الفروقات بين الخلية النباتية والخلية الحيوانية

[ندى نحلاوي]

نشرت بواسطة د طريف سردست في 2011/10/26

• 

protists




كتب : د طريف سردست : العراق
الخلية، في مجال الاحياء الدقيقة هي الوحدة الاصغر التي تشكل حجر الاساس في بناء الاحياء. جميع الخلايا مؤلفة من السيتوبلازما وتملك غشاء خلوي يحيط مكوناتها. إضافة الى ذلك تملك الخلية النباتية واغلب البكتريا والفطريات جدار خلوي ايضا. عند وحيدات الخلية يتألف كل كائن من خلية واحدة قادرة على تحقيق جميع الوظائف الحيوية. النباتات والحيوانات العليا تتكون من مئات وملايين الخلايا ذات الاختصاصات المختلفة منظمة في انسجة واعضاء. في مرحلة النمو الجنينية بالترافق مع الانقسام الخلوي يحدث تخصص ديناميكي للخلايا.

انواع الخلايا
الحيوانات والنباتات والفطريات والاولانيات (protists) تملك خلايا من نوع اليوكاريوتا (eukaryota) حيث توجد نواة ضمن غشاء يفصلها عن بقية مكونات الخلية وعدة اعضاء للقيام بمختلف الوظائف الحيوية. النواة تحتوي على الحمض النووي (DNA) الذي يتحكم بوظائف الخلية. هناك العديد من الاعضاء الاخرى المهمة للغاية مثل الريبوسوم والميتاكوندري وجهاز جولجي.

النوع الثاني من الخلايا هو البريكاريوتا (Prokaryota)(eubakterier och arkebakterier) وتعني ماقبل النواة، حيث لاتوجد نواة إذ ان الحمض النووي يسبح حراً في السيتوبلازما، كما ان الخلية لاتملك اعضاء اخرى. هذا النوع يعتبر الاقدم والاكثر بدائية، واليه تنتمي البكتريا ومملكة اخرى تسمى Archaea

البكتريا
تعتبر البكتريا اولى الانواع الخلوية التي ظهرت على الارض، وهي غاية في البساطة ويمكن الضغط على الصورة لرؤية نسخة اكبر. تملك الخلية غشاء خلوي وجدار خلوي تعزل محتويات الخلية عن محيطها وتعطيها شكل محدد. جدار الخلية يحمي وجود الخلية ولذلك فالعديد من الادوية ، مثل البنسلين، موجهة نحو الجدار تحديدا. على سطح الخلية توجد مايشبه الشعيرات التي تستخدمها الخلية للحركة. وجدار الخلية يسمح بدخول الغذاء لانتاج الطاقة.

في داخل الخلية يوجد سائل السيتوسولين الذي يسبح فيه الحمض النووي والذي بدوره يتحكم في بناء البروتينات. في البكتريا، وعدا الحمض النووي، يوجد نوع آخر خاص من الحمض النووي على شكل حلقات يسمى حمض البلاسميد ويستطيع الانتقال من بكتريا الى اخرى. عملية بناء البروتين تحدث في الرينوسوم.

الخلية الحيوانية
الخلية الحيوانية متطورة اكثر بكثير بالمقارنة مع البكتريا او مجموعة البروكاريوتا. على خلاف السابقة توجد للخلية نواة لها غشاء يفصلها عن بقية اقسام الخلية ويكون مسكن للحمض النووي كما لايوجد فيها بلاسميد. وهنا ايضا يقوم الريبوسوم بإنتاج البروتين كما ان الريبوسوم قادر على ان يتكاثف الى بعضه مشكلا شبكة. خلايا مجموعة اليوكاريوت تملك اعضاء لاتملكها المجموعة الثانية، مثل الميتاكوندري والمسؤول عن انتاج الطاقة. يعتقد علماء بيلوجيا لتطور ان الميتاكوندري بكامله كان خلية مستقلة من نوع البروكارويتا وقد انتقل الى داخل خلية حيوانية واصبح جزءا منها ليقوم بالتكاثر معها. هذا الامر يجري تقديمه على انه نموذج عن symbios حيث يتحد كائنين في القيام بالوظائف الحيوية. عضو اخر تمتلكه الخلية الحيوانية هو lysosom ووظيفته ان يحلل مخلفات الخلية بحيث يصبح بالامكان إعادة استخدامها من قبل الخلية نفسها.

