كيف تحافظ البكتيريا على بقائها إذا أصبحت الظروف البيئة غير ملائمة

كيف تحافظ البكتيريا على بقائها إذا أصبحت الظروف البيئة غير ملائمة ، كأن
يق ّ ل الماء، أو يحدث تغير شديد في درجة الحرارة، أو تندر المواد الغذائية؟ فيما
يلي بعض الطرائق التي تواجه البكتيريا بها هذه الظروف البيئية القاسية:
Endospores عندما تصبح الظروف البيئية قاسية ُ تنتِج
بعض أنواع البكتيريا تركي ً با يسمى البوغ الداخلي endospore . وتعد البكتيريا
المسببة للجمرة الخبيثة أو التيتانوس أو التسمم الوشيقي (البوتيوليني) كلها
أمثلة على البكتيريا المك ّ ونة للأبواغ. ويمكن أن ينظر إلى البوغ الداخلي على
أنه خلية كامنة، تقاوم البيئات القاسية، وتستطيع مقاومة الحرارة العالية والبرودة
الشديدة والجفاف، والتعرض لكميات كبيرة من الأشعة فوق البنفسجية،
وجميعها ظروف تقتل الخلية البكتيرية العادية.
عندما تتعرض البكتيريا للعيش في بيئة قاسية - كما هو موضح في الشكل
3-8 - يحيط غلاف البوغ بنسخة من كروموسوم الخلية وقليل من السيتوبلازم،
وقد يموت ما تبقى من الخلية ويبقى البوغ فقط. وعندما تتحسن الظروف ثانية
ينمو البوغ، فيصبح خلية جديدة. والأبواغ الداخلية لها القدرة على البقاء فترات
طويلة. ونظ ً را إلى أن الخلية البكتيرية الواحدة لا تنتج إلا بو ً غا داخل ﹰﹼ يا واح ً دا فإن
هذه العملية ُ ت َ عد آلي ً ة للبقاء، لا شك ً لا من أشكال التكاثر.
Mutations إذا تغيرت البيئة وكانت البكتيريا غير قادرة على
التكيف مع تلك الظروف الجديدة فقد تنقرض. ولأن البكتيريا تتكاثر بسرعة،
ويزداد تعدادها بشكل كبير فإن الطفرات الوراثية تساعدها على البقاء في بيئة
دائمة التغير. والطفرات تغيرات عشوائية مفاجئة في تسلسل ال DNA تقود إلى
أشكال جديدة من الجينات، وإلى صفات جديدة، وتنوع وراثي. وحين يحدث
تغيُّر في البيئة فقد يكون لبعض البكتيريا ذلك التن ّ وع المناسب من الجينات
الذي يسمح لها بالبقاء والتكاثر، مما يؤدي إلى كثير من المشاكل للإنسان؛ لأن
البكتيريا تقاوم المضادات الحيوية.
تلخيص: اكتب ملخ ً صا تبين فيه تنوع
البدائيات وأهميتها، وكيف تتكاثر؟

خلية خضرية
خللية لأ بموا كغونة
أبواغ داخلية
نمو البوغ الداخلي
ناتج النمو
خلية خضرية
الشكل 8- 3: يمكن أن تعيش الأبواغ
الداخلية في ظروف بيئية
شديدة القسوة.
58
Ecology of Bacteria ‑†œ 

¼˜
إن أول ما يخطر ببال الناس إذا سمعوا اسم البكتيريا هو الجراثيم أو المرض.
غير أن هذا غير صحيح؛ فمعظم البكتيريا لا تسبب المرض، بل إن العديد منها
مفيد، بل قد يصل الأمر إلى اعتقاد البعض أن البشر مدينون للبكتيريا التي
سخرها الله سبحانه وتعالى لهم ، فهي تساعد على تسميد الحقول، وتدوير
المواد الغذائية، وحماية الجسم، وإنتاج الغذاء والدواء.

