التنوع الحيوي

4-1 التنوع الحيوي

Biodiversity

الأهداف

• تصف الأنواع الثلاثة من التنوع الحيوي.
• تفسر أهمية التنوع الحيوي.
• تلخص الأهمية المباشرة وغير المباشرة للتنوع الحيوي.

مراجعة المفردات

الجين: وحدة وظيفية تسيطر على ظهور الصفات الوراثية، وتنتقل من جيل إلى آخر.

المفردات الجديدة

• الانقراض.
• التنوع الحيوي.
• التنوع الوراثي.
• تنوع الأنواع.
• تنوع النظام البيئي.

الفكرة الرئيسة

يحافظ التنوع الحيوي على الغلاف الحيوي نقيًّا وصحيًّا، ويزود الإنسان بالموارد المباشرة وغير المباشرة.

الربط مع الحياة

لاحظ تأثير الأرانب في الشبكة الغذائية لو ماتت فجأة. ماذا يحدث لباقي المخلوقات الحية في الشبكة الغذائية؟ وهل اختفاء أحد الأنواع من الأرض مهم؟ أو هل يشغل إطاره البيئي نوع آخر؟

المجتمعات الحيوية

Communities

لا يعد فقدان نوع ما كليًّا من الشبكة الغذائية وضعًا خياليًّا، فقد يختفي تمامًا من الغلاف الحيوي عندما يموت آخر مخلوق من هذا النوع، في عملية تسمى الانقراض extinction.

فعندما ينقرض نوع ما يقل اختلاف الأنواع في الغلاف الحيوي، مما يؤدي إلى تدني نوعية الغلاف الحيوي.

فالتنوع الحيوي biodiversity هو تنوع الحياة في مكان ما، ويحدده عدد الأنواع المختلفة الموجودة في ذلك المكان.

ويزيد التنوع الحيوي من استقرار النظام البيئي، ويسهم في جودة الغلاف الحيوي.

ويشتمل التنوع الحيوي على ثلاثة أنواع، هي:

• التنوع الوراثي.
• تنوع الأنواع.
• تنوع النظام البيئي.

التنوع الوراثي

Genetic Diversity

تشكل الجينات المتنوعة أو الخصائص الوراثية التي وهبها الخالق عز وجل للجماعات التنوع الوراثي genetic diversity.

ويبين الشكل 4-1 خصائص متعددة تشترك فيها خنفساء الدعسوقة «أبو العيد»، ومنها تركيب الجسم العام.

وتوضح الألوان المختلفة شكلًا من التنوع الوراثي.

وللخنافس خصائص أخرى مختلفة، لكنها غير ظاهرة تمامًا كلونها، ومنها:

• مقاومة مرض معين.
• القدرة على الشفاء من مرض.
• القدرة على الحصول على مواد غذائية من مورد غذائي جديد عندما يختفي مورد الغذاء القديم.

كما أن للخنافس التي تمتاز بهذه الخصائص قدرة على البقاء والتكاثر أكثر من الخنافس التي ليس لها هذه الصفات.

ويزيد التنوع الوراثي في الجماعات غير المهجنة فيما بينها «التهجين الداخلي» من فرص بقاء بعض الأنواع في حالات تغير الظروف المناخية أو تفشي مرض ما.

الشكل 4-1

تبين خنفساء الدعسوقة Harmonia axyridis بعض التنوع الوراثي بسبب ألوانها المختلفة.

اقترح: بعض الخصائص الأخرى التي تختلف بين حشرات الدعسوقة في الصورة المجاورة.

اسم الصورة المستخرجة:
`01_التنوع_الوراثي_في_خنفساء_الدعسوقة.png`

---

تنوع الأنواع

Species Diversity

يسمى عدد الأنواع المختلفة ونسبة كل نوع في المجتمع الحيوي تنوع الأنواع species diversity.

لاحظ عدد الأنواع المختلفة من المخلوقات الحية في الشكل 4-2.

ويمثل هذا الموطن البيئي منطقة ذات مستوى عالٍ من تنوع الأنواع؛ بسبب وجود الكثير من الأنواع في موقع واحد.

ولكن تنوع الأنواع غير متساوي التوزيع في الغلاف الحيوي، فيزداد التنوع كلما انتقلت جغرافيًّا من المناطق القطبية إلى المناطق الاستوائية.

فمثلًا يبين الشكل 4-3 عدد أنواع المخلوقات الحية التي تنتشر في المملكة العربية السعودية.

استخدم مفتاح الألوان لمشاهدة التنوع الحيوي في المملكة.

ماذا قرأت؟

قارن بين التنوع الوراثي وتنوع الأنواع.

الشكل 4-2

تتجمع أنواع مختلفة من المخلوقات الحية في هذه المنطقة، فتجعلها موطنًا بيئيًّا يتميز بالتنوع.

