النعناع

نباتاً عشبياً معمّراً، له رائحة قوية ومحببة لدى الكثير من الناس، ويتميز بمجموعة من الفوائد الصحية والجمالية، وهو من أكثر الأعشاب الخضراء التي لا تكاد تخلو البيوت منه، وخاصة في فصل الصيف، بحيث يستخدمه الكثير من الناس لإعطاء نكهة رائعة للشاي، أو يشربونه وحدَه بعد غليه في الماء .
الظروف الملائمة لزراعة النعناع يمكن زراعة النبتة في الحديقة، أو فوق سطح المنزل، أو على الشرفة، وذلك عن طريق زراعتها في الحاويات، أو في التربة مباشرة . اختيار التربة المناسبة لزراعة النعناع، والتي يجب أن تكون ثقيلة، وخصبة، ورطبة .

فوائد النعناع باختصار:
1- يساعد النعناع في معالجة العديد من مشاكل الجهاز الهضمي :
- حيث اثبت ان النعناع يعمل على زيادة افراز ونشاط الغدد اللعابية والانزيمات الهاضمة مما يساعد الجهاز الهضمي في عملية الهضم، ويساعد في علاج حالات عسر الهضم.
- يعتبر النعناع فاتحا للشهية ولهذا فهو متعارف عليه كمقبلات ويدخل في العديد من اطباق الطهي.
- اثبت بان له دور في علاج مشاكل القولون العصبي عند كل من الاطفال والبالغين وتخفيف اعراضه.
- من فوائد النعناع انه مهدىء لالام المغص ولتهدئة تقلصات المعدة، ويساعد في التغلب على الحموضة ويتخلص من انتفاخ البطن.
- مطهر ومضاد للالتهابات.
- يعمل على تعزيز صحة الفم ومحاربة رائحته الكريهة ومنعش للنفس.
- يعمل النعناع على محاربة البكتيريا المسؤولة عن تسوس الاسنان، ولهذا يستخدم في المعاجين وغسول الفم.
- يساعد على محاربة العدوى عن طريق الفم.
2- فوائد النعناع في معالجة الربو واضطرابات الجهاز التنفسي الاخرى :

- تساعد اوراق النعناع على تخفيف الاحتقان في الانف والحنجرة والقصبات الهوائية والرئتين، وتسريع عملية الشفاء خاصة في نزلات البرد والانفلونزا.
- وجدت العديد من الدراسات فوائد للنعناع في علاج مرض السل.
- له خصائص علاجية تساعد على تخفيف اعراض الربو، فالنعناع له رائحة قوية جدا تساعد على فتح الممرات الهوائية وتعمل على اراحة النفس، ولهذا يدخل ضمن صناعة اجهزة الاستنشاق.
- يساعد على تخفيف السعال وطرد البلغم.
- له خصائص مضادة للالتهابات ويساعد كذلك على محاربة البكتيريا وتخفيف كافة التهابات الجهاز التنفسي.
3- من فوائد النعناع انه مسكن للالام :

- يساعد على تسكين الاوجاع والالام وخاصة الام المعدة والعضلات والصداع.
- مهدىء للاعصاب ويساعد على الاسترخاء.
- يساعد على تخفيف الام الدورة الشهرية.
4- يعمل على مكافحة السرطان:

اوجدت بعض الابحاث حقيقة ان بعض الانزيمات المتواجدة بالنعناع تساعد على الوقاية من السرطان وعلاجه وخاصه سرطان البروستات والجلد والرئة.
5- الاكتئاب:

- من فوائد النعناع رائحته التي تساعد على استرخاء الجسم وتهدئة العقل وتخليصه من الاجهاد وتشجيع افرازه لما يعرف بهرمون السعادة "السيروتونين"، وبهذا يمكنه علاج الاكتئاب والتعب وابعاد القلق والتوتر.
6- انخفاض ضغط الدم:

تحتوي اوراق النعناع على كمية جيدة من معدن البوتاسيوم والذي يساعد على استرخاء الاوعية الدموية والمحافظة على توازن السوائل في الجسم وبالتالي خفض ضغط الدم وتنظيم معدل النبض.
7- علاج الغثيان :

اذا كنت ممن يعانون من غثيان السفر فبمجرد ان تشم اوراق النعناع الطازجة سيساعدك هذا على تجنب هذه المشكلة، وقد تساعد ايضا من يعانون من الغثيان الناتج عن العلاج الكيميائي.
واثبت بانه بالفعل يساعد الحوامل في التغلب على غثيان الصباح من خلال تفعيل الانزيمات الضرورية لعملية الهضم. تناول بضعة اوراق او استنشاق رائحة اوراق النعناع كل صباح هو وسيلة رائعة للامهات للتغلب على هذه الفترة الصعبة.
8- تحسين الذاكرة:

وجدت العديد من الدراسات ان استنشاق رائحة النعناع القوية يساعد على تحسين الذاكرة والوظائف المعرفية وزيادة اليقظة.
9- من فوائد النعناع انه يعزز المناعة ويقويها:

تحتوي اوراق النعناع على العديد من المواد المغذية مثل الكالسيوم والفوسفور وفيتامين C ، D ، E وكميات صغيرة من فيتامين B المركب. و كل هذه المركبات تساعد على تقوية وتحسين جهازالمناعة في الجسم، والوقاية من العديد من الالتهابات والامراض.
10- فوائد النعناع في فقدان الوزن :

وبما انه وكما ذكرنا سابقا، بان النعناع يعتبر محفزا للانزيمات الهاضمة والتي تساعد على امتصاص المواد المغذية من الطعام واستهلاك الدهون وتحويلها الى طاقة قابلة للاستخدام. فبهذا قد يساعد النعناع بطريقة ما على تحفيز حرق الدهون في الجسم بشكل افضل واسرع وبالتالي المساعدة في فقدان الوزن.

القرنفل



نبات القرنفل إلى منطقة البحر الأبيض المتوسط، وينمو عادة في الحدائق المنزلية، وتتعدد أنواعه لتصل إلى ثلاثمئة نوع، إضافة إلى أنواع عديدة من القرنفل المهجن، كذلك من الزهور التي تحتوي على مزيج ذو لونين. تتوزع ألوان زهور القرنفل بين الأحمر، الوردي، الأبيض، الأصفر والبرتقالي، يزهر ويتفتح بين شهري حزيران وأيلول. يزرع القرنفل عادة لمنظره الجميل ولجذب الطيور والفراشات إلى الحديقة، لكن كغيره من النباتات فهي تحتاج للعناية لنحصل على زهور ذات نوعية جيدة

فوائد الطبية للقرنفل :

– يستخدم القرنفل لعلاج وتسكين آلام الأسنان ، وقد تم إدخاله في مجال حشو جذور الأسنان حديثاً إذ يتمتع نبات القرنفل بتأثيرٍ مضادٍ للفيروسات ومطهر عام .

– يستخدم لعلاج مشاكل الهضم مثل الأنتفاخ ،ويعالج حب الشباب والألتهابات الجلدية ولدغات الحشرات .

– يستخدم لعلاج آلام الحلق نظرا لتمتعه بزيوت طيارة فعالة في تخفيف الألم وغالبا مايتم إضافة نباتات أخرى طبية لصنع محلول غرغرة يعالج الآم الحلق .

– منقي للدم ، يساعد على إستقرار مستويات السكر في الدم .

