کتاب الکترونیکی زیست دوازدهم؛ آزمون های آنلاین زیست ۳

---

---

---

فصل مولکول‌‌های اطلاعاتی

---

یکی از پرسش‌‌هایی که یافتن جوابی برای آن بیش از پنجاه سال طول کشید، این بود که ژن چیست و از چه ساخته شده است؟
پاسخ این سؤال، به ظاهر شاید ساده باشد ولی برای رسیدن به آن، پژوهش‌‌ها و آزمایش‌‌های زیادی انجام شد که در حال حاضر هم ادامه دارد.
در این فصل مطالب در قالب زنجیره‌ای از آزمایش‌‌ها توضیح داده می‌‌‌شود که نتایج آنها آگاهی ما را از ژن و مولکول‌‌های مرتبط به آن یعنی دِِنا (DNA)، رِنا (RNA) و پروتئین بیشتر می‌‌کند. آشنا شدن با ساختار این مولکول‌‌ها مقدمه‌ای است برای فهم بهتر فصل‌‌های دیگر این کتاب. همچنین، در کنار این مباحث با سازوکار مولکولی و چگونگی ذخیره و انتقال اطلاعات وراثتی آشنا می‌‌شویم.

گفتار ۱: نوکلئیک اسید‌ها

هر یک از یاخته‌‌های بدن ما ویژگی‌‌هایی مانند شکل و اندازه دارند. این ویژگی‌‌ها تحت فرمان هسته هستند. دستورالعمل‌‌های هسته در حین تقسیم از یاخته‌ای به یاخته دیگر و در حین تولید مثل از نسلی به نسل دیگر منتقل می‌‌شود. اطلاعات و دستورالعمل فعالیت‌‌های یاخته در چه قسمتی از هسته ذخیره می‌‌شود؟ قبلاً آموختیم که فام‌تن‌‌ها در هسته قرار دارند و در ساختار آن‌ها دِنا و پروتئین مشارکت می‌‌کنند. کدام‌یک از این دو ماده، ذخیره‌کنندهٔ اطلاعات وراثتی است؟

پاسخ این سؤال مشخص شده است. این ماده دِنا است که به عنوان مادهٔ وراثتی عمل می‌‌کند. امّا دانشمندان چگونه به این پاسخ رسیده‌اند؟

اطلاعات اولیه در مورد مادهٔ وراثتی از فعالیت‌‌ها و آزمایش‌‌های باکتری‌شناسی انگلیسی به نام گریفیت به دست آمد. او سعی داشت واکسنی برای آنفلوانزا تولید کند. در آن زمان تصور می‌‌شد عامل این بیماری، نوعی باکتری به نام استرپتوکوکوس نومونیا است. گریفیت با دو نوع از این باکتری، آزمایش‌‌هایی را روی موش‌‌ها انجام داد. نوع بیماری‌زای آن که پوشینه‌دار (کپسول‌دار) است در موش‌‌ها سبب سینه پهلو می‌‌شود ولی نوع بدون پوشینه آن موش‌‌ها را بیمار نمی‌‌کند (شکل ۱).

.

.

.

گفتار ۲: همانندسازی دِنا

با توجه به اینکه دنا به عنوان ماده وراثتی، حاوی اطلاعات یاخته است، این پرسش مطرح می‌شود که هنگام تقسیم یاخته، این اطلاعات چگونه بدون کم و کاست به دو یاخته حاصل از تقسیم می‌‌رسند؟

این کار یا همانندسازی دنا انجام می‌‌شود. به ساخته شدن مولکول دنای جدید از روی دنای قدیمی‌ همانندسازی می‌گویند.

با توجه به مدل واتسون و کریک و وجود رابطه مکملی بین باز‌ها تا حد زیادی همانندسازی دنا قابل توضیح است: گرچه طرح ‌های مختلفی برای همانندسازی دنا پیشنهاد شده بود (شکل ۱). 

۱- همانندسازی حفاظتی: در این طرح هر دو رشته دنای قبلی (اولیه) به صورت دست نخورده باقی مانده، وارد یکی از یاخته‌های حاصل از تقسیم می‌شوند، دو رشته دنای جدید هم وارد یاخته دیگر می‌شوند. چون دنای اولیه به صورت دست نخورده در یکی از یاخته‌ها حفظ شده است به آن همانندسازی حفاظتی می‌گویند. 

۲- همانندسازی نیمه‌حفاظتی: در این طرح در هر یاخته یکی از دو رشته دنا مربوط به دنای اولیه است و رشتهٔ دیگر با نوکلئوتید‌های جدید ساخته شده است. چون در هر یاختهٔ حاصل، فقط یکی از دو رشتهٔ دنای قبلی وجود دارد، به آن نیمه‌حفاظتی می‌گویند.

٣- همانندسازی غیرحفاظتی (پراکنده): در این طرح هر کدام از دنا‌های حاصل، قطعاتی از رشته‌‌های قبلی و رشته‌های جدید را به صورت پراکنده در خود دارند.

.

.

.

گفتار ۳: پروتئین‌‌ها

علاوه بر دنا و رنا که در یاخته ذخیره و انتقال اطلاعات را بر عهده دارند مولکول‌‌های دیگری نیز هستند که به انجام فرایند‌های مختلف یاخته‌ای کمک می‌کنند. از جمله این مولکول‌ها پروتئین‌‌ها هستند که نقش بسیار مهمی‌ در فرایند‌های یاخته‌ای دارند.

ساختار آمینواسید‌ها

پروتئین‌‌ها بسپار‌هایی از آمینواسید‌ها هستند. نوع، ترتیب و تعداد آمینواسید‌ها در پروتئین، ساختار و عمل آنها را مشخص می‌کند. آمینواسید‌ها همان‌طور که از نامشان بر می‌آید یک گروه آمین (NH۲-) و یک گروه اسیدی کربوکسیل (COOH-) دارند. همان طور که در شکل ۱۵ می‌بینید گروه آمین و کربوکسیل به همراه یک هیدروژن و گروه R همگی به یک کربن مرکزی متصل اند و چهار ظرفیت آن را پر می‌کنند. گروه R در آمینواسید‌های مختلف متفاوت است و ویژگی ‌های منحصر به فرد هر آمینواسید به آن بستگی دارد.

هر آمینواسید می‌‌تواند در شکل‌دهی پروتئین موثر باشد و تأثیر آن به ماهیت شیمیایی گروه R بستگی دارد.

.

.

.

