زیست‌شناسی

جدول حیات جانداران و نقش آن در آموزش زیست شناسی

شرحی بر نظم قاعده مند دنیای جانداران

با وجود این که در عصر زیست­ شناسی مدرن به سر می­ بریم و چندین دهه است که دانشمندانِ این رشته، فناوری­ های پیشرفت ه­ای مانند کلون­سازی ژن­ها، واکنش زنجیره­ای پلیمراز (PCR; Polymerase Chain Reaction) و CRISPER (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) را به خوبی گسترش داده ­اند. ولی در آموزش مقدماتی زیست­ شناسی ناگزیر به استفاده از مفاهیم اولیه زیست­ شناسی هستیم که در حیطه زیست ­شناسی سنتی می­ گنجد؛ مثل رده ­بندی علمی جانداران، که در حدود سه قرن پیش توسط کارل لینه(Carl von Linné)، به شکل امروزی، پایه ­گذاری شده است. اهمیت این مطلب در زیست ­شناسی، دقیقا مانند آموزش ریاضیات است که با آموزش اعداد، جدول ضرب و چهارعمل اصلی شروع می­ شود و یا آموزش شیمی که با آموزش جدول تناوبی و نشانه­ های عناصر شروع می ­شود.

در این مقاله قصد دارم، به بررسی و اهمیت تاثیر آموزش رده­ بندی جانداران بر یادگیری زیست­ شناسی در نظام آموزشی بپردازم و با ارائه الگویی نوین از معرفی کلی جانداران با عنوان جدول حیات(Life Table) به چند سوال مهم زیر پاسخ دهم:

 آیا برای آموزش مقدماتی زیست­شناسی عمومی در دوره دبیرستان، نیازی به آشنائی با مشخصات کلی و گروه­ های اصلی جانداران وجود دارد؟ ضرورت این کار چیست؟

چگونه می­ توان دانش ­آموزان دبیرستانی را به نحو کارآمدی با  گروه­ های اصلی جانداران آشنا کرد؟ تاثیر این فرایند در یادگیری مباحث مختلف زیست­ شناسی چیست؟

مقدمه

پیدایش عالم. اخترفیزیک­دانان (Astrophysicians) گستره عالم را حدود ۱۴ میلیارد سال نوری برآورد کرده ­اند. این محاسبه بر اساس محاسبه مسافت طی شده توسط نور از زمان انفجار بزرگ یا مه­بانگ (Big Bang) و شکل ­گیری فضا، زمان و اجرام آسمانی است. از آن زمان تاکنون نور با سرعت از مرکز عالم دور می ­شود و عالم گسترش می­ یابد. بر طبق نظریه مه‌بانگ، جهان از یک نقطه بسیارچگال و داغ گسترش یافته‌است. هم‌اکنون به علت وجود انرژی تاریک، به سرعت در حال گسترش است. این مجموعه عظیم و لایتناهی شامل میلیاردها میلیارد جرم آسمانی است. به عقیده برخی از فیزیک دانان شاید دنیاهای دیگری نیز به موازات دنیای ما وجود داشته باشد. در این دنیای بیکران، زمین ما سیاره­ای منحصر به فرد است که با قابلیت­ها و شرایط ویژه­ای آفریده شده است تا حیات مبتنی بر کربن را به عالم عرضه کند. به نظر می­رسد، زمینِ ما تنها سیاره­ای است که امکان پیدایش حیات مبتنی بر کربن بر روی آن فراهم شده است. البته، شاید چنین نباشد!

با وجود تلاش­ های بی­شمار دانشمندان با روش­های مختلف، مانند ثبت امواج رادیوئی و ارسال فضاپیما به فضا هنوز هیچ نشانه ­­ای از حیات (مشابه آنچه بر روی زمین است) در عالم شناسائی نشده است. ولی احتمال این که در این دنیای بیکران شرایط دیگری همانند یا مشابه زمین پدید آمده باشد، دور از ذهن نیست. شاید، تلسکوب فضائی جیمز وب (James Webb Space Telescope)، در آینده ­ای نه چندان دور، اطلاعات ارزشمند و نویدبخشی به دنیای علم عرضه نماید.

انفجار بزرگ (مه­بانگ) و پیدایش عالمشکل۱. انفجار بزرگ (مه­بانگ) و پیدایش عالم: گاه‌شمار انبساط متریک فضا که در آن فضا شامل فضای قابل مشاهده و فضای فرضی غیرقابل مشاهده را در هر مقطعی از زمان با برش‌های دایره‌ای نمایش می‌دهد. در انتهای سمت چپ شکل انبساط دراماتیکی قابل مشاهده است که نمایانگر دوره­ی تورم کیهانی اولیه است و در مرکز آن انبساط شتاب می‌گیرد.