– زيت القرنفل يعمل على تحفيز الدورة الدموية مما يتنشط العقل ويساعد على التركيز ويمنع الأرق والأكتئاب .


– القرنفل مفيد في حالات نزلات البرد وإلتهاب الشعب الهوائية ، وإنسداد الجيوب الأنفيه ، وعلاج السعال والربو .

– يساعد القرنفل للتخفيف من إنتفاخات وغازات المعدة ويعالج القرحة الهضمية ، ويقلل من الغثيان والدوار .

– يساعد زيت القرنفل في الوقاية من السرطان وخاصة سرطان الرئة والجهاز الهضمي .

– يعمل القرنفل وذلك بشربه كمشروب ساخن من تقوية القلب والكبد وتقوية اللثة .كما انه ينقي الأبصار ويزيل غشاوة العين .

و زراعة القرنفل
تتم بجمع الازهار الجافة "للحصول على البذور"
أو بشراء البذور من المتاجر

يتم ازالة الاوراق الكأسية(السبلات) التي تقع اسفل البتلات (الاجزاء الملونة من الزهرة)
نلاحظ وجود انتفاخ صغير وهذا هي الثمرة التي تحتوي على البذور الناضجة يكون لونها اسود, واذا كان لونها ابيض فهذا يعني انها غير ناضجة

ويتم جمعها في اكياس نايلون جافة ومثقبة لمنع تعفنها .

و يتم حفظها الى حين موسم زراعتها على شكل دايات وموعد الزراعة هو بداية الشهر العاشر حيث يتم زراعة 5-6 بذور في اصيص
ملاحظة: تزرع أزهار القرنفل في أخر فصل الشتاء وتدفن البذور في عمق واحد سانتي 1cm

تتم عملية الزراعة بملء الاصيص بالبتموس وتوضع البذور وتغطى بطبقة خفيفة من الوسط وينقل الاصيص داخل البيت الزجاجي لتسريع انباتها حيث الحرارة مرتفعة داخل البيت الزجاجي او البلاستيكي ولزيادة نسبة نجاح انبات البذور

وبعد نمو البادرات ووصلها الى ارتفاع 10 سم تتم عملية التفريد

وبعد 3 اشهر تنقل الى خارج البيت الزجاجي وتزرع في الاماكن المشمسة
ونستمتع برؤية جمالها وعبير عطرها .
تلوث الماء

تلوث الماء



مقدمة : أهمية الماء ( قال تعالى " وجعلنا من الماء كل شي حي " لذا تكمن أهمية الماء للحياة في كونه يدخل في تركيب الخلايا بنسبة 75-95% من الكتلة البروتوبلازمية كما يدخل في الأنسجة المختلفة.
كما لا يتم الهضم ولا الامتصاص و التمثيل الغذائي إلا بوجود وسط مائي
ويسمى الغلاف المائي على الكرة الأرضية بالهيدروسفير Hydrosphere  
وتمثل المساحة للبحار و المحيطات ب 71% من سطح الأرض
 تلوث الماء
التعريف : يعتبر الماء ملوثاً عندما يتغير تركيب عناصره أو تتغير حالته بطريقة مباشرة أو غير مباشرة بحيث تصبح هذه المياه اقل صلاحية للاستعمالات الطبيعية المخصصة لها أو لبعضها " خصائص كيميائية و فيزيائية "
صور من التلوث
تتلوث المياه بشكل رئيس من
1-   المياه الناعية
2-   مياه المخلفات البشرية

فعلى سبيل المثال نهر الراين كانت عدد البكتريا بالقرب من منبعه حوالي 30 – 100 بكتريا / سم  أما عند بحيرة بودين فيصل العدد إلى 2000بكتريا / سم و في جزئه السفلي فيزيد عدد البكتريا على 200الف بكتريا / سم و ينطبق الموضوع على نهر التايمز.
لذلك و نتيجة لتحويل الأنهار إلى مستودعات المخلفات التي تلقى فيها أصبحت بؤرة لكثير من الأمراض و خاصة في الدول النامية الآن.
كذلك الحال بالنسبة إلى البحار و المحيطات أصبحت مكان ترمى بها النفايات الخطيرة و النفايات البشرية و غيرها ، و تكمن مشكلة التلوث و خاصة بالمواد و العناصر الثقيلة ( الرصاص ، الزئبق ، وغيرها ) إلى ألتركم في أنسجة الكائنات الحية و التي بالتالي ترقى إلى المستويات العليا في السلم الغذائي .

مصادر تلوث  الماء

1- التلوث الطبيعي : يكون من خلال انجراف بعض المواد و الفضلات مع مياه الأمطار إلى الشواطئ
2-التلوث الحراري : يوجد التلوث الحراري حيثما وجدت محطات توليد الطاقة الكهربائية و المصانع التي تحتاج إلى التبريد و غيرها ، و يكون تأثير ارتفاع درجة الحرارة على النظام البيئي في المنطقة من خلال القضاء على النباتات و الحيوانات من خلال
أ‌-     تغير الخواص الطبيعية للماء ( الماء الدافئ لا يحتفظ بنفس كمية الغازات التي تحتويه المياه الباردة و التي منها الأكسجين.
ب‌- تتأثر جميع النشاطات الحيوية في الكائنات الحية و خاصة الحيوانية مع ارتفاع درجات الحرارة حيث أن الأسماك من الحيوانات متغيرة درجة الحرارة و ليس هناك تنظيم دقيق لدرجات الحرارة، فعند ارتفاع درجات الحرارة تزيد كمية التنفس و بالتالي تقل كميات الأكسجين الذائب في الماء و تموت الكائنات الحية .

أيضا يوثر ارتفاع درجات الحرارة إلى تغيير التوازن الحيوي في المياه حيث سوف يؤثر تكاثر الكائنات الحية الحيوانية و النباتية و التي تفضل المياه الحارة على حساب الكائنات الحية التي تفضل المياه المعتدلة و بالتالي تقل الكائنات الحية التي تعتمد على الكائنات السابقة
كذلك تؤدي ارتفاع الحرارة في المنطقة إلى هجرة الكائنات الحية و بالتالي يحدث اختلال في التوازن الحيوي في المنطقة.
3- النفط : من الظواهر الحديثة و من أسبابها
أ- حوادث الناقلات و الحوادث البحرية " حادثة الناقلة أكسون فالديز " في ألاسكا و تسرب النفط منها و الذي بلغ 40الف طن من النفط و الذي انتشر على مساحة 1500كم أمام شواطئ المنطقة.
ب- انفجار أبار النفط " في عام 1977 انفجر بئر نفط في بحر الشمال أدى إلى تلويث المنطقة ب25الف طن من النفط
ج- التسرب من الآبار الساحلية مثل ما حدث في حرب الخليج
د- التنقيب في البحر
ه- النفايات و مخلفات السفن التي تلقى في البحر بعد غسيل الحاويات
و- مصافي النفط و مخلفاتها الساحلية ، مثل الحادث من 50 مصفاة على ساحل البحر الأبيض المتوسط بحيث يقدر ما يتسرب حوالي 20الف طن سنوياً

تأثير النفط
        نظراً لخفة الزيت و النفط فانه يشكل طبقة رقيقة فوق سطح الماء و بالتالي يكون عازل للغازات و الإضاءة بالإضافة إلى تركم كميات من العناصر الثقيلة الموجودة في النفط في مياه البحر مثل الرصاص و الزئبق و الكادميوم و تكمن المشكلة في تغذي الكائنات على هذه العناصر مما يؤدي إلى تراكمها في الأنسجة مما يؤدي إلى تعطيل الدور الوظيفي لهذه الأنسجة و من ثم موت الكائن.