الخلية النباتية
الخلية النباتية ايضا تنتمي الى مجموعة eukaryota وهي تحتوي على نفس مكونات الخلية الحيوانية، غير ان الجدار الخلوي من السيلليوز الامر الذي يسمح لها بالانتصاب. إضافة الى ذلك تحتوي على الكلوربلاستير الممتلئ بالكلوروفيل الذي يسمح بالقيام بعملية التمثيل الضوئي وايضا تحتوي على " بالونات" ممتلئة بسائل، في غالبيته من الماء، يمكن ان يكون مستودع للماء عند الحاجة ويسمح برفع الضغط تجاه الجدار الخلوي لتتصلب الاوراق وتنفتح مما يسمح لها بالوصول الى اكبر مساحة ممكنة لتلقي اشعة الشمس.



الخلية على العموم تتألف بالدرجة الاولى من الماء حيث تكون بقية المواد محلولة فيه او محاطة به (مثلا الاحماض الامينية، الكولهيدرات، الليبيدات، البروتينات). الخلايا النباتية والخلايا الاخرى التي تقوم على تحقيق وظيفة التركيب الضوئي تنتج الكولهيدرات بفضل عملية التمثيل الضوئي. بهذا تتمكن النبتة من الحصول على طاقة من خلال تفكيك المركبات الكيميائية المعقدة الى ذرات ابسط. هذه الذرات تستخدم ايضا من اجل بناء المركبات التي يتألف منها جسد الخلية. المواد التي تحتاجها النبتة ولكن لاتستطيع انتاجها لابد من التزود بها من خارج النبتة، بالذات من الارض بفضل ذوبان الاملاح في الماء، بما فيه المواد الغير عضوية.

التمثيل الضوئي
التمثيل الضوئي عملية تجريها النباتات والطحالب وبكتريا ضوئية (fototrofa bakterier) يجري خلالها تحويل الطاقة الضوئية الى طاقة كيميائية حسب المعادلة التالية:
6CO2 + 6H2O + energi (sun) --> 6O2 + C6H12O6.

بنتيجة هذه العملية يجري انتاج مركبات الكولهيدرات الغنية بالطاقة مثلا الغلوكوز يجري انتاجه من ربط ذرات الكربون وذرات الاوكسجين المستحصل عليهم من غاز ثاني اوكسيد الكربون مع الهيدروجين من الماء. الغلوكوز يستخدم من اجل بناء الالياف النباتية، من ضمنها الاوراق وجذوع الاشجار وحتى الفاكهة. وتقوم النباتات بتحويل الغلوكوز الى نشاء (بطاطا، موز ، قمح) او سيلليوز لبناء جدران الخلية. توجد مابين 1000-2000 مركب غليكوز يترابطون مع بعض في سلسلة واحدة لانتاج الياف طويلة من السيلليوز.

[بنية الاوراق والعملية الفيزيائية] التمثيل الضوئي يجري في الاوراق الخضراء. الاوراق تملك مايسمى الكلوروبلاتسير ( الصفائح الكلوروفيلية) وتحتوي على الكلوروفيل وهي مادة ملونة وظيفتها تسهيل التفاعل. غاز ثاني اوكسيد الكربون يدخل الى الاوراق من خلال فتحات خاصة (stomatal) على اسفل سطح الورقة، التي تملك خلايا خاصة تسمح بفتح او الاغلاق الفتحة حسب الحاجة. من هذه الفتحات يدخل غاز الكربون ويخرج الاوكسجين. وحتى الماء الفائض يخرج من هذه الفتحات.

كناتج ثانوي عن عملية التمثيل الضوئي ينبعث غاز الاوكسجين. تقريبا جميع كمية الاوكسجين في الجو نشأت بفضل عملية التمثيل الضوئي. غاز الاوكسجين والمواد العضوية الناتجة لابديل عنهم للحياة على الارض. من خلال استهلاك غاز ثاني اوكسيد الكربون ينخفض التأثير المدفئ له ودرجة حرارة جو الارض تصبح اقل بكثير. من غاز الاوكسجين الناشئ يتشكل غاز الاوزون في طبقات الجو العليا (stratosfären), مما يحمي الارض من الاشعة مافوق البنفسجية.

