:: wikimiki.org ::
| בוטניקה |
בוטניקה
בוטניקה, פיטולוגיה או פיטוביולוגיה היא ענף של מדעי החיים החוקר את עולם הצומח. הבוטניקה עוסקת בכל ההיבטים של חיי הצמחים, ביניהם התפתחות, גדילה, רבייה וחילוף החומרים.
תחומי המחקר הכלליים בבוטניקה כוללים את מיון עולם הצומח, מורפולוגיה של צמחים, שהיא תחום העוסק בתיעוד ותאור הצמחים, אבולוציה וגיאובוטניקה העוסקת בחקר תפוצת הצמחים על־פני כדור הארץ.
בעבר חקרו הבוטנאים את כל צורות החיים שאינן בעלי חיים, אולם במשך השנים והתקדמות הביולוגיה, הובן כי צורות חיים שונות שאינן בעלי חיים, כמו מיקרובים (נגיפים ובקטריות) למשל, לא שייכות לעולם הצומח וכבר לא כלולות תחת הבוטניקה, אלא תחת הענף ה מיקרוביולוגיה.
ראו גם
- צמח
- צורות חיים בצמחים
- צמחי תבלין
- עץ
- שיח
- פרח
- זרע
- שורש
- פירות
- ירקות
- גן בוטני
- הכלאת צמחים
- אנאמורפוזיס
קישורים חיצוניים
- [http://www.botanic.co.il/hebrew/index.htm הגן הבוטני בירושלים], אתר הבית
- [http://www.botanic.co.il/a/catalogh.asp מאגר צמחי הבר בארץ ישראל וסביבותיה]
- [http://www.botanic.co.il/hebrew/flowers/shaham/index.asp מאגר צמחי הנוי של ישראל]
- [http://www.botanic.co.il/hebrew/guide/gardenPlantsAll.asp?qcatnr=א&qord=heb_name&lng=H#א מאגר צמחי הגן הבוטני האוניברסיטאי בירושלים]
-
קטגוריה:מדעי החיים
:קטגוריה:ירקות ופירות
קטגוריה:תחומים בביולוגיה
ja:植物学
ko:식물학
simple:Botany
th:พฤกษศาสตร์
מדעי החייםמדעי החיים הם ענף במדעי הטבע העוסק בחומר החי על פני כדור הארץ, התפתחותו, השלכותיו על סביבתו ויחסי הגומלין שבו.
הגדרת החיים
שנים רבות ניסו מדענים להגדיר את החיים, ולהבדיל אותם מהדוממים, אך לשווא. כיום אנו מגדירים את החיים ע"פ מספר קריטריונים אשר אורגניזם חייב לעמוד בהם כדי להחשב יצור חי:
- כל היצורים החיים בנויים מתא אחד או יותר. התא הוא, איפוא, היחידה הקטנה ביותר, והבסיסית ביותר של החיים.
- כל היצורים החיים נוצרים (בתנאים הקיימים בכדור הארץ כיום) מתאים קיימים בלבד. תהליך זה נקרא רבייה.
- כל היצורים החיים מקיימים תהליכי מטבוליזם, היינו קליטת אנרגיה מהסביבה והשימוש בה לשם קיומו.
- כל היצורים החיים מגיבים באופן פעיל ומבוקר לסביבתם.
הנגיף (וירוס) לא עונה בצורה מלאה על קריטריונים אלה ולכן ישנה מחלוקת בעולם המדע האם ניתן לסווגו כיצור חי, או שמא הוא רק נשא של חומר תורשתי.
תולדות מדע החי
יוון העתיקה
חקר החי החל בצורה ממשית ביוון העתיקה, כשפילוסופים כמו היפוקרטס, אריסטו, וגלנוס, ניסחו את חוקי הביולוגיה הראשונים. רובם של חוקים אלה התגלו במהלך ההיסטוריה כשגויים, אך הם עדיין מהווים את הסימן הראשון למחקר עולם החי.
ימי הביניים
בימי הביניים מדעי החיים נחשבו לכישוף, ונרדפו באמונות תפלות רבות אשר הקשו על מחקר מעמיק בנושא. הכנסייה אסרה נתיחה שלאחר המוות, מה שגרם לתאוריות לצוץ ללא כל ביסוס מדעי.
הרנסנס
בתקופת הרנסנס החיו ההומאנים את תרבות יוון ולא פסחו על הביולוגיה. לאונרדו דה וינצ'י חידש את המחקר המעמיק באנטומיית האדם (בעיקר לשם האומנות). בשנים אלה הומצא המיקרוסקופ ע"י רוברט הוק והוגדר התא כיחדה הבסיסית של החיים. באותם שנים החלו תאוריות יוון לדעוך לאחר שתאוריות אחרות בוססו מדעית וסתרו אותן.
המאות השמונה-עשרה והתשע-עשרה
במאה ה18 ובתחילת המאה ה19 בוסס מדע הטקסונומיה למיון בעלי חיים והועלתה תאורית האבולוציה לראשונה מאז יוון העתיקה, ע"י ז'ן בטיסט.
בסוף המאה ה19 חלו שתי תמורות חשובות ביותר במדעי החיים:
- צ'ארלס דרווין מעלה את תאוריית האבולוציה שלו, המבוססת על חוקי הברירה הטבעית.
- גרגור מנדל מנסח את חוקי התורשה הראשונים.
שיטות אלה נהוגות אף כיום, אם כי בשינויים קלים, ומוסכמות על רוב הקהיליה המדעית.
מדע החיים במאה העשרים
במאה ה20 יצאה לאור התאוריה הסופית של האבולוציה, המשלבת בין האבולוציה לבין חוקי התורשה בתוספת המוטציות כגורם מכריע באבולוציה. התגלה מבנה החומר התורשתי - הDNA ע"י ג'יימס ווטסון ופרנסיס קריק. התפתחויות אלה הביאו ליצירת השיבוט הראשון וכן להופעת מדע יישומי חדש - ביוטכנולוגיה. כמו כן מדע הביוכימיה התפתח מאוד בשנים אלה.
יישומיהם של מדעי החיים
מדע החי יושם, כנראה, בראש ובראשונה ברפואה, אשר מצילה חיי אדם בכל יום ויום, על סמך המחקר הביולוגי. הרפואה נתמכת על ידי מדע החי בתרופות ונוגדנים, באנטומיה ופיזיולוגיה, וכן בניסויים בבעלי חיים.
יישום נוסף הוא היישום האקולוגי. זיהום הסביבה משפיע במישרין ובעקיפין עלינו ועל אורח חיינו, מדע החיים מלמד אותנו איך להתמודד ולמנוע בעיות כאלו.
מדעי החיים מסייעים גם כלכלית, בהשבחת המזון אשר אנו אוכלים, וכן בהשבחת חומרי גלם לתעשיה.
התחומים הכלולים במדעי החיים
מדעי החיים מסועפים במיוחד וכוללים מגוון רחב של תחומים. רוב רובם של מדעי החיים נמצא בביולוגיה (ע"ע ביולוגיה לרשימת הנושאים הכלולים בביולוגיה). הרפואה והנושאים הכלולים בה אף הם חלק ממדעי החיים (ואינם כלולים בביולוגיה). יש הטוענים שגם הביוכימיה והאקולוגיה, הנכללים במדעי החיים, אינם כלולים בביולוגיה, אך לא כולם מסכימים לכך.
-
צמחיםמערכת הצמחים (Embryophyta) בממלכת הצומח כוללת שלוש קבוצות של טחבים (צמחים שאינם וסקולריים) וקבוצה אחת של צמחים וסקולריים:
- אנתוצרוטה (hornworts באנגלית)
- טחבי כבד (liverworts באנגלית)
- טחבי עלים (mosses באנגלית)
- וסקולריים (vascular plants באנגלית)
צמח הוא יצור הנמנה על ממלכת הצומח ו/או מערכת הצמחים המשתייכת אליה. לרוב מבצע פוטוסינתזה כדי לייצר את מזונו בכוחות עצמו, אם כי ישנם יצורים נוספים שאינם צמחים המבצעים פוטוסינתזה. כמו כן, לא כל הצמחים מייצרים את מזונם בכוחות עצמם.
מקובל להניח שצמחים התפתחו מאצות ירוקיות בגלל המשותף ביניהם: הפיגמנטים הפוטוסינתטיים הם כלורופיל a וכלורופיל b, חומר התשמורת העיקרי הוא עמילן, דופן התא מכיל תאית.
מאובנים ראשונים של צמחי העובר מתוארכים לאמצע עידן האורדוביק (לפני כ-470 מיליון שנה). מאובנים אלה כוללים פריטים מיקרוסקופיים בלבד, כגון נבגים ושאריות של חומר צמחי.
