ملخص الأحياء تالتة ثانوي الدعامة والحركة في الكائنات الحية

المصطلحات والتعريفات العلمية

• الحركة: ظاهرة تميّز الكائنات الحية، منها حركة داخل الخلية (تيار السيتوبلازم)، وحركة عضو (حركة الدودية في أمعاء الفقاريات)، وحركة كلية ينتقل بها الكائن من مكان لآخر بحثًا عن الغذاء أو الأنثى أو هربًا من الخطر.
• الدعامة: ما يعطي الكائن شكله ويسنده؛ في النبات تتم بترسيب مواد في الجدر الخلوية، وفي الإنسان بالهيكل.
• الكيوتين: مادة غير منفذة للماء تترسب على جدر خلايا البشرة الخارجية فتمنع فقد الماء.
• السوبرين: مادة تترسب في الجدر الفلينية فتجعل طبقة الفلين غير منفذة للماء.
• السليلوز واللجنين: مادتان تترسبان في الجدر فتكسبانها صلابة وقوة (الخلايا الكولنشيمية والإسكلرنشيمية).
• الحركة الساحبة (Haptotropism): حركة تظهر في محاليق البسلة وجذور الكورمات والأبصال.
• تيار السيتوبلازم: دوران مستمر للسيتوبلازم داخل الخلية في اتجاه واحد (يظهر في خلايا ورقة الإيلوديا النباتية المائية، ويُستدل عليه بحركة البلاستيدات الخضراء).
• الغضاريف: نسيج ضام يتكوّن من خلايا غضروفية، لا يحتوي أوعية دموية فيتغذى بالانتشار من خلايا العظم.
• الأربطة: حزم من نسيج ضام ليفي تربط العظام ببعضها عند المفاصل وتحدّد حركة المفصل.
• الأوتار: نسيج ضام قوي يربط العضلات بالعظام (مثل وتر أخيل).
• الساركومير: المسافة بين خطّي Z المتتاليين، وهو وحدة الانقباض في الليفة العضلية.

الدعامة في النبات

• تترسب مواد في الجدر الخلوية: الكيوتين على جدر البشرة، والسوبرين في طبقة الفلين، والسليلوز واللجنين في الخلايا الكولنشيمية والإسكلرنشيمية.
• وجود هذه الخلايا وأماكن انتشارها في الساق يدعم النبات.

الجهاز الهيكلي في الإنسان

يتكوّن من الهيكل العظمي والغضاريف والمفاصل والأربطة والأوتار.

أولًا: الهيكل العظمي (206 عظمة)

فقرات العمود الفقري (33): 7 عنقية (متوسطة الحجم) + 12 صدرية (أكبر من العنقية) + 5 قطنية (الأكبر وتواجه تجويف البطن) + 5 عجزية (عريضة مسطحة ملتحمة) + 4 عصعصية (صغيرة ملتحمة). وظيفة العمود الفقري: الدعامة الرئيسية للجسم، وحماية الحبل الشوكي، والمساعدة في حركة الرأس والنصف العلوي. تركيب الفقرة: جسم الفقرة (جزء أمامي سميك) تتصل به زائدتان مستعرضتان، وخلفه القوس العصبي (الحلقة الشوكية) الذي يحمل الشوكة العصبية المتجهة لأسفل، ويحيط بالقناة العصبية التي يمتد فيها الحبل الشوكي فيُحمى.

الجمجمة: جزء خلفي (مخي) من 8 عظام مسننة متصلة بإحكام تحمي المخ، وفي قاعدتها الثقب العظيم الذي يتصل منه الحبل الشوكي بالمخ؛ وجزء أمامي (وجهي) من 14 عظمة يشمل عظام الوجه والفكين ومواضع أعضاء الحس.

القفص الصدري: القص (عظمة مفلطحة أمامية) + 12 زوجًا من الأضلاع. أول 10 أزواج تتصل بالفقرات الصدرية والقص، وآخر زوجين قصيران لا يصلان إلى القص فيسميان الضلوع الطافية. يحمي القلب والرئتين.

الحزام الصدري والطرف العلوي: لوح الكتف (عظمة مثلثة ظهرية) والترقوة (عظمة رقيقة بطنية)، وعند طرف لوح الكتف التجويف الحقاني الذي يستقر فيه رأس العضد مكوّنًا مفصل الكتف. الطرف العلوي: العضد (عظمة واحدة)، الساعد (الكعبرة والزند)، الرسغ (8 عظام رسغية في صفين)، الكف (5 مشطيات)، والأصابع الخمسة من السلاميات (3 لكل إصبع ما عدا الإبهام سلاميتان).