طبیعتِ منظم: بدون شک، یکی از اصول مهم در عالم، نظم منطقی حاکم بر پدیده­ های طبیعی می­باشد. دانشمندان در سده­ های گذشته تعداد بسیاری  از اصول حاکم بر دنیای زنده و غیر زنده را تحت عنوان قوانین علمی به بشریت معرفی کرده ­اند؛ مانند قوانین حرکت، جاذبه، ترمودینامیک و قوانین وراثت و …. نظم حاکم بر طبیعت، به طور شگفت ­آوری، پیش­بینی پدیده ­ها را امکان پذیر می­ سازد. مانند زمان خسوف، دوره تاریکی و روشنائی، زمان جذر و مد، رشد و نمو و تولید مثل گیاهان و جانوران، مهاجرت پرندگان و ….

جدول تناوبی مندلیف، از شاهکارهای جالب و بی­ نظیر در زمینه نظم موجود در دنیای عناصر شیمیائی است. دیمیتری مِندِلیف (Dmitri Mendeleev) در سال ۱۸۳۴ در روستایی نزدیک شهر توبولسک در کشور روسیه متولد شد. وی در سال ۱۸۶۵ دکترای علوم را به خاطر پایان‌نامه‌اش با عنوان «درباره ترکیبات آب با الکل» دریافت کرد و به کسوت استاد شیمی در دانشگاه و مؤسسه ایالتی تکنولوژی سن پترزبورگ نائل آمد. مندلیف افتخارات زیادی در سازمان‌های علمی سرتاسر اروپا از جمله انجمن سلطنتی انگلستان داشت. او در سال۱۸۹۳ به عنوان مدیر اداره بین‌المللی اوزان و مقیاس‌ها منصوب شد. مندلیف در سال ­های پایانی عمر با وجود صلاحیت برای کسب جایزه نوبل، در نتیجه مخالفت یکی از اعضای آکادمی علوم سوئد، از دستیابی به این افتخار بزرگ محروم شد. سرانجام،  مِندِلیف در سال ۱۹۰۷ در سن ۷۲ سالگی بر اثر ابتلا به بیماری آنفلوآنزا در سن پترزبورگ دیده از جهان فروبست؛ ولی دستاوردهای بی­نظیر او در زمینه تنظیم جدول تناوبی عناصر شیمیائی هم­چنان چراغ راه و راهنمای شیمیدانان سرتاسر جهان است.

بدون شک، آموزش و یادگیری شیمیِ عناصر، بدون جدول تناوبی مندلیف، کاری بس دشوار و طاقت فرسا خواهد بود. جدول تناوبی به گونه ­ای تنظیم شده است که، با دانستن ویژگی­ های یک عنصر یا گروهِ عناصر می ­توان ویژگی ­ها و خواص عنصر یا گروه بعدی عناصر را به طور دقیق پیش­بینی کرد. این جدول نمونه بارز و هوشمندانه از کشف نظم موجود در دنیای مواد و عناصر سازنده عالم می­ باشد. ذکر تجربه شخصی اینجانب در حفظ جدول تناوبی در سال دوم دبیرستان و تاثیر شگرف آن در فهم شیمی خالی از لطف نیست.

شکل 2. دیمتری مندلیف و جدول تناوبی عناصر

شکل ۲. دیمتری مندلیف و جدول تناوبی عناصر

داستان پیدایش حیات

آیا با مطالعه دنیای موجودات زنده نیز می­ توان نظمی تدریجی، مشابه نظم موجود در جدول تناوبی مندلیف مشاهده کرد؟ به طور قطع و یقین پاسخ به این پرسش مثبت، ولی یافتن و ترسیم چنین جدول یا طرحی مشابه آن، بسیار دشوار است. چرا؟

چون، حیات پدیده ­ای چندبعدی و بسیار پیچیده تر از دنیای مواد در علوم فیزیک و شیمی است. بنابراین، یافتن قوانین حاکم بر دنیای موجودات زنده نیز به مراتب دشوارتر است. لذا، ترسیم چنین جدولی، بسیار پیچیده خواهد بود. ولی، درک کلی قوانین حاکم بر دنیای موجودات زنده، به درک ما از حیات و شناخت موجودات زنده کمک شایانی خواهد کرد.

از طرف دیگر، قوانینی حاکم بر طبیعت و پدیده ­های آن، یکنواخت و فراگیرند. نیروئی که باعث شد سیبی از شاخه درختی بر سر ایزاک نیوتون (Isaac Newton) فرود آید، همان نیروئی بود که سیاره ­ها را در مدارهای آسمانی ­شان به نظم در می­ آورد و هدایت می ­کرد. به نظر می­ رسد این نیروی خدائی، همان نیروئی است که باعث شکل­ گیری یاخته ­های اولیه از مولکول­ های آلی ابتدائی شده است. این نیرو در کل عالم جاری است و نظم موجود در دنیای ما و ماورای ما را هدایت می­ کند. بنابراین، اگر با دقت به اطراف نگاه کنیم، متوجه می ­شویم که تمام رویدادها و پدیده­ های پیچیده و به ظاهر بی ­نظم عالم تابع قوانین طبیعی بسیار منظم و سازمان یافته­ ای هستند.

