ما هو نظام تصنيف الكائنات الحية؟
علم التصنيف (بالإنجليزية: Taxonomy) يُعتبر أحد فروع علم الأحياء، ويختص بدراسة وتوصيف جميع الكائنات الحية الموجودة في بيئتنا، بما في ذلك النباتات والحيوانات والكائنات الدقيقة. يشمل هذا العلم تسميات محددة وتنظيم الكائنات ضمن مجموعات مترابطة، حيث يعتمد التصنيف على عدة معايير مثل الشكل والسلوك والصفات الجينية والبيوكيميائية. يعد النوع (بالإنجليزية: Species) الوحدة الأساسية في هذا النظام، ويعرف بأنه مجموعة من الكائنات الحية المتشابهة، القادرة على التزاوج وإنتاج نسخ خصبة.
يقدم علماء التصنيف اسمًا لاتينيًا عالميًا موحدًا لكل نوع من الأنواع المعروفة، وذلك من خلال استخدام الاسم العلمي (بالإنجليزية: Scientific Name) الذي يتضمن اسم النوع والعائلة، مما يسهل التعرف على الكائنات الحية في جميع أنحاء العالم بغض النظر عن اللغة.
كيفية تصنيف الكائنات الحية؟
يُعتبر روبرت ويتاكر (Robert Whittaker) أول من قام بتقسيم الكائنات الحية إلى خمس ممالك رئيسية. حيث قام بتنظيم الأنواع المتشابهة باستناد على طريقة نموها. ولذا، يتم تصنيف الكائنات الحية وفقًا للعوامل التالية:
- طريقة التغذية: حيث توجد كائنات ذاتية التغذية تعتمد على نفسها في الحصول على الغذاء، وكائنات غير ذاتية التغذية تعتمد على كائنات حية أخرى.
- تنظيم الخلايا: حيث يمكن أن يكون الكائن حي أحادي الخلية أو يتكون من عدة خلايا (متعدد الخلايا).
- أنواع الخلايا: تكون إما حقيقية النوى (أي أن المواد الوراثية محاطة بغشاء) أو بدائية النوى.
- طريقة التنفس: سواء كانت تحتاج إلى الأكسجين (هوائية) أو لا تحتاجه (لا هوائية).
- نوع التكاثر: ممكن أن يكون جنسيًا أو لاجنسيًا أو بواسطة الأبواغ.
- الحركة: قد تكون الكائنات الحية متحركة أو ثابتة.
وفيما يلي الممالك الخمسة وخصائصها:
مملكة الحيوانات
تُعد مملكة الحيوانات من أكثر الممالك تنوعًا، حيث تتميز جميع الأنواع فيها بأنها حقيقية النوى ومتعددة الخلايا، وتتوالد عادةً بطرق جنسية. تعتمد الحيوانات على كائنات أخرى في تغذيتها وتتنفس الهواء. وتنقسم هذه المملكة إلى مجموعتين رئيسيتين: الفقاريات واللافقاريات، وتشمل الثدييات والأسماك والطيور والزواحف والبرمائيات والحشرات والرخويات والديدان.
مملكة النباتات
تعد مملكة النباتات من أقدم الممالك التي تم تصنيفها، وتتميز الكائنات الحية فيها بأنها ثابتة (لا تتحرك)، ومتعددة الخلايا وحقيقية النوى. تحتوي خلاياها على السيليلوز والكلوروفيل، مما يجعلها ذاتية التغذية، وتنتج الأكسجين من خلال عملية البناء الضوئي. تشمل أمثلة عليها الأشجار والنباتات العشبية.
مملكة الفطريات
تشمل مملكة الفطريات مجموعة العفن والخمائر والفطريات مثل المشروم، ومن أهم خصائصها:
- خلايا حقيقية النوى وغير متجانسة.
- متعددة الخلايا تحتوي جدران خلاياها على الكيتين (بالإنجليزية: chitin).
- تتغذى على الكائنات الحية الأخرى.
- تتكاثر بواسطة الأبواغ (بالإنجليزية: spores).