המיון המדעי של מערכת הצמחים
להלן המיון השלם, המלא והמעודכן לשנת 2004:
- קבוצת אנתוצרוטה (Anthocerotophyta)
- סדרת אנתוצרוטים (Anthocerotales)
- קבוצת טחבי כבד (Marchantiophyta)
- מחלקת מרשנטאים (Marchantiopsida)
- מחלקת יונגרמנאים (Jungermanniopsida)
- קבוצת טחבי עלים (Bryophyta)
- מחלקת Andreaeobryopsida
- מחלקת Andreaeopsida (באנגלית lantern mosses)
- מחלקת Bryopsida (באנגלית "true" mosses)
- מחלקת Polytrichopsida (באנגלית hair-cap mosses)
- מחלקת Sphagnopsida (באנגלית peat mosses)
- מחלקת Takakiopsida
- קבוצת וסקולאריים (Tracheophyta)
- קבוצת חסרי קשקשים
- קבוצת צמחי זרע
- קבוצת מחטנאים
- קבוצת ציקסאים
- קבוצת גינקגואים
- קבוצת גנטאים
- קבוצת מכוסי זרע או בעלי פרחים
- קבוצת שרכנים
- קבוצת שרכים
- קבוצת שבטבטים
- קבוצת חשוכי עלים
- קבוצת בעלי קשקשים
- מחלקת איזוטיים
- מחלקת ליקופודים
הערה
- בשיטה המודרנית של המיון המדעי לא תמיד דרגת מיון מסוימת נכללת בדרגת המיון שמעליה. כלומר, סדרה של צמחים יכולה להיות כלולה במערכה ולא תהיה שייכת לאף מחלקה.
- קבוצה היא דרגת מיון כמו מערכה, מחלקה, סדרה ומשפחה, אך ללא שם מאפיין. המיון המדעי בימינו הוא עיסוקם של ביוכימאים ולא של בוטנאים כמו בימיו של ליניאוס.
ראו גם
- צמח
- צמחים טפילים
- סוקולנטים
- אפיפיט
- זני צמחים לפי הסתגלותם לסביבה
-
קטגוריה:צומח
קטגוריה:בוטניקה
ms:Tumbuhan
zh-min-nan:Si̍t-bu̍t
simple:Plant
th:พืช
ja:植物
ko:식물
רבייהרבייה היא תהליך ביולוגי בו יצור חי מעמיד דור חדש של צאצאים.
סוגי רבייה
ישנם שני סוגי רבייה: רבייה מינית (זוויגית) ורבייה אל-מינית (אל-זוויגית).
רבייה אל-זוויגית
רבייה אל-זוויגית (או אל-מינית) היא תהליך ביולוגי שבו יצור יוצר העתק של עצמו הזהה לו מבחינה גנטית, מבלי שיהיה מעורב בתהליך חומר גנטי מייצור אחר. דוגמאות:
- מיטוזה. רוב הייצורים החיים בעולם, ובכללם תאי גוף האדם, מתרבים באמצעות מיטוזה (השתנצות, חלוקה) המתבצעת בתא בודד. תחילה המידע התורשתי המורכב ממולקולת ה-DNA מוכפל ולאחר מכן שאר התא מתחלק לשני תאי-בת זהים.
- הנצה. בשיטת ההנצה מתרבים בעלי החיים הנבוביים. בשיטה זו צומח מעין ניצן על אותו נבוב וכשמוכן לכך ניתק מ"אימו" והופך עצמאי (כבהידרה), או מתפתחת מושבה (כבאלמוגים).
רבייה זוויגית
רבייה זוויגית (או מינית) היא רבייה באמצעות התלכדות של שני תאי מין (גמטות) לתא אחד אשר תכונותיו מורכבות מתכונות שני תאי המין. ברבייה זוויגית לאורגניזם החדש שני הורים: זכר ונקבה. תא מין נוצר באמצעות רבייה אל-זוויגית יחודית בשם מיוזה ("חלוקת הפחתה"), בה מתחלק התא כמו במיטוזה אך לאחר מכן מוסיפים תאי-הבת ומתחלקים חלוקה נוספת ללא הכפלת המידע התורשתי בהם, כך שבתאים אלו ישנו רק חצי מן החומר התורשתי של אותו זן. תאי המין נפגשים ומתרחשת הפריה, שהיא תהליך בו מועבר המידע התורשתי לאחד מתאי המין כך שבאותו תא ישנו מלוא החומר התורשתי של אותו הזן. לאחר ההפריה נוצר תא מופרה (זיגוטה) המתחלק פעמים רבות (בחלוקת מיטוזה) עד שנוצר עובר (בבעלי חיים) או זרע (בצמחים) המתפתח עד לבגרות.
קישורים חיצוניים
- [http://www.amalnet.k12.il/sites/genetic/ רבייה] באתר "עמלנט"
-
ja:生殖
חילוף חומרים
מטבוליזם (Metabolism; בעברית: חילוף חומרים) הוא תהליך קליטת חומרים מהסביבה, עיבודם, הפקת אנרגיה מהם ופליטת הפסולת בייצורים חיים.
התהליך
מטבוליזם הינו אחד המושגים הבסיסיים ביותר בביולוגיה, והוא מהווה את אחד התנאים להגדרת יצור חי (התנאי החשוב האחר הינו יכולת רבייה). חילוף החומרים מתרחש תמיד בסדר שלהלן:
- קליטת חומרים מהסביבה. החומרים הנקלטים מהסביבה משמשים לשתי מטרות: כחומרי בניין לאלפים הרבים של התרכובות המרכיבות את הייצור, ולשם הפקת אנרגיה.
- קטבוליזם (Catabolism). בתהליך זה מתפרקים החומרים שנקלטו מהסביבה ליחידותיהם הבסיסיות. חלבונים, למשל, מתפרקים לחומצות אמינו; שומנים - לחומצות שומן; סוכרים - לחד-סוכרים; חומצות גרעין - לנוקלאוטידים. תהליך הקטבוליזם בבעלי חיים, ובמיוחד שלביו הראשונים, מכונה עיכול.
- אנבוליזם (Anabolism, או ביוסינתזה; בעברית: הַבְנָיָה). בתהליך זה מתרחשת סינתזה של תרכובות מורכבות, מהן בנוי הגוף או התא. אבני הבניין שהתקבלו בתהליך הקטבוליזם מתאחדות שוב ליצירת המולקולות הנדרשות לבניין הגוף או התא.
- הפרשת פסולת. לתרכובות רבות הנצרכות כחלק מהמזון אין שימוש בבניית הגוף. בנוסף, תרכובות רבות (קטנות בדרך-כלל, כגון אמוניה, מים ופחמן דו-חמצני) נוצרות כתוצרי-לוואי בתהליכי האנבוליזם השונים. את כל אלו נדרש הייצור לפלוט, שכן הצטברותם של חומרים אלו בגוף משבשת תהליכים ביולוגיים שונים. בבעלי חיים מופרשת הפסולת באמצעות השתן והצואה. גם פליטת הפחמן הדו-חמצני בתהליך הנשימה מוגדרת כהפרשת פסולת.
מדוע טורח הגוף לפרק את המזון לאבני הבניין שלו, ולאחר מכן לאחד אותן שוב למולקולות מורכבות? קיימות לכך שתי סיבות:
- המולקולות שנצרכות במזון אינן בהכרח זהות למולקולות הנדרשות לבניין הגוף. לדוגמא, רוב הסוכר שאנו צורכים במזון מגיע בצורת סוכרוז, הסוכר השולחני הלבן המוכר לכולנו. לגופנו אין שימוש ממשי לסוכרוז, ולכן הוא מפרק אותו לאבני הבניין שלו - גלוקוז ופרוקטוז - ולאחר מכן מאחד אותם לבניית סוכרים אחרים (גליקוגן, למשל), החיוניים לבניין הגוף. דוגמה קיצונית יותר היא בני אדם צמחוניים: הללו מקבלים את כל החלבונים שלהם מצמחים, כשברור שחלבוני הצמחים אינם זהים לחלבוני גוף האדם. הגוף מתמודד עם בעיה זו באמצעות תהליכי הפירוק והבנייה מחדש - הקטבוליזם והאנבוליזם.
- פירוק תרכובות אורגניות רבות מביא לשחרור אנרגיה. האנרגיה אצורה בקשרים הכימיים שבין אטומי המולקולות, וניתוק קשרים אלו מביא להפקת האנרגיה הדרושה לגוף על-מנת לקיים את כל תהליכי החיים. החומר הבסיסי ביותר המשמש להפקת אנרגיה בכל היצורים החיים הוא גלוקוז, והתהליך בו מופקת האנרגיה ממנו נקרא גליקוליזה. תהליך הקטבוליזם, כאמור, מביא לשחרור אנרגיה; לעומתו, תהליך האנבוליזם מצריך השקעת אנרגיה.