 از زمان چارلز داروین (Charles Darwin) و بسط نظریه انتخاب طبیعی (Natural Selection) زیست ­شناسان بسیاری با کمک ابزارها و روش ­های بی ­شمار، به بررسی ساختار، رفتار، روابط بین جانداران و شباهت ­ها و تفاوت­ های بین آنها پرداخته ­اند. امروزه دانشمندان نظریه تکامل را مهم ­ترین نظریه ­ی دنیای زیست­ شناسی و حتی تمام علوم می­ دانند. یکی از دانشمندان عصر حاضر اعتقاد دارد اگر روزی موجودات ذی­ شعوری از کرات دیگر به زمین بیایند و بخواهند میزان علم و دانش بشر را بیازمایند، به طور قطع درباره نظریه تکامل پرسش خواهند کرد و از بشر خواهند پرسید که آیا به تکامل و تغییرات تدریجی جانداران پی برده است یا خیر؟

بر اساس شواهد مختلف علمی، اولین موجودات زنده که تک­یاخته­ ای و پروکاریوت (پیش ­هسته­ ای) بوده­اند، احتمالا در حدود ۴ میلیارد سال قبل، درون اقیانوس ­های اولیه روی زمین در شرایط محیطی بسیار ویژه­ ای شکل گرفته ­اند. بعد از حدود یک و نیم میلیارد سال دیگر، با تغییرات تدریجی شرایط محیط، یاخته ­های یوکاریوت(هوهسته ­ای) پدید آمدند. نظریه درون همزیستی(Endosymbiotic theory) شواهد محکمی در تائید پیدایش موجودات زنده تک­یاخته ­ای یوکاریوت از موجودات زنده تک ­یاخته ­ای پروکاریوت ارائه می­ دهد. این نظریه را لین مارگولیس (Lynn Margulis) اولین بار ارائه کرده است. بر اساس این نظریه یوکاریوت­های اولیه در نتیجه همزیستی برخی از پروکاریوت­های هوازی و فتوسنتزکننده با پروکاریوت­های بزرگ­تر به وجود آمدند. بنابراین، می ­توان انتظار شباهت­ های ساختاری و مولکولی، بین باکتری­ها و ساختارهای مورد نظر را داشت. از جمله­ ی این دلائل می­توان شباهت­های اندازه میتوکندری و کلروپلاست با باکتری­ها، شباهت دنای (DNA) اندامک­های نیمه ­مستقلِ یوکاریوت­ها با دنای باکتری­ها، شباهت در تفسیم دوتائی (BinnaryFission) باکتری­ها با تقسیم میتوکندری و کلروپلاست و شباهت­ های ریبوزومی آنها را نام برد.

نظریه درون هم­زیستی و پیدایش یاخته ­های اولیه

شکل ۳. نظریه درون هم­زیستی و پیدایش یاخته ­های اولیه: نظریه‌ای که براساس آن یوکاریوت‌های فعلی از الحاق پروکاریوت‌ها و یاخته‌های هسته‌داران اولیه منشأ گرفته‌اند. این نظریه، خاستگاه میتوکندری‌ها و کلروپلاست‌ها را از باکتری‌ها می‌داند. نظریه­ ی درون‌همزیستی می‌گوید میکروارگانیسم‌ها با خوردن انواعی از سلول‌های کوچک­تر واجد اندامک‌های غشادار شده‌اند.

به مرور زمان، در طی یک میلیارد سال دیگر، اولین موجودات پریاخته ­ای ابتدائی به شکل کلونی به وجود آمدند. پیدایش دستگاه­های ارتباطی و پیام­رسانی مانند دستگاه هورمونی و یاخته ­های عصبی نقش تعیین کننده­ای در پریاخته ­ای شدن و تشکیل کلونی­ های پریاخته­ ای داشته است. یوکاریوت­های اولیه، که به صورت تک ­یاخته­ ای یا پریاخته ­ای بوده ­اند، به دو گروه اتوتروف(Autotroph) و هتروتروف(Heterotroph) تقسیم می­ شدند. انواع پریاخته­ ایِ فتوسنتزکننده، گیاهان ابتدائی را به وجود آوردند؛ در حالی که انواع هتروتروف، منشا جانوران ابتدائی شدند. با گذشت زمان گیاهان و جانوران متنوع شدند و در محیط ­های مختلف گسترش پیدا کردند.