تسمى المخلوقات التي تحصل على الطاقة من المخلوقات الميتة المح ّ للا ِ ت،
أو ملتهمة المادة العضوية. ومن هذه المح ّ للات البكتيريا. وهي تعمل على
إعادة مواد غذائية مهمة إلى البيئة. وبدون إعادة تدوير هذه المواد الغذائية فإن
كل المواد الخام الضرورية للحياة سوف تسته َ لك. كما أنه يلزمنا استخدام
المزيد من الأسمدة للنباتات إذا لم يثبت النيتروجين اللازم لنمو النباتات.
               ­‑ النيتروجين ضروري لاستمرار الحياة على الأرض؛
فهو مكوِّن أساسي للأحماض الأمينية التي تشكل الوحدات البنائية للبروتينات.
كما أنه يدخل في تركيب ال RNA ، و DNA . يوجد معظم النيتروجين على
الأرض في الغلاف الجوي على هيئة غاز ( N2 ). وتستخدمه بعض أنواع
البكتيريا مباشرة، كما في العقد النيتروجينية الموجودة على جذور النباتات
البقولية كما هو موضح في الشكل 9- 3 ؛ فلديها أنزيمات تحوله إلى مركبات
نيتروجينية في عملية تسمى تثبيت النيتروجين. وتعيش بعض هذه البكتيريا
في التربة.
الشكل 9- 3: إن البكتيريا المث ّ بتة
للنيتروجين  التي تعيش
في ُ ع َ قد جذور النباتات
قادرة على أخذ نيتروجين
الهواء وتحويله إلى شكل
يستخدمه النبات.
عالِم التغذية: يساعد علماء التغذية على
الحفاظ على نكهة الغذاء ولونه وقوامه
وقيمته الغذائية وسلامته؛ فهم يقومون
بقياس قيم المواد الغذائية، واختبار وجود
المخلوقات الضارة، ومنها البكتيريا.
‡ˆ
¨
 
€
 
˜ž

صورة بالمجهر الإلكتروني الماسح مكبرة 120 مرة.
59
أمعاء غليظة
أمعاء دقيقة
الشكل 10 - 3: إن لبكتيريا
الأمعاء أشيرشيا كولاي
E. coli التي تعيش في
أمعائنا أهمية كبيرة في بقائنا
أحياء. يعيش داخل جسمك خارجه ما لا يحصى Normal flora
من البكتيريا، ومعظمها غير ضار. ولهذا، تسمى الفلورا الطبيعية. وهي مهمة ج ﹰﹼ دا
للجسم؛ لأنها حين تنمو وتتكاثر على الجسم تتنافس مع البكتيريا المسببة للمرض،
وتمنعها من إحداث المرض.
أحد أنواع البكتيريا - يسمى أشيرشيا كولاي Escherichia coli - يعيش في
الأمعاء، وهو موضح في الشكل 10 - 3. وبعض سلالة هذا النوع يسبب تسم ً ما غذائ ﹰﹼ يا،
لكن النوع الذي يعيش في أمعاء الإنسان والثدييات الأخر غير ضار، بل مهم للبقاء.
فتلك التي تعيش في الإنسان تك ّ ون فيتامين K الذي تمتصه الأمعاء، فيمنع تجلط الدم.
وهذا نمط للتعايش؛ حيث تجد البكتيريا مكا ً نا داف ً ئا فيه غذاء، وهي في المقابل تزود
الإنسان بمادة غذائية أساسية.
Foods and medicines إذا فكرت في معظم أنواع الأغذية
التي تناولتها في الأيام السابقة - ومنها الجبن واللبن والمخلل وغيرها - فعليك أن
تعرف أنها جمي ً عا صنعت بمساعدة البكتيريا التي تدخل مث ً لا في صناعة الشوكولاتة،
وهي وإن لم تكن موجودة في الشوكولاتة التي تتناولها إلا أنها تستخدم لتحطيم
حبوب الكاكاو في أثناء إنتاجه. وهي كذلك مسؤولة عن الإنتاج التجاري لفيتامين
B12 والرايبوفلافين. وهي مهمة أي ً ضا في مجال الأدوية والبحث العلمي. فعلى
الرغم من أن بعضها يسبب المرض إلا أن بعضها الآخر يقاوم المرض؛ فالمضادات
الحيوية مثل الستربتومايسين والتتراسايكلين والفانكومايسين تنتجها البكتيريا.
 صف فوائد البكتيريا.
60
 3-1 ­‑¢
الفئة المرض
الأمراض التنفسية ألم الحنجرة، ذات الرئة، السعال الديكي، السل، الجمرة الخبيثة
أمراض الجلد حب الشباب، البثور، التهاب الجروح أو الحروق
أمراض القناة الهضمية التهاب القناة الهضمية، أنواع عديدة من تسمم الغذاء، الكوليرا
أمراض الجهاز العصبي التسمم الوشيقي (البوتيوليني)، التيتانوس، التهاب السحايا البكتيري
أمراض تنتقل بوساطة الجنس السفلس (الزهري)، السيلان
أمراض أخر مرض لايم، حمى التيفوئيد
3
تنتمي البدائيات إلى فوق
مملكتين.
معظم البدائيات مفيدة.
للبدائيات آليات متعددة
للمحافظة على بقائها.
بعض البكتيريا يسبب
المرض.
 ارسم مخط ً طا لخلية
بكتيرية.
2. ناقش الأساس المنطقي الذي اعتمده
علماء التصنيف لوضع البدائيات في
مجموعتين بد ً لا من مجموعة واحدة.
3. اشرح آليات بقاء البكتيريا.
4. اكتب ثلاثة أمثلة على البكتيريا المفيدة
للإنسان.