---

فصل جریان اطلاعات در یاخته

---

تصویر بالا دو گویچه قرمز را نشان می‌‌دهد. گویچه سمت راست مربوط به شخصی است که دچار نوعی بیماری ارثی به نام کم خونی داسی شکل است. علت این بیماری نوعی تغییر ژنی است که باعث می‌‌شود پروتئین هموگلوبین حاصل از آن دچار تغییر شود که نتیجه آن تغییر شکل گویچه قرمز از حالت گرد به داسی‌شکل است. این تغییر ژنی، بسیار جزئی است و در آن تن‌ها یک جفت از صد‌ها جفت نوکلئوتید دنا در افراد بیمار تغییر یافته است. همچنین این بیماری به نوعی، رابطه بین ژن و پروتئین را نشان می‌‌دهد. به نظر شما اطلاعات ژن‌‌ها چگونه در این یاخته‌‌ها مورد استفاده قرار می‌‌گیرد؟ آیا این اطلاعات در سایر یاخته‌‌ها نیز وجود دارد؟ چرا بعضی ژن‌‌ها مانند ژن سازنده هموگلوبین فقط در گویچه‌‌های قرمز بروز می‌‌کنند و مثلاً در یاخته‌‌های بافت پوششی پوست بروز نمی‌‌کنند؟ این موارد نمونه پرسش‌‌هایی هستند که در این فصل به آنها پاسخ داده می‌‌شود.

گفتار ۱: رونویسی

در فصل گذشته دیدید که واحد سازنده مولکول دنا، نوکلئوتید است ولی پلی‌پپتید‌ها از آمینواسید تشکیل شده‌اند. چون دستورالعمل ساخت پلی‌پپتید‌ها در مولکول دنا قرار دارد، پس باید بین نوکلئوتید‌های ژن و آمینواسید‌های پلی‌پپتید، ارتباطی وجود داشته باشد.

دنا چگونه نوع آمینواسید‌های پلی‌پپتید را تعیین می‌‌کند؟

آموختید که در مولکول دنا، ۴ نوع نوکلئوتید وجود دارد که فقط در نوع باز‌های آلی تفاوت دارند. درحالی که پلی‌پپتید‌ها از ۲۰ نوع آمینواسید تشکیل شده‌اند. پس از پژوهش‌‌هایی مشخص شد که هر توالی ۳ تایی از نوکلئوتید‌های دنا، بیانگر نوعی آمینواسید است. با ۴ نوع نوکلئوتید به کار رفته در دنا، ۶۴ توالی ۳ نوکلئوتیدی مختلف ایجاد می‌‌شود که می‌‌توانند رمز ساخت پلی‌پپتید‌هایی با ۲۰ نوع آمینواسید را داشته باشند؛ به هر یک از این توالی‌‌های سه نوکلئوتیدی در دنا رمز می‌‌گویند.

.

.

.

گفتار ۲: به سوی پروتئین

پلی‌پپتید‌ها از مهم‌ترین فراورده‌‌های ژن‌‌ها هستند. پروتئین‌‌ها اعمال مختلفی را در بدن انجام می‌‌دهند که پیش از این با برخی از آنها آشنا شده‌اید. اینکه چگونه ژن‌‌ها و پروتئین‌‌های حاصل از آن، صفات را ایجاد می‌‌کنند در آینده مورد بحث قرار می‌‌گیرند. در این گفتار به نحوه تبدیل اطلاعات وراثتی رنا، به پروتئین می‌‌پردازیم.

تبدیل زبان نوکلئیک اسیدی رنا به زبان پلی‌پپتیدی

دانستید که در فرایند رونویسی از روی توالی‌‌های دنا، رنا ساخته می‌‌شود که هر دو از نوکلئوتید تشکیل شده‌اند. ولی در ساختار پلی‌پپتید‌ها، آمینواسید وجود دارد. به ساخته شدن پلی‌پپتید از روی اطلاعات رنای پیک، ترجمه می‌‌گویند. طرح ساده‌ای از ژن تا پلی‌پپتید را در شکل زیر مشاهده می‌‌کنید (شکل ۷).

.

.

.

گفتار ۳: تنظیم بیان ژن

در سال گذشته آموختید که همه یاخته‌‌های پیکری بدن از تقسیم رِشتمان (میتوز) یاخته تخم منشأ می‌‌گیرند. یاخته‌‌های حاصل، از نظر فام‌تنی و ژن‌‌ها یکسان‌اند. با این حال در ادامه تقسیمات و رشد جنین، یاخته‌‌های متفاوتی ایجاد می‌‌شوند که اعمال مختلفی انجام می‌‌دهند؛ مثلاً یاخته‌‌های عصبی و ماهیچه‌ای بدن یک فرد، ژن‌‌های یکسانی دارند ولی دارای عملکرد و شکل متفاوتی هستند. حال این سؤال مطرح می‌‌شود که چگونه ممکن است یاخته‌‌هایی با ژن‌‌های یکسان تا این حد متفاوت باشند؟ پاسخ این است که در هر یاخته تنها تعدادی از ژن‌‌ها فعال و سایر ژن‌‌ها غیرفعال هستند. هرگاه اطلاعات ژنی در یک یاخته مورد استفاده قرار بگیرد، می‌‌گوییم آن ژن بیان شده و به اصطلاح روشن است و ژنی که مورد استفاده قرار نمی‌‌گیرد خاموش و به اصطلاح بیان نشده است. مقدار، بازه و زمان استفاده از ژن در یاخته‌‌های مختلف یک جاندار ممکن است فرق داشته باشد و حتی در یک یاخته هم بسته به نیاز متفاوت باشد. به فرایند‌هایی که تعیین می‌‌کنند در چه هنگام، به چه مقدار و کدام ژن‌‌ها بیان شوند و یا بیان نشوند، فرایند‌های تنظیم بیان ژن می‌گویند. تنظیم بیان ژن فرایندی بسیار دقیق و پیچیده است و عوامل متعددی ممکن است بر آن اثر بگذارند. تنظیم بیان ژن موجب می‌‌شود تا جاندار به تغییرات پاسخ دهد؛ مثلاً در گیاه، نور می‌‌تواند باعث فعال شدن ژن سازنده آنزیمی‌ شود که در فتوسنتز مورد استفاده قرار می‌‌گیرد. در نبود نور این ژن بیان نمی‌‌شود. همچنین تنظیم بیان ژن می‌‌تواند موجب ایجاد یاخته‌‌های مختلفی از یک یاخته شود. یاخته‌‌های متفاوتی که از یاخته‌‌های بنیادی مغز استخوان ایجاد می‌‌شوند، مثالی مناسب در این مورد هستند. در مورد این یاخته‌‌ها در کتاب دهم مطالبی را فرا گرفتید. آیا می‌‌توانید برخی یاخته‌‌های حاصل از یاخته‌‌های بنیادی مغز استخوان را نام ببرید؟

تنظیم بیان ژن در پروکاریوت‌‌ها

محصول ژن، رنا و پروتئین است. بنابراین، تغییر در فعالیت ژن‌‌ها، بر ساخت این محصولات نیز اثر می‌‌گذارد. تنظیم بیان ژن در پروکاریوت‌‌ها می‌‌تواند در هر یک از مراحل ساخت رنا و پروتئین تأثیر بگذارد ولی به طور معمول تنظیم بیان ژن در مرحله رونویسی انجام می‌‌شود. در مواردی هم ممکن است یاخته با تغییر در پایداری (طول عمر) رنا یا پروتئین، فعالیت آن را تنظیم کند.