עקרון הפעולה
גליקוליזה
את עקרון הפקת האנרגיה בייצורים החיים ניתן להשוות באופן כללי לעקרון בו פועלת סוללה חשמלית (בטריה). בסוללה נוצר זרם חשמלי (צורה של אנרגיה) באמצעות הבדלים בנטייה של חומרים שונים למסור ולקבל אלקטרונים. בקוטב השלילי של הסוללה (האנודה) נמצא חומר הנוטה למסור אלקטרונים; בקוטב החיובי (הקתודה) - חומר הנוטה לקבל אלקטרונים. כשמחברים בין שני הקטבים חוט מתכת, מתאפשרת זרימת אלקטרונים מהאנודה לקתודה. זרימה זו היא הזרם החשמלי, וזוהי בעצם אנרגיה אותה ניתן לנצל - לשם הדלקת נורה חשמלית, למשל.
בייצורים חיים אמנם לא נוצר זרם חשמלי, אך קיים מעבר של אלקטרונים בין תרכובות שונות, ומעבר זה גורם להפקת אנרגיה. כל יצור חי זקוק, אם כך, לתרכובות התורמות (מוסרות) אלקטרונים (בדומה לאנודה בסוללה) ולתרכובות המקבלות אלקטרונים (בדומה לקתודה). קיים מגוון רב של תרכובות המשמשות את הייצורים השונים. באדם ובבעלי החיים, למשל, המזון מספק את התרכובות מוסרות האלקטרונים (ובראשן - גלוקוז), ואילו החמצן אותו אנו נושמים הוא התרכובת שקולטת את האלקטרונים.
הסוללה מפיקה אנרגיה בצורת חשמל. צורה אחרת של הפקת אנרגיה - בעירה - מפיקה אנרגיה בצורת חום ואור. צורת האנרגיה המופקת בייצורים חיים, לעומת זאת, הינה אנרגיה כימית. זרימת האלקטרונים בייצור החי מביאה להיווצרות של תרכובת הנקראת ATP. תרכובת זו, בה משתמשים כל הייצורים החיים, ללא יוצא מן הכלל, מכילה קשרים עתירי אנרגיה. הייצור שומר את ה-ATP למשך זמן מה; לאחר מכן, כשהוא נזקק לאנרגיה לשם ביצוע תהליכים שונים, מתפרק ה-ATP. שבירת הקשרים הכימיים שלו מביא לשחרור אנרגיה, אותה מסוגל התא לנצל.
הצורך במולקולה עתירת אנרגיה חיוני בביולוגיה. צורות האנרגיה שהוזכרו לעיל - חשמל, אור וחום - הינן צורות של אנרגיה מיידית, המופקת ומנוצלת כמעט באותו הרגע. התא החי אינו מסוגל לאגור חשמל או חום ולהשתמש בהם מאוחר יותר; לפיכך נוצרה במרוצת הדורות מולקולת ה-ATP, אשר מכונה "מטבע האנרגיה של התא".
בייצורים הטרוטרופים (ראו להלן) ניתן לומר שמתבצעת "בעירה איטית" (או "שריפה איטית"). בעירה מוגדרת כתהליך כימי בו תרכובת מגיבה עם חומר מחמצן, ובמהלכו משתחררת אנרגיה. בתאיהם של בעלי החיים, למשל, מגיבים אבני הבניין של המזון עם חמצן, והאנרגיה המשתחררת נאגרת ב-ATP (ואינה משתחררת בצורת אש, כמובן; לכן הבעירה היא "איטית"). זהו המקור לביטויים כדוגמת "שריפת שומנים" ו"שריפת קלוריות".
מגוון מטבולי
קלוריות]]
הייצורים השונים משתמשים במגוון גדול של תורמי אלקטרונים וקולטי אלקטרונים. קיימות שלוש שיטות כלליות להפקת אנרגיה בתא:
- נשימה אווירנית (ארובית). תורם האלקטרונים הוא כל חומר שהוא, וקולט האלקטרונים הוא חמצן.
- נשימה אל-אווירנית (אנארובית). תורם האלקטרונים הוא כל חומר שהוא, וקולט האלקטרונים הוא כל חומר שהוא מלבד חמצן.
- תסיסה. תורם האלקטרונים הוא כל תרכובת אורגנית שהיא, וקולט האלקטרונים (אף הוא בהכרח תרכובת אורגנית) הוא תוצר פירוק של תורם האלקטרונים. בתסיסה, לפיכך, לא נעשה שימוש בקולט אלקטרונים חיצוני, שמקורו בסביבה.
החלוקה שלעיל מתייחסת לתהליכים. הייצורים עצמם ממוינים לארבע קבוצות מטבוליות שונות:
ארבע קבוצות הייצורים מסתיימות בסיומת -טרוף (troph-), כשלפניה שתי קידומות:
תרכובת אורגנית, התרכובת הקולטת את האור בתהליך הפוטוסינתזה]]
- הקידומת הראשונה מתייחסת למקור האנרגיה של הייצור. כפי שהוסבר לעיל ("עקרון הפעולה"), יצור אנרגיה בכל הייצורים מבוסס על מעבר אלקטרונים בין תרכובות שונות. ברוב הייצורים (קידומת כמו-, -Chemo) מתרחשות תגובות חמצון-חיזור (תגובות בהן מועברים אלקטרונים) שבהן משתתפות תרכובות שהייצור צורך (מזון). בבעלי חיים, למשל, גלוקוז מתפרק בתאים ומוסר אלקטרונים תוך כדי כך. זוהי תגובת חמצון-חיזור. בחלק מהייצורים (קידומת פוטו-, -Photo) מתניעה אנרגיית אור (שמקורה בדרך כלל בקרינת השמש) את זרימת האלקטרונים. התהליך בו נקלטת אנרגיית האור נקרא פוטוסינתזה, והוא אחד המאפיינים העיקריים של הצמחים.
- הקידומת השנייה מתייחסת למקור הפחמן של הייצור. כל הייצורים מורכבים מאלפי תרכובות אורגניות שונות, אשר כולן מכילות פחמן. רוב הייצורים (קידומת הטרו-, -Hetero) צורכים תרכובות אורגניות (מזון), מפרקים אותן (קטבוליזם) ובונים תרכובות חדשות (אנבוליזם). חלק מהייצורים (קידומת אוטו-, -Auto) אינם נזקקים לתרכובות אורגניות כמקור לפחמן; הם מסוגלים לקלוט פחמן מהאוויר, בצורת פחמן דו-חמצני, וליצור ממנו תרכובות אורגניות. בתהליך הפותוסינתזה שהוזכר לעיל נוטלים הצמחים פחמן דו-חמצני מהאוויר וגורמים לו להגיב עם מים. התוצר הוא גלוקוז, תרכובת אורגנית פשוטה שממנה מסוגל הצמח ליצור תרכובות אורגניות רבות.
- קידומת שלישית המתווספת לעתים מתייחסת למקור הפחמן ולמקור האנרגיה של הייצור כאחד, וליתר דיוק: האם מדובר בתרכובות אורגניות (קידומת אורגנו-, -Organo) או אי-אורגניות (קידומת ליתו-, -Litho). יצור אורגנוטרוף משתמש בתרכובות אורגניות להפקת אנרגיה ולייצור תרכובות אורגניות. ליתופוטואוטוטרוף משתמש באנרגיית האור להפקת אנרגיה ובתרכובות אי-אורגניות (פחמן דו-חמצני) כמקור לפחמן.
ניתן לראות שקיימת חפיפה מסוימת בין הפקת אנרגיה בתא ובין בניית תרכובות אורגניות. גלוקוז, למשל, משמש בכמוהטרוטרופים גם לשם הפקת אנרגיה (בעת פירוקו משתחררים אלקטרונים) וגם לשם בניית התא (גלוקוז מתפרק לפירובט, אשר משמש כחומר מוצא לתרכובות רבות). למרות זאת, חשוב להדגיש שבין הפקת אנרגיה ובניית תרכובות אורגניות אין כל קשר מהותי (מבחינת קבוצות הייצורים), ומדובר בשני נושאים שונים הנכללים תחת המושג "מטבוליזם".
טקסונומיה]
בשעה שבעלי חיים וצמחים הינם קלים יחסית למיון טקסונומי, זאת על-פי מראם ותכונותיהם החיצוניות, הרי שמיונם של מיקרואורגניזמים אינו סיפור כה פשוט. אלפי סוגים של חיידקים מגלים תכונות חיצוניות זהות, ולכן נדרשים קריטריונים נוספים למיון. מטבוליזם מהווה את אחד הקריטריונים החשובים למיון מיקרואורגניזמים. החלוקה החשובה ביותר מבחינה מטבולית היא לארובים ואנארובים. הייצורים נחלקים לחמש קבוצות, לפי התייחסותם לחמצן:
- אנארובים אובליגטוריים אינם מסוגלים לחיות בנוכחות חמצן.