التخلص من النفط
1-    المكافحة البيولوجية : هناك بعض أنواع البكتريا التي لها القدرة على تفكيك جزيئات الهيدروكربونات و تحويلها إلى جزيئات أخرى صغيرة و سهلة الذوبان في الماء و من ثم تحويلها إلى مواد اقل ضرر إلا إن هذه العملية الطبيعية شديدة البطء وتحتاج إلى وقت طويل لا استكمالها ولذلك لا يمكن الاعتماد عليها في إزالة مثل هذه الملوثات
2-    الطرق الأخرى ( الكيميائية و الفيزيائية )
أ‌-     إحراق طبقة النفط : لكنها غير مفيدة لعدة أسباب منها ( عدم احتراق النفط بشكل كامل ، ضررها على النظام البيئي المائي ، تطاير الغازات السامة وغيرها من الاحتراق).
ب‌-  المنظفات الصناعية : وهي تساعد على انتشار النفط في الماء حيث تكون هذه المواد مع النفط مستحلبات ثابتة إلى حد كبير ثم تختفي هذه البقعة ولكن المشكلة أنها تحتاج إلى كميات كبيرة جداً من المنظفات الصناعية الكيميائية لان بقع الزيت كبيرة بالإضافة إلى أن أثر المنظفات على الكائنات الحية كبير من كونها مواد كيميائية .
ت‌- الحواجز و هي لتجميع النفط في مكان و مساحة اصغر و من ثم محاولة امتصاصه .

4- المخلفات الصناعية  / يعتبر التلوث بمخلفات المصانع من أهم المشاكل المقلقة التي تواجه الإنسان و ذلك لعدة أسباب منها
أ- كثرة العناصر و المركبات التي تنتجها المصانع و التي سجل منها 500 عنصر و مركب سام
ب- لدى بعض هذه العناصر و المركبات القدرة على الانحلال في الماء و بالتالي تؤثر على الكائنات الحية النباتية و الحيوانية في البيئات
ج- اغلب هذه العناصر و المركبات لها القدرة على التراكم في أنسجة الكائنات الحية مما يؤدي إلى تلف تلك الأنسجة تشريحياً و وظيفياً و من ثم موت الكائن

ومن هذه المواد و العناصر

1-  المعادن الثقيلة :
أ‌-     الرصاص / و المستخدم بكثرة في الدهانات و وقود السيارات و هو المصدر الأساسي للتلوث به ويسبب الرصاص بعض التأثيرات على الكائنات الحية منها : إسهال ، الحد من نمو وتكاثر الكائنات ، تلف في أنسجة الجسم و التي منها الكبد و الطحال و غيرها
ب‌- الزئبق / حيث تلقي المصانع الأمريكية تقريباً 500 طن من الزئبق سنوياً ومن المشاكل و الآثار التي تؤثر على الكائنات الحية ما وجد على سبيل المثال في اليابان بعد دراسة استمرت عشر سنوات من أن مرض مينا ماتا هو عبارة عن مرض يحث من خلال تركم الزئبق في الأسماك و انتقاله إلى الإنسان مما يؤدي إلى شلل في العضلات و الأرجل و الأيدي في بعض الناس و موت ما يقارب 234 شخصاً و تضرر ما يقارب 1300 فرد بالإضافة إلى المشاكل الوراثية التي انتقلت إلى أطفالهم
2-               مخلفات مصانع الورق / مما يزيد من التلوث العضوي و من ثم الزيادة الكبيرة في الكائنات الدقيقة المتغذية على مخلفات السيليلوز.

5- المخلفات البشرية السائلة :
        وتشمل المخلفات البشرية و المنظفات و مخلفات المستشفيات وغيرها و هي تشمل مواد غير عضوية واكبر مشكلة هي المنظفات و التي تحتوي على مواد غير قابلة للتفكك الحيوي بل هي سامة على الكائنات الحية
6- المواد المشعة :
        تعتبر من اشد أنواع الملوثات وتصل المواد المشعة إلى الماء نتيجة التجارب الذرية و المفاعلات و المحطات الذرية و كذلك من دفن النفايات الذرية  في أعماق البحر حيث تتراكم في أنسجة الطافيات و بالتالي تصل إلى قمة الهرم الغذائي
7- المبيدات :
        مع إن احتمال وصول المبيدات الحشرية عن طريق الغذاء و الخضار أكثر احتمالاً منه عن طريق الماء إلا انه في الفترات الأخيرة أصبحت تصل إلى  المسطحات المائية .بشكل كبير فقد سجل وجود مادة D.D.T في كثير من البحار منها بحر البلطيق و بحر الشمال وغيرها كما سجلت المواد و المبيدات الحشرية في أنسجة الكائنات البحرية مثل الكبد ( التراكم ) كما أدى تأثير هذه المبيدات على الطحالب الخضراء و قلت أعدادها، فوجد أن البناء الضوئي يتأثر معدله بتراكيز قليلة جداً من المبيدات ، كما وجد إنها تؤدي إلى اضطرابات في عملية التمثيل الغذائي.
8- المخصبات الزراعية :
        تكمن خطورة المخصبات الزراعية من أن الزيادة فيها قد تؤدي  إلى المياه الجوفية و تؤدي إلى تلويثها بالإضافة إلى انتقالها إلى المسطحات المائية من خلال الصرف أو السيول، ومن المخصبات الزراعية
أ‌-     مركبات الفسفور : تعتبر من المركبات السامة للإنسان و الحيوان و هي تؤدي في بعض البحيرات إلى ما يعرف باضطراد النمو البيولوجي
ب‌- مركبات النترات : تؤدي إلى تحويل المياه الشرب إلى مياه غير صالحة و تؤدي إلى باضطراد النمو البيولوجي، كما تكمن مشكلة النترات في تحولها إلى ايون نتريت و الذي يؤدي إلى تسمم الدم من خلال من القيام بوظيفته الرئيسية والخاصة بنقل الأكسجين.


المحافظة على الماء من التلوث
لأهمية الماء في حياة الكائنات الحية كان لابد من المحافظة عليه من الملوثات من خلال
1-   تأمين الماء النقي بشكل كافي : و التي منها
أ‌-     التحلية
ب‌- المياه الجوفية ( جيدة لقلة الأملاح فها )
ت‌- الأنهار و البحيرات بعد التنقية

2-   الإجراءات الضرورية لوقاية الماء من التلوث و التي منها
أ‌-     بناء المنشات اللازمة لمعالجة المياه الصناعية الملوثة و مياه المخلفات البشرية السائلة
ب‌- مراقبة المسطحات المائية المغلقة كالبحيرات مما يلوثها
ت‌- إحاطة المناطق التي تستخرج منها المياه الجوفية و حمايتها
ث‌- إحاطة الينابيع ببناء يحميها
ج‌-  إصدار القوانين التي تحدد المستويات المختلفة للتلوث
ح‌-  وضع المواصفات الخاصة التي يجب توفرها في المياه
خ‌-  المتابعة من خلال التحليل المستمر لعينات المياه