با گذشت زمان شرایط آب و هوائی و زمین ­شناسی کره­ ی زمین تغییرات اساسی پیدا کرد: مانند جابجائی قاره­ها و افزایش میزان اکسیژن جو زمین و تشکیل لایه ازون در نتیجه گسترش پوشش گیاهی. لذا، به تدریج حیات از داخل آب اقیانوس­ها و دریاها به محیط خشکی­ های زمین گسترش پیدا کرد. به این صورت که، ابتدا گلسنگ­ها (همزیستی قارچ و جلبک)، با رشد و نمو بر روی سنگ­های اولیه به تشکیل لایه ­های نازک خاک در سواحل کمک کردند. سپس گیاهان ابتدائی رطوبت ­پسند در سواحل و محیط ­های مرطوب گسترش پیدا نمودند. بعدها با پیدایش گیاهان عالی­ و سازگار با محیط­های خشک، جانوران و به ویژه حشرات، در مقیاس وسیع گسترش پیدا کردند. به نظر می­ رسد، جانوران ابتدائی بی مهره ابتدا در اقیانوس­ها پدید آمدند. به تدریج، با گسترش و تنوع گیاهان در خشکی­ها، جانوران عالی نیز در محیط­های خشک کره زمین گسترش پیدا کردند. البته در طول تاریخ طولانی زمین­شناسی، انقراض­های گروهی جانداران و دوره ­های یخبندان، نقش مهمی در تنوع و گسترش موجودات زنده داشته­ اند. با وجود تاریخ طولانی چند میلیارد ساله­ ی حیات بر روی زمین، انسان خردمند(Hommo Sapiense)، تاریخی بسیار کوتاه دارد. بر اساس شواهد فسیلی، احتمالا، اولین انسان­های خردمند در حدود دویست تا سیصد هزار سال قبل در آفریقا پا به عرصه حیات گذاشته­ اند. از طرف دیگر، تاریخ تمدن بشری بسیار کوتاه­تر و در حدود ده هزار سال می ­باشد.  

سلسله­ های جانداران

شکل ۴. سلسله­ های جانداران: انواع پائین­ تر(قدیمی تر)، ساده و ابتدائی و انواع بالاتر(جدیدتر) پیچیده و عالی هستند.

چند سوال مهم:

  • آیا ما حق داریم چنین مسیر و سرنوشتی را برای موجودات زنده ترسیم کنیم؟ بدون شک، بر اساس اطلاعات علمی و شواهد موجود، نظریه تکامل جامع ­ترین نظریه در این زمینه است؛ که در طی بیش از یک قرن صحت خود را به اثبات رسانیده است. قرآن کریم انسان را به سیر آفاق و انفس و مطالعه طبیعت و تحقیق درباره موجودات زنده سفارش کرده است: “سفر کنید و در زمین بگردید و بنگرید چگونه خداوند آفرینش را آغاز کرده؛ سپس باز او جهان دیگری را پدید می‌آورد. خداست که بر هرچیز تواناست. (عنکبوت/۲۰)”. بنابراین، ما ضمن این که بر اساس فرامین مذهبی به دنبال کشف حقیقت هستیم، در جهت اقناع حس کنجکاوی بشر نیز گام بر می­داریم.
  • آیا نظریه ­پردازی درباره چگونگی داستان خلقت موجودات زنده، منجر به نفی خالق می­ شود؟ پر واضح است که به هیچ عنوان چنین نتیجه­ ای از این فرایند مستفاد نمی ­شود. مّثّل این برداشت، مثل این است که فردی با مهندسی معکوس یک فرش ایرانی را بسازد. آیا این فرد طراح و خالق این فرش است؟ ویلیام پیلی(William Paley) در کتاب الهیات طبیعی بحث جالبی را پیش می­ کشد. مردی را تصور کنید که حین گشت و گذار در بوته ­زاری نگاهش به ساعت مچی می­ خورد که روی زمین افتاده بود. مرد ساعت را از زمین بر می­دارد و خوب آن را برانداز می­کند و سخت تحت تاثیر قطعات و چرخ ­های کوچک و ظریفی قرار می­گیرد که می ­چرخیدند و عقربه­ های ساعت را به حرکت در می­ آوردند. آیا این به دور از منطق بود که مرد کنجکاو بپندارد که این ماشین زمان­ گو را یک ساعت­ ساز ماهر ساخته است؟ به گمان پیلی همین منطق را می­شد برای جهان طبیعی هم به کار گرفت، زیرا تنها با نگاهی گذرا به ساختمان ظریف و پیچیده موجودات زنده و اندامگان انسان، ما را به سوی این واقعیت هدایت می­کند که تمام جانداران روی کره زمین را طراحی بی نهایت حاذق و زبر دست خلق کرده است، یک ساعت ساز الهی: یعنی خداوند متعال.