اسم الصورة المستخرجة:
`02_تنوع_الأنواع_في_الموطن_البيئي.png`

الشكل 4-3

تبين هذه الخريطة توزيع أنواع مختلفة من المخلوقات الحية في المملكة.

عدد بعض الأنواع في المملكة العربية السعودية

• الزواحف: 167 نوعًا.
• الثدييات: 93 نوعًا.
• الطيور: 400 نوع.

حدد: أي المواقع تحوي أكبر عدد من الزواحف؟

اسم الصورة المستخرجة:
`03_توزيع_الأنواع_في_المملكة_العربية_السعودية.png`

المطويات

ضمن مطويتك معلومات من هذا القسم.

نشاط 1

عرض عملي: التنوع الوراثي

ابحث في الإنترنت عن نباتين وحيوانين ذوي تنوع وراثي، موضحًا ما يأتي:

• صور وأسماء النباتين والحيوانين اللذين تم اختيارهما.
• هل جميع صفات التنوع الوراثي صفات ظاهرة فقط؟ برر إجابتك.
• ما مفهوم التنوع الوراثي لدى المخلوقات الحية؟ وما أسبابه؟
• قارن بين المخلوقات النقية السلالة والمخلوقات ذات السلالة الخليطة.
• هل هناك فوائد تعود بالنفع على الإنسان من استخدامه للتنوع الوراثي للمخلوقات الحية؟

---

تنوع النظام البيئي

Ecosystem Diversity

يسمى التباين في الأنظمة البيئية الموجودة في الغلاف الحيوي تنوع النظام البيئي ecosystem diversity.

يتكون النظام البيئي من جماعات حيوية يتفاعل بعضها مع بعض، ومن العوامل اللاحيوية التي تدعمها.

وتؤثر العلاقات بين المخلوقات الحية في تكوّن أنظمة بيئية مستقرة.

وللمواقع المختلفة حول العالم عوامل لاحيوية مختلفة تدعم أنواعًا مختلفة من الحياة.

فللنظام البيئي في ألاسكا مثلًا مجموعة عوامل لاحيوية تدعم ضأن الدال Dall المبين في الشكل 4-4.

والنظام البيئي في المناطق الاستوائية يدعم حياة الطيور الاستوائية، كما في الشكل 4-4.

وتدعم الأنظمة البيئية جميعها على الأرض مجموعة متنوعة من المخلوقات.

ماذا قرأت؟

فسر لماذا ينتج عن تنوع النظام البيئي تنوع الأنواع في غلاف حيوي صحي؟

الشكل 4-4

يحوي الغلاف الحيوي العديد من الأنظمة البيئية التي تحوي عوامل لاحيوية متنوعة تدعم مخلوقات حية مختلفة.

الصور الظاهرة

• طائر استوائي في بيرو.
• ضأن الدال.

أسماء الصور المستخرجة:

`04_طائر_استوائي_وتنوع_النظام_البيئي.png`

`05_ضأن_الدال_وتنوع_النظام_البيئي.png`

المفردات الأكاديمية

متنوع Diverse

يتكون من أنواع مختلفة.

مثال: ألوان الأزهار وأشكالها متنوعة كثيرًا.

أهمية التنوع الحيوي

The Importance of Biodiversity

هناك أسباب متعددة تدفعنا إلى الحفاظ على التنوع الحيوي.

إذ يهتم الكثير من الناس بالمحافظة على الأنواع وحمايتها على الأرض من أجل حياة الأجيال القادمة، بالإضافة إلى الأسباب الشرعية والاقتصادية والجمالية والعلمية التي تدعو إلى المحافظة على التنوع الحيوي.

القيمة الاقتصادية المباشرة

Direct Economic Value

للحفاظ على التنوع الحيوي قيمة اقتصادية مباشرة لدى الناس؛ إذ يعتمد الإنسان على النباتات والحيوانات في:

• الطعام.
• الملابس.
• الطاقة.
• العلاج.
• المسكن.

فحفظ الأنواع التي تستخدم مباشرة مهم جدًّا.

ومن المهم أيضًا المحافظة على التنوع الوراثي في الأنواع التي لا تستخدم على نحو مباشر؛ حيث تعد موارد محتملة للجينات المرغوب فيها التي نحتاج إليها في المستقبل.

---

وسبب الحاجة إلى الجينات المرغوب فيها في المستقبل هو أن معظم المحصول الغذائي في العالم يعتمد على بعض الأنواع فقط، والتنوع الوراثي في هذه النباتات قليل.

وتعاني هذه النباتات المشكلات نفسها التي تعانيها الأنواع ذات التنوع الوراثي المحدود، ومنها نقص مقاومة المرض.

وفي الكثير من الحالات تنمو أجناس المحاصيل القريبة جدًّا بعضها من بعض في موطنها البيئي الأصلي على نحو واسع.