مملكة الطلائعيات
تتضمن هذه المملكة الكائنات شبه الحية، وهي كائنات حقيقية النوى لم يتم شملها ضمن الحيوانات أو النباتات أو الفطريات، وتتصف بأنها غير متجانسة. ومن الأمثلة عليها الكائنات الأولية (protozoa).
مملكة البدائيات
تشمل مملكة الكائنات المجهرية التي تعيش في جميع البيئات، وتكون عبارة عن كائنات وحيدة الخلية بلا نواة محددة، وهي تشمل كائنات بدائية النواة مثل البكتيريا والعتائق (بالإنجليزية: archaea)، ويمكن تلخيص خصائصها كالتالي:
- البكتيريا: معظمها هوائية وتعتمد على كائنات أخرى في الغذاء.
- العتائق: لاهوائية وتتكيف لتغذيتها بواسطة التمثيل الكيميائي.
مستويات التصنيف الحديث
مع تقدم العلم والقدرة على تحليل البيانات الجينية، اتضح وجود تداخلات وراثية تربط بين بعض أنواع الطلائعيات والنباتات أو الحيوانات أكثر من تلك التي ترتبط بها داخل مملكة الطلائعيات. لذا، تم تقديم مستوى تصنيفي جديد يُعرف “فوق المملكة”، حيث تم تقسيم الكائنات الحية إلى ثلاثة فوق ممالك:
- فوق مملكة البدائيات.
- فوق مملكة البكتيريا.
- فوق مملكة حقيقيات النواة.
ويتم تصنيف الكائنات الحية عبر نظام هرمي متسلسل، حيث يقع كل فئة ضمن الأخرى، وبذلك يأتي المستوى الأول من التصنيف واسعًا ليشمل العديد من الكائنات الحية، ثم يصبح أكثر تحديدًا حتى يصل إلى كائن حي واحد، وذلك من خلال المستويات التالية:
- فوق المملكة (بالإنجليزية: Domain)
- المملكة (بالإنجليزية: Kingdom)
- الشعبة (بالإنجليزية: Phylum)
- الطائفة (بالإنجليزية: Class)
- الرتبة (بالإنجليزية: Order)
- العائلة (بالإنجليزية: Family)
- الجنس (بالإنجليزية: Genus)
- النوع (بالإنجليزية: Species)
If we illustrate the different levels in the modern classification system, we consider, for instance, the animal kingdom which is divided into numerous phyla, one of which is chordates encompassing all vertebrates. The phylum is further broken down into classes like mammals and reptiles. Each class contains multiple orders, and every order comprises several families, which in turn consist of genera, and each genus is divided into species. For instance, humans fall under the above kingdom of eukaryotes, animal kingdom, phylum of chordates, class of mammals, order of primates, family of hominoids, genus Homo, and species sapiens, according to Carl Linnaeus’s classification (Homo sapiens).
التصنيف الحديث للكائنات الحية
طور العلم كارل وويس (Woese) التصنيف الحديث للكائنات الحية بإضافة مفهوم المجالات الثلاثة (فوق المملكة) (بالإنجليزية: domain). يعتمد هذا التصنيف الحديث على عدة معايير مثل الشكل الهيكلي والتشابه، والسجل الأحفوري، وتنظيم الخلايا، والعلاقات التطورية المبنية على الأنساب.
فوق مملكة البدائيات
تشمل فوق مملكة البدائيات العتائق التي تحمل RNA ribosomal فريد من نوعه، ومعظم أغشيتها تتكون من مركبات هيدروكربونية مرتبطة بالغليسيرين عن طريق روابط الأثير، ما يجعلها قادرة على العيش في بيئات قاسية، مثل مولدات الميثان (بالإنجليزية: methanogens) ومحبات الملوحة (بالإنجليزية: halophiles).
فوق مملكة البكتيريا
تشتمل على البكتيريا الحقيقية التي يمكن العثور عليها في جميع البيئات، وتسبب العديد من الأمراض للإنسان ولكنها تلعب دورًا جيدًا في إنتاج المضادات الحيوية وهضم الطعام، وتتميز بأنها خلايا بدائية النواة ولها أغشية تتكون من أحماض دهنية.