­ 
 .5 لماذا يعد فهم تنوع البدائيات أكثر
صعوبة لد علماء الأحياء مقارنة بالنباتات
أو الحيوانات.
 .6 ‚šš
šš‰ ‡šššˆ : لو سقطت
خلية بكتيريا واحدة من نوع سالمونيلا
الساعة الواحدة بعد الظهر على طعامك
في المطبخ وكان الطعام يشكل ظر ً فا مثال ﹰﹼ يا
لتكاثرها، فاحسب عدد خلايا البكتيريا عند
الساعة الثالثة بعد الظهر. عل ً ما بان البكتيريا
تتضاعف كل 20 دقيقة
Diseasecausing bacteria نسبة صغيرة من البكتيريا هي تسبب الأمراض. ويمكن
أن تحدث البكتيريا الأمراض بإحد طريقتين؛ فبعضها يتكاثر سري ً عا قبل أن تتمكن دفاعات الجسم من القضاء عليها. وقد
ينشر أنوا ً عا من العدو الخطيرة في أجزاء أخر من الجسم.
وبعضها الآخر يفرز سمو ً ما أو مواد أخر . فالبكتيريا المسببة لتسمم الغذاء تفرز س ﹰﹼ ما يسبب شل ً لا لخلايا الجهاز العصبي.
وكذلك يمكن أن تسبب البكتيريا تجاويف في الأسنان في أثناء استعمالها السكر الموجود في الفم، حيث تنتج أحما ً ضا
تسبب تلف الأسنان وتسوسها. ومعظم الأمراض يشير إليها الجدول 1- 3.
كما أن بعض أنواع البكتيريا تسبب أمرا ً ضا للنباتات تنقل العدو فيما بينها. ويحاول الباحثون إيجاد طرائق لمنع الأمراض
التي تسببها البكتيريا للحيوان والنبات. وللحصول على مزيد من المعلومات حول الأمراض البكتيرية ارجع إلى موقع وزارة
الصحة بالمملكة www.moh.gov.sa
لمزيد من المعلومات ارجع إلى الموقع: 61 www.obeikaneducation.com
Ÿ¡
توضح التركيب العام للفيروسات.
تقارن بين تسلسل الأحداث في
تضاعف الفيروس عن طريق دورة
التحلل، والدورة الاندماجية،
وتضاعف الفيروس العكسي.
تناقش تركيب البريونات
وتضا ُ عفها وتأثيراتها عند إحداثها
المرض.
:
بروتين: مبلمر معقد كبير يتكون من
الكربون والهيدروجين والأكسجين
والنيتروجين وأحيا ً نا الكبريت.
¢       
الفيروس
المحفظة
دورة التحلل
الدورة الاندماجية
الفيروس الارتجاعي
البريون