طريقة معالجة المخلفات البشرية السائلة
1-   المرحلة التمهيدية / وتشمل
أ‌-     المصافي / وهي لحجز المواد الكبيرة
ب‌- أحواض حجز الرمل و الأتربة و المواد غير العضوية و المعادن وغيرها
2-   المعالجة الابتدائية / مرحلة تهيئة لمرحلة المعالجة البيولوجية وهي عبارة عن ترسيب المواد العضوية و غير العضوية فيزيائياً و كيميائياً
3-   المعالجة البيولوجية / و تتم فيها أكسدة المواد العضوية من خلال نظامين
أ‌-     المرشحات البيولوجية
ب‌- عملية الحمأة المنشطة
وتعتمد كليهما على تقليب الماء حتى يتم تأكسد المواد العضوية من خلال البكتريا التي موجودة في تلك الأحواض
4-   الترسيب النهائي
ويتم فيها ترسيب ما يخرج من أحواض المعالجة البيولوجية و خاصة أيضا كتل البكتريا و التي قد تعاد إلى أحواض المعالجة البيولوجية مرة أخرى ، وتصل فيها نسبة النقاء إلى 98%
5-   معالجة المخلفات السائلة بالكلور \
وهي لقتل البكتريا التي قد تخرج مع الناتج النهائي وغيرها من الكائنات الدقيقة وهذا ما يسمى بالتعقيم

وتستخدم المياه المعالجة في عمليات الري للأراضي الزراعية على أن تحتوي على مواصفات خاصة أخرى من نسب المركبات و الأملاح فيها.
   


الماء

الماء



مقدمة

للماء أهمية خاصة تختلف عن باقي العوامل اللا إحيائية. الماء هو أحد المواد الأكثر إنتشارا على سطح الكرة الارضية. حيث أن ثلاثة أرباع سطحها مغطي بالماء. تنبع أهمية الماء للكائن الحي أولا، من كونه مركبا مهما في جسم كل الكائنات الحية. حوالي ثلثي وزن جسمنا مكون من الماء، ولا يمكننا العيش زمنا "طويلا" بدون الماء. البيئة الداخلية للخلايا هي بالاساس بيئة مائية، والماء ضروري لتنفيذ العمليات البيوكيميائية التي تحدث داخلها. عدا ذلك يساعد الماء في نقل المواد الذائبة داخل الخلية ومن مكان الى آخر في الجسم. واضح مما قيل حتى الآن أن نقص الماء يمكن أن يؤدي الى الضيق وحتى الموت. في المناطق القاحلة يمكن إيجاد ملاءمات مختلفة للحياة في بيئة فيها نقص بالماء. أمثلة على ذلك ستعرض فيما بعد. وحتى الزراعة التي تزود الانسان بمعظم غذائه، غير ممكنة بدون كميات كبيرة من الماء.
المياه هي أيضا بيئة حياتية خاصة وفريدة في نوعها. يعتقد الباحثون في علم التطور أن الخلايا الحية الاولى تطورت في مياه المحيطات القديمة. أشكال الحياة في الماء متنوعة جدا، وفي هذا الفصل سنتعرف على أمثلة من الملاءمات الخاصة للحياة في الماء.

الصفات الخاصة للماء
أهمية الماء الكبيرة لحياة الكائنات الحية نابعة من صفاته الخاصة
وهي:

1. جزيئات الماء هي جزيئات قطبية

 
 



كل جزئ ماء  مكون من ناحية كيميائية من ذرتي هيدروجين وذرة واحدة من الاكسجين. (تخطيط ب1 ـ 1). الكيميائيون الذين فحصوا مبنى جزيء الماء توصلوا الى استنتاج ان شكله هو كما يلي.
"قطب" موجب
 
 





 
"قطب" سالب
 
 










تخطيط ب1 ـ 1: معادلة وتخطيط لجزيئ الماء


من التخطيط ب1 ـ 1 يمكن أن نرى أن جزيء الماء قطبي، لأنه       كما في المغناطيس، القطب الذي تتواجد فيه ذرات الهيدروجين ذو شحنة كهربائية موجبة، والقطب الذي يتواجد فيه الاكسجين يحمل شحنة كهربائية سالبة.

التقطب يؤدي الى:
1.  جزيئات الماء تجذب الواحدة الأخرى.
2.  جزيئات ماء تنجذب لجزيئات أخرى.

يتبين أن قسما كبيرا من الصفات الخاصة بالماء قابلة للتفسير على أساس صفة التقطب عند جزيئ الماء. مثلا: مواد عديدة تذوب في الماء، وينبع هذا الشيء من أن جزيئات مواد مختلفة قطبية أيضا، تنجذب لجزيئات الماء وهكذا تذوب داخلها.


مثل آخر: جزيئات الماء القطبية تنجذب لبعضها البعض بقوة وهكذا تكوِّن على وجه الماء سطحا  قويا



تجذب جزيئات الماء القطبية اليها جزيئات قطبية أخرى. عندما تجذب جزيئات الماء جزيئات ماء أخرى، تسمى الظاهرة تلاصقا  ، عندما يكون الجذب بين جزئيات أخرى تسمى الظاهرة التصاقا، التلاصق عند الماء هو التفسير لمسطح الماء القوي. هذه الصفة تمكن الحشرة الخفيفة من  المشي على سطح الماء.
الالتصاق عند جزيئات الماء لجزيئات أخرى هو أحد العوامل لارتفاع الماء في أوعية شعرية كما يحدث حقيقة في أجهزة النقل عند النباتات.





2.  يساعد الماء في المحافظة على درجة الحرارة.

أنت تعرف بالطبع أن معظم الكائنات الحية لا تستطيع العيش في درجات حرارة منخفضة جدا أو درجات حرارة مرتفعة جدا . للماء وظيفة مهمة في المحافظة على درجة الحرارة في البيئة المائية ـ بحيرات وبحار ـ وفي الكائنات الحية.



يستطيع الماء إستيعاب طاقة حرارية  كثيرة بدون أن ترتفع درجة حرارته بشكل كبير. والعكس ـ يمكن للماء أن يفقد طاقة كثيرة بدون أن يبرد بشكل حاد. وبسبب ذلك، لا تتغير درجة حرارة أجسام مائية كبيرة، مثل المحيطات، البحار والبحيرات الكبيرة، تغيرا "حاد" بالمقارنة مع درجة حرارة الهواء الذي حولها.

فكِّروا!
لماذا يكون الفارق في درجات الحرارة بين الليل والنهار في منطقة الشاطئ أقل بكثير من الفارق في مناطق البلاد الداخلية؟

الحرارة النوعية وحرارة التبخر
الحرارة النوعية  هي إحدى صفات المادة. وهي كمية الطاقة التي يجب بذلها لرفع درجة حرارة 1غم مادة درجة حرارة واحدة (مئوية). الحرارة النوعية للماء هي       4, 20جول/غم/1 درجة مئوية، وللمقارنة، الحرارة النوعية للبترول هي 2, 25 جول/غم/1 درجة مئوية. أي لتسخين 1غم ماء بدرجة مئوية واحدة يجب بذل طاقة أكثر من تسخين 1غم بترول.
حرارة تبخر الماء أيضا كبيرة جدا: لتحويل 1غم من الماء السائل بدرجة حرارة 100مئوية الى غاز (بخار) يجب بذل 536 سعر حراري. لو تذكرنا ما هو التعريف ل "السعر الحراري" (كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة 1غم ماء درجة مئوية واحدة) سنفهم ان الطاقة اللازمة لتبخير 1غم ماء كافية لتسخين 536 غم ماء درجة مئوية واحدة!
إن كون كمية الطاقة اللازمة لتبخير الماء كبيرة يفسر كيف يبرِّد العرق الجسم. يستهلك تبخر العرق طاقة كبيرة مصدرها الجسم، وهكذا يبرد الجسم.