من اجل ان تتمكن النبتة من ارسال السكر الذي تنتجه الاوراق الى بقية اعضاء النبتة بما فيه الجذور توجد قنوات من الانساغ. قدرة قطرات الماء على الصعود الى اعلى النبتة تعتمد على ظاهرة الاقنية الشعرية. ذلك يعني ان مركب الماء المكون من ذرة اوكسجين وذرتين هيدروجين يحوي على شحنة سالبة وموجبة. والقناة السيللوزية ايضا مؤلفة من ذرات الهيدروجين والاوكسجين مما يجعل ذرة الماء تنجذب تارة الى الاوكسجين وتارة الى الهيدروجين فتصعد الى الاعلى. السبب الثاني الذي يسمح بصعود الماء الى الاعلى هو تبخر الماء من الاوراق مما يؤدي الى ضعف الضغط في الاعلى مما يغير التوازن ويزداد الضغط من الاسفل الى الاعلى.

النباتات ليست جميعها من نوع واحد عندما يتعلق الامر بعملية التمثيل الضوئي. توجد نباتات من نوع CAM, وهي نباتات تملك منظومة فيزيولوجية وكيميائية يجعلها قادرة على اجراء عملية التمثيل الضوئي بالنهار اما في الليل فتقوم بجمع غاز الكربون. الصبار والنباتات ذات الاوراق الثخينة نماذج عن هذه النباتات.

C3 مجموعة اخرى من النباتات تملك انزيم rubisco يقوم بربط لغاز ثاني اوكسيد الكربون من خلال دورة غالفين ليتحول الى كولهيدرات. Calvincykel. هذه المجموعة تستغل ضوء الشمس بفعالية عالية، وتقريبا اغلب نباتات المناطق الباردة هي من هذا النوع.

C4 مجموعة اخرى من النباتات تتميز بإمتلاكها انزيم من نوع PEP-karboxylas يقوم بربط غاز الكربون. ميكانيزم هذه العملية توفر بالماء وهذه النباتات توجد منتشرة في المناطق الدافئة او الجافة وغالبها ذات بذور مغطاة، مثلا الذرة وقصب السكر.

عملية التنفس
التنفس لدى النباتات هي عملية عكس التمثيل الضوئي، إذ انه استهلاك للطاقة التي جرى انتاجها في عملية التمثيل الضوئي حيث يتفاعل السكر مع الاوكسجين لتكون المعادلة على الشكل التالي:
6O2 + C6H12O6 ---> 6CO2 + 6H2O + energi

والامر نفسه يجري إذا جرى حرق الشجر إذ ينتج غاز ثاني اوكسيد الكربون وماء وتتحرر طاقة. غير ان الفرق بين الحرق والتنفس ان الحرق لايتم الا بعد وصول الى درجة حرارة تسمح بالاشتعال هذه الدرجة هي 300 مئوية. في حين ان عملية التنفس عند الانسان مثلا تحصل في درجة حرارة 37 مئوية، وعملية التنفس يتحكم فيها الجسم.

الاحتماء بظل الاشجار في يوم حار يقدم لنا رطوبة اكثر بفضل عملية التنفس. غير انه في المستقبل القريب لن تصبح الرطوبة بالمقدار نفسه. لقد تمكن بيلوجيي النباتات من جامعة اوتريخ الهولندية من اكتشاف تغييرات لدى النباتات كردة فعل على ارتفاع نسبة غاز ثاني اوكسيد الكربون في الهواء، إذ بالترابط مع ذلك تصبح فتحات التنفس على الجانب السفلي من الاوراق اقل، بحيث ان كمية اقل من المياه يجري اطلاقها. ذلك يعني ان الهواء حول الاشجار سيصبح اقل برودة. من المحتمل انه بنتيجة ذلك ستتغير الدورة المائية على سطح الارض وتتغير كمية وتوزع سقوط الامطار.

وإضافة الى ماقيل اعلاه تحتاج النباتات الى مواد معدنية واملاح اخرى من اجل النمو والحياة الطبيعية. هذه المواد تحصل عليها النباتات من الارض بعد ان تذوب في مياه السقي. اهم هذه المواد هي الفوسفات والنيترات والكالسيوم والازوت والكاليوم الناتريوم والمغنيزيوم وبعض هذه المواد يجب ان تكون في شكلها الايوني.


خاص للمجلة العلمية اهرام

[مؤيد البصري (مرئد)]

شكرا لك دكتورة ندى موضوع جميل عاد بي الى ثلاثين سنة قد مضت سلمك الله وكل عام وانت بألف خير مودتي