البته، بحث و جدل در این زمینه از زمان داروین تا بحال ادامه داشته است. امیدوارم کرسی ­های آزاداندیشی در دانشگاه­ها و حوزه­ های علمیه تشکیل شوند و به سوالات جدی در این زمینه پاسخ دهند.

جدول حیات چیست؟

زیست ­شناسان، تخمین ­های متفاوتی از تعداد واقعی گونه ­های زنده ارائه کرده ­اند. بر اساس آخرین برآورد کنوانسیون تنوع زیستی (Convention on Biological Diversity, CBD) در سال ۲۰۲۰ میلادی، به نظر می­رسد تعداد واقعی گونه­ های زنده روی زمین بین ۵ تا ۱۰ میلیون متفاوت خواهد بود. ضمن یک برآورد محافظه ­کارانه، ۶/۱۳ میلیون گونه و در برآورد اخیر تا ۸ میلیون گونه تخمین زده شده است. بنابراین، برآورد تعداد گونه ­های روی کره زمین، چالش بزرگی است و تاکنون دانشمندان در این حوزه به اتفاق نظر نرسیده­ اند. بر اساس مطالعات مختلف، در حال حاضر در حدود ۲ میلیون گونه زنده در روی زمین شناسائی شده و به ثبت رسیده­ اند. بر این اساس تعداد گونه ­های شناسائی شده و تعداد گونه ­های پیش­بینی شده طبق جدول زیر می­ باشد:

تعداد گونه ­های شناسائی شده

تعداد گونه ­های پیش بینی شده

حشرات و هزارپایان

۹۶۳۰۰۰

۸۰۰۰۰۰۰

قارچ­ها

۷۲۰۰۰

۱۵۰۰۰۰۰

گیره­داران

۷۵۰۰۰

۷۵۰۰۰۰

آغازیان

۸۰۰۰۰

۶۰۰۰۰۰

نماتدها

۲۵۰۰۰

۶۰۰۰۰۰

گیاهان

۲۷۰۰۰۰

۳۲۰۰۰۰

نرم تنان

۷۰۰۰۰

۲۰۰۰۰۰

سخت پوستان

۴۰۰۰۰

۱۵۰۰۰۰

مهره­داران

۵۲۵۰۰

۵۵۰۰۰

باکتری ها

۵۰۰۰

؟

جدول ۱. تعداد گونه ­های زنده شناسائی شده و پیش بینی شده در حال حاضر

با توجه به تعداد بسیار زیاد گونه­ های زنده، چگونه می­ توان تمام آنها را در جدول یا طرح ­های فرضی با مشخصات و تغییرات تدریجی در صفات تصور کرد؟ آیا تصور چنین نظم و تغییرات تدریجی در خصوصیات دنیای موجودات زنده امکان پذیر است؟ همانطور که در جدول تناوبی مندلیف، هر گروه از عناصر دارای خواص ویژه با تغییرات تدریجی است؛ به طوری که با دانستن خواص یک عنصر شیمیائی خواص عنصر شیمیائی بعدی و قبلی آن مشخص می­شود. این نظم و تغییرات تدریجی باعث سرعت بخشیدن به شناخت عناصر شیمیائی و حتی پیش­بینی عناصر بعدی شده است. به قول سیدارتا موکرجی (Siddhartha Mukherjee) در کتاب ژن تاریخ خودمانی معتقد است، ماده ­ی اطلاعات زیست ­شناسی ذاتا به صورت سلسله مراتبی سازمان یافته­اند. شناخت کوچک ­ترین جز، لازمه شناخت کل است.

درخت تبارزایشی: عده­ ای از زیست شناسان تکاملی (Evolutionary Biologists) از اصطلاح درخت تکاملی یا درخت تبارزائی (Phylogenetic tree) استفاده می ­کنند. در این طرح فرضی می ­توان همه یا تعدادی از موجودات زنده و فسیل مورد مطالعه را در قالب نمودار درختی در نظر گرفت. زیست ­شناسان معمولا از شباهت­ها و تفاوت­ها ساختاری و مولکولی برای رسم درخت تبارزایشی استفاده می ­کنند. درخت تبارزایشی، علاوه بر نمایش فرضی مسیر تکاملی جانداران، روابط بین آنها و اجداد مشترک آنها را نیز نشان می دهد. در الگوی کلی درخت تبارزایشی جانداران، برای هر یک از گونه ­های زنده امروزی، مسیر تکاملی فرضی از باکتری­ها تا موجودات عالی قابل تصور می­باشد. که البته بسیار پیچیده و مبهم است.

درخت تبارزایشی موجودات زنده که ارتباط بین گروه ­های مختلف را نشان می­ دهد.

شکل ۵. درخت تبارزایشی موجودات زنده که ارتباط بین گروه ­های مختلف را نشان می­ دهد.