 3









.  يتمدد الماء عند التجمُّد


صفة أخرى مثيرة للاهتمام عند الماء هي التغير في الحجم عند التجمد. وليس كموعلى عكس مواد أخرى، للماء في وضع صلب ـ ثلج ـ حجم أكبر، أو للدقة، كتلة نوعية أصغر من تلك التي للماء في وضع سائل. لهذه الصفة علاقة بظاهرة مهمة تحدث في بحيرات المناطق الباردة في فصل الشتاء. طبقة الجليد، الخفيفة تطفو على سطح ماء البحيرة. تعزل الماء الذي تحتها وتمنع تجمدها. وهكذا يمكن للحياة أن تستمر حتى في فصل الشتاء البارد.






        نلخص الصفات المهمة للماء ومفهومها لحياة الكائنات الحية:
   1.  تزيد قطبية الجزيء قدرة الماء في إذابة المواد وهكذا تساعد      
         في نقلها.
 2.   للماء حرارة نوعية عالية وحرارة تبخر عالية. تؤدي هذه 
      الصفات الى محافظة الماء على درجة حرارة ثابتة نسبيا لدرجة 
      حرارة الهواء في محيطها ونتيجة لذلك يبرِّد تبخر العرق الجسم.
 3.  الكتلة النوعية للجليد أصغر من تلك التي للماء ولذا فهو يطفو 
     على سطح الماء. يمنع غطاء جليدي على سطح الماء تجمد مياه 
     البحيرات ويمكن من وجود حياة في البحيرات حتى في فصل 
     الشتاء.

أهمية الماء لحياة الكائن الحي

الماء مهم لحياة الكائنات الحية في كل مستويات التنظيم، ابتداء بالخلية وانتهاءا بالجهاز البيئي.
 

 n  الماء في الخلية

تحتوي خلايا الكائن الحي على نسبة عالية من الماء، 80% ـ 90% تقريبا. الخلية هي، في الحقيقة، بيئة مائية تحدث فيها العمليات التالية: بناء مواد، تحليل، مواد، انتاج طاقة، نقل مواد وغير ذلك.
يستعمل الماء في العمليات البيوكيميائية كمادة متفاعلة وكناتج، مثلا:
ــ  في عملية التركيب الضوئي يتحلل جزيئ الماء ويرتبط الهيدروجين بثاني أكسيد الكربون لانتاج السكر.
ــ  عند تحليل النشا لجزيئات صغيرة يشترك الماء كمادة متفاعلة في العملية.
ــ  ينتج الماء في عملية التنفس الخلوي (ماء أيض) ويشكل مصدر ماء مهم لحيوانات صحراوية.
ــ  تتحد الحوامض الأمينية معا خلال تخليق الزلاليات لانتاج سلسلة زلال. في هذه العملية يتحرر جزيئ ماء من كل رباط يتكون.

 n  الماء في حياة الكائن الحي

للماء عدة وظائف مهمة في حياة الكائن الحي:

1.  نقل مواد مذابة
تساعد قدرة الماء على إذابة مواد في نقل مواد مذابة من مكان الى آخر داخل الخلية نفسها وايضا بين أقسام الكائن الحي العديد الخلايا المختلفة.

في الكائنات الحية عديدة الخلايا الكبيرة والمتطورة تُنقل مواد من مكان الى آخر بواسطة أجهزة نقل. جهاز الدم هو نموذج لجهاز نقل كهذا، فيه ينقل أكسجين، مضادات، نواتج الهضم ومواد افراز مذابة.


سؤال
من أين والى أين ينقل الاكسجين، نواتج الهضم، ومواد الافراز عند الانسان؟

عند النباتات تُنقل أملاح مذابة من التربة وبواسطة الأوعية الخشبية الى كل أقسام النبتة حتى قمم الاشجار. تنقل نواتج التركيب الضوئي المذابة في الماء، من الاوراق الى كل أقسام النبات بالاساس بواسطة أنابيب اللحاء.

2. تنقل خلايا التكاثر بواسطة الماء.

 
 



توجد كائنات حية تعيش على اليابسة، وعلى الرغم من ذلك فإنها متعلقة بالماء لتكاثرها. مثلا: خلايا تكاثر (جاميطات) ذكرية عند الحزازيات والسرخسيات، وهي نباتات يابسة بسيطة، يمكنها الوصول الى المبيض وإخصاب البويضات داخله فقط بواسطة الماء، بالرغم من أن النبات نفسه لا يعيش في الماء.
مثلا آخر هو الضفدع وبرمائيات أخرى. يضع الضفدع بيوضه في الماء، والخلايا الذكرية تفرز في الماء أيضا. يتم الاخصاب في الماء، والدعموص الصغير الذي يتطور من البويضة المخصبة يقضي الفترة الاولى من حياته في الماء. بالرغم من أن الضفدعة البالغة قادرة على الحياة على اليابسة، فانها متعلقة بالبيئة المائية من أجل تكاثرها.

3.  المحافظة على انتصاب النباتات غير الخشبية (عشبية)
لا يوجد مواد خشبية في أجسام  النباتات الصغيرة والنباتات الحولية، انتصاب النبات وشكل الورقة يكون فقط بفضل الماء الذي يملأ الفجوة العصارية التي تحتل قسما كبيرا من حجم الخلية. ويسهل علينا ملاحظة أهمية الماء للمحافظة على انتصاب النبتة، عندما ننظر الى نباتات لم تسق ـ انها منكشمة وذابلة، أسقاؤها يعيد لها شكلها المنتصب. هذه المشكلة غير موجودة في أشجار معظم أقسامها صلبة وخشبية وحتى في حال نقص الماء فانها تبقى منتصبة. النقص بالماء في الاشجار يظهر واضحا، اذا، بالاساس في الاوراق والاغصان الصغيرة.


الماء كبيت تنمية

تشكل المياه في المحيطات، البحيرات والأودية بيت التنمية لكائنات حية مختلفة خلال كل فترة حياتها.
الماء هو بيت تنمية مريح جدا لأنه:
1.  لا يوجد خطر جفاف للخلايا.
2.  لا يوجد تغييرات متطرفة في درجة الحرارة بين الليل والنهار وبين فصول السنة.
3.  توجد مواد مذابة ضرورية لحياة الكائنات الحية في الماء.
4.  يوجد دعم كاف للكائن الحي الذي يعيش فيه، ويمكن ان تعيش في الماء كائنات حية ليس لها هيكل عظمي داخلي أو خارجي، مثل الهيدرا أو الميدوزا.
5.  يوجد تيارات مائية تسهل حركة الجاميطات (خلايا التكاثر) والكائنات الحية، ويمكنها الانجراف من مكان الى آخر بدون بذل طاقة كبيرة.

 ¨   الملاءمات للحياة في  الماء

صحيح أن الماء هو بيت تنمية مريح، لكن الكائن الحي الذي يعيش في الماء يضطر الى مواجهة مشاكل خاصة مثل:
ــ   تركيز منخفض للاكسجين المذاب.
ــ   انتشار كبير للماء والاملاح بين الكائن الحي والبيئة.
مواجهة هذه المشاكل أدت خلال عملية التطور، الى تطور ملاءمات لحياة الماء. اليك بعض الأمثلة.