فوق مملكة حقيقيات النواة
تشمل هذه المجموعة جميع الكائنات حقيقية النواة، ولديها تشابه مع فوق مملكة البكتيريا من حيث أغشية الخلايا، ولكن جدرانها الخلوية لا تحتوي على البيبتيدوغلايكان، وتتوزع هذه المجموعة على أربع ممالك:
- مملكة الطلائعيات: تشمل كائنات حية حقيقية النواة وغالبًا ما تكون أحادية الخلية.
- مملكة الفطريات: يمكن أن تكون أحادية أو متعددة الخلايا.
- مملكة النباتات: كائنات متعددة الخلايا تعتمد على عملية البناء الضوئي.
- مملكة الحيوانات: تتضمن كائنات متعددة الخلايا تفتقر للجدران الخلوية.
أهمية علم التصنيف
يمكن تلخيص أهمية علم التصنيف في النقاط التالية:
- يتيح للعالعلماء دراسة الكائنات الحية وتحديد المجموعات الموجودة ضمن نظام موحد ومعتمد عالميًا، ويعتمد على أسس علمية وليس على المظهر الخارجي فقط.
- يُستخدم في مختلف فروع علوم الأحياء، مثل علم الوراثة والتطور.
- يسهل فهم الأنواع القديمة ودراسة الأنواع المكتشفة حديثًا.
تاريخ التصنيف
ظهرت الحاجة إلى علم التصنيف منذ الأزل، حيث كان الإنسان بحاجة إلى التفريق بين الكائنات النافعة والضارة. وتطورت أنظمة التصنيف عبر الزمن بفضل جهود العديد من العلماء، ومن بينهم:
أرسطو
أرسطو، الفيلسوف اليوناني، قام بتقسيم الكائنات الحية إلى نباتات وحيوانات، وقسم الحيوانات إلى ذوات الدم وعديمات الدم، كما صنف الحيوانات حسب موطنها. تلميذه ثيوفراستس كتب تصنيفًا للنباتات التي كانت معروفة في زمنه.
كارل لينيوس
أنه أسس لنظام التصنيف الحديث وأدخل النظام الثنائي في تسمية الأنواع، بحيث يتكون الاسم العلمي من اسمين.
علماء آخرون
تعدد العلماء الذين أسهموا في تطوير علم التصنيف، بما في ذلك:
- ديوسكوريديس (Dioscorides): صنف النباتات بناءً على خصائصها الطبية.
- بلينيوس (Plinius): وصف النباتات وأعطاها أسماء لاتينية لا تزال معترف بها.
- جون راي (John Ray): الذي حاول التصنيف بناءً على الخصائص.
- جان باتيست دي لامارك (Jean-Baptiste de Lamarck): ساهم في تطوير علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء.
هل تخرج الفيروسات من التصنيف الحديث للكائنات الحية؟
نعم، تُعتبر الفيروسات خارج نطاق التصنيف الحديث للكائنات الحية، حيث أنها ليست خلايا وبالتالي تحتاج إلى خلية كائن حي آخر لكي تستطيع التعايش والتكاثر.
ما دور العلماء عند اكتشاف نوع جديد من الكائنات الحية؟
يتطلب تصنيف الكائن الحي الجديد جهدًا كبيرًا وقد يستغرق عدة سنوات، حيث يبدأ العلماء بدراسته والتحقق من مميزاته. تشمل الخطوات:
- مقارنة الكائن الجديد بعينات سابقة والتحليل الجزيئي.
- تقديم وصف شامل وتسمية جديدة.
- نشر نتائجهم بصورة صحيحة.
تطورت أعراف التصنيف عبر الزمن من تصنيفات بسيطة إلى نظام أكثر قبولاً ومعرفة يتمحور حول خمس ممالك، وقد أضيف أيضًا مفهوم فوق المملكة لتقسيم الكائنات الحية إلى ثلاث مجاميع هامة.