- אנארובים פקולטטיביים (או ארובים פקולטטיביים; שני המושגים מתייחסים לאותה הקבוצה) יכולים לחיות בנוכחות או בהעדר חמצן. הם מעדיפים להפיק אנרגיה מחמצן כשהוא בנמצא, אך בסביבות אל-אווירניות הם מסוגלים להפיק אנרגיה בדרכים אחרות (תסיסה, בדרך כלל).
- אנארובים אֵרוֹטוֹלֵרנטיים לא מסוגלים להשתמש בחמצן להפקת אנרגיה, אך הם לא ניזוקים בנוכחותו.
- ארובים אובליגטוריים מוכרחים לחיות בנוכחות חמצן.
- מיקרוארופילים מוכרחים לחיות בנוכחות חמצן, אך בריכוז נמוך בהרבה מריכוזו באוויר. ריכוז רגיל של חמצן עלול לגרום למותם.
להסבר מפורט על חמש הקבוצות ראו: אנארובי.
בנוסף, חיידקים מתמיינים לעתים לקבוצות שונות לפי יכולתם לפרק תרכובות (לקטוז, למשל). בדיקת יכולתם של חיידקים לפרק תרכובות מאפשרת לעתים זיהויים ללא שימוש במיקרוסקופ; פירוק של חומרים רבים גורם לשינוי בצבעם, לשינוי בצבעו של אינדיקטור שאותו יש להוסיף (זאת עקב שינוי ברמת החומציות, בדרך כלל), או להופעת תוצרים שאותם ניתן לראות: בועות, מים, גזים וכדומה.
מסלולים מטבוליים
גזים]
בתא קיימים מסלולים מוגדרים ומתוכננים להפליא המשמשים לפירוק או ייצור תרכובות. הגליקוליזה, למשל, הינה מסלול מטבולי המצוי בכל היצורים החיים. מסלולים אחרים, כגון זרחון חמצוני, ייחודיים לייצורים מסוימים. התהליכים מוגדרים כ"מסלולים" כיוון שכמעט תמיד לא מדובר בפירוק ובנייה פשוטים, אלא בשרשרת ארוכה של תגובות כימיות המביאה בסופו של דבר לתוצר. בגליקוליזה, למשל, עובר הגלוקוז, החומר הראשוני בתהליך, עשר תגובות כימיות עד שהוא מומר לתוצר הסופי: פירובט. על כל תגובה אחראי אנזים נפרד.
קיימים מסלולים מטבוליים מנוגדים: המסלול המנוגד לגליקוליזה, למשל, בה מיוצר פירובט מגלוקוז, הוא גלוקונאוגנזה, בה מיוצר גלוקוז מפירובט. במהלך האבולוציה התפתחו כמה מנגנונים המונעים מהמסלולים המנוגדים לעמוד האחד בדרכו של השני:
- במסלולים המנוגדים נעשה בדרך כלל שימוש באנזימים שונים, לפחות באחד מהצעדים המובילים לתוצר הסופי. השימוש באנזימים שונים מאפשר בקרה יעילה על התהליכים: כשקיים עודף בתוצר אחד המסלולים, מושעה שעתוק הגן המקודד לייצור אחד האנזימים המשתתפים במסלול, זאת מבלי לפגוע במסלול הנגדי.
- מסלולים מנוגדים מתרחשים בדרך כלל באזורים שונים בתא. פירוק חומצות שומן, למשל, נעשה במיטוכונדריה, ואילו ייצור חומצות שומן נעשה בציטופלזמה. גם מנגנון זה מאפשר בקרה יעילה על התהליכים.
תרופות רבות, המשמשות לחיסול חיידקים פתוגניים, מבוססות על פגיעה במסלול מטבולי כלשהוא בתא החיידק. להבדיל, רעלים רבים (ובכללם נשקים כימיים) פועלים באמצעות פגיעה במסלולים מטבוליים. לעתים קרובות מתרחשת הפגיעה בתהליך הנשימה התאית (וספציפית: בזרחון החמצוני), דבר הגורם למוות מהיר עקב הפסקת יצור האנרגיה בגוף.
נשאי אלקטרונים בתא
מוות
בדוגמת הסוללה החשמלית שהובאה לעיל זורמים האלקטרונים באמצעות חוט מתכת מהאנודה אל הקתודה. בתא מועברים האלקטרונים באמצעות נשאי אלקטרונים, מולקולות יעודיות המשמשות בדרך כלל כקואנזימים (מולקולות עצמאיות המקושרות לאנזימים ואשר מהוות את האתר הפעיל של האנזים). שני נשאי אלקטרונים אוניברסליים, המשתתפים באין ספור תגובות בתאיהם של כל הייצורים החיים, הם NAD ו-FAD. שני חומרים אלו הם נוקלאוטידים; הראשון הוא נגזרת של הוויטמין B3 (ניאצין) והשני - של B2 (ריבופלאווין). מחסור בוויטמינים אלו גורם לבעיות מטבוליות חמורות. לשני הנוקלאוטידים נטייה לקלוט יון הידריד (-H); זהו יון שלילי של מימן אשר מורכב מפרוטון ומשני אלקטרונים. כשגלוקוז, למשל, מתפרק בתהליך הגליקוליזה, משתחררים ממנו יוני הידריד, אותם קולט NAD (והופך ל-NADH); הלה מעביר את האלקטרונים לחמצן בשלב הזרחון החמצוני, השלב האחרון של הנשימה התאית, והופך שוב ל-NAD, אשר מסוגל להשתתף שוב בגליקוליזה.
בתא נשמר אם כן מאגר קבוע למדי של נשאי אלקטרונים, אשר מתחמצנים ומתחזרים לסירוגין. במידה ו-NADH לא מסוגל לתרום את האלקטרונים שלו מסיבה כלשהי, מידלדל מאגר ה-NAD בתא ותהליך הגליקוליזה אינו מתאפשר. הפתרון שמצאו לכך מספר יצורים הוא תסיסה. במקום למסור את האלקטרונים לקולט אלקטרונים חיצוני (חמצן, למשל) נמסרים האלקטרונים לפירובט, תוצר הגליקוליזה. פירובט מומר לתוצר סופי כלשהו (תוצר התסיסה; קיימות אפשרויות רבות: אתנול, חומצה אצטית, חומצה לקטית ועוד) ואילו NADH ממוחזר ל-NAD אשר משתתף בשנית בגליקוליזה.
סיבה אפשרית לאי-יכולתו של NADH לתרום אלקטרונים היא מחסור בחמצן. תופעה זו מתרחשת בתאי שריר של בעלי חיים, ובהם האדם. כשהשריר מתאמץ לא די בחמצן המגיע אליו דרך מחזור הדם לשם סיפוק צרכי האנרגיה של התא, והלה נאלץ לבצע תסיסה, שתוצרה הסופי הוא חומצה לקטית. החומצה גורמת לכאבי שרירים ומהווה את הגורם לכך שלא ניתן לאמץ את השריר יתר על המידה למשך זמן רב. מיקרואורגניזמים רבים הסתגלו לחיים ללא חמצן באמצעות פיתוח מסלולי תסיסה. בייצורים אנארובים אובליגטוריים (ראו לעיל) לא קיים כלל מנגנון זרחון חמצוני, כך ש-NADH מוכרח למסור את האלקטרונים שלו לפירובט בתסיסה. בייצורים פקולטטיביים, בדומה לתאי השריר באדם, קיים מנגנון זרחון חמצוני; בתנאים של מחסור בחמצן מבצעים יצורים אלו תסיסה במקום נשימה תאית.
בתהליך הזרחון החמצוני עצמו משתתפים נשאי אלקטרונים רבים, המהווים שרשרת העברת אלקטרונים. נשאי האלקטרונים בתהליך זה הם חלבונים גדולים המכילים בדרך כלל אטומי מתכת ואשר קבועים בתוך ממברנת המיטוכונדריון, בו מתרחש הזרחון החמצוני, או ממברנת התא בייצורים פרוקריוטיים. לכל נשא אלקטרונים נטייה שונה לקבל ולתרום אלקטרונים, והאלקטרונים זורמים בסדר מופתי דרך השרשרת עד להגיעם לקולט האלקטרונים הסופי - חמצן. החמצן קולט אלקטרונים ופרוטונים והופך למים - זהו גורלו הסופי של החמצן אותו אנו נושמים.