1.  ملاءمة أعضاء التنفس لتركيز الاكسجين في الماء
يذوب الاكسجين في الماء بنسبة قليلة: في كل 1لتر ماء يذوب فقط 6 مللتر أكسجين (0.6% من حجم المحلول) بالمقارنة مع تركيز الاكسجين في الهواء والذي يساوي تقريبا 20% (أكبر بـ  30 مرة من الماء). ذائبية الاكسجين في الماء تقل مع الارتفاع في درجة الحرارة. مبنى الخياشيم في الاسماك ملائم لنقل كميات كبيرة من الماء على سطح أوعية الدم في الخياشيم، وهكذا يستوعب الاكسجين بنسبة كبيرة .

سؤال
أ.  على أي مبدأ يعتمد مبنى الخياشيم.؟ كيف يلائم هذا المبنى الحياة في ماء نسبة الاكسجين فيه منخفضة؟
ب. إعطوا أمثلة أخرى تعتمد على نفس المبدأ، في أعضاء أخرى.
2.  إفراز فائض الماء في كائنات حية تعيش في مياه عذبة
في الكائنات الحية التي تعيش في مياه عذبة (ماء تركيز الاملاح فيها منخفض) تحدث اسموزا للماء من البيئة الخارجية الى داخل الكائن الحي.

تذكر:
الاسموزا هي ظاهرة حركة الماء (مذيب) عن طريق غشاء شبه نفاذ، حسب منحدر تركيز الماء وتركيز المذابات فيه.


         كيف يحدث هذا الأمر؟
تركيز الاملاح داخل الكائن الحي أعلى من تركيز الاملاح في المحيط المائي، ولذا ينتقل الماء من المحيط الخارجي الى داخل الكائن الحي. تحدث هذه الظاهرة في كائن حي وحيد الخلية. مثل البراميسيوم، وأيضا في كائنات حية عديدة الخلايا، مثل سرطانات، رخوِّيات وأسماك على أنواعها المختلفة.

       كيف تواجه الكائنات الحية فائض الماء؟
في كائنات حية مختلفة تطورت آليات وأعضاء لمواجهة فائض الماء. للبراميسيوم وحيدة الخلية التي تعيش في مياه عذبة، يدخل ماء بسبب منحدر التراكيز. يتم إبعاد فائض الماء بواسطة الفراغ المنقبض الذي يمتلئ من مرة الى أخرى ويفرغ باستمرار.




 
يوجد في الكائنات الحية عديدة الخلايا أجهزة إفراز وظيفتها إبعاد فائض الماء. ومع الماء الفائض تبْعد أيضا مواد إفراز مختلفة مذابة فيها. الكلى في الحيوانات الفقرية هي قسم من جهاز الافراز الذي يساعد في إبعاد فائض الماء. لكن في نفس الوقت في المحافظة عليه في حالة النقص بالماء. الكلى، اذا هي عضو إتزان بدني ينظم كمية الماء والاملاح في الجسم.

3.  إفراز فائض الاملاح في بيت تنمية مائي ـ مالح.
في بيوت التنمية المائية لكن المالحة، مثل المحيطات أو البحيرات المالحة تواجه الحيوانات مشكلتين:
أ.  تراكم أملاح في الجسم نتيجة إنتشار (مéôهوéن) الاملاح من مكان تركيزها العالي ـ ماء البحر ـ الى مكان يكون تركيزها فيه منخفض أكثر ـ داخل الكائن الحي. أملاح كثيرة ضرورية لفعالية الكائن الحي الصحيحة والمنظمة، لكن تراكمها  بكمية كبيرة يمكن أن يؤدي الى  خلل في عمل الخلايا. الضرر الذي يمكن أن يحدث مضاعف: من جانب واحد يمكن لعضّيات ذات غشاء داخل الخلية أن تخسر ماء بالانتشار (اسموزا)، ويتضرر عملها (ارتفاع تركيز الاملاح في السيتوبلازم تؤدي الى خروج ماء من العضّي). من جانب آخر للاملاح نفسها يمكن أن يكون تأثير سلبي (تسمم) على العمليات في الخلية.
ب. خسارة ماء من الكائنات الحية الى بيئتها (لماذا؟).
هاتان المشكلتان قائمتان في كائنات حية تركيز الاملاح داخل جسمها أقل من تركيز الاملاح في بيئتها. لكي نفهم كيف يواجه كائن حي يعيش في البحر هاتين المشكلتين نفحص ماذا يحدث في سمكة (من مجموعة الاسماك العظمية) تركيز الاملاح في جسمها أقل من تركيزه في ماء البحر. نتيجة لذلك: (أ) تدخل أملاح الى السمكة وَ (ب) تخسر ماء عن طريق سطح جسمها.
ثلاث أنظمة تساعد السمكة في المحافظة على موازنة الماء والاملاح .
1.   شرب كميات كبيرة من ماء البحر.
2.   إفراز فائض أملاح وأمونيا (مواد إفراز نيتروجينية) بواسطة خلايا خاصة في الخياشيم.
3.   إفراز كمية قليلة فقط من البول. 



إنتبهوا
تتم المحافظة على موازنة الماء  في نفس الوقت مع المحافظة على موازنة الاملاح. الأنظمة الموجودة في الحيوانات التي تعيش في البحر، وتلك التي تعيش على اليابسة، تعمل على تنظيم ميزان الماء والاملاح والمحافظة عليهم معا. وبالاستعانة بهذه الأنظمة يتم المحافظ على الاتزان البدني (نهîéàهٌèàوéٌ)، أي: يحافظ على بيئة داخلية ثابتة، على الرغم من التغيرات في البيئة الخارجية.


مواجهة النقص بالماء

كما ذكر أعلاه، يمكن أن نفهم أن الحياة غير ممكنة بدون الماء (على الأقل في الشكل المعروف لنا). حل المشاكل المتعلقة بالنقص بالماء معقد جدا. وقد ذكرنا سابقا أن باحثي علم التطور يعتقدون أن الحياة بدأت بالتطور في الماء، وفقط بعد ذلك تطورت الحياة على اليابسة.
الماء ليس متوفرا دائما على اليابسة وغير موجود في كل مكان. عدا ذلك فان الهواء الجاف يؤدي الى تبخر كبير للماء من السطح الخارجي للكائن الحي ولخسارة الماء. تطور الحياة على اليابسة كان ممكنا بعد أن تطورت خلال عملية التطور ملاءمات مختلفة للحياة على اليابسة. بجانب التنوع الكبير لاشكال الملاءمة هذه، والتي قسم منها سيشرح فيما بعد، توجد ثلاث أشكال ملاءمة مشتركة لكل الكائنات المتكيفة للحياة على اليابسة:


1. تغطية سطح الجسم بغطاء غير نفّاذ للماء
جلد الحيوانات، طبقة الشمع  (÷هèé÷هىن) عند النباتات والحشرات تمنع تبخر ماء من سطح الجسم.


2. الدفاع عن المناطق التي يحدث فيها تبادل غازات مع الهواء.
القصد هنا هو لتبادل الغازات والتي هي قسم من عملية التنفس (التي تحدث في كل الكائنات الحية هوائية التنفس) ولتبادل الغازات في التركيب الضوئي. تبادل غازات يمكن أن يحدث فقط عندما يكون سطح الخلايا رطب.