الحزام الحوضي والطرف السفلي: نصفان يلتقيان بطنيًا عند الارتفاق العاني، وكل نصف من الحرقفة والعانة والإسك، وعند التقائها الحُق (التجويف الحقّي) الذي يستقر فيه رأس عظمة الفخذ مكوّنًا مفصل الحوض. الطرف السفلي: الفخذ (عظمة الفخذ)، الساق (القصبة الداخلية والشظية الخارجية)، الرضفة (عظمة صغيرة مستديرة أمام الركبة)، الكاحل (7 عظام رسغية قدمية أكبرها الخلفي كعب القدم)، مشط القدم (5 مشطيات)، وأصابع القدم (3 سلاميات لكل إصبع ما عدا الإبهام سلاميتان).

ثانيًا: الغضاريف

توجد عند أطراف العظام في المفاصل وبين فقرات العمود الفقري لحماية العظام من التآكل بالاحتكاك، وتشكل الأذن والأنف وجدار القصبة الهوائية.

ثالثًا: المفاصل

رابعًا وخامسًا: الأربطة والأوتار

• الأربطة: ألياف شديدة التحمل مع قدر من المرونة تمنع التمزق عند الضغط، وقد تتمزق بالالتواء كالرباط الصليبي في الركبة.
• الأوتار: تنقل حركة العضلة إلى العظم، مثل وتر أخيل الذي يربط عضلة بطن الساق بعظمة الكعب. قد يتمزق بسبب مجهود عنيف أو انقباض مفاجئ مع فقد مرونة العضلة؛ وأعراضه عدم القدرة على المشي وتورم وألم حاد، ويُعالج بمضادات الالتهاب والمسكنات وجبيرة طبية، ولا يُجرى جراحة إلا في التمزق الكامل.

أنواع الحركة في النبات

• الحركة اللمسية: عند لمس وريقات نبات المستحية تنطوي كأنها ذابلة.
• الحركة النومية: تنغلق وريقات المستحية وبعض البقوليات جزئيًا في الظلام وتعود لوضعها في الضوء.
• الانتحاءات: استجابة أجزاء النبات للضوء والرطوبة والجاذبية.
• الحركة الساحبة: المحلاق ينمو في الهواء حتى يلامس جسمًا صلبًا فيلتف حوله لفات حلزونية ويقصر طوله فيقترب الساق من الدعامة وينمو رأسيًا، ثم يغلظ المحلاق ويكوّن نسيجًا ميكانيكيًا فيقوى. سبب الالتفاف: نمو بطيء في الجانب الملامس للدعامة ونمو سريع في الجانب البعيد عنها فيستطيل الجانب البعيد. وإن لم يجد المحلاق دعامة ذبل ومات.
• جذور الكورمات والأبصال: تنقبض الجذور الساحبة فتشدّ الكورمة أو البصلة لأسفل إلى العمق المناسب في التربة، فتبقى الساق المخزنة تحت الأرض على بعد مناسب من السطح وتؤمّن الأجزاء الهوائية ضد الرياح.
• تيار السيتوبلازم: دوران السيتوبلازم كطبقة رقيقة بجدار الخلية في اتجاه واحد.

الحركة في الإنسان

تعتمد على ثلاثة أجهزة متعاونة: الهيكلي (يوفّر مكانًا لاتصال العضلات ويسند الأطراف المتحركة والمفاصل لها دور مهم)، العصبي (يعطي أوامر الانقباض والانبساط على هيئة سيالات عصبية)، العضلي (مسؤول عن الحركة).

الجهاز العضلي

• عدد العضلات نحو 620 عضلة أو أكثر، وتتميز بقدرتها على الانقباض والانبساط.
• وظائف الانقباض: الانتقال من مكان لآخر، وحركة الدم المستمرة في الأوعية والحفاظ على ضغط الدم بانقباض العضلات الملساء اللاإرادية في جدر الأوعية.
• تركيب العضلة الهيكلية: عدد كبير من الخلايا الطويلة (الألياف العضلية)، كل ليفة متعددة الأنوية وتتكوّن من 1000 إلى 2000 ليفة عضلية دقيقة (ميوفيبريل) متوازية.