در درخت تکاملی، انواع پائین (قدیمی­ تر) معرف گونه ­های ابتدائی ­تر و ساده­ تر هستند و انواع بالاتر معرف گونه ­های جدیدتر، عالی­ تر و پیچیده ­تر می­ باشند. به عنوان مثال، باکتری­ها نسبت به آغازیان و آغازیان نسبت به گیاهان و جانوران ابتدائی ­تر و ساده ­تر هستند. همچنین، پرندگان نسبت به بندپایان و نهاندانگان نسبت به بی ­آوندیان، عالی­ تر و پیچیده­ تر هستند. این قانون در مورد همه درخت­های تبارزایشی دیگر نیز صادق است. البته، طرح کلی درخت تبارزایشی بر اساس تعداد گونه ­های مورد مطالعه و صفات مورد نظر متفاوت است. درخت تبارزایشی، محتمل­ ترین مسیر تکاملی یک گروه از جانداران را نشان می ­دهد. بنابراین، ارتباطات تکاملی بین جانداران و  گونه ­های اجدادی نیز در این طرح مشخص می ­شوند.

جدول حیات: آیا با وجود تعداد بسیار زیاد موجودات زنده رسم جدول چندخانه ­ای و ساده شبیه جدول مندلیف امکان­ پذیر هست؟ چنین جدولی حداقل باید ۲ میلیون خانه داشته باشد. هر یک از خانه­ ها معرف یکی از گونه­ های موجودات زنده است. در این صورت، لازم است جدول فرضی حیات خلاصه ­تر باشد؛ یعنی به جای استفاده از گونه ­های جانداران، از سطوح بالاتر رده­ بندی مانند خانواده یا تیره استفاده شود. به طوری که در دنیای زنده می ­توان با دانستن مسیر تکامل تدریجی و ویژگی­های هر گروه از جانداران اولا، ویژگی­های همه افراد گروه را مشخص کرد. ثانیا، ویژگی گروه­های قبل یا ساده ­تر و ابتدئی ­تر و بعد یا عالی­تر و پیچیده­ تر از آنها را مشخص کرد.

زیست­ شناسان خبره نیک می­ دانند که بر طبق نظریه تکامل تدریجی اول پروکاریوت­ها پدید آمده­اند؛ بعدها یوکاریوت­ها پدید آمدند. ابتدا تک­ سلولی­ها پدید آمدند؛ بعدها پرسلولی­های ابتدائی و سرانجام پرسلولی­های پیشرفته پدید آمدند. ابتدا زندگی درون آب پدید آمد، بعدها حیات به عرصه خشکی­ها گسترش پیدا کرد. ابتدا اتوتروف­ها پدید آمدند؛ بعدها هتروتروف­ها پدید آمدند. اگر به بررسی دقیق­تر موجودات زنده بپردازیم شواهد بیشتر و عینی­ تری از تغییرات تدریجی مشاهده می­شود. مثلا تغییرات تدریجی در دستگاه گردش خون یا دستگاه عصبی جانوران بی­ مهره و مهره ­دار و سایر دستگاه­های بدن جانداران. نکته مهمی که باید به آن دقت شود این است که، تعداد جانداران زنده روی زمین که تا بحال شناسائی شده ­اند به میلیون­ها می­رسد و تعداد کلی هر یک از گروه­ها نیز خیلی زیاد است. این ویژگی­ها را می ­توان از سطح مولکول تا سطح دستگاه و حتی اجتماعات زیستی بررسی کرد. رفتار جانداران نیز از این قاعده مستثنی نیست. یعنی تغییرات تدریجی در رفتارهای تغذیه­ ای، مادرانه، دفاعی و جنسی موجودات زنده مشاهده می شود. بنابراین پر واضح است که آموزش زیست­ شناسی بایستی به بررسی ویژگی­های کلی حیات بپردازد.

بنابراین، به نظر می ­رسد با وجود اینکه رسم جدول کلی حیات که در برگیرنده تمام گونه ­های زنده باشد، کاری بس دشوار است؛ ولی از نظر تئوری در نظر گرفتن چنین جدول انتزاعی دور از ذهن نیست. با در نظر گرفتن جایگاه تکاملی یک گونه یا سطح بالاتر می ­توان ویژگی­ های کلی آنها را استنباط کرد. حال با توجه به توضیحات فوق، می توان به اهمیت زیست شناسی تکاملی و رده بندی جانداران را در کتب درسی پی برد.