מחלות]]
מחלות רבות נובעות מבעיה מטבולית. הללו מתחלקות לשני סוגים:
- מחלות בהן קיים מחסור בתרכובת מסוימת בגוף. מחלת הצפדינה, למשל, נגרמת כתוצאה ממחסור בוויטמין C; ויטמין זה משמש בתהליך בניית הרקמות בגוף, ובמיוחד רקמות החיבור; מחסור בוויטמין גורם לשיבוש בבניית הרקמות וכתוצאה מכך להתרופפותן, לדימומים, לבעיות בעור ובעצמות ועוד. רככת נגרמת מחוסר בוויטמין D. ויטמין זה משמש בתהליך בניית העצמות, ומחסור בו גורם לשיבוש בבנייתן; עצמות החולים רכות, שבירות ונתונות לעיוותים. מחלות מטבוליות מסוג זה ניתן לרפא בדרך-כלל על-ידי צריכת התרכובת החסרה.
- מחלות בהן הגוף אינו מסוגל לפרק תרכובת מסוימת. מחלות אלו, אשר ברובן תורשתיות, נגרמות לעתים קרובות כתוצאה ממחסור גנטי באנזים או הורמון מסוים האחראי לפירוק התרכובת הרלוונטית. החולים בפנילקטונוריה, למשל, לא מסוגלים לפרק את חומצת האמינו פנילאלנין. זאת מצטברת במקומות שונים בגוף, ובמיוחד במוח, וגורמת לשיבושים קשים. סוכרת היא המחלה המטבולית הידועה ביותר; קיימים מספר סוגים של סוכרת, והגורם לכל אחד מהם שונה. מחלות מטבוליות מסוג זה אינן ניתנות בדרך-כלל לריפוי, שכן כמעט ולא ידוע כיום על דרך לגרום לתאי הגוף לייצר אנזימים או הורמונים. הטיפול במחלות אלו מתבסס על הימנעות מצריכת התרכובות שהגוף לא מסוגל לייצר, או על החדרת האנזים או ההורמון החסר בצורה מלאכותית אל הגוף.
ראו גם: רשימת מחלות מטבוליות.
הגברת המטבוליזם
חילוף חומרים בסיסי מתייחס לצורכי האנרגיה הבסיסים, למטבוליזם הבסיסי של כל רקמות הגוף ולפעילויות של הגוף במנוחה מוחלטת. הכוונה לפעילויות הבסיסיות כמו נשימה, פעילות לב, שמירת חום גוף קבוע, הפעלת מחזור הדם, קיום מתח שרירים ופעילויות בלתי-רצוניות אחרות.
לספורטאים בדרך כלל יש חילוף חומרים גבוהה, זאת עקב הפעילות הגופנית האינטנסיבית אותה הם מבצעים. ספורט מאיץ את המטבוליזם, וללא ספורט דיאטה בדרך כלל לא פועלת. ישנם תוספי מזון אשר יכולים להגביר ולהאיץ את המטבוליזם, זאת בשילוב הפעילות הגופנית. תוספי מזון בלתי-חוקיים (כגון T3, אפדרין ועוד) עלולים לגרום לנזק בלתי-הפיך למערכת ההורמונלית בגוף. יש להתייעץ עם רופא לפני שימוש בתוסף מזון כלשהוא.
אדם עליו נאמר שיש לו חילוף חומרים גבוה, משמע שתהליך חילוף החומרים בגופו מהיר, כלומר קצב פירוק השומן שלו מהיר יותר. חילוף חומרים איטי משמע קצב פירוק נמוך של השומן.
קישורים חיצוניים
- [http://www.osnatharel.com כל הדרכים להאיץ את המטבוליזם], מאת אוסנת הראל
קטגוריה:מטבוליזם
ja:代謝
simple:Metabolism
th:การเผาผลาญ
צמח
בבוטניקה, צמח הינו מערכת של אורגניזם, הבנויה מתאים חיים ושייכת למערכת הצמחים (Plantae). הצמחים מבצעים פוטוסינטזה באמצעות כלורופיל a ו־b, וחומר התשמורת העיקרי אצלם הוא עמילן. בחיי היום־יום, מושג הצמח מוגבל בדרך־כלל לצמחים עילאיים, שהם צמחים רב־תאיים, המכילים תאים בעלי כושר התמיינות.
שיטות הרבייה של הצמחים רבות ומגוונות, החל מהתחלקות תאים, כמו בחלק מהאצות הירוקיות, וכלה בהאבקה והתפתחות זרעים כמו בבעלי הפרחים.
רוב הצמחים הם אוטופיטים שמייצרים את המזון שלהם עצמאית על־ידי הפוטוסינטזה. חלק מהצמחים הינם טפילים, ומנצלים לקיומם חומר אורגני מצמחים חיים אחרים. לעומתם צמחים טורפים מנצלים חומר אורגני מבעלי החיים.
מיון עולם הצומח
הצומח (Plantae או Viridiplantae)
- אצות ירוקיות (Chlorophyta)
- Streptophyta
- נאווניתיים (Charophyta)
- Mesostigmatophyceae או Chaetosphaeridiophyta
- צמחים (Embryophyta)
- מערכת הטחבניים (Bryophyta)
- מערכת הליקופודיים (Lycopodiophyta)
- מערכת השבטבטיים (Equisetophyta)
- מערכת הפסילופיטיים (Psylotophyta)
- מערכת השרכניים (Pteridophyta)
- מערכת־על צמחי הזרע (Spermatophyta).
- מערכת הציקסיים (Cycadophyta)
- מערכת הגינקואיים (Ginkgophyta)
- מערכת המחטניים (Pinophyta)
- מערכת הגנטופיטיים (Gnetophyta)
- מערכת בעלי הפרחים (Anthophyta)
סוגים של צמחים
בנוסף למיון המדעי, ישנן דרכים רבות אחרות לסווג את הצמחים, ואחדות מהן מובאות כאן.
אחת הדרכים לסווג צמח היא לפי תבנית הצמיחה העונתית שלו. כאן מבדילים בין צמחים חד־שנתיים, דו־שנתיים ורב־שנתיים.
דרך סיווג נוספת היא לפי שימוש הצמח על־ידי בני האדם. כאן ניתן להבדיל בין צמחים המשמשים לתזונה, לבניה, לרפואה, לנוי ועוד.
ראו גם
צורות חיים של צמחים.
קישורים חיצוניים
- [http://www.botanic.co.il/hebrew/research/article3.htm סיסטמטיקה - מיון עולם הצומח], ד"ר רקפת הדר-גבאי, הגן הבוטני האוניברסיטאי, ירושלים.
קטגוריה:בוטניקה
ms:Tumbuhan
zh-min-nan:Si̍t-bu̍t
ko:식물
ja:植物
simple:Plant
מורפולוגיה של צמחיםמורפולוגיה של צמחים היא ענף בבוטניקה העוסק בתיאור של הצורה החיצונית והמבנה הפנימי של הצמחים ושל האיברים שלהם.
התפתחות הענף הזה קשורה בהתפתחות הסיסטמטיקה (מיון הצמחים) אשר דרשה תאור מדויק ומפורט של האיברים השונים בתוך הצמח, ביניהם השורש, הגבעול, העלים והפרחים, ובתוך כך נוצר גם אוצר מילים ומושגים בוטניים עשיר. אכן, מיון הצמחים למינים, וזיהוים המעשי בשטח מתבססים בראש ובראשונה על הקריטריונים המורפולוגייים. הגדרת המין המקובלת היא, איפוא, "אוסף של פרטים הדומים בינם לבין עצמם יותר מכפי שהם דומים לפרטים אחרים".
ראו גם
- צורות חיים של צמחים
קטגוריה:בוטניקה
אבולוציהאבולוציה (מלטינית: Evolvere "התפתחות") היא תהליך התהוות השינויים ההדרגתיים המתרחשים במרוצת הדורות בתכונות המורפולוגיות, הפיזיולוגיות וההתנהגותיות של אורגניזמים. התאוריה המרכזית והמקובלת ביותר היא תאורית הברירה הטבעית, שטוענת כי האבולציה היא תוצאה ממוטציות ומברירה טבעית.
האבולוציה היא תפישה המבקשת להסביר את מבנה האורגניזם באמצעות תיאור אופן התפתחותו מאורגניזמים אחרים. תיאור תכלית איבריו של האורגניזם לא ייחשב הסבר מספק לקיומם על פי תפישה זו, הדורשת הסבר מעין היסטורי על אודות האופן בו התפתח האיבר לצורתו הנוכחית. בזמן הקדום, הפילוסוף היווני אמפדוקלס היה ככל הנראה הראשון להציע תאוריה אבולוציונית על מוצא המינים.