.

.

.

---

فصل انتقال اطلاعات در نسل‌‌ها

---

شباهت بین فرزندان و والدین، گویای آن است که ویژگی‌‌های والدین به نحوی به فرزندان منتقل می‌‌شود. همچنین می‌‌دانیم که در تولید مثل جنسی ارتباط بین نسل‌‌ها را گامت‌‌ها برقرار می‌‌کنند و ویژگی‌‌های هریک از والدین توسط دستورالعمل‌‌هایی که در دنای موجود در گامت‌‌ها قرار دارد، به نسل بعد منتقل می‌‌شود.

پیش از کشف قوانین وراثت، تصور بر آن بود که صفات فرزندان، آمیخته‌ای از صفات والدین و حد واسطی از آنهاست. مثلاً اگر یکی از والدین بلندقد و دیگری کوتاه قد باشد، فرزند آنان قدی متوسط خواهد داشت. اما مشاهدات متعدد نشان داد که این تصور درست نیست.

در اواخر قرن نوزدهم، زمانی که هنوز ساختار و عمل دِنا و ژن‌‌ها معلوم نبود، دانشمندی به نام گریگور مندل توانست قوانین بنیادی وراثت را کشف کند. به کمک این قوانین، می‌‌شد صفات فرزندان را پیش بینی کرد. با توجه به شناخت شما از ساختار و عمل دِنا، در این فصل با مفاهیم پایه وراثت به زبان امروزی آشنا می‌‌شویم.

گفتار ۱: مفاهیم پایه

هر یک از ما ویژگی‌‌هایی داریم که ما را با آن‌‌ها می‌‌شناسند. بعضی از این ویژگی‌‌ها را از والدین خود دریافت کرده‌ایم؛ مثل رنگ چشم، رنگ مو یا گروه خونی. ویژگی‌‌هایی را هم می‌‌شناسیم که ارثی نیستند؛ مثل تیره شدن رنگ پوست که به علت قرارگرفتن در معرض آفتاب ایجاد شده است.

در علم ژن‌شناسی، ویژگی‌‌های ارثی جانداران را صفت می‌‌نامند (شکل ۱). ژن‌شناسی، شاخه‌ای از زیست‌شناسی است که به چگونگی وراثت صفات از نسلی به نسل دیگر می‌‌پردازد.

هر یک از صفاتی که نام بردیم به شکل‌‌های مختلفی دیده می‌‌شوند. مثلاً رنگ چشم ممکن است به رنگ مشکی، قهوه‌ای، سبز یا آبی باشد. یا حالت مو ممکن است به شکل صاف، موج‌دار یا فر دیده شود. به انواع مختلف یک صفت، شکل‌‌های آن صفت می‌‌گویند.

.

.

.

گفتار ۲: انواع صفات

به یاد دارید که فام‌تن‌‌ها به دو دسته غیرجنسی و جنسی تقسیم می‌‌شوند. فام‌تن‌‌های جنسی انسان X و Y هستند. صفاتی را که جایگاه ژنی آنها در یکی از فام‌تن‌‌های غیرجنسی قرار داشته باشد صفت مستقل از جنس و صفاتی را که جایگاه ژنی آنها در یکی از دو فام‌تن جنسی قرار داشته باشد وابسته به جنس می‌‌گویند.

وراثت صفات مستقل از جنس

صفات مستقل از جنس چگونه به ارث می‌‌رسند؟ Rh یک صفت مستقل از جنس است. اگر پدر و مادری هر دو ژن‌نمود Dd داشته باشند، چه ژن‌نمود یا ژن‌نمود‌هایی برای فرزندان آنها مورد انتظار است؟

می‌‌دانیم هر یک از پدر و مادر، از هر جفت فام‌تن همتا تنها یکی را از طریق گامت‌‌ها به نسل بعد منتقل می‌‌کنند. در این مثال، هم پدر و هم مادر از نظر Rh دو نوع گامت تولید می‌‌کنند: یکی گامتی که D دارد و دیگری گامتی که d دارد. ژن‌نمود فرزندان به این بستگی دارد که کدام گامت‌‌ها با یکدیگر لقاح پیدا کنند. ژن‌نمود فرزندان را می‌‌توان با روشی به نام مربع پانت به دست آورد. پانت نام دانشمندی است که این روش را پیشن‌هاد کرده است.

در روش مربع پانت، گامت ‌های والدین را به طور جداگانه در سطر و ستون یک جدول می‌‌نویسیم و بعد خانه‌‌های جدول را با کنار هم قرار دادن گامت‌‌های سطر و ستون متناظر هم پر می‌‌کنیم (جدول ۲).

جدول ۲- مربع پانت

باید توجه داشت که ژن‌نمود‌های Dd و dD یکسان‌اند. بنابراین هر فرزندی که متولد می‌‌شود می‌‌تواند یکی از ژن‌نمود‌های Dd ،DD و dd را داشته باشد.

.

.

.

---

فصل تغییر در اطلاعات وراثتی

---

پایداری اطلاعات در سامانه‌‌های زنده، یکی از ویژگی‌‌های ماده وراثتی است اما در عین حال، ماده وراثتی به طور محدود تغییرپذیر است. این تغییرپذیری باعث ایجاد گوناگونی می‌‌شود و چنان که خواهیم دید توان بقای جمعیت‌‌ها را در شرایط متغیر محیط افزایش می‌‌دهد و زمینه تغییر گونه‌‌ها را فراهم می‌‌کند. در این فصل با انواع تغییرات ماده وراثتی و اثرات آن بر فرد، جمعیت و گونه آشنا خواهیم شد.

گفتار ۱: تغییر در ماده وراثتی جانداران

تغییرپذیری ماده وراثتی پیامد‌های مختلفی دارد. تغییر، ممکن است «مفید»، «مضر» یا «خنثی» باشد. تغییر در ماده وراثتی چگونه رخ می‌‌دهد و چه چیزی پیامد آن را تعیین می‌‌کند؟ در ادامه به این سؤالات پاسخ خواهیم داد.

جهش

در فصل ۲ با کم خونی ناشی از گویچه‌‌های قرمز داسی شکل آشنا شدیم و دیدیم که علت این بیماری، تغییر شکل در مولکول‌‌های هموگلوبین است. علت این تغییر شکل چیست؟ دانشمندان با مقایسه آمینواسید‌های هموگلوبین‌‌های سالم و تغییر شکل یافته، دریافتند که این دو هموگلوبین فقط در ششمین آمینواسید از زنجیره بتا متفاوت‌اند.