 

عند الثدييات وحيوانات أخرى يحدث تبادل الغازات في الرئتين، وتثبت داخل جسم الكائن الحي بعيدة عن خطر الجفاف. أوعية خاصة تربط بينها وبين الهواء الخارجي، إستيعاب الاكسجين وثاني أكسيد الكربون في خلايا النباتات يتم أيضا عن طريق الجدران الرطبة للخلايا. نظام الاقفال عن الثغور تحفظ داخل الورقة من الجفاف عندما يتواجد النبات في وضع نقص بالماء.

 3. تكاثر غير متعلق بالماء
تفرز خلايا التكاثر الى الماء في البيئة المائية وهناك يحدث اللقاء بينها والاخصاب. لكن، خلايا التكاثر ـ الخلية الذكرية والبويضة ـ غير قادرة على البقاء في الهواء الجاف.

 



      كيف تُنقل خلايا التكاثر بين الكائنات الحية على اليابسة. وكيف يتم اللقاء، بينها؟

عند النباتات (تلك التي يتم فيها إخصاب ذاتي وتلك التي يتم فيها إخصاب متبادل) تصل حبيبة اللقاح، ولها غطاء غير نفاذ للماء من المتوك الى الميسم. بعد أن تثبت حبيبة اللقاح تستعمل إحدى نويّاته لإخصاب البويضة المختبئة جيدا داخل المبيض.
عند الزواحف، الطيور والثدييات الاخصاب داخلي، خلايا التكاثر الذكرية تدخل الى جسم الانثى وهي غير معرضة للهواء الخارجي الجاف.
بعد الإخصاب يصان الجنين من الجفاف. وعند النباتات محميٌّ بواسطة أغطية البذور، عند الطيور يحفظ داخل بيضة تحتوي محلولا مائيا وهي ذات قشرة غير نفاذة للماء. وعند الثدييات فإنه يتطور داخل البيئة المائية في رحم أمه.

بعد أن وصفنا أشكال الملاءمة المميزة لكل الكائنات الحية التي تعيش على اليابسة، سنصف وبشكل منفرد أشكال الملاءمة عند النباتات والحيوانات.

  n  أشكال الملاءمة عند النباتات للحياة على اليابسة

    إستيعاب الماء

يتم إستيعاب الماء عن طريق الجذور. يستوعب الماء في أطراف الجذور التي تتواجد فيها ما يشبه "شعيرات" تسمى شعيرات ماصة. الشعيرات الماصة دقيقة جدا ومساحة سطحها كبيرة جدا بالنسبة لحجمها. وهكذا تزداد مساحة السطح الكلي للجذور. وعن طريق الشعيرات الماصة يتم إمتصاص الماء والمذابات. يوجد أحيانا لنباتات الصحراء شبكات جذور عميقة ومتشعبة، وهكذا يزداد حجم التربة التي يمتص النبات الماء منها
 سؤال

 
عندما نفحص جذور نباتات نجد أن الشعيرات الماصة موجودة بالاساس في الاقسام الصغيرة والتي تنمو بسرعة عند الجذر. ماذا يمكن أن تكون أفضلية هذا الوضع للنبات ؟

المحافظة على الماء

مياه كثيرة تنتقل من الجذور عن طريق النبات كله وتتبخر للبيئة الخارجية بالاساس عن طريق الثغور في الاوراق. كمية الماء التي تُنقل في النبات أكبر بكثير بالنسبة لكمية الماء التي يستهلكها النبات في فعّالياته الكيميائية، لنقل المواد والمحافظة على

 
 




     ما سبب خسارة الماء الكبيرة في النباتات؟

الاجابة هي أن إستيعاب  الضروري لعملية التركيب الضوئي يتم عن طريق الثغور.
 



كل الوقت الذي تكون فيه الثغور مفتوحة، يستوعب ، لكن في نفس الوقت ينطلق من خلالها بخار ماء كثير الى الهواء، والذي رطوبته منخفضة بالنسبة للرطوبة داخل الورقة.
عملية إنطلاق بخار الماء من الورقة يسمى نتح أي: يرافق عملية التركيب الضوئي خسارة ماء.

الأفضلية في مبنى الثغور  ونظام عملها هو أنه في أغلبية النباتات تقفل في الظلمة، عندما لا يكون ضوء لتنفيذ التركيب الضوئي، وهكذا تمنع خسارة ماء زائدة.
عدا ذلك، فأنها لا تقفل فقط في الظلمة، وانما في وضع نقص ماء في النبات أيضا. وعندما تقفل الثغور تمنع خسارة ماء، لكن في نفس الوقت يمنع دخول  ونسبة التركيب الضوئي تقل.

سؤال
مبنى الورقة عبارة عن حل وسط بين الملاءمة لتنفيذ التركيب الضوئي والملاءمة للمحافظة على موازنة ماء إيجابي.
فسر هذا القول.
خلال عملية التطور تطورت في النباتات أشكال ملاءمة مختلفة تمكنها من الحياة في بيئة جافة. أمثلة لأشكال ملاءمة كهذه:
1. ملاءمة دورة الحياة لتوافر الماء.
2. الملاءمة في المبنى (مورفولوجية).
3. أشكال ملاءمة فسيولوجية ـ بيوكيميائية.

1.  ملاءمة دورة الحياة لتوافر الماء
تبدأ دورة حياة نبات حولي ببذرة وتنتهي بانتاج جيل جديد من البذور ونشرها. دورة حياة يحدث فيها انبات البذور، النمو، الازهار، ونضوج الثمار كلها في زمن يتوفر فيه الماء بكثرة.  هذه هي إحدى الطرق لمواجهة النقص بالماء.
عند النباتات الحولية في البلاد، تبرز ظاهرة الانبات مع بداية موسم المطر وإكمال دورة الحياة حتى بداية الصيف.
يمكن النظر الى مجرى حياة نبات حولي وكأنها "تهرب" من مواجهة مصاعب الصيف الجاف. البذور صامدة جدا أمام الجفاف ويمكنها إجتياز الصيف بوضع سبات ومن ثم الاستيقاظ والانبات مع قدوم المطر في الخريف.

تأثير النقع بالماء على تفجر ثمار نبات (ّéٌï ًàëى)

زمن النقع
(بالدقائق)
% الثمار التي
 تفجرت
5
10
20
40
60
180
صفر
2
8
36
52
52


دورة الحياة القصيرة عند النباتات الحولية هي طريقة واحدة من طرق البقاء في المناطق التي يوجد فيها موسم جفاف. ظاهرة مماثلة موجودة أيضا عند النباتات المعمرة. النباتات ذوات البصيلات أو الدرنات تحت الأرضية، مثل البصيل أو العنصلان، يتم معظم النمو في الموسم الماطر. بينما يمر النبات بالموسم الجاف وكل أقسامه فوق الأرضية جافة وميتة. ما عدا عضو الخزن تحت الأرضي فإنه يحفظ للموسم القادم. ويحدث النمو في الخريف مع قدوم الموسم الماطر.


2.  ملاءمات في المبنى تساعد في توفير الماء
يوجد عند النباتات أشكال ملاءمة عديدة في مبنى الورقة والساق والتي تقلل من خسارة الماء.
أمثلة:
أ.  غطاء شمعي ( ÷هèé÷هىن) سميك: أوراق الخروب.
ب. ثغور منغرسة أو مغطاة بالشعيرات، مثال: الزيتون.
جـ. مساحة سطح أوراق صغيرة، أو تساقط أوراق في الصيف، مثلا: أوراق صيف وأوراق شتاء عند البلان ورتم الصحراء.
د.  اسطوانية الأوراق مثال صديق الرمال .


 
 



3. ملاءمات فسيولوجية ـ بيوكيميائية
نباتات CAM: تركيب ضوئي مع ثغور مقفلة.
كما قلنا، استيعاب  اللازم للتركيب الضوئي يمكن أن يحدث فقط عن طريق الثغور المفتوحة، لكن عن طريقها يخسر النبات كميات كبيرة من الماء. خسارة الماء في النتح يتأثر أيضا بالظروف الفيزيائية في البيئة ويزداد خلال ساعات الضوء عندما تكون درجة الحرارة عالية والرطوبة منخفضة. تقليل خسارة الماء عن طريق إقفال الثغور تؤدي أيضا الى تقليل نسبة التركيب الضوئي.
عند نباتات CAM تطورت نظام فسيولوجية ـ بيوكيميائية تعمل بالطريقة التالية: تُفتح الثغور في ساعات الليل، ويستوعب  عن طريقها في هذه الساعات، ثم يرتبط بعملية كيميائية بمركب خاص وهكذا يحفظ هناك.
عند فتح الثغور في الليل يتبخر الماء عن طريقها. لكن هذه الكمية أقل من الكمية التي كانت ستتبخر خلال ساعات اليوم (لماذا؟). خلال ساعات اليوم، وفي ساعات الضوء، لا تفتح الثغور، لكن عملية التركيب الضوئي تتم بمساعدة  الذي إستوعب وخزن في ساعات الليل وضوء الشمس.


مصدر الاسم CAM  
النظام  الذي  وصف هنا، موجود في بعض العائلات النباتية. وتنتشر بشكل خاص عند نباتات عائلة المخلدات ( Crassulaceae )  ومن هنا مصدر الاسم Crassulaceae Acid Metabolism وباختصار CAM .



عمل
(الصبر)  ِلّ, àنى, èلهّéْ, ِهّéْ, أمثلة لأنواع نباتات ذات نظام CAM وتنمو في البلاد.
1. رتبوا جدولا يلخص صفات اثنين من هذه النباتات.
خذوا بالحسبان مبنى الورقة، المبنى الداخلي التشريحي، منطقة النمو وغير ذلك
2. لخصوا أشكال ملاءمات عند هذه النباتات للحياة في بيئة فقيرة بالماء.

 n  ملائمات لتوفير الماء عند حيوانات اليابسة

الحيوانات تأخذ الماء وتخسر الماء. مصادر الماء وطرق خسارتها ملخصة في الجدول 1 ـ 1.


الجدول 1 ـ1: مصادر المياه وطرق خسارة الماء عند الحيوانات

الحصول على الماء (مصادر الماء)
طرق خسارة الماء
ــ  الشرب.
ــ  غذاء: فواكه وأجزاء نباتية أخرى، لحوم.
ــ  منتوجات الاكسدة (ماء أيضي)

ــ  تبخر عن طريق سطح الجسم.
ــ  تبخر عن طريق أعضاء التنفس.
ــ  افراز ماء في البراز والبول.

عند الحيوانات كما هو عند النباتات، يوجد أنواع مختلفة من الملاءمات التي تساعد في توفير الماء. قسم منها قد وصف وسنشرح هنا نوعين إضافيين من الملاءمة:

1.  ملاءمة سلوكية
2.  ملاءمة فسيولوجية بيوكيميائية

1.ملاءمة سلوكية
خسارة ماء من سطح الجسم نتيجة التبخر يشكل مشكله جدية عند حيوانات جلدها الخارجي رطب مثل دودة الأرض أو الضفدع. كمية الماء المتبخرة عن طريق سطح الجسم كبيرة جدا، وتصل عند دودة الارض حتى  0.400ملغم (ملغم = 0100/1غم) من الماء في الساعة لكل سم2 من سطح الجسم، وعند الضفدع حتى  0.300 ملغم/ساعة/1سم2. تقلل دودة الارض والضفدع خسارة الماء بأن يعيشوا في أماكن مظلمة ورطبة ـ داخل التربة أو بين النباتات المتشابكة بجانب المجمعات المائية بحيث لا تكون معرضة للشمس.

2.  ملاءمة فسيولوجية بيوكيميائية
سنعرض هنا ثلاث ملاءمات فسيولوجية ـ بيوكيميائية:

أ.  إمتصاص رجعي للماء في الامعاء والكلية
قسم كبير من الماء المنقول في جهاز الهضم لا يفرز مع البراز وانما يعاد إمتصاصه عن طريق الامعاء الى الدم. بالاضافة الى ذلك قسم من الماء المرشح في الكلية (في منطقة تسمى ألتواء هنلي) يعاد إمتصاصه في الجسم ولا يفرز في البول.

ب. إفراز مواد زائدة نتروجينية صلبة
في بول الحيوانات تفرز أيضا مواد زائدة نيتروجينية مذابة به. مثل اليوريا، لكن إفراز بول كثير معناه أيضا خسارة ماء كبيرة.
عند الحشرات، الزواحف وطيور عديدة تفرز المواد الزائدة النتروجنية ليست على شكل يوريا مذابة في الماء، وإنما كحامض يوريك غير قابل للذوبان في الماء، ولذا لا يرافق إفرازه خسارة بالماء. إفراز مواد زائدة نتروجينية على شكل حامض يوريك، غير قابل للذوبان، هو نوع من الملاءمة يقلل من امكانية خسارة الماء عند الكائن الحي.

جـ. إستعمال ماء أيضي كمصدر للماء
عند أكسدة مواد عضوية في الغذاء، كما يحدث في التنفس الخلوي، يرتبط الاكسجين للهيدروجين ويتكون ماء (انظر المعادلة). هذا هو ماء أيضي.

    كم من الماء يتكون من أكسدة مواد عضوية في الغذاء؟

حول هذا يمكنك التعلم من المعطيات في الجدول 1 ـ 2.
جدول 1 ـ 2: كمية الماء المستخرجة عند أكسدة 1غم من المادة العضوية

مادة عضوية
ماء ينتج عند أكسدة 1غم مادة (بالغرامات)
زلال
نشا
دهن
0.39
0.56
1.07

الماء الأيضي هو مصدر ماء مهم للثدييات الصغيرة التي تعيش في الصحراء مثل اليربوع، والتي غذاؤها بالاساس بذور جافة.

دورة الماء
الماء هو أحد المواد المنتشرة في المجال الحيوي، ككل المواد الأخرى يمر الماء بشكل دوري بين المركبات المختلفة للجهاز  البيئي. بيِّن المركبات الاحيائية والمركبات الا احيائية.

حركة الماء الاساسية في دورة المياه هي :
1. تبخر ماء البحيرات، البحار والمحيطات بواسطة الطاقة الشمسية. وعملية النتح من نباتات اليابسة.
2. نقل مياه جويّة (كغيوم) من مكان الى آخر.
3. تسرب المياه الى التربة كرواسب (مطر، برد، ثلج).
4. جريان ماء من اليابسة الى البحر (تدفق من أعلى).

الطاقة الشمسية التي تبخر مياه المحيطات هي، "القوة المحركة" لدورة
الماء.
لقد تم جمع المادة من كتاب "فصول في علم البيئة"
من تاليف د. روت امير, مركز تدريس العلوم,

 الجامعة العبرية في القدس