العضلات الهيكلية والقلبية مخططة (تظهر فيها الأشرطة الفاتحة والداكنة)، والعضلات الملساء غير مخططة. معظم العضلات إرادية (هيكلية مخططة) وبعضها لا إرادي.

كيف تصل السيالة العصبية إلى العضلة؟ (خطوات)

1. سطح غشاء الليفة العضلية الخارجي موجب والداخلي سالب (فرق جهد بسبب اختلاف تركيز الأيونات).
2. المنبه هو السيالات الحركية القادمة من المخ والحبل الشوكي عبر العصب الحركي المتصل بالليفة بمشبك.
3. نهايات العصب بها حويصلات تحوي ناقلات كيميائية عصبية مثل الأسيتيل كولين.
4. عند وصول السيالة تسمح قنوات الكالسيوم بدخول أيونات الكالسيوم فتنفجر الحويصلات وتحرر الأسيتيل كولين في الفراغ المشبكي.
5. يتغيّر نفاذية غشاء الليفة فتدخل أيونات الصوديوم ويحدث زوال الاستقطاب (الداخل موجب والخارج سالب) فتنقبض العضلة.
6. بعد جزء من الثانية يعود الجهد لحالته (إعادة الاستقطاب) بفعل إنزيم الكولينستريز الذي يحلل الأسيتيل كولين إلى كولين وحمض أسيتيك، فتعود الليفة جاهزة للاستجابة من جديد.

آلية انقباض العضلة (نظرية الخيوط المنزلقة لهكسلي)

• بمقارنة ليفة منقبضة وأخرى منبسطة بالمجهر الإلكتروني استنتج هكسلي أن خيوط الأكتين والميوسين تنزلق فوق بعضها بفعل روابط عرضية تمتد من الميوسين وتلتصق بالأكتين بمساعدة أيونات الكالسيوم وجزيئات ATP.
• تعمل الروابط كخطاطيف تسحب خيوط الأكتين من الجانبين نحو بعضها مستخدمة طاقة ATP.
• أثناء الانقباض: تقترب خطوط Z من بعضها فيقصر الساركومير.
• عند الانبساط: تبتعد الروابط عن الأكتين وتتباعد خطوط Z ويعود الساركومير لطوله الأصلي.
• الالتصاق والانفصال كلاهما يحتاج طاقة ATP؛ ونقص ATP يمنع انفصال الروابط عن الأكتين فتبقى العضلة منقبضة ولا تنبسط.

تعب العضلة

جدول مقارنة: الحركة الساحبة في النبات

تنبيهات الامتحان

1. لا تخلط الأربطة (عظم بعظم) بـالأوتار (عضلة بعظم).
2. الأكتين الخيوط الرفيعة في الشريط الفاتح (I) والميوسين الغليظة في الشريط الداكن (A).
3. سبب تعب العضلة تراكم حمض اللاكتيك الناتج عن التنفس اللاهوائي، وسبب التشنج نقص ATP.
4. عدد الفقرات 33 (7+12+5+5+4) والضلوع الطافية هي آخر زوجين (11 و12).
5. الغضاريف لا تحوي أوعية دموية فتتغذى بالانتشار.

قائمة المراجعة

• الحركة ظاهرة مميزة للكائنات الحية وأنواعها (خلوية، عضوية، كلية).
• مواد الدعامة في النبات: كيوتين، سوبرين، سليلوز، لجنين.
• الهيكل العظمي 206 عظمة: محوري وطرفي.
• الفقرات: 7 عنقية، 12 صدرية، 5 قطنية، 5 عجزية، 4 عصعصية.
• الضلوع الطافية: آخر زوجين.
• أنواع المفاصل: ليفية، غضروفية، زلالية.
• مفصل الكتف والحوض واسعا الحركة، والكوع والركبة محدودا الحركة.
• الأربطة تربط العظام والأوتار تربط العضلات بالعظام.
• سبب التفاف المحلاق: اختلاف سرعة النمو بين الجانبين.
• تركيب الليفة: ساركوبلازم، ساركوليما، ميوفيبريل.
• ناقل الإشارة: الأسيتيل كولين، وينهيه الكولينستريز.
• نظرية الخيوط المنزلقة: روابط عرضية + Ca²⁺ + ATP.
• تعب العضلة: حمض اللاكتيك، والتشنج: نقص ATP.