حمض نووي خاص بها، منفصل عن الحمض النووي في النواة
- يعتقد العلماء أن الميتوكوندريا كانت في السابق بكتيريا حرة المعيشة التي ابتلعتها خلية أكبر منذ مليارات السنين: وبدلاً من أن يتم هضمها، أصبحت شريكة. هذا يُسمى التعايش الداخلي.
تعني تلك النقطة الأخيرة أن هناك هياكل داخل خلاياك العميقة كانت في السابق كائنات حية مستقلة. أنت، بمعنى ما، تعاون.
كيف نرى الخلايا
كيف نعرف كل هذا؟
الخلايا صغيرة جداً بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. يبلغ حجم الخلية البشرية النموذجية حوالي 10 ميكرومترات عرضاً: أي 0.01 ملليمتر. يمكن أن تتسع حوالي 100 خلية عبر عرض ملليمتر واحد.
نرى الخلايا باستخدام المجاهر:
- المجاهر الضوئية يمكنها التكبير حتى حوالي 1,000x: وهو ما يكفي لرؤية الخلايا وبعض العضيات الأكبر
- المجاهر الإلكترونية يمكنها التكبير حتى 2,000,000x: وهو ما يكفي لرؤية الريبوسومات الفردية وحتى الطبقة المزدوجة من غشاء الخلية
أول شخص رأى الخلايا كان روبرت هوك في عام 1665. نظر إلى شريحة رقيقة من الفلين من خلال المجهر ورأى حجرات مستطيلة صغيرة. أطلق عليها اسم خلايا لأنها ذكّرته بالغرف الصغيرة (الخلايا) التي يعيش فيها الرهبان في الدير.
ما رآه هوك فعليًا كان جدران الخلايا لخلايا نباتية ميتة: فقد جفت المادة الحية داخلها منذ زمن طويل. لكن الاسم بقي.
ما الذي أدهشك؟
النظر إلى الوراء
لقد غطيت الكثير اليوم: من غشاء الخلية إلى الميتوكوندريا، ومن الخلايا النباتية إلى المجاهر.
الخلايا موجودة في كل مكان. في هذه اللحظة، تريليونات منها تعمل معًا للحفاظ على حياتك، وكل واحدة منها تشغل مصنعًا مصغرًا خاصًا بها.
خلاصتك
فكرة أخيرة
كل كائن حي على هذا الكوكب يشترك في نفس اللبنة الأساسية: الخلية.
خلية بكتيريا، وخلية ورقة، وخلية دماغ بشري، جميعها تستخدم الحمض النووي، ولها أغشية، وتعمل بالأدينوسين ثلاثي الفوسفات.
هذا التصميم المشترك هو أحد أقوى الأدلة على أن جميع أشكال الحياة على الأرض مترابطة: فقد انحدرت من سلف مشترك منذ مليارات السنين.