 

جدول ۲. خلاصه رده بندی جانوران در سیستم رده بندی پنج فرمانروئی

به جدول بالا با دقت نگاه کنید. جداول شبیه به این جدول هزاران نکته مهم را به دانش ­آموز یاد می­دهند. وقتی دانش ­آموزی جایگاه سیستماتیکی یک جاندار را بداند، بسیاری از خصوصیات آن نیز به راحتی، قابل فهم خواهد بود. مثلا پروکاریوت یا یوکاریوت بودن؛ گیاه یا جانور بودن؛ مهره ­دار یا بی ­مهره بودن؛ ماهی یا پرنده بودن و …

فقدان این بخش از مطالب زیست شناسی سنتی، آموزش زیست ­شناسی و تدوین کتب درسی را بسیار مشکل و یادگیری آن را مشکل ­تر کرده است. لذا دانش ­آموزان بدون فهم دقیق و یادگیری خیلی از مطالب مجبور به حفظ کردن آنها خواهند بود. پر واضح است، که این وضعیت برای کاسبان کنکور بسیار عالی است. چون کتاب­های زیست­ شناسی، را پر از نکات مختلف مبهم و پیچیده نموده است؛ که بر اساس آن، فرصت مناسبی برای طرح سوالات بسیار دشوار فراهم می ­شود. اینجانب در نزدیک به سه دهه آموزش و تدریس زیست ­شناسی، دانش­ آموزان زیادی دیده ­ام که با وجود مطالعات وسیع تئوری، فرق بین گلسنگ و خزه را تشخیص نم ی­دادند، لاک­پشت را جزو دوزیستان رده ­بندی می­ کردند، مار آبی و دلفین و نهنگ را جزو ماهیان می­ شمردند…. یاد سهراب سپهری بخیر… اگر زنده می­بود، اشعار قشنگی از این نابسامانی آموزشی می­سرود. به شرح زیر!

من معلمی را دیدم که بعد از چندین سال تدریس درس زیست ­شناسی، فرق بین کاج و سرو را نمی­دانست! و چه راحت بود!؟

البته، غرض از بیان این مطلب طنز، جسارت به ساحت مقدس معلمان زحمت­کش و دلسوز زیست­ شناسی نیست؛ که در برهوت امکانات آموزشی، اغلب به بدیع ­ترین شیوه­ ها زیست­ شناسی را به شیرینی تدریس می ­نمایند. هدف اصلی، ذکر قصه تلخ و پرغصه تدوین کتب درسی زیست شناسی و  عوارض آموزش ناصحیح و ناقص زیست­ شناسی است.

بنابراین باید پرسید، مراد از آموزش زیست شناسی دبیرستان چیست؟ انباشت بیشتر پول در جیب کاسبان کنکور یا آموزش زیست شناسی به منظور زندگی بهتر بر روی کره زمین!!! امیدوارم در تدوین کتب درسی جدید این موضوع مهم رعایت شود.