وهذه الأنواع البرية تخدمنا؛ لأنها مستودع للصفات الوراثية المرغوب فيها التي نحتاج إليها لتحسين أنواع المحاصيل المحلية.

فنبات التيوسنت مثلًا، المبين في الشكل 4-5، يندرج تحت نوع نبات الذرة نفسه، وهو مقاوم لأمراض الفيروسات التي تضر محصول الذرة.

وباستخدام هذا النوع البري طور علماء أمراض النبات أنواع نبات ذرة مقاومة للمرض.

فلو فقد هذا النوع البري فسوف يضيع هذا التنوع الوراثي، وتضيع كذلك القدرة على تطوير أنواع ذرة مقاومة للمرض أيضًا.

إضافة إلى ذلك، بدأ علماء الأحياء معرفة كيف يتم نقل الجينات المسؤولة عن السيطرة على وراثة الخصائص من نوع إلى آخر من خلال آلية الهندسة الوراثية.

وتم إنتاج محاصيل مقاومة لبعض الحشرات، مما زاد من قيمتها الغذائية، كما أصبحت أكثر مقاومة للتلف.

ومعظم الأنواع البرية من النباتات والحيوانات لم يتم تحديد وتقييم صفاتها الوراثية المفيدة للاستفادة منها.

ويزيد هذا من أهمية الأنواع التي ليس لها حاليًّا قيمة اقتصادية ملحوظة؛ لأن قيمتها الاقتصادية قد تزداد في المستقبل.

ماذا قرأت؟

فسر لماذا يعد حفظ التنوع مهمًّا لتزويد الإنسان بالغذاء؟

الشكل 4-5

يحوي نبات التيوسنت جينات مقاومة لكثير من أمراض الفيروسات التي تصيب نبات الذرة.

وتستخدم هذه الجينات لإنتاج أنواع من الذرة المحلية المقاومة للفيروسات.

الصور الظاهرة

• نبات الذرة المحلي.
• نبات التيوسنت البري.

اسم الصورة المستخرجة:
`06_نبات_الذرة_المحلي_ونبات_تيوسنت_البري.png`

---

الربط مع الصحة

تستخلص الكثير من الأدوية المستخدمة اليوم من النباتات أو المخلوقات الحية الأخرى.

فكما تعلم فإن البنسلين مضاد حيوي فعال اكتشفه العالم إسكندر فلمنج عام 1928م، ويستخلص من فطر البنسيليوم الذي يصيب الخبز.

كما استخلص مسكن الألم ساليسين من شجرة الصفصاف.

وتصنع اليوم نسخة من هذا الدواء في المختبر تعرف بالأسبرين.

ويبين الشكل 4-6 أن زهرة الونكة التي وجدت حديثًا تنتج مواد تفيد في معالجة بعض أنواع سرطان الدم.

وقد استخدم هذا المستخلص في تطوير عقار يزيد من معدل مقاومة مرض سرطان الدم من 20% إلى 95%.

وقد استمر العلماء في البحث عن مستخلصات من النباتات أو المخلوقات الحية الأخرى التي تساعد على علاج أمراض الإنسان.

ولكنهم لم يتعرفوا بعد على الكثير من أنواع المخلوقات الحية، وخصوصًا تلك التي تعيش في المناطق النائية من الأرض.

ولهذا فإن قدرتها على إنتاج مثل هذه المستخلصات أو الجينات المفيدة غير معروفة.

الشكل 4-6

تستخدم الأدوية المستخلصة من زهرة الونكة «الدفلة» Catharanthus roseus لعلاج أنواع من سرطان الدم عند الأطفال.

لخص: لماذا يعد حفظ التنوع الحيوي مهمًّا للمجال الطبي؟

اسم الصورة المستخرجة:
`07_زهرة_الونكة_واستخدامها_في_الأدوية.png`

القيمة الاقتصادية غير المباشرة

Indirect Economic Value

يوفر الغلاف الحيوي للإنسان والمخلوقات الحية الأخرى التي تعيش على الأرض الكثير من الفوائد.

فمثلًا تزود النباتات الخضراء الجو بالأكسجين، وتتخلص من ثاني أكسيد الكربون.

كما تزود الموارد الطبيعية الإنسان بماء شرب آمن للاستخدام البشري.

ويعاد تدوير المواد من خلال مخلوقات حية وعمليات لاحيوية لتزويد المخلوقات الحية الأخرى جميعها بالغذاء.

والأنظمة البيئية السليمة:

• توفر الحماية من الفيضانات والجفاف.
• تولد تربة خصبة وصحية.
• تزيل السموم.
• تحلل الفضلات.
• تنظم المناخات المحلية.

تجربة 4-1

دراسة عينات أوراق أشجار متساقطة

كيف تحسب التنوع الحيوي؟

ليس ممكنًا عد كل مخلوق حي في العالم، مما يجعل حساب التنوع الحيوي صعبًا.

لذا يستخدم العلماء تقنيات أخذ العينات لهذا الغرض، ثم يحسبون التنوع الحيوي في منطقة معينة، ويستخدمون هذا الرقم لتقدير التنوع الحيوي في مناطق مشابهة.

خطوات العمل

• املأ بطاقة السلامة في دليل التجارب العملية على منصة عين.
• عد الأنواع التي تميزها بالعين وتوجد على جزء من عينة أوراق الأشجار المتساقطة التي زودك بها معلمك، ثم سجلها، وابحث عن أي أنواع غير معروفة في الدليل الميداني.
• سجل ملاحظاتك في جدول بيانات.
• احسب مؤشر التنوع IOD باستخدام المعادلة الآتية:

مؤشر التنوع = عدد الأنواع المميزة × عدد العينات ÷ العدد الكلي للأفراد

الأنواع المميزة هي الأنواع المختلفة التي لوحظت، وعدد الأفراد الكلي هو مجموع كل فرد تمت ملاحظته.

التحليل

• صنف الأنواع الأصيلة وغير الأصيلة التي شاهدتها في منطقتك.
• استنتج من خلال دراستك: هل تؤثر الأنواع غير الأصيلة، إن وجدت، في الأنواع الأصيلة؟ وهل الأنواع غير الأصيلة دخيلة؟ وكيف تعرف ذلك؟
• كوّن فرضية حول ما إذا تغير مؤشر التنوع في منطقتك خلال الـ200 سنة الماضية. وضح ذلك.

---

وقد سخر الله سبحانه وتعالى موارد الطبيعة؛ حيث يمكن أن يحصل الإنسان على الماء الصالح للشرب بتكلفة أقل من استخدام التقنيات التي تعطي الخدمة نفسها.

ويعتقد بعض العلماء أن الطبيعة يجب أن تكون الخيار الأول المطلوب في تزويدنا بهذه المصادر.

وتشير الأبحاث إلى أنه عند حفظ الأنظمة البيئية الصحية وحمايتها، فإن الفوائد التي توفرها الأنظمة البيئية ستبقى أقل تكلفة من الخدمات التي تقدمها التقنيات لمعالجة المشكلات البيئية.

القيم العلمية والجمالية

هناك اعتباران إضافيان للحفاظ على التنوع الحيوي والأنظمة البيئية الصحية، هما:

• القيم الجمالية.
• القيم العلمية.

فمن الصعب تقدير قيمة شيء جميل أو دراسته الممتعة، كالنظام البيئي المبين في الشكل 4-7.

إذا تصورت شكل الحياة عندما يتجمع كل ما كان على سطح الأرض فوق أرض قاحلة ومقفرة، فعندئذ سيكون التنوع الحيوي وصحة الأنظمة البيئية أكثر وضوحًا.

والاهتمام بالقيم العلمية والجمالية يعكس طبيعة الحياة في نيوم NEOM «مدينة المستقبل» على الأطراف الشمالية الغربية من المملكة العربية السعودية.

حيث سيبصر مشروع نيوم النور ليكون مجتمعًا جديدًا مستقلًّا يعيش على أرضه الملايين في جو ينبض بالحيوية والتنوع.

فقد صمم المشروع ليوفر لقاطنيه الراغبين في العيش أو العمل أعلى مستويات الراحة والرفاهية، ناهيك عن الخدمات المتميزة كالتعليم والرعاية الصحية والمرافق الاجتماعية.

ويكتمل جمال المشهد ببنية تحتية متطورة تقنيًّا لا أثر فيها للكربون، ونظام مبتكر يضع الشركات والأعمال في قلب اهتماماته وأولوياته.

وتمثل أبحاث التقنية الحيوية سبيلًا للوصول إلى الصحة والرفاهية العلمية في المستقبل.

وسيصبح مشروع نيوم الوجهة الأكفأ لاستقطاب الكفاءات العلمية في المستقبل.

المصدر: كتيب مشروع نيوم، الصفحات 10-16.

الشكل 4-7

من الصعب ربط القيمة الاقتصادية بالمستوى الجمالي لكل من النظام البيئي الصحي والتنوع الحيوي.

اسم الصورة المستخرجة:
`08_القيمة_الجمالية_للنظام_البيئي_الصحي.png`

نشاط 2

التنوع الطبيعي والبيئي في بعض مناطق المملكة

مستعينًا باستخدام الحاسب الآلي وبالبحث في مصادر المعلومات المختلفة عبر الإنترنت:

صمم خريطة معرفية توضح التنوع الطبيعي والبيئي في ثلاث مناطق بيئية مختلفة من أرجاء وطننا الغالي، معززًا هذه الخريطة المفاهيمية بالصور والبيانات والإحصائيات.