الخلايا أصغر لَبِنات الحياة في جميع المخلوقات الحية، وتكمن أهميتها في كونها تراكيب تساعد المخلوقات الحية على القيام بالأنشطة الحيوية المختلفة، مثل هضم الطعام والحركة والنمو والتكاثر.

أهمية الخلايا:

تختلف الخلايا باختلاف وظائفها، تساعد بعض الخلايا النباتية مثلا على نقل الماء والأملاح، كما تساعد خلايا الدم البيضاء - الموجودة في الإنسان ومعظم الحيوانات - على مقاومة الأمراض. وعلى الرغم من هذا الاختلاف فإن الخلايا النباتية، وخلايا الدم البيضاء، وجميع الخلايا الأخرى، تتشابه في جوانب عدة.

نظرية الخلية:

اكتشف العالم روبرت هوك الخلايا عام ١٦٦٥ م بعد اختراعه المجهر، وذلك في أثناء تفحصه المقطع رقيق من الفلين، حيث شاهد حجرات متراصة، أطلق عليها اسم خلايا، (انظر الشكل (۱).

وخلال القرنين السابع عشر والثامن عشر، تفحص العلماء العديد من المخلوقات الحية باستخدام المجهر، وقد أدى إلى تطوير نظرية الخلية، التي تتلخص في ثلاثة.

أفكار رئيسة، هي:

·         تتكون جميع المخلوقات الحية من خلية أو أكثر.

·         الخلية هي اللبنة الأساسية للحياة، وتحدث داخلها الأنشطة الحيوية.

·         تنشأ جميع الخلايا من خلايا مماثلة لها.

الخلية المجهرية:

تتكون جميع المخلوقات الحية من خلايا، (انظر الشكل (۲) وتعد البكتيريا أصغر المخلوقات الحية. ويتكون جسمها من خلية واحدة فقط.

ما عدد الخلايا التي تكون البكتيريا؟

تتكون أجسام المخلوقات الحية الكبيرة من مجموعة من الخلايا تتعاون فيما بينها للقيام بالأنشطة الحيوية؛ لذا فإن معظم المخلوقات الحية من حولك مخلوقات متعددة الخلايا. وعلى سبيل المثال يتكون جسمك، من أكثر من ١٠ تريليون خلية.

المجهر:

بدأ العلماء دراسة الخلايا قبل ٣٠٠ عام. وقد مكن التطور في صناعة المجاهر من معرفة الاختلافات بين الخلايا، وساعدت بعض المجاهر الحديثة العلماء على دراسة أدق تفاصيل الخلايا.

يسمى المجهر المستخدم في معظم المدارس، المجهر الضوئي المركب. ويستخدم لتكبير صور الأجسام الدقيقة. وفي هذا النوع من المجاهر يمر الضوء خلال الجسم المراد رؤيته أولا، ثم يمر من خلال عدستين أو أكثر. تسمى عدسة المجهر الأقرب إلى عين الرائي العدسة العينية، أما العدسة الأقرب إلى الشيء المراد تكبير صورته فتسمى العدسة الشيئية. وتعتمد قدرة تكبير المجهر المركب على قوة تكبير كل من العدستين: العينية والشيئية. وإذا تفحصت أيا من هاتين العدستين فستلاحظ وجود إشارة × متبوعة برقم، والتي تعني قوة تكبيرها، فعندما نرى ۱۰× علی العدسة فهذا يعني أنها تكبر الجسم عشر مرات. ولحساب قوة تكبير المجهر المركب نضرب قوة تكبير العدسة العينية في قوة تكبير العدسة الشيئية.

مم تتكون الخلايا؟

تتكون الخلية - على الرغم من صغر حجمها من أجزاء أصغر، لكل منها وظيفة محددة. ويمكن تشبيه الخلية بالمخبز، الذي يحتاج إلى العديد من المعدات ليعمل، إضافة إلى الطاقة والمواد الأولية تدقيق القمح والماء والسكر وغيرها. وتدار عمليات المخبز بأكملها من قبل مدير المخبز الذي يضع خطة للعاملين، ولمراحل تصنيع منتجات الخبز وبيعها.

تعمل الخلية بطريقة مشابهة لعمل المخبز، فكما يوجد جدار للمخبز هناك غشاء يحيط بالخلية، تتم في داخله جميع الأنشطة الحيوية، التي تدار بطريقة منظمة، فهناك أجزاء صغيرة تعمل على خزن المواد في الخلية. وأجزاء تستخدم المواد الأولية مثل الأكسجين، والماء، والأملاح المعدنية، ومواد مغذية أخرى. في حين تطلق أجزاء أخرى الطاقة، أو تنتج المواد الضرورية للحياة، وتنتقل بعض المواد من الخلية لتستخدم في أماكن أخرى من جسم المخلوق الحي.