مقایسه ژن‌‌های زنجیره بتای هموگلوبین در بیماران و افراد سالم نشان می‌‌دهد که در رمز مربوط به ششمین آمینواسید، نوکلئوتید A به جای T قرار گرفته است (شکل ۱). شگفتا که تغییر در یک نوکلئوتید از میلیون‌‌ها نوکلئوتید انسان، می‌‌تواند پیامدی این چنین وخیم را به دنبال داشته باشد. تغییر ماندگار در نوکلئوتید‌های ماده وراثتی را جهش می‌‌نامند.

.

.

.

گفتار ۲: تغییر در جمعیت‌‌ها

بعد از کشف پادزیست (آنتی‌بیوتیک)ها در نیمه قرن گذشته، آدمی‌ به یکی از کارآمدترین ابزار‌های دفاعی در برابر باکتری‌‌های بیماری‌زا مجهز شد و توانست در نبرد با آن‌ها پیروز شود. با این وجود، مدتی است که از گوشه و کنار دنیا خبر می‌‌رسد باکتری‌‌ها نسبت به پادزیست‌‌ها مقاوم شده‌اند. گرچه دانشمندان با طراحی دارو‌های جدید، برتری انسان را در این نبرد همچنان حفظ کرده‌اند اما در عین حال، روند مقاوم شدن باکتری‌‌ها آدمی‌ را سخت نگران کرده است. مقاوم شدن باکتری‌‌ها نسبت به دارو‌ها، یکی از مثال‌‌هایی است که نشان می‌‌دهد «موجودات زنده می‌‌توانند در گذر زمان تغییر کنند». این تغییر چگونه رخ می‌‌دهد؟

تغییر در گذر زمان

به انسان‌‌های اطراف خود نگاه کنید. همه انسان‌‌ها ویژگی‌‌های مشترکی دارند که باعث می‌‌شود آنان را در گروهی به نام «انسان‌‌ها قرار دهیم. در عین حال، در میان انسان‌‌ها «تفاوت‌‌های فردی» نیز وجود دارد که باعث شناخت آنها از یکدیگر می‌‌شود. تفاوت‌‌های فردی منحصر به انسان نیست. در میان افراد گونه‌‌های دیگر هم تفاوت‌‌های فردی مشاهده می‌‌شود.

تفاوت‌‌های فردی چگونه می‌‌تواند در پایداری گونه مؤثر باشد؟ این سؤال را با ذکر مثالی پاسخ می‌‌دهیم. فرض کنید در نوعی از جانوران، افراد تحمل متفاوتی نسبت به سرما دارند؛ یعنی بعضی‌‌ها می‌‌توانند سرما را تحمل کنند. اگر سرمای شدیدی رخ دهد، آنان که سرما را تحمل می‌‌کنند شانس بیشتری برای زنده ماندن دارند. بنابراین، این افراد، بیشتر از دیگران تولید مثل می‌‌کنند و در نتیجه صفت تحمل سرما، بیش از گذشته، به نسل بعد منتقل می‌‌شود. اگر سرما همچنان ادامه یابد، باز هم آن‌‌ها که سرما را تحمل می‌‌کنند، شانس بیشتری برای تولید مثل و انتقال صفت به نسل‌‌های بعد را خواهند داشت. بنابراین، بعد از مدتی با جمعیتی روبه رو خواهیم شد که در آن، تعداد افرادی که سرما را تحمل می‌‌کنند در مقایسه با جمعیت اول، بیشتر است و این یعنی تغییر در جمعیت.

مثال ساده‌ای که در بالا عنوان شد، نشان می‌‌دهد که برای تغییر شرایطی لازم است. یکی از این شرایط، وجود تفاوت‌‌های فردی است. وقتی تفاوت فردی هست، این سؤال پیش می‌‌آید که کدام تفاوت‌‌ها بهترند. در مثال ما، آنها که سرما را تحمل می‌‌کردند، در مقایسه با بقیه، شانس بیشتری برای زنده ماندن داشتند. با کمی‌ دقت متوجه می‌‌شویم که این «بهتر» بودن یک صفت همیشگی نیست؛ بلکه شرایط محیط تعیین کنندۀ صفات بهتر است. اگر هوا به جای سرد شدن گرم می‌‌شد، آن گاه افراد دیگری شانس زنده ماندن داشتند. بنابراین، زیست شناسان از واژه «صفت بهتر» استفاده نمی‌‌کنند بلکه به جای آن می‌‌گویند «صفت سازگارتر با محیط». به روشنی دیده می‌‌شود این، «محیط» است که تعیین می‌‌کند کدام صفات با فراوانی بیشتری به نسل بعد منتقل شوند. این فرایند را که در آن افراد سازگارتر با محیط انتخاب می‌‌شوند، یعنی آنهایی که شانس بیشتری برای زنده ماندن و تولید مثل دارند، انتخاب طبیعی می‌‌نامند.

.

.

.

گفتار ۳: تغییر در گونه‌‌ها

گونه‌‌های بسیاری روی کره زمین زندگی می‌‌کنند. آیا این گونه‌‌ها در گذشته‌‌های دور هم وجود داشته‌اند؟ یا اینکه در طول زمان پدید آمده‌اند؟

شواهد تغییر گونه‌‌ها

شواهدی وجود دارند که نشان می‌‌دهند گونه‌‌ها در طول زمان تغییر کرده‌اند. در ادامه به این شواهد می‌‌پردازیم.

الف) سنگواره‌‌ها: در سال‌‌های قبل، با انواع سنگواره‌‌ها و نحوه تشکیل آن‌‌ها آشنا شده‌اید. به یاد دارید که سنگواره عبارت بود از بقایای یک جاندار یا آثاری از جانداری که در گذشته دور زندگی می‌‌کرده است. سنگواره معمولاً حاوی قسمت‌‌های سخت بدن جانداران (مثل استخوان‌‌ها یا اسکلت خارجی) است. گاهی ممکن است کل یک جاندار سنگواره شده باشد مثل ماموت‌‌های منجمد شده‌ای که همه قسمت‌‌های بدن آن‌‌ها، حتی پوست و مو، حفظ شده‌اند یا حشراتی که در رزین‌‌های گیا‌هان به دام افتاده‌اند.

سنگواره‌‌ها اطلاعات فراوانی به ما می‌‌دهند. دیرینه‌شناسان، که به مطالعه سنگواره‌‌ها می‌‌پردازند، دریافته‌اند که در گذشته جاندارانی زندگی می‌‌کرده‌اند که امروز دیگر نیستند، مثل دایناسور‌ها در مقابل، جاندارانی هم هستند که امروز زندگی می‌‌کنند، اما در گذشته زندگی نمی‌‌کرده‌اند مثل گل لاله یا گربه. در این میان، گونه‌‌هایی هم هستند که از گذشته‌‌های دور تا زمان حال زندگی کرده‌اند مثل درخت گیسو. شواهد سنگواره‌ای نشان می‌‌دهند که این درخت در ۱۷۰ میلیون سال پیش هم وجود داشته است (شکل ۱۰).