Ž

  الفيروسات والبريونات أصغر وأقل تعقي ً دا من البكتيريا في تركيبها،
وهي تهاجم الخلايا، ويمكن أن تغ ّ ير الوظائف الخلوية.
 تحمل لنا الأخبار كل يوم قص ً صا عن انتشار الأمراض في
العالم، فهنا خبر عن الرشح، وآخر عن أنفلونزا الطيور أو الخنازير، وثالث عن
مرض سارس . ما المشترك بين هذه الأمراض؟ جميعها تسببها فيروسات.
Viruses على الرغم من أن بعض الفيروسات ليس ضا ﹰﹼ را، إلا أن بعضها الآخر يسبب العدو
والضرر لأنواع المخلوقات الحية كافة. الفيروس شريط غير حي من مادة وراثية يقع
ضمن غلاف من البروتين. ومعظم علماء الأحياء لا يع ّ دون الفيروسات حية؛ إذ لا
يتحقق فيها جميع خصائص الحياة. فالفيروسات ليس لديها عضيات لتحصل على
المواد الغذائية أو لتستخدم الطاقة، ولا تستطيع تكوين البروتينات، وهي لا تتحرك،
ولا تتكاثر بنفسها دون الاعتماد على المخلوقات الأخر . وقد ُ تسبِّب بعض
الفيروسات - مثلها في ذلك مثل البكتيريا - أمرا ً ضا للإنسان، ومنها الأمراض المبينة
في الجدول 2- 3، ومنها القوباء التناسلية والإيدز اللذان ينتقلان عن طريق الاتصال
الجنسي المحرم وتعاطي المخدرات ونقل الدم والتعرض للجروح بأدوات ملوثة
عند محلات الحلاقة. ومثل هذه الأمراض لم يعرف لها علاج أو لقاح حتى الآن.
ومن فضل الله علينا أن شرع لنا الزواج طري ً قا شرع ﹰﹼ يا للعلاقة بين الرجل والمرأة،
وحثنا عليه؛ حماية للفرد والمجتمع من الأمراض الجسدية والنفسية.
‑ ‑
 3-2 ­‑¢
الفئة المرض
أمراض تنتقل عن طريق الجنس الإيدز، القوباء التناسلية (الهيربيز).
أمراض الطفولة النكاف، جدري الماء، الحصبة.
الأمراض التنفسية الرشح (الزكام)، الأنفلونزا.
أمراض الجلد الثآليل، داء ال ِ من َ ط َ قة التناسلية.
أمراض القناة الهضمية التهاب القناة الهضمية.
أمراض الجهاز العصبي شلل الأطفال، ال َ ك َ لب (السعار)، التهاب السحايا الفيروسي.
أمراض أخر الجدري، التهاب الكبد الوبائي.
الروم
3-2
Viruses and Prions
62
Virus size : تعد الفيروسات من أصغر التراكيب المسببة للمرض؛
فهي من الصغر بحيث لا ُ تر إلا بأقو المجاهر الإلكترونية؛ إذ يتراوح حجمها بين
300 – 5 نانومتر. وقد نحتاج إلى 10.000 فيروس من فيروسات الرشح لتغطية النقطة
الموجودة في نهاية هذه الجملة.
Virus origin على الرغم من أن العلماء لم يعرفوا في الوقت
الحالي أصل الفيروسات، إ ّ لا أنهم وضعوا عدة نظريات عن نشأتها. ومن النظريات
المادة الوراثية للفيروسات شبيهة بالجينات الخلوية، وأن الله سبحانه وتعالى منح هذه الجينات القدرة على أن توجد خارج الخلايا.
Virus structure يبين الشكل 11 - 3 تركيب الفيروس ال ُ غدي
وفيروس الأنفلونزا وفيروس آكل البكتيريا وفيروس تبرقش التبغ. تسبب العدو
وتسمى المحفظة Capsid DNA أو RNA النووي الذي تحتويه.
 ارسم التركيب العام للفيروس.
  ­‑ ­‑ الفيروس المسبب للجدري فيروس يحتو على DNA . وقد
تفشى الجدري في التجمعات البشرية منذ آلاف السنين. وقد نجح برنامج اللقاحات
بعون الله وتوفيقه، في القضاء على المرض تما ً ما، حتى توقف الآن التطعيم ضد هذا
المرض. لمزيد من المعلومات عن التطعيمات التي توفرها وزارة الصحة ارجع إلى موقع
وزارة الصحة بالمملكة www.moh.gov.sa
Viral Infection

†‰¡
لا بد من دخول الفيروس إلى خلية العائل لكي يتكاثر؛ إذ يلتصق الفيروس أو ً لا
بالخلية المضيفة باستخدام مستقبلات محددة على الغشاء البلازمي لها. وتوجد
مستقبلات محددة للأنواع المختلفة من الفيروسات في المخلوقات المختلفة.
ويفسر هذا عدم قدرة العديد من الفيروسات على الانتقال بين الأنواع المختلفة.
عالِم الفيروسات: يدرس علماء
الفيروسات التاريخ الطبيعي للفيروسات
والأمراض التي تسببها، وهم يقضون
الساعات الطويلة في المختبر لإجراء
التجارب.
‡ˆ
¨
 
محفظة
محفظة
محفظة
شوكة
ليف غلاف
وحدة بروتين
االلومرااثيدةة
ا لما د ة
الوراثية
ا لما د ة
محفظة الوراثية
ذيل
ا لما د ة
الوراثية
خيط
ذيلي
الشكل 11 - :3 تشترك معظم الفيروسات
في أنها مكونة من جزأين على
الأقل: محفظة صغيرة خارجية
من البروتين، ومادة وراثية.
الفيروس الغدي فيروس الأنفلونزا بكتيريوفاج (آكل البكتيريا) فيروس تبرقش
أوراق نبات التبغ
الأكثر احتما ً لا أن الفيروسات نشأت من أجزاء من الخلايا. فقد وجد العلماء أن
قد
بالفيروس ال ُ غدي الزكام العادي (الرشح)، أما الفيروسات الأخر فتسبب الأمراض
المرتبطة باسمها. وتتكون الطبقة الخارجية لهذه الفيروسات كلها من البروتينات،
، ويوجد داخلها المادة الوراثية التي يمكن أن تكون
، لا كلتيهما. وتصنف الفيروسات عادة وفق نوع الحمض
القراءة بالمشاركة: اكتب تقري ً را
حول مرض أنفلونزا الخنازير واقرأه
في الصف وناقشه مع زملائك
للتوصل إلى: مسببات المرض،
وأعراضه، وطرائق انتقاله، وكيفية
الوقاية منه. للمزيد من المعلومات
حول مرض أنفلونزا الخنازير ارجع
إلى موقع وزارة الصحة بالمملكة
.www.moh.gov.sa

63
وعندما يلتصق الفيروس بنجاح بخلية العائل تدخل مادة الفيروس الوراثية إلى سيتوبلازم
الخلية. وفي بعض الحالات يدخل الفيروس بأكمله إلى خلية العائل، وتتحطم المحفظة بسرعة،
مما ُ يع ّ ري المادة الوراثية. وبعدها يستخدم الفيروس خلية العائل للتضاعف ، إما عن طريق دورة
التحلل Lytic cycle أو الدورة الاندماجية Lysogenic cycle . كما هو موضح في الشكل 12 - 3.
Lytic cycle في دورة التحلل تنتج خلايا العائل نس ً خا عديدة من ال DNA
أو RNA للفيروس، الشكل 12 - 3، ثم تقوم جينات الفيروس بتوجيه خلية العائل لتصنع العديد
من بروتين محفظة الفيروس والأنزيمات الضرورية لتكاثر الفيروس. وتتكون الأغلفة البروتينية
حول الحموض النووية للفيروسات الجديدة، فتغادر الفيروسات خلية العائل، إما بالإخراج
الخلوي أو بانفجار الخلية، أو تحللها، مما يحرر الفيروسات الجديدة التي قد تصيب خلايا
جديدة. والفيروسات التي تتكاثر بهذه الطريقة تسبب غال ً با عدو نشطة، تحدث سري ً عا، مما
يعني ظهور الأعراض خلال يوم واحد إلى أربعة أيام بعد التعرض للفيروس. وتعد أمراض
الرشح والأنفلونزا مثا ً لا على العدو النشطة.
Lysogenic cycle في بعض الحالات يدخل DNA الخاص بالفيروس
إلى نواة الخلية العائل؛ حيث يندمج مع كروموسوم خلية العائل الشكل 12 - 3. وحالما يتم ذلك
يصبح DNA الفيروس جز ً ءا دائ ً ما من كروموسوم الخلية العائل، حيث تبقى جينات الفيروس
كامنة لأشهر أو لسنوات، لكنها قد تنشط لاح ً قا بسبب عوامل مختلفة لتحدث الدورة الاندماجية.
وعندها تقوم جينات الفيروس بتوجيه الخلية العائل لإنتاج مزيد من الفيروسات، حيث تخرج
الفيروسات الجديدة إما بانفجار الخلية، أو عن طريق الإخراج الخلوي. ومن هذه الفيروسات
التي تتكاثر بالدورة الاندماجية فيروس القوباء التناسلية.
3-1 
€ ¤