خارج الخلية:

يحيط الغشاء البلازمي، المبين في الشكل، بمكونات الخلية ويحميها، وهو بذلك يشبه جدران المخبز. ويشكل الغشاء البلازمي حاجزا مرنا يفصل بين الخلية والبيئة المحيطة بها، وينظم مرور المواد من الخلية وإليها. تحاط بعض الخلايا - مثل خلايا النباتات والطحالب والفطريات ومعظم أنواع البكتيريا - بجدار يقع خارج الغشاء البلازمي، يُسمى الجدار الخلوي، (كما في الشكل4) ، ويوفر هذا الجدار الدعم والحماية للخلية.

داخل الخلية:

يملأ الخلية سائل شبه هلامي يُسمى السيتوبلازم، يشكل الماء ثلثيه، ويحتوي على العديد من المواد الكيميائية اللازمة للخلية. وتحدث معظم العمليات الحيوية داخل السيتوبلازم، وهو بذلك يشبه منطقة العمل في المخبز.

العضيات:

تحتوي جميع الخلايا ما عدا خلايا البكتيريا على عضيات كالتي تشاهدها في الشكلين ٣ و ٤، وهي أجزاء متخصصة تستطيع التحرك داخل السيتوبلازم وتقوم بالعمليات الضرورية للحياة. ويمكن تشبيه العضيات بالعاملين في المخبز فلكل عضية وظيفة معينة تقوم بها. بينما في البكتيريا، تحدث معظم الأنشطة الحيوية في السيتوبلازم.

النواة:

يضع مدير المخبز الخطط المناسبة، ويراقب سير العمل من أجل ضمان نجاح عمل مخبزه يشبه عمل المادة الوراثية في الخلية عمل مدير المخبز، إذ تنظم معظم عمليات الخلية. توجد المادة الوراثية داخل النواة في جميع خلايا المخلوقات ما عدا البكتيريا. وتكون محمولة على الكروموسومات على شكل مركب كيميائي يسمى الحمض النووي الريبوز المنقوص الأكسجين DNA والتي تحدد صفات المخلوق الحي، كشكل أوراق النباتات أو لون عيني الإنسان.

ما المركب الكيميائي الذي يحدد صفات المخلوق الحي؟

التخزين كما يستخدم عمال المخبز الخزائن والثلاجات لخزن المنتجات ويجمعون النفايات في سلال وحاويات، تخزن الخلية الماء والغذاء وبقية المواد الضرورية داخل عضيات ضمن السيتوبلازم، تشبه البالون في شكلها، تسمى الفجوات، وتكون في الخلايا النباتية أكبر من الخلايا الحيوانية. وبعض هذه الفجوات يخزن الماء ومواد أخرى للاستفادة منها، بينما يخزن بعضها الآخر الفضلات لحين التخلص منها.

في الختام، يمكن القول إن الخلايا تشكل اللبنة الأساسية للحياة في جميع المخلوقات الحية. تعتبر متنوعة في وظائفها، حيث تساهم في تحقيق العديد من الأنشطة الحيوية المهمة مثل الهضم، والحركة، والنمو، والتكاثر. نظرية الخلية، التي اكتشفها روبرت هوك، تشدد على أن جميع المخلوقات الحية تتألف من خلية أو أكثر، وأن الخلية هي المكون الأساسي للحياة.

استخدام المجاهر ساهم في فهم أعماق الخلايا واكتشاف التفاصيل الدقيقة لتركيبها ووظائفها. العلماء استخدموا المجاهر لاستكشاف العالم المجهري وتحديد الاختلافات بين الخلايا المختلفة.

الختام:

يظهر أن تكوين الخلايا يعكس تنظيمًا دقيقًا يشبه إدارة عملية معقدة. هذا التنظيم يشبه إلى حد كبير تنظيم العمليات في مخبز، حيث تقوم كل جزء بوظيفته المحددة لضمان سير العمليات الحيوية بفعالية.

وبهذا نكون قد استعرضنا أهمية الخلايا، وكيف أسهمت نظرية الخلية في تغيير وجه العلم. إن فهم هذه اللبنة الأساسية للحياة يسهم في الكشف عن أسرار وعمق العالم الحيوي، مما يعزز المعرفة والتقدم في مجال العلوم الحيوية.

قم بالتجربةبنفسك من خلال منصة ڤلابي لمعامل العلوم الافتراضية