.

.

.

---

فصل از ماده به انرژی

---

اکنون که در حال مطالعه این درس هستید، یاخته‌‌های بدنتان انرژی مصرف می‌‌کنند. این انرژی از کجا و چگونه تأمین می‌‌شود؟

چرا ورزش و فعالیت‌‌های بدنی شدید، سبب می‌‌شوند تا احساس گرما کنیم و مقداری آب به شکل عرق از دست بدهیم؟

با همه تفاوت‌‌هایی که بین ما و زرافه‌ای که در تصویر می‌‌بینید، وجود دارد، انرژی موردنیاز ما به شیوه یکسانی از غذایی که می‌‌خوریم تأمین می‌‌شود. در این فصل به فرایند‌های آزاد شدن انرژی از ماده مغذی در یاخته‌‌ها می‌‌پردازیم.

گفتار ۱: تأمین انرژی

تنفس یاخته‌ای

به یاد دارید چرا به اکسیژن نیاز داریم؛ در کتاب زیست شناسی ۱، آموختید که نیاز ما به اکسیژن به علت انجام فرایندی به نام تنفس یاخته‌ای است؛ زیرا در این فرایند ATP تولید می‌‌شود؛ مثلاً انرژی ذخیره شده در گلوکز در تنفس یاخته‌ای، برای تشکیل مولکول ATP به کار می‌‌رود (واکنش ۱).

شکل ۱- ساخته شدن ATP

واکنش ۱- تنفس یاخته‌ای

C6H12O6 + 6O2 + ADP + P (فسفات) →۶CO2 + 6H2O + ATP

این واکنش تنفس یاخته‌ای هوازی را نشان می‌‌دهد؛ زیرا تجزیه ماده مغذی و تولید ATP با حضور اکسیژن انجام می‌‌شود. تجزیه ماده مغذی و تولید ATP بدون نیاز به اکسیژن نیز انجام می‌‌شود که در گفتار ۳ به آن می‌‌پردازیم. 

.

.

.

گفتار ۲: اکسایش بیشتر

مولکول گلوکز در تنفس هوازی باید تا حد تشکیل مولکول‌‌های CO2 تجزیه شود. بخشی از تجزیه گلوکز در قندکافت و اکسایش پیرووات و بخش دیگر آن در چرخه کریس انجام می‌‌شود.

چرخه کربس

شکل ۷ ترسیم ساده‌ای از وقایع کلی چرخه کربس را نشان می‌‌دهد.

در این چرخه، ضمن ترکیب استیل کوانزیم A با مولکولی چهار کربنی، کوآنزیم A جدا و مولکولی شش کربنی، ایجاد می‌‌شود. پس از آن در طی واکنش‌‌های متفاوتی که در چرخه کربس رخ می‌‌دهد، دو اتم کربن به صورت CO2 آزاد و مولکول چهار کربنی برای گرفتن استیل کوآنزیم دیگر، بازسازی می‌‌شود.

از اکسایش هر مولکول شش کربنی در واکنش‌‌های چرخه کربس، مولکول‌‌های FADH2 , NADH و ATP در محل‌‌های متفاوتی از چرخه تشکیل می‌‌شوند.

FADH2 ترکیبی نوکلئوتیددار و همانند NADH حامل الکترون است. FADH2 از FAD ساخته می‌‌شود. (واکنش ۳).

شکل ۷- طرح ساده‌ای از چرخه کربس

واکنش ۳)

FAD + 2H⁺ +۲e^– ⇆ FADH2

به این ترتیب با انجام قندکافت، اکسایش پیرووات و چرخه کریس، مولکول گلوکز تا تشکیل مولکول‌‌های CO2 تجزیه می‌‌شود. انرژی حاصل از تجزیه گلوکز صرف ساخته شدن ATP و مولکول‌‌های حامل الکترون (NADH و FADH2) می‌‌شود.

.

.

.

گفتار ۳: زیستن مستقل از اکسیژن

تخمیر

دیدیم که در تنفس یاخته‌ای، اکسیژن گیرنده نهایی الکترون است. آیا تجزیه گلوکز و تأمین انرژی، همیشه وابسته به حضور اکسیژن است؟ آیا در محیط‌‌هایی که اکسیژن ندارند یا اکسیژن اندکی دارند، حیات وجود ندارد؟ در این صورت ATP مورد نیاز چگونه تأمین می‌‌شود؟

تخمیر از روش‌‌های تأمین انرژی در شرایط کمبود یا نبود اکسیژن است که در انواعی از جانداران رخ می‌‌دهد. در فرایند تخمیر، راکیزه و در نتیجه زنجیره انتقال الکترون نقشی ندارند. تخمیر الکلی و تخمیر لاکتیکی انواعی از تخمیرند که در صنایع متفاوت از آنها بهره می‌‌بریم.

تخمیر الکلى و لاکتیکی مانند تنفس هوازی با قند کافت آغاز می‌‌شوند و پیرووات ایجاد می‌‌کنند؛ در قندکافت دیدیم که تشکیل پیرووات از قند فسفاته همراه با ایجاد NADH از NAD+ است؛ بنابراین برای تداوم قند کافت، ⁺NAD ضروری است و اگر نباشد قندکافت متوقف می‌‌شود و در نتیجه تخمیر انجام نمی‌‌شود. در تخمیر، مولکول‌‌هایی ایجاد می‌‌شوند که در فرایند تشکیل آنها ⁺NAD به وجود می‌‌آید. در ادامه با این دو نوع تخمیر بیشتر آشنا می‌‌شویم.

تخمیر الکلی: ورآمدن خمیر نان به علت انجام تخمیر الکلی است. شکل ۱۰ طرح ساده‌ای از مراحل این نوع تخمیر را نشان می‌‌دهد. در این فرایند، پیرووات حاصل از قندکافت با از دست دادن CO2، به اتانال تبدیل می‌‌شود. اتانال با گرفتن الکترون‌‌های NADH اتانول ایجاد می‌‌کند.

 

.

.

.

---

فصل از انرژی به ماده

---

دانستیم انرژی موردنیاز ما برای انجام فعالیت‌‌های حیاتی، از مواد مغذی مانند گلوکز تأمی‌ن می‌‌شود. اکنون پرسش این است که منشأ انرژی ذخیره شده در ترکیباتی مانند گلوکز چیست؟ چه فرایند یا فرایند‌هایی در دنیای حیات وجود دارد که با ساختن ماده آلی، انرژی را در آن‌‌ها ذخیره می‌‌کند؟ چه جاندارانی می‌‌توانند این فرایند‌ها را انجام دهند و این جانداران چه ویژگی‌‌هایی دارند؟

گفتار ۱: فتوسنتز: تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی

می‌ دانید گیا‌هان در فرایند فتوسنتز CO2 را با استفاده از انرژی نور خورشید به ماده آلی تبدیل و اکسیژن نیز تولید می‌‌کنند (واکنش ۱). بر این اساس می‌‌توان میزان فتوسنتز را با تعیین میزان کربن دی‌اکسید مصرف شده و یا اکسیژن تولید شده، اندازه گرفت.

۶CO_۲ + ۶H_۲O → C_۶H_۱۲O_۶ + ۶O_۲

واکنش ۱- واکنش کلی فتوسنتز

برای اینکه جانداری بتواند فتوسنتز انجام دهد، چه ویژگی‌‌هایی باید داشته باشد؟ یکی از این ویژگی‌‌ها داشتن مولکول‌‌های رنگیزه‌ای است که بتوانند انرژی نور خورشید را جذب کنند. همچنین، باید سامانه‌ای برای تبدیل این انرژی به انرژی شیمیایی وجود داشته باشد. انواعی از جانداران وجود دارند که فتوسنتز می‌‌کنند. در ادامه به بررسی این فرایند در گیا‌هان می‌‌پردازیم.

.

.

.

گفتار ۲: واکنش‌‌های فتوسنتزی

واکنش‌‌های فتوسنتزی را در دو گروه واکنش‌‌های وابسته به نور و مستقل از نور قرار می‌‌دهند. در ادامه به معرفی این دو نوع واکنش می‌‌پردازیم.

واکنش‌‌های وابسته به نور: واکنش‌‌های تیلاکوئیدی

وقتی نور به مولکول‌‌های رنگیزه می‌‌تابد، الکترون انرژی می‌‌گیرد و ممکن است از مدار خود خارج شود. به چنین الکترونی، الکترون برانگیخته می‌‌گویند، زیرا پرانرژی و از مدار خود خارج شده است. الکترون برانگیخته ممکن است با انتقال انرژی به مولکول رنگیزه بعدی، به مدار خود برگردد یا از رنگیزه خارج و به وسیله رنگیزه یا مولکولی دیگر گرفته شود (شکل ۴).

در فتوسنتز، انرژی الکترون‌‌های برانگیخته در رنگیزه ‌های موجود در آنتن‌‌ها از رنگیزه‌ای به رنگیزه دیگر منتقل و در نهایت، به مرکز واکنش می‌‌رود و در آنجا سبب ایجاد الکترون برانگیخته در سبزینه a و خروج الکترون از آن می‌‌شود (شکل ۵).

الکترون برانگیخته از فتوسیستم ۲ بعد از عبور از زنجیره انتقال الکترون به مرکز واکنش در فتوسیستم ۱ می‌‌رود. همچنین، الکترون برانگیخته از فتوسیستم ۱ در ن‌هایت به مولکول ⁺NADP می‌‌رسد (شکل ۶).

دو نوع زنجیره انتقال الکترون در غشای تیلاکوئید وجود دارد. یک زنجیره بین فتوسیستم ۲ و فتوسیستم ۱ و دیگری بین فتوسیستم ۱ و ⁺NADP قراردارد.

⁺NADP با گرفتن دو الکترون، بار منفی پیدا می‌‌کند و با ایجاد پیوند با پروتون به مولکول NADPH تبدیل می‌‌شود (واکنش ۲).

NADP⁺ + ۲e^– + ۲H⁺ → NADPH + H⁺

واکنش ۲- تشکیل NADPH

.

.

.

گفتار ۳: فتوسنتز در شرایط دشوار

شکل ۸ روزنه را در دو حالت باز و بسته نشان می‌‌دهد. چه عواملی سبب بسته شدن روزنه می‌‌شود؟ به یاد دارید که افزایش بیش از حد دما و نور سبب بسته شدن روزنه‌‌ها می‌‌شود. بسته شدن روزنه‌‌ها چه تأثیری می‌‌تواند بر فتوسنتز داشته باشد؟

.

.

.

---

فصل فناوری‌‌های نوین زیستی

---

آیا تاکنون درباره تولید پلاستیک‌‌های قابل تجزیه زیستی شنیده‌اید؟ با توجه به اهمیت محیط زیست و حفظ آن، تولید و استفاده از چنین پلاستیک‌‌هایی راهکار مناسبی برای پیشگیری از مصرف بی رویه پلاستیک‌‌های غیرقابل تجزیه است. امروزه به کمک روش‌‌های زیست فناوری، تولید پلاستیک‌‌های قابل تجزیه با صرف هزینه کمتر ممکن شده است. این کار با وارد کردن ژن‌‌های تولید کننده بسیاری از این نوع مواد از باکتری به گیاه امکان‌پذیر است.

چگونه می‌‌توان از فناوری‌‌های زیستی برای بهبود زندگی انسان و حفظ محیط زیست استفاده کرد؟ آیا می‌‌توان با استفاده از آن‌‌ها همه مشکلات بشر را حل کرد؟

انسان از نظر اخلاقی تا چه حد می‌‌تواند این فناوری‌‌ها را به خدمت بگیرد؟

در این فصل با این فناوری‌‌ها آشنا می‌‌شویم و می‌‌توانیم در آخر، به بخشی از پرسش‌‌های مطرح شده در مورد این فناوری‌‌ها پاسخ دهیم.

گفتار ۱: زیست فناوری و مهندسی ژنتیک

همان‌طور که می‌‌دانیم جهش در یک ژن و در نتیجه، تغییر در محصول آن می‌‌تواند به بروز بیماری منجر شود. اختلال در عملکرد و مقدار عوامل مؤثر در انعقاد خون از این دسته هستند. با توجه به افزایش افراد نیازمند به این ترکیبات، تأمین نیاز دارویی آن‌‌ها با مشکل مواجه می‌‌شود.

امروزه استفاده از روش‌‌های زیست فناوری و مهندسی ژنتیک تحولات مهمی‌ در زمی‌نه تولید چنین فراورده‌‌هایی فراهم آورده است. تا چندی پیش، انتقال ژن‌‌های انسان به داخل یاخته‌‌های سایر موجودات زنده و یا استفاده از باکتری‌‌ها برای ساختن پروتئین‌‌های انسانی غیرقابل تصور بود اما اکنون روش‌های لازم برای تحقق آن توسعه یافته و کاربرد فراوانی پیدا کرده است. آیا می‌ دانید چگونه می‌‌توان از باکتری برای ساختن یک پروتئین انسانی استفاده کرد؟ فرض کنید می‌‌خواهیم باکتری را برای ساختن هورمون رشد انسانی تغییر دهیم، پس ضرورت دارد تمام احتیاجات این فرایند را در یاخته باکتری فراهم کنیم. در ادامه مطلب با مراحل این روش آشنا خواهیم شد.

.

.

.

گفتار ۲: فناوری مهندسی پروتئین و بافت

روش‌‌های جدید امکان ایجاد تغییرات دلخواه در توالی آمینواسید‌های یک پروتئین را فراهم کرده است که می‌‌توان از آن‌‌ها به منظور تغییر در ویژگی‌‌های یک پروتئین و بهبود عملکرد آن بهره‌مند شد. انجام چنین تغییراتی که به آن مهندسی پروتئین گفته می‌‌شود، نیازمند شناخت کامل ساختار و عملکرد آن پروتئین است. این تغییرات می‌‌تواند جزئی یا کلی باشد.

تغییر جزئی شامل تغییر در رمز یک یا چند آمینواسید در مقایسه با پروتئین طبیعی است. تغییرات عمده، گسترده‌تر است و می‌‌تواند شامل برداشتن قسمتی از ژن یک پروتئین تا ترکیب بخش‌‌هایی از ژن‌‌های مربوط به پروتئین‌‌های متفاوت باشد.

می‌‌دانیم تغییر در توالی آمینواسید‌ها ممکن است باعث تغییر در شکل فضایی مولکول پروتئین و در نتیجه تغییر در عمل آن شود. چنین پروتئین‌‌های تغییر یافته‌ای با اهداف مختلف، مثلاً درمانی و تحقیقاتی ساخته می‌‌شوند.

از تغییرات و اصلاحات مفید در فرایند مهندسی پروتئین‌‌ها می‌‌توان به افزایش پایداری پروتئین در مقابل گرما و تغییر pH، افزایش حداکثری سرعت واکنش و تمایل آنزیم برای اتصال به پیش ماده اشاره کرد.

افزایش پایداری پروتئین‌‌ها

امروزه با دستیابی به روش‌‌های مهندسی پروتئین می‌‌توان پایداری آنها را در مقابل گرما افزایش داد. این موضوع اهمیت زیادی دارد زیرا در دمای بالاتر سرعت واکنش بیشتر و خطر آلودگی میکروبی در محیط واکنش کمتر می‌‌شود. همچنین، نیازی به خنک کردن محیط واکنش به خصوص در مورد واکنش‌‌های گرمازا نیست. در ادامه مثال‌‌هایی از افزایش پایداری پروتئین‌‌ها، ارائه می‌‌دهیم.

آمیلاز‌ها: این آنزیم‌‌ها که از آنزیم‌‌های پرکاربرد در صنعت هستند مولکول‌‌های نشاسته را به قطعات کوچکتری تجزیه می‌‌کنند. آمیلاز‌ها در بخش‌‌های مختلف صنعتی مانند صنایع غذایی، نساجی و تولید شوینده‌‌ها کاربرد دارند. بسیاری از مراحل تولید صنعتی در دما‌های بالا انجام می‌‌شود. بنابراین، استفاده از آمیلاز پایدار در برابر گرما ضرورت دارد. امروزه به کمک روش‌‌های زیست فناوری، طراحی و تولید آمیلاز‌های مقاوم به گرما ممکن شده است. استفاده از این مولکول‌‌ها باعث کاهش زمان واکنش، صرفه جویی اقتصادی و در نتیجه افزایش بهره وری صنعتی می‌‌شود. مشاهده شده است که در طبیعت نیز آمیلاز مقاوم به گرما وجود دارد. مثلاً باکتری‌‌های گرمادوست در چشمه‌‌های آب گرم دارای آمیلاز‌هایی هستند که پایداری بیشتری در مقابل گرما دارند.

.

.

.

گفتار ۳: کاربرد‌های زیست فناوری

همان‌طور که در گفتار قبلی دیدید زیست فناوری در زمینه‌‌های متفاوتی کاربرد دارد. اکنون می‌‌خواهیم بدانیم چگونه می‌‌توان از این شاخه علمی‌ برای بهبود کیفیت زندگی انسان و حفظ محیط زیست بهره برد.

کاربرد زیست فناوری در کشاورزی

تحول در کشاورزی نوین توانست افزایش چشمگیری در محصولات کشاورزی مانند گندم، برنج و ذرت ایجاد کند. استفاده از کود‌ها و سموم شیمیایی، کشت انواع محصول، استفاده از ماشین‌‌ها در کشاورزی و افزایش سطح زیر کشت از نتایج این تحول بود. اما در کنار آن شاهد عواقب زیانباری همچون آلودگی محیط زیست، کاهش تنوع ژنی و تخریب جنگل‌‌ها و مراتع نیز بوده‌ایم. امروزه نمی‌‌توان برای افزایش محصولات به هر روشی متوسل شد. بنابراین، شاید فناوری‌‌های جدید زیستی بتوانند تا حدودی مشکلات بشر را در این زمینه حل کنند.

یکی از کاربرد‌های زیست فناوری، تولید گیا‌هان مقاوم در برابر بعضی آفت‌‌ها هستند. این روش توانسته است مصرف آفت کش‌ها را کاهش دهد. به عنوان مثال برخی از باکتری‌‌های خاکزی، پروتئین‌‌هایی تولید می‌‌کنند که حشرات مضر برای گیا‌هان زراعی را می‌‌کُشند. این باکتری‌‌ها در مرحله‌ای از رشد خود نوعی پروتئین سمی‌ می‌‌سازند که ابتدا به صورت مولکولی غیرفعال است. این مولکول در بدن حشره فعال شده، حشره را از بین می‌‌برد. چرا این سم نمی‌‌تواند خود باکتری را از بین ببرد؟

پیش‌سم غیرفعال، تحت تأثیر آنزیم‌‌های گوارشی موجود در لوله گوارش حشره شکسته و فعال می‌‌شود. سم فعال شده باعث تخریب یاخته‌‌های لوله گوارش و سرانجام مرگ حشره می‌‌شود.

برای تولید گیاه مقاوم به آفت، ابتدا ژن مربوط به این سم از ژنوم باکتری جداسازی و پس از همسانه‌سازی به گیاه موردنظر انتقال داده می‌‌شود. تاکنون با این روش چند نوع گیاه مقاوم مثل ذرت، پنبه و سویا تولید شده‌اند. همان طور که در شکل ۱۱ می‌‌بینید نوزاد کرمی‌ شکل (لارو) به درون غوزه نارس پنبه نفوذ می‌‌کند، بنابراین برای از بین بردن این آفت سم پاشی‌‌های متعدد لازم است، زیرا آفت در معرض سم قرار نمی‌‌گیرد. از سوی دیگر، استفاده زیاد سم برای محیط زیست مضر است. امروزه با کمک فناوری زیستی و تولید پنبه‌‌های مقاوم، نیاز به سمپاشی مزارع پنبه تا حدود زیادی کاهش پیدا کرده است. حشره در اثر خوردن گیاه مقاوم شده از بین می‌‌رود و فرصت ورود به درون غوزه را از دست می‌‌دهد. بنابراین، نیاز به سم پاشی مزرعه کاهش می‌‌یابد.

.

.

.

---

فصل رفتار‌های جانوران

---

هزاران سال است که انسان رفتار‌های جانوران را مشاهده می‌‌کند و در پی یافتن علت این رفتار‌ها و چگونگی بروز آنهاست. زندگی انسان به داشتن اطلاعات درباره رفتار جانوران وابسته است. دانستن درباره چگونگی زادآوری یک حشره آفت، می‌‌تواند به یافتن راه‌‌هایی برای مبارزه با آن منجر شود. دانستن درباره مهاجرت یا تغذیه یک جانور در معرض خطر انقراض، می‌‌تواند به راه‌‌هایی برای حفظ آن گونه و حفاظت از تنوع زیستی بینجامد. در این فصل انواعی از رفتار‌های جانوران، چگونگی انجام آنها و علت این رفتار‌ها را از دیدگاه انتخاب طبیعی بررسی می‌‌کنیم.

گفتار ۱: اساس رفتار

قمری‌‌های خانگی با جمع آوری شاخه‌‌های نازک درختان برای خود لانه ساخته و زادآوری می‌‌کنند. گوزن‌‌ها از شکارچی‌‌ها می‌‌گریزند. خرس‌‌های قطبی خواب زمستانی دارند. سار‌ها برای زمستان‌گذرانی به مناطق گرم‌تر مهاجرت می‌‌کنند. این‌‌ها نمونه‌‌هایی از رفتار‌های جانوران است. رفتار، واکنش یا مجموعه واکنش‌‌هایی است که جانور در پاسخ به محرک یا محرک‌‌ها انجام می‌‌دهد. محرک‌‌هایی مانند بو، رنگ، صدا، تغییر میزان هورمون‌‌ها یا گلوکز در بدن جانور، تغییر دمای محیط و تغییر طول روز موجب بروز رفتار‌های گوناگون در جانوران می‌‌شوند.

رفتار غریزی

جوجه‌‌های برخی از پرندگان برای غذای مورد نیازشان به والد (یا والدین) خود متکی هستند. مثلاً جوجه کاکایی برای دریافت غذا به منقار پرنده والد نوک می‌زند و والد بخشی از غذای خورده شده را برمی‌‌گرداند تا جوجه آن را بخورد. دریافت غذای کافی برای بقا و رشد جوجه اهمیت دارد. جوجه پس از بیرون آمدن از تخم، می‌‌تواند به منقار والد نوک بزند (شکل ۱).

.

.

.

گفتار ۲: انتخاب طبیعی و رفتار

پژوهشگران در بررسی یک رفتار تلاش می‌‌کنند به دو نوع پرسش پاسخ دهند. پرسش نوع اول اینکه جانور چگونه رفتاری را انجام می‌‌دهد؟ برای پاسخ به این پرسش پژوهشگران فرایند‌های ژنی، رشد و نمو و عملکرد بدن جانور را بررسی می‌‌کنند. پرسش نوع دوم این است که چرا جانور رفتاری را انجام می‌‌دهد؟ پرسش دوم به دیدگاه انتخاب طبیعی مربوط است. مثال زیر را بخوانید.

پرنده کاکایی پس از آنکه جوجه‌‌هایش از تخم بیرون می‌‌آیند، پوسته‌‌های تخم را از لانه خارج می‌‌کند. جوجه‌‌ها و تخم‌‌های کاکایی در می‌ان علف‌‌های اطراف آشیانه به خوبی استتار می‌‌شوند (شکل ۹). البته رنگ سفید داخل پوسته تخم‌‌های شکسته بسیار مشخص است. 

.

.

.

گفتار ۳: ارتباط و زندگی گروهی

برخی از جانوران زندگی گروهی دارند. برای زندگی در گروه، جانوران باید بتوانند با هم ارتباط برقرار کنند.

ارتباط بین جانوران

می‌ دانید بعضی جانوران مانند زنبور‌ها با استفاده از فرومون با یکدیگر ارتباط برقرار می‌‌کنند. جوجه کاکایی با لمس منقار والد با او ایجاد ارتباط و غذا درخواست می‌‌کند. جانوران از راه‌‌های گوناگون مانند تولید صدا، علامت‌‌های دیداری، بو و لمس کردن با یکدیگر ارتباط برقرار ساخته و اطلاعات مبادله می‌‌کنند. در نتیجه این ارتباط، رفتار آنها تغییر می‌‌کند. صدای جیرجیرک نر، اطلاعاتی مانند گونه و جنسیت را به اطلاع جیرجیرک ماده می‌‌رساند. برقراری ارتباط برای یافتن غذا را در زنبور‌های عسل بررسی می‌‌کنیم.

ارتباط در زنبور‌های عسل: زنبور‌های کارگر شهد و گرده گل‌‌ها را جمع آوری کرده و به کندو می‌‌آورند. وقتی زنبور کارگر منبع غذایی جدیدی پیدا می‌‌کند و به کندو باز می‌‌گردد، خیلی طول نمی‌‌کشد که تعداد زیادی زنبور کارگر در محل آن منبع غذایی دیده می‌‌شوند. چرا چنین است؟

زنبور یابنده پس از بازگشت، اطلاعات خود درباره منبع غذایی را به زنبور‌های دیگر ارائه می‌‌کند. این زنبور با انجام حرکات ویژه‌ای اطلاعات خود را به زنبور‌های دیگر نشان می‌‌دهد. زنبور‌های کارگر با مشاهده این حرکات، فاصله تقریبی کند و تا محل منبع غذا و جهتی را که باید پرواز کنند، در می‌‌یابند. برای مثال هرچه این حرکات طولانی‌تر باشد، منبع غذایی دورتر است. افزون بر آن هنگام انجام حرکات، زنبور یابنده صدای وز وز متفاوتی نیز دارد. زنبور‌های کارگر با استفاده از اطلاعات کلی که از زنبور یابنده درباره منبع غذایی دریافت کرده‌اند، به سمت آن پرواز و به کمک بویایی خود، محل دقیق غذا را پیدا می‌‌کنند. این روش برقراری ارتباط چه مزیتی برای زنبور‌ها دارد؟ وقتی زنبور‌های کارگر قبل از جست وجو درباره محل منبع غذا اطلاعات داشته باشند، با صرف انرژی کمتر و در زمان کوتاه‌تری محل دقیق آن را پیدا می‌‌کنند.

.

.

.

---

---

---

---

---