אביה של התאוריה האבולוציונית בזמן המודרני הוא הביולוג הבריטי צ'ארלס דארווין, אשר פירסם לראשונה את רעיונותיו בספר "על מוצא המינים", בו תיאר את מחקריו ותצפיותיו במסעותיו מעבר לים. בספר זה מנסה דארווין להפריך את הטענה בדבר נצחיות המינים, שמקורה בהגותו של הפילוסוף היווני אריסטו ושהיתה מקובלת מאז ימי הביניים בתרבויות המונותיאסטיות, ולהוכיח כי המינים התפתחו ממינים אחרים שקדמו להם, בתהליך אותו כינה "הברירה הטבעית".
הברירה הטבעית
בניסוחה המדויק מניחה הברירה הטבעית כי:
- יש שוני בתכונות של היצורים השונים.
- עם מעבר הזמן מופיעות מוטציות מקריות הגורמות להווצרות תכונות חדשות.
- ליצורים בעלי תכונות שונות יכולת הישרדות שונה.
- היצורים מעבירים את תכונותיהם לצאצאיהם.
ומסיקה מכך ש:
- מתקיים תהליך מתמשך של "ברירה טבעית" כך שלאורך זמן נשארות רק התכונות המספקות עבור היצורים ששרדו יכולת התאמה טובה יותר לתנאי הסביבה.
על פי עקרון הברירה הטבעית, מאגר המשאבים בטבע מוגבל, והשורדים הם אלו המותאמים ביותר לתנאי המחייה בסביבתם. רעיון זה, שמקורו בתיאוריות חברתיות קפיטליסטיות שקדמו לדארוויניזם, למשל תומס מלתוס, מספק הסבר משכנע לתצפיות ומחקרים שנערכו מאז דארווין ועד ימינו. תאוריה זו התמודדה בהצלחה עם שתי תיאוריות יריבות - הלמרקיזם (תאוריה אבולוציונית שהגה הזואולוג הצרפתי לאמארק ושהיתה מקובלת בברית המועצות, לפיה שינויים שחלו על פרט בחייו יועברו בתורשה לצאצאיו) והבריאתנות (תפישה הממשיכה להחזיק בנצחיות המינים, כפי שנבראו על ידי האל, ומקובלת בקרב כמה זרמים מונותיאסטים פונדמנטליסטים). כיום בודדים המדענים החולקים על תורת האבולוציה.
השפעת רעיונותיו של דארווין התפשטה הרחק מעבר לתחומי הביולוגיה, והביאה ללידתן של תפישות התפתחותיות חדשות בתחום מדעי הטבע ומדעי החברה. אולי הידועות לשמצה מכולן הן התיאוריות של הדרוויניזם החברתי מבית מדרשו של ספנסר ודומיו, שהשפיעו השפעה רבה על האידיאולוגיה הנאציונל סוציאליסטית של הרייך השלישי. תאוריות אלו התבססו על פי רוב על פרשנות מעוותת ושגויה של עקרון הברירה הטבעית, כאשר "המתאים שורד" הפך להיות "החזק שורד". ראוי לציין כי על פי תורת האבולוציה, המתאים ביותר לתנאי הסביבה אינו בהכרח החזק ביותר או התוקפני ביותר, ובמקרים רבים מאד דווקא אסטרטגיה של שיתוף פעולה ועזרה בין בני המין יכולה להוות יתרון אבולוציוני.
הדיון סביב האבולוציה
הוויכוח על תורת האבולוציה של דארווין הוא אחת מזירות הקרב החשובות של הימין הכנסייתי בארצות הברית. השמרנים רואים במשנתו של דארווין נדבך מרכזי באג'נדה ליברלית מזיקה, שמטרתה לבלבל את התלמידים הצעירים ולערער את יסודות הדת (ביקורת זו פעלה על רקע מאמצים רבים של הימין השמרני להחדרת עקרונות הדת במערכת החינוך). הליברלים, לעומת זאת, ראו בכך את חוד החנית במאבק שלהם לשמור על הפרדת הדת מהמדינה.
עמדתם של שוללי האבולציה, המאמינים בבריאת העולם, קרויה בריאתנות.
מבין מתנגדי תורת האבולוציה גרסו שתורה זו היא תאוריה בלבד, שכן אף אדם לא נכח בהתהוותה.
עדויות לתוקפה של האבולוציה
העדויות לתוקפה של האבולוציה בכלל, ושל התאוריה המרכזית שלה הברירה הטבעית מחולקות לסוגים רבים:
- עדויות מתורת המיון, הסיסטמתיקה, אותה יסד השוודי לינה (LINNE), במאה ה-18. עיקרה הוא חלוקת בעלי החיים והצמחים למינים, סוגים, משפחות ולסדרות, לפי מידת השוני והקרבה ביניהם.
:תורת האבולוציה טוענת שאילו בעלי החיים היו חסרי קשרי מוצא (לפי תורת הבריאה) הייתה צריכה להיווצר ערבוביה של צורות שונות. ההדרגתיות במידת השוני מעידה, אם כן, על הקרבה והריחוק של מוצאם המשותף.
- ביוגאוגרפיה- חקר תפוצתם של בעלי חיים וצומח. ביבשות מבודדות ואיים. לא ניתן להסביר את בעלי החיים המצויים שם רק ע"י ההסתגלות האבולוציונית אלא ע"י תולדות התפתחותם ביחס לבידודם הגאוגרפי.
:לדוגמא, בעולם החי של אוסטרליה, היונקים המפותחים יותר (העיליים) נדירים שם ביחס ליונקים הירודים. חוץ ממספר עטלפים, מכרסמים, וכלב בר המכונה "דינגו", כל שאר היונקים הם יונקי ביב, ובעלי כיס, כגון הברווזן, קיפוד הנמלים, הקנגרו והקואלה. בשארית העולם, יונקים אלו נכחדו, ואת מקומם תפסו היונקים העיליים – הדוב, האריה הסוס וכו'. עובדה זאת ניתן להסביר בעקבות ניתוקה של אוסטרליה משאר העולם לפני כ 130 מליון שנה. באוסטרליה לא התפתחו היונקים העיליים והם לא יכלו להגיע אליה בעקבות בידודה.
- עדויות מהאנטומיה המשווה – התורה שמשווה בין מבנה הגוף והאיברים של בעלי חיים שונים. כאן ניתן להבחין באיברים הומולוגיים: איברים הדומים זה לזה במבנה הפנימי. השוני יכול להיות במבנה החיצוני ובתפקוד (לדוגמא, הידיים שלנו וכנפי הציפורים – דומים במיקומם בגוף, במבנה העצמות ואספקת הדם). השוני נובע מההסתגלות הסביבתית השונה והשימוש השונה.
:כמו כן, ניתן להבחין בשרידי איברים – איברים או שרירים מנוונים חסרי שימוש. האיברים הם שרידים מהדורות הקדומים שלא נותר להם שימוש.
:באדם בלבד נמצאו למעלה ממאה שרידי איברים שונים: התוספתן והמעי העיוור (בבע"ח צמחוניים משמשים איברים אלו לעיכול התאית ע"י חיידקים מיוחדים. אצל האדם התוספתן דק ונטול כל שימוש בעיכול), שערות הגוף (החסרות כל חשיבות בשמירת חום הגוף)), עצם הזנב (העוקץ) שהיא שריד של זנב הומנואידים קדומים יותר, ושרירי האוזן, שרוב האנשים אינם מסוגלים להניעם (שריד לשרירי האוזניים של יצורים כגון כלבים, שיכלו להזיז את אוזניהם כדי לשמוע יותר טוב, או לקרר את גופם)
- פליאואונטולוגיה – תורת המאובנים - המדע העוסק בחקירת סימנים שהשאירו בע"ח וצמחים בשכבות האדמה השונות. בין החיות נמצאו חיות שלא קימות כיום, צורות מהעבר הרחוק (לדוגמא: הדינוזאורים).
- חוליות ביניים הם מאובנים, שמהווים צורות מעבר בין יצורים שחיים כיום. לדוגמא: הארכיאופטריכס (כנף קדומה), מאובן שנמצא בגרמניה במאה הקודמת. עוף זה, איחד בתכונותיו את תכונות העוף ותכונות הזוחל. היה לו מקור, שהיה בעל שיניים רבות; גפיו הקדמיות היו בצורת כנפיים – אך בשוליהן הקדמיות היו אצבעות בנות תנועה מצוידות בציפורניים. זנבו היה כאורך גופו, והוא היה בגודל של תרנגולת. הוא לא היה מסוגל לעוף.
- מאובנים חיים הם בעלי חיים וצמחים החיים כיום המהווים צורות מעבר ושייכים לקבוצות שנכחדו מהעולם. לדוגמא הברווזן – יונק החי במזרח אוסטרליה וטסמניה. הוא בעל מקור, פרווה והוא מטיל ביצים. פתח הביב שיש לו אופייני לעופות וזוחלים (אצל היונקים יש פתחים נפרדים לרביה, שתן, וצואה). הברווזן חי באוסטרליה, שבה לא התפתחו היונקים העיליים, ולא תפסו את מקום היונקים הירודים במלחמת הקיום.
- אמבריולוגיה – תורת התפתחות העוברים. בשלבי ההתפתחות הראשונים, דומים מאד ולדות בע"ח זה לזה. בע"ח מתקדמים, עוברים אותם שלבים שעוברים בע"ח נחותים מהם, גם אם השלבים לא רלוונטיים להתפתחותם.
:לדוגמא: בעוברי האדם וכמו כן בכל עוברי בעלי החוליות, מופעים חריצי הזימים, והזנב בשלבים מקודמים של ההתפתחות. בחודש החמישי מכוסה עובר האדם בשכבה של שערות צפופות, כגון אלו של הקוף. כל אלו מתנוונים, ונושרים בשלבי ההריון.
- ביוכימיה – את בע"ח ניתן למיין לא רק לפי מבנה הגוף, אלא גם לפי המבנה הכימי שלו. לדוגמה: השוני בחומרים הבונים את גופנו (החלבונים) שלנו, לבין אלו של השימפנזים הוא 2.5%. ז"א, שאנו דומים לשימפנזים בכ - 97.5 אחוז מבחינה כימית.
בנוסף לאלו, התפישה האבולוציונית המודרנית חבה חוב גדול לחלוץ התורשה, נזיר בשם גרגור מנדל, אשר ערך ניסויים בגינת מנזרו בהכלאת שני זנים של אפונת גינה. בעקבות ניסויים אלה פיתח מנדל תאוריה בנוגע לאופן בו מועברות תכונות מפרטים לצאצאיהם. תאוריה זו התפתחה באופן משמעותי עם גילוי מנגוני התורשה של התא בשנות ה-40 של המאה העשרים. גילוי זה פרץ את הדרך לפרויקט הגנום האנושי ולמגוון רחב של יישומים גנטיים בתעשיה וברפואה.
הקשר בין האפונים של מנדל לפרוייקט הגנום האנושי עובר דרך האבולוציה המולקולרית - תחום שהתפתח בשנים האחרונות, יחד עם גילוי חלבונים וגנים חדשים והאפשרות הטכנית של "ריצוף" - sequencing - שלהם. ריצוף הינו קביעת רצף אבני הבניין של החלבון או הגן (שהוא, למעשה, מקטע DNA). אבני הבניין של חלבון נקראות חומצות אמינו. אבני הבניין של ה-DNA נקראות נוקלאוטידים.
האבולוציה ה"קלאסית" מנסה לסווג ולמיין את עולם החי לפי מאפיינים חיצוניים - הימצאות או העדר עצמות, סימטריה דו-צדדית, זימים וכדומה, או לפי קריטריונים של צורה, גודל וצבע של מאפיינים אלה. הנחת היסוד של האבולוציה הדארווינית היא שתכונותיו הנוכחיות של כל יצור הן תוצאה של ברירה טבעית שאירעה בעשרות אלפי הדורות שקדמו לאותו יצור, ושדמיון או חוסר-דמיון בתכונה מסויימת יכול להוות עדות לקירבה אבולוציונית של שני אורגניזמים שונים.
האבולוציה המולקולרית מנסה להגיע לאותן תוצאות - סיווג ומיון, אך על ידי השוואה של רצפי חלבונים ו-DNA.
הנחת היסוד של האבולוציה המולקולרית היא, שבכל תהליך של שכפול חומר גנטי - תהליך המתרחש בכל חלוקה של תא - חלות טעויות אקראיות. חלק מטעויות אלו הן קטלניות, כיוון שלאורגניזם הנושא אותן יש סיכוי קלוש להגיע לבגרות ולהביא צאצאים. טעויות אחרות הן נייטרליות ומונצחות ב-DNA כיוון שלנושא אותן אין יתרון או נחיתות משמעותית לעומת אורגניזם הנושא את הרצף המקורי.
במהלך הדורות, מצטברות בגנום טעויות שונות (מוטציות). אם משווים רצף DNA מסויים בקבוצת יצורים, רואים ברוב המקרים שונות בין הרצפים. מידת השונות תלויה בחברי הקבוצה שבחרנו. כך לפי מחקר זה אפשר למפות את התפתחות האדם ואת תהליך התפשטותו בעולם. ואכן חוקרים סוברים כי מוצאו של האדם מאפריקה, ומשם הגיע למרכז אסיה ודרומה, חלקו ירד להודו ולאוסטרליה (דימיון בין הודים לאבורג'נים) וחלקו המשיך צפונה אל רוסיה וסיביר ומשם המשיך לאמריקה. (דימיון בין המונגולים לבין האינדינים). (האם הקבוצה כוללת רק בני אדם? רק אוגרים? בני אדם וקופים? כל החולייתנים? כלב-ים מול כלנית?), ברצף המסויים שנבחר (האם הוא גן המקדד לחלבון, גן אחר, או אולי אזור שאינו כולל גנים כלל), ובגורמים רבים אחרים.
איך מודדים שונות בין רצפים של אותיות? קיימים אלגוריתמים שונים ושיטות שונות. כל אלגוריתם מבוסס על הנחות יסוד שונות לגבי תהליך ההחלפה של נוקלאוטיד אחד באחר או של חומצת אמינו אחת באחרת.
לקריאה נוספת
- ריצ'רד דוקינס, הגן האנוכי - עוסק בהגנת האבולוציה והסברתה.
- ריצ'רד דוקינס, השען העיוור - עוסק בהגנת האבולוציה והסברתה.
- ריצ'רד דוקינס, הטיפוס על ההר הבלתי סביר - עוסק בבעיות חדשות באבולוציה.
- דארווין, מוצא המינים - סיפרו המפורסם של צ'ארלס דארווין.
ראו גם
- מוצא האדם
- מוצא משותף
- משפט הקופים
- אבולוציה מולקולרית
- המרק הקדום
- ביואינפורמטיקה
- פירסומים חשובים באבולוציה
- בריאתנות (על השוללים את האבולציה)
- אבולוציה של השפה
- ברירה זוויגית
- ברירת שארים
קישורים חיצוניים
- [http://gifted.cet.ac.il/gifted/skira/evolution סקירה על רעיון האבולוציה] - באתר "בארץ הדעת"
- איריס פריי, [http://www1.snunit.k12.il/heb_journals/galileo/011014.html כיצד התהוו החיים], כיצד החלה האבולוציה ואיך הפך חומר דומם לחומר חי - באתר "סנונית" (פורסם ב"גלילאו")
-
- פרופ' יוסף נוימן, [http://www.hofesh.org.il/articles/science/evolution_neuman.html למה קיימת התנגדות לאבולוציה ולדארוויניזם?] - באתר "חופש"
- ד"ר יצחק רפאל עציון, [http://www.daat.ac.il/daat/kitveyet/niv/torat-2.htm תורת האבולוציה בביקורת המדע המדויק החדיש] - באתר "דעת - אתר לימודי יהדות ורוח"
- ד"ר מרדכי הלפרין, [http://www.daat.ac.il/daat/kitveyet/assia/avolution.htm חוקי אבולוציה ויהדות] - באתר "דעת - אתר לימודי יהדות ורוח"
- צ'ארלס דארווין, [http://www.talkorigins.org/faqs/origin.html "מוצא המינים"] (אנגלית)
- [http://www.pbs.org/wgbh/evolution מסע בנבכי האבולוציה] - באתר PBS (אנגלית)
קטגוריה:תחומים בביולוגיה
קטגוריה:אקולוגיה
-
ko:진화
ja:進化
th:วิวัฒนาการ
כדור הארץ]
כדור הארץ ("כוכב הלכת הכחול") הוא כוכב הלכת השלישי מהשמש. כדור הארץ הוא הגדול מבין כוכבי הלכת הארציים של מערכת השמש, וכוכב הלכת היחיד עליו ידוע בוודאות שמתקיימים חיים. כוכב הלכת נוצר לפני כ-4.57 מיליארד שנים וזמן קצר לאחר מכן רכש את הלווין הטבעי היחיד סביבו, הירח.
מידע כללי
כדור הארץ הוא כדור אליפטי פחוס קטבים (גאואיד), עם קוטר ממוצע של 12,742 ק"מ בקירוב (כיוון שכדור הארץ פחוס בקטבים, הרדיוס שם קטן יותר מאשר הרדיוס שבקו המשווה, בקטבים-6356 ק"מ, בקו המשווה-6378). שליש מפני כדור הארץ הם יבשה והשאר ימים הירח
כדור הארץ מסתובב סביב צירו במהירות משיקית של כ-0.5 ק"מ לשנייה ונע סביב השמש במהירות של כ-29 ק"מ לשנייה. כדור הארץ סובב סביב השמש במסלול אליפטי, כשהשמש מצויה באחד ממוקדי האליפסה. הנקודה הקרובה ביותר לשמש נקראת פריהליון והנקודה הרחוקה ביותר נקראת אפהליון.
עונות השנה נגרמות בשל ההטיה של ציר הסיבוב של כדור הארץ בזווית של 23.5 מעלות ממישור סיבובו סביב השמש (מישור המילקה), ולכן זווית פגיעת קרני השמש משתנה במשך השנה. כלומר, כאשר כדה"א סובב סביב השמש, נטייתו גורמת לכך שבחצי המסלול של סיבוב הארץ סביב השמש חצי הכדור הצפוני מקבל יותר שעות שמש מחצי הכדור הדרומי, כשהאזורים מעבר לחוג הקוטב הדרומי מצויים בחשכה מוחלטת כל הזמן, ובחצי המסלול המשלים של סיבוב הארץ סביב השמש המצב הפוך. משום כך גם אין קיץ וחורף באותו הזמן בחצי הצפוני של כדה"א ובחצי הדרומי.
תנועת השמש על פני כיפת השמים היא תנועה מדומה הנגזרת מתנועתו של כדור הארץ סביב עצמו וסביב השמש. בהעדר אפשרות לצאת אל מחוץ לכדור הארץ ולמדוד את תנועתו באופן מדויק, אנו נאלצים לקבוע את משך היממה על פי מהלך השמש בשמים. על מנת להגדיר במדויק את תחילתה וסופה של היממה, נגדיר מחזור אחד של התנועה היומית של השמש על פני כיפת השמים באופן הבא: פרק הזמן החולף מצהרי יום אחד למשנהו או במילים אחרות, פרק הזמן בין שני מעברים עוקבים של השמש על קו הצהריים. עם המצאת השעון, נקבע משך היממה ל-24 שעות.
אטמוספירה
שעון
אטמוספירת כדור הארץ צפופה באופן יחסי ומורכבת בעיקר מחנקן (78%), חמצן (21%), ארגון (1%) וכמויות קטנות של גזים אחרים ובראשם פחמן דו־חמצני. ביחד עם אדי המים גורמים מולקולות דו תחמוצת הפחמן לאפקט החממה. בגובה של כ-20 קילומטרים שוכנת לה שכבת האוזון, המגנה עלינו מפני הקרינה האולטרה סגולה המגיעה מהשמש.
חיים
כדור הארץ הינו כוכב לכת המקיים חיים על פניו, ממגוון הסוגים הקיימים. כוכב לכת זה זה נחשב ליחיד לגביו ידוע בוודאות מדעית כי מצויים צורות חיים על פניו, וכוכב הלכת היחיד לגביו נטען באופן מדעי כי הוא כולל חיים רב-תאיים, ובין היתר גם חיים תבוניים (בני-אדם).
מכיוון שהגזע האנושי מצוי באופן קבוע אך ורק על פני כדור הארץ, זהו כוכב הלכת הנחקר ביותר על-ידי האדם. חקר כדור הארץ מכונה מדעי כדור הארץ.
קישורים חיצוניים
-
-
-
קטגוריה:אסטרונומיה
קטגוריה:מערכת השמש
ja:地球
ko:지구
ms:Bumi
simple:Earth
th:โลก
zh-min-nan:Tē-kiû
חיים
ms:Benda hidup
simple:Life
zh-cn:生命
החיים מוגדרים כמכלול התופעות הקורות לאורגניזם מרגע לידתו, ועד מותו.
קיום החיים הוא מופלא, בלתי מוסבר ומשמש כנושא למחקר בתחומים רבים:
- אנשי הדת טוענים שהחיים ניתנים על ידי האל כשהם מתחילים ונלקחים מרצונו כשהם מסתיימים.
- הפילוסופיה חוקרת את משמעות החיים ומחפשת את הדרך הנכונה ביותר לחיות.
- התרבות יוצקת תכנים שונים לחיים.
- הביולוגיה חוקרת את תהליכי יצירת החיים.
על פי הידוע עד כה, ישנם חיים רק על פני כדור הארץ שהוא כוכב הלכת בו אנו חיים, אך, במקביל לכך, נעשים מאמצים כבירים לאיתור חיים מחוץ לכדור הארץ.
מאפייני החיים
לאורגניזמים חיים יש כמה מאפיינים משותפים:
- רביה ותורשה.
- חילוף חומרים.
- גדילה והתפתחות.
- רגישות ותגובה לגירויים.
- אבני בניין של החיים הם התאים - יחידת החיים הבסיסית.
CATEGORY:ביולוגיה
CATEGORY:רוחניות ואמונה
CATEGORY:פילוסופיה
בעל חיים
בעלי חיים (Metazoa) היא ממלכה של יצורים חיים. היצורים המפותחים ביותר על-פני כדור הארץ, ובכללם האדם, משתייכים לממלכת בעלי החיים.
לבעלי החיים כמה מאפיינים משותפים, המבדילים אותם לעתים משאר הממלכות:
- כל בעלי החיים הינם רב-תאיים. כל תאיהם של בעלי החיים הינם איקריוטיים (בעלי גרעין תא), ולפיכך משתייכת ממלכת בעלי החיים לעל-ממלכת האיקריוטים. הממלכה היחידה, חוץ מבעלי החיים, שכל יצוריה הינם רב-תאיים, היא ממלכת הצומח.
- כל בעלי החיים הינם ניידים, זאת בניגוד לצמחים, פטריות, חיידקים ופרוטיסטים רבים, אשר חסרי כושר תנועה.
- כל בעלי החיים הינם אירוביים (אווירניים); הם מפיקים אנרגיה באמצעות נשימת חמצן.
- כל בעלי החיים הינם הטרוטרופים (צרכנים); הם מפיקים תרכובות אורגניות לשם בניית גופם באמצעות צריכה של תרכובות אורגניות (מזון) מהסביבה. המזון, למעשה, הינו בדרך-כלל יצורים אחרים.
- כל בעלי החיים מתרבים ברבייה זוויגית. כל בעל חיים הינו זכר או נקבה; הפריית תא רבייה של נקבה באמצעות תא רבייה של זכר מביאה להיווצרותו של יצור חדש.
הענף בביולוגיה החוקר את בעלי החיים נקרא זואולוגיה.
המגוון הטקסונומי והפנוטיפי בממלכת בעלי החיים הינו עצום. יצורים זעירים כדוגמת הפרעושים, וכן היצור הגדול ביותר על-פני כדור הארץ, הלוויתן, דרים בכפיפה אחת בממלכת בעלי החיים. למרות זאת, השוני והמגוון בממלכות אחרות (ובעיקר בממלכת החיידקים האמיתיים), גדול אף יותר, למרות שהוא פחות נראה לעין; עבור הממלכות האחרות קשה לחבר רשימת תכונות משותפות כמו זו שלעיל. חיידקים, למשל, מתרבים ברבייה זוויגית ואל-זוויגית, מפיקים אנרגיה בצורה אירובית ואנאירובית, וכן הלאה.
המיון המדעי של בעלי חיים
- מערכת ספוגיים (Porifera) – אינם רב תאיים אמיתיים
- מערכת Placozoa
- מערכת Myxozoa
- על מערכה Mesozoa
- מערכת Rhombozoa
- מערכת Orthonectida
- קבוצת Eumetazoa
- מערכת צורבים (Cnidaria) – בקבוצת הנבוביים
- מערכת מסרקניים (Ctenophora) – בקבוצת הנבוביים
- קבוצת Bilateria
- קבוצת Acoelomata
- מערכת תולעים שטוחות (Platyhelminthes)
- קבוצת Coelomata
- קבוצת Deuterostomia
-
- מערכת Chaetognatha
-
- מערכת מיתרניים (Chordata)
-
- מערכת קווצי עור (Echinodermata)
-
- מערכת מיתרני פה Hemichordata
-
- קבוצת Xenoturbellida כוללת סוג יחיד.
- קבוצת Protostomia
-
- קבוצת Annechphora
-
- מערכת תולעים טבעתיות (Annelida)
-
- מערכת Echiura
-
- מערכת Pogonophora
-
- מערכת זרוע רגליים (Brachiopoda)
-
- מערכת חיטחבים (Bryozoa)
-
- מערכת Entoprocta
-
- מערכת רכיכות (Mollusca)
-
- מערכת Nemertea
-
- מערכת Priapulida
-
- מערכת Sipuncula
-
- קבוצת Panarthropoda
-
- מערכת פרוקי רגליים (Arthropoda)
-
- מערכת נושאי הציפורניים Onychophora
-
- מערכת Tardigrada
-
- משפחת Myzostomida
- קבוצת Pseudocoelomata
- מערכת Acanthocephala
- מערכת C | | |