ارتباط جداول حیات و آموزش زیست شناسی

  1. استفاده از مفاهیم ابتدائی در آموزش زیست شناسی نوین: تصور کنید، آموزش درس شیمی بدون جدول تناوبی چه سرانجام و نتایجی دارد؟ یا آموزش ریاضی بدون آموزش جدول ضرب و تقسیم و تفریق. همانطور که در ابتدای مقاله اشاره شد، برای آموزش علوم نیازمند استفاده از مفاهیم ساده و ابتدائی آن رشته علمی می­باشیم. بنابراین، آموزش زیست­ شناسی نوین نیز بدون آموزش رده ­بندی جانداران ناقص است. بدون شک، در این صورت اکثر دانش ­آموزان قادر به فهم دقیق و یادگیری مفاهیم درس شیمی نخواهند بود. در مورد ریاضی نیز چینین خواهد شد. از طرف دیگر، دانش آموزان مجبور به حفظ بسیاری از مطالب خواهند بود. ولی، با حفظ مشخصات کلی گروه­های اصلی جدول تناوبی و حتی دانستن جایگاه تقریبی یک عنصر بسیاری از خواص آن مانند عدد اتمی و عدد جرمی و یا الکترونگاتیویته را تخمین زد. هر چند هر یک از علوم شیمی و ریاضی شرایط خاص خود را دارند.
  2. رعایت مفاهیم پیش­ نیاز در آموزش زیست شناسی: نکته ­ای که به راحتی نمی ­توان از آن صرف نظر کرد، رعایت مفهوم پیش ­نیاز در آموزش علوم زیستی است. رعایت آموزش دروس و مطالب پیش­ نیاز در مورد همه علوم صادق است. سیستماتیک جانداران و آشنائی با گروه­های کلی جانداران و مشخصات هر یک از گروه­ها پیش­ نیاز فهم عمده مطالب زیست­ شناسی است.
  3. زیست ­شناسی علمی کل­ نگر است و به دنبال مطالعه همه جانبه موجودات زنده است. در چند دهه اخیر با وجود تغییرات دائمی برنامه های آموزشی، مباحث فیزیولوژی و آناتومی انسان، مهم­ترین مطالب کتب درسی زیست شناسی می­ باشند. یعنی آموزش زیست ­شناسی بر پایه آموزش مباحث فیزیولوژی و آناتومی انسان طراحی شده است. چرا؟ چون خلا عمده ­ای در تدوین کتب درسی وجود دارد. نویسندگان کتب درسی به دلائل مختلفی مانند کمبود ساعات درسی یا پیچیدگی مطالب سیستماتیک جانداران، بدون معرفی گروه­های اساسی جانداران، نمی­تواند از مشخصات آنها صحبت کند. البته شاید نویسندگان به مطالب دوره راهنمائی ارجاع دهند که باز هم توجیه صحیحی نمی­ باشد. چون کل محتوی آموزشی زیست­ شناسی باید در دوره دبیرستان تکرار شود. در صورتی که به سر فصل­های آموزش زیست­ شناسی در کتب زیست عمومی رجوع شود یا برنامه­ های آموزش زیست ­شناسی در کشورهای مختلف مرور شود؛ ملاحظه می­ شود که مباحث بیوسیستماتیک بسیار اهیمت دارند. چون بخش مهمی از آن در طبیعت و آزمایشگاه به راحتی قابل اجرا است. در حقیقت آموزش مباحث آناتومی و فیزیولوژی گیاهی و جانوری باید در ضمن آموزش سیستماتیک باشد. مثل کتب هیکمن و کمپبل و سایر کتب زیست­شناسی عمومی.
  4. علاقمند نمودن دانش ­آموزان به تحقیق در طبیعت و آزمایشگاه: یکی از مهم­ ترین جذابیت های علم زیست شناسی، آشنائی دانش ­آموزان با فون و فلور ایران و جهان است. برای این منظور می توان از اردوهای کوتاه مدت و گردش علمی استفاده کرد. موزه ­های تاریخ طبیعی نیز فرصت مناسبی برای شناخت عملی جانداران در اختیار دانش آموزان قرار می­دهند. دانش­ آموزان هیچگاه دبیر زیست­ شناسی را که همراه یک شاخه گل یا نمونه گیاهی وارد کلاس می­ شود فراموش نمی ­کنند. خاطره گردش علمی نیز برای اغلب دانش ­آموزان فراموش نشدنی است.
  5. توجه به محیط زیست و تنوع زیستی ایران: همه ما علاقمند به توسعه همه جانبه کشور خود هستیم. امروزه از مفهوم توسعه پایدار استفاده می­شود. توسعه پایدار یعنی توسعه متوازن و همه جانبه، همراه با حفظ محیط زیست. متاسفانه، در نتیجه فعالیت ­های مختلف عمرانی و ساخت و ساز، مشکلات زیست محیطی بزرگی برای کشور ما ایجاد شده است. خشک شدن دریاچه ارومیه و هامون، بحران ریزگردها و فرونشست زمین از موارد بسیار حاد در زمینه تخریب محیط زیست ایران می­باشد. در طی دو دهه اخیر، تلاش­های زیادی از جانب دبیران زیست­ شناسی به منظور آموزش محیط زیست و تنوع زیستی صورت گرفته است. نتیجه این تلاش­ها، تالیف کتاب محیط زیست و بهداشت است که در رشته­ های نظری تدریس می­ شود.

متاسفانه، با وجود تغییر رویکردهای علمی در جهان و جایگاه والای علوم زیستی، هنوز در ایران فقط دروس ریاضی را در دبیرستان جدی قلمداد می­کنند. نتیجه این تفکر غلط بی توجهی به دروس مهم و آموزش­ های کاربردی از قبیل بهداشت و محیط زیست، تفکر رسانه­ ای و کارآفرینی است. بسیار شاهد بوده ­ام که این دروس به عنوان زنگ تفریح قلمداد می­ شوند و زمان آنها به دروس پایه اختصاص داده می ­شود.

  1. زیست شناسی علم خداشناسی است: به نظر اینجانب هیچ یک از علوم پایه نمی­توانند مانند زیست­ شناسی بشر را به اسرار خلقت آشنا و به خدا نزدیک سازند. پیچیدگی­ های موجود در ساختار و عملکرد جانداران از اهمیت نیروی حیات ناشی می­ شود. در دنیای مادی امروزی، گروه زیادی از انسان­ها سرگشته ­اند و به دنبال آرامش روانی و معنوی می ­باشند. آشنائی به پیچیدگی­ های حیات، بشر را به سمت منبع لایزال خلقت خواهد کشاند. طبیعت، کتاب خداشناسی را برابر دیدگانِ بینا گشوده است:

جمله ذرات عالم در نهان      باتو می گویند روزان و شبان

ما سمیعیم و بصیریم و هشیم     با شما نامحرمان ما خامشیم

آیا این مقاله برای شما مفید بود؟
بله
تقریبا
خیر

دکتر رضا مقدسی

Ph.D in Neurophysiology Biology teacher in high shool Teacher training courses and Part-time lecturer at University Biology Laboratory Teaching https://www.aparat.com/Drrezamoghaddasi

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا