نظرية التطور ببساطة

   

   في اليونان القديمة، وقبل سقراط كان الفيلسوف انكسماندر Anaximander  يؤمن بمفهومه الخاص عن التطور؛ الحيوانات جاءت من أصل واحد كان يعيش في الماء و بعد خروجها للبر ظهرت الحيوانات وظهر الإنسان للوجود.

حاول انكسماندر أن يعطي حلا للتساؤل حول أصل الحيوانات فقدم حلّا قد يبدو أسطوريا بعض الشيء ولكنه و بعد قرابة الألفي عام صار مقبولا في الأوساط العلمية أن الحياة البحرية كانت الأصل للتنوع الموجود بين الكائنات على وجه الأرض.. فكيف إذن حدث ذلك؟

اندثرت نظرية انكسماندر مع القرون الوسطى وتوقفت أفكار التطور ولم يتبنها إلا مجموعات قليلة متفرقة في العالمين الإسلامي والمسيحي. ولكن مع النهضة والتنوير، عادت التساؤلات الفلسفية القديمة إلى الظهور في المجتمع الأوربي بشكل جديد أكثر علمية، وعادت معها أفكار التطور لتظهر في مؤلفات كل من العالم الفرنسي الكبير لامارك Lamarck الذي قدم تصورا حول تطور الحياة من أصل واحد و ترقيها لتكون هذا التنوع الكبير بين الكائنات. تابعه في ذلك إراسموز دارون Erasmus Darwin، وهو جد العالم الإنجليزي الكبير تشارلز دارون Charles Darwin. إلى أن قام تشارلز برحلته الشهيرة على متن البيجل the Beagle ليجمع خلالها سجلا كبيرا من الأدلة المادية حول التطور ويصيغها في نظرية هي الأكثر إثارة للجدل في تاريخ العلم الحديث.

أما عقب دارون فقد امتزجت النظرية بشكل كبير جدا مع حقل آخر في علم الأحياء هو علم الوراثة Genetics، ووجدت النظرية أرضا صلبة مع المعطيات الجديدة لتفسر كيفية ظهور الأنواع الجديدة Speciation إلى الوجود.

  

كيف إذن يعمل التطور؟

على عكس المشهور فإن التطور لا يعني بالضرورة صعود الكائنات على سلم من الأدنى إلى الأعلى، بل إن كلمة السر تكمن في القدرة على التأقلم. فليس الأفضل هو من يكتب له البقاء، بل الأنسب والأكثر توافقا مع الظروف الطبيعية التي وُجد فيها. وهذا الشكل من العلاقة بين الكائنات والطبيعة حولها يتم تمثيله على شكل شجرة تبدأ بجزع يمثل السلف المشترك الأول Common ancestor والذي تشترك فيه الكائنات كلها ثم يتفرع الجزع لمجموعة من الفروع التي تتفرع بدورها لفروع أخرى تمثل العائلات والفصائل والأجناس المختلفة من الكائنات الحية.

ما تهتم به نظرية التطور في الأساس هو كيفية تحول ذلك السلف المشترك وحيد الخلية إلى الأنواع الأخرى الأكثر تعقيدا، وبعد ذلك تأتي دور الحقول الأخرى في علم الأحياء لتبني الكثير من أبحاثها على أطروحات نظرية التطور، ولذلك فسوف نركز على ألية ظهور هذا الكم الكبير من التنوع بين الأحياء على كوكب الأرض.

يتم تعريف نظرية التطور بعدة تعريفات فالبعض يذهب الى أن التطور هو التغيرات الجينية المتوارثة عبر الأجيال، والبعض الأخر يذهب لتعريف أكثر شمولية فيقول بأن التطور هو نمط وقدرة الكائن على تحقيق النجاح في تمرير جيناته بشكل عام reproductive success.

وبالتالي فالتطور لا يهتم بالكائن غير القادر على تمرير جيناته لأجيال لاحقة لأن صفاته سوف تنتهي مع انتهاء حياته، فعامل الوراثة مهم جدا لبقاء الفصائل.

آليات التطور:

 (1) الطفرات الجينيةMutations 

  

الجينات الوراثيةGenes  هي العامل الرئيسي الذي يُكسب كل كائن جميع صفاته التي يحملها. وتنتظم الجينات على شكل كروموسومات Chromosomes على الدنا DNA. أما الطفرة الجينية فهي تغير يحدث في هذه الجينات الوراثية، وتعمل على تغير في تركيبها لينعكس هذا التغير على صفات الكائن.

يتم اعتبار الطفرات نافعة أو ضارة أو محايدة على حسب تأثيرها على الكائن، فالنافعة تقدم صفة جديدة تساعد الكائن الحي، كمقاومة المضادات الحيوية في حالة البكتيريا مثلا، والضارة تؤدي لاختفاء صفة ضرورية لحياة الكائن. فعلى سبيل المثال، في دراسة تمت على حشرة الدروسوفيلا Drosophila Melanogaster كانت مجموعة الطفرات الضارة تقارب 70 % من مجمل الطفرات، أما الباقية فبين المحايدة والنافعة.

 (2) الهجرة الجينية Gene flow – Migration: 

بعض المجموعات populations تعيش منفصلة وتمتلك صفات مختلفة، ولكن عندما يهاجر بعض الأفراد من مجموعة أ إلى مجموعة أخرى ب، تبدأ الصفات المهاجرة في الظهور في المجموعة ب، وهو ما يمثل شكلا من أشكال التطور، حيث يتم توارث الصفات الجديدة لتمثل جزءا من الصفات الأساسية للمجموعة ب.

الهجرة لا تتم عن طريق الكائنات الواعية فقط بل من الممكن أن تتم عن طريق حركة الجينات نفسها بين الفصائل المختلفة من البكتيريا لتكتسب مقاومة ضد بعض أنواع المضادات الحيوية.

 (3) الانحراف الجيني Genetic drift:

تتغير الجينات السائدة في مجموعة ما حسب هذه الآلية عن طريق عشوائي تماما بدون أي طفرات. فمن الممكن أن تفقد فصيلة معينة بعض الجينات أو الصفات بمحض صدفة تقع عند التزاوج. ففي المثال الآتي نجد أن نسبة اللون الأخضر في جيل الآباء تبلغ 75 % واللون البني 25 % وبشكل عشوائي بحت قلت النسبة في جيل الأبناء لـ 71 % في مقابل 29 % للون البني.

الصف الأول يمثل تزاوج خنفسة تحمل جينات اللون الأخضر ولا تحمل اللون البني، مع أخرى تحمل جينات اللون البني بشكل سائد ولذلك فهي بنية اللون، وجينات اللون الأخضر بشكل متنح ولذلك لا يظهر عليها اللون. وعند التزاوج بمحض الصدفة تنتج خنافس ثلاثة بنية وواحدة خضراء.

الصف الأوسط يعبر عن تزاوج خنفستين تحملان اللون الأخضر بشكل سائد ولا تحملان أي جينات للون البني، وبالتالي فجيل الأبناء أيضا لن يرث أي جين يمثل اللون البني.

أما الصف الأخير ففيه تزاوج خنفستين بنيتين تحملان صفة اللون الأخضر بشكل متنح وينتج ثلاثة خنافس بنية في جيل الأبناء في مقابل واحدة خضراء اللون.

 (4) الاصطفاء الطبيعي Natural selection:

المايسترو في عملية التطور، وهو أبرز الآليات التي ظهرت مع ثورة دارون في كتاب أصل الأنواع. فالتنوع الناتج عن كل التغيرات التي تحدث في الجينات بالآليات التي تناولناها ليست هي المحدد النهائي للتطور الحادث، بل كما قلنا من قبل لا بد من أن يكون الكائن الجديد مناسبا للبيئة وقادرا على التغلب على الظروف التي تشكل خطرا عليه لأنه يكون جزءا من النظام البيئي Ecosystem

فكل الضغوط الطبيعية من الكوارث والأمراض والحيوانات المفترسة وغيرها تشكل عقبات هامة أمام المنتج الجديد الذي تكونه الجينات الجديدة، فلا نفع على سبيل المثال لطفرة وراثية تنتج حيوانا ملفتا لنظر الحيوانات المفترسة حتى وإن كانت تكسبه جمالا خاصا، فالكائن الأنسب هنا يحتاج لأن يكون قادرا على الإفلات من المفترسين وبالتالي فالاصطفاء الطبيعي سيعمل ضد الحيوان الملفت لنظر الحيوانات المفترسة، وفي صالح الحيوان القادر على المناورة و الهرب.

ينقسم الاصطفاء الطبيعي إلى العديد من الأنواع، منها ما تعمل فيه المتطلبات الطبيعية على تفضيل صفة معينة كالطول مثلا على مر الوقت، وتندثر الحيوانات المتوسطة والقصيرة، ومنها ما تعمل فيه المتطلبات على تفضيل الأوضاع المتعاكسة كأن يفضل الحيوانات الطويلة والقصيرة وتندثر المتوسطة، ومنها ما يعمل على القضاء على الصفات المتضادة فيقضي على الحيوانات الطويلة والقصيرة ويعمل في صالح المتوسطة الطول، وكل هذا حسب طبيعة البيئة.

هناك نوع هام آخر من أنواع الاصطفاء الطبيعي وهو الاصطفاء الجنسي Sexual selection، ويلعب دورا هاما في ظهور صفات جديدة و لكنها ملفتة للجنس الآخر هذه المرة.

المثال الأشهر على الاصطفاء الجنسي هو المثال الذي طرحه دارون نفسه في كتاب أصل الأنواع عن ذيل الطاووس، فالذيل يبدو جميلا وأنيقا جدا وهو شيء ملفت للحيوانات المفترسة، ولكن الطاووس بقي و تم اصطفاؤه طبيعيا، وهو ما جعل دارون يذهب لفكرة الاصطفاء الجنسي حيث قامت إناث الطاووس بتفضيل الذكور الأكثر إثارة وجمالا من أجل التزاوج، فحتى لو تعرضت الذكور للخطر فنسبة لا بأس منها ستتمكن من جذب الإناث والتزاوج والحفاظ على النوع.

يذهب بعض الباحثين لفرضية تسمى فرضية الابن الجذّاب Sexy son hypothesis، وفيها يفترض الباحثون أن الأنثى تبحث عن الجمال وهو ما ينتج عنه نسل أجمل، وبعض الفرضيات الأخرى تفترض بحث الأنثى عن الجمال لأنه عكس المرض، وغيرها من الأسباب. لكن يبقى في النهاية دور العامل الجنسي مؤثرا في اصطفاء الكثير من الصفات الجمالية في الكائنات الحية.

ماذا ينتج من التطور؟

 (1) التكيف:

أبرز نتائج عملية التطور هو ظهور كائنات أكثر قدرة على التأقلم مع البيئة المحيطة بها، فـ بكتيريا E.coli تطور مثلا قدرة على التكيف مع حمض الستريك Citric acid، أو أسنان الحصان المتكيفة مع أكل الأعشاب.

  

 (2) التطور المتبادل Co evolution:

الصراع والتطور وجهان لعملة واحدة في هذا النوع من نتائج التطور، فالعلاقة بين الحيوان المفترس وفريسته أكثر تعقيدا مما

نتصور. فيكفي أن تتطور صفات أحدهما حتى يتطور الآخر لمحاولة مجاراته أو الهروب منه. فعيون الصقر الحادة وجناحه القوي تطورا ليستطيع الإمساك بالأرنب على سبيل المثال. ولكن الأرنب بدوره طوّر عينا تقع على جانب الرأس وليس المنتصف ليتثنى له رؤية أوضح بزوايا أكبر ليستطيع تفادي الافتراس.

 (3) ظهور فصائل جديدة speciation والانقراض Extinction:

تظهر العديد من الفصائل في الطبيعة نتيجة التطور مما يزيد من التنوع والاختلاف في النظام البيئي، في حين تنقرض فصائل أخرى بالكامل حينما تفشل في مواجهة الضغوط الطبيعية الموجهة ضدها

LES METEORITES, CES PIERRES QUI NOUS TOMBENT DU CIEL

    Les chutes de météorites ont marqué le sol terrestre, mais elles ont aussi laissé une empreinte dans les esprits et nourri l'imaginaire, suscité maintes hypothèses quant à la provenance de ces mystérieux cailloux venus du ciel. De par leur origine, les météorites sont riches en informations sur la structure interne et l'évolution des planètes. Elles pourraient être la cause d'extinctions massives d'espèces anciennes, la plus célèbre étant celle des dinosaures, expliquer la formation de la Lune, ou encore l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre...

Quand et comment se sont formées les météorites ?

    Comme tous les corps du système solaire, des météoroïdes ont commencé à se former dans la nébuleuse primitive en même temps que le Soleil et les planètes, il y a 4,56 milliards d'années. Elles se sont agglomérées, formant des astéroïdes. Certains astéroïdes massifs ont connu une température suffisante pour fondre, ce qui a entraîné un processus de différenciation : le fer et le nickel, plus lourds, se sont rassemblés au cœur pour former le noyau, alors que les silicates se concentraient dans le manteau et la croûte de ces " petites planètes ". Leur faible masse ne retient pas les débris issus des chocs. De la matière est éjectée. Elle provient souvent des zones superficielles, mais des impacts violents ont pu casser l'astéroïde, mettre à nu le noyau, ce qui allait devenir des météorites métalliques. Par ailleurs, certaines météorites ont la même composition que le sol lunaire ou martien ; et au début de l'année 1999, on avait recensé 13 météorites originaires de notre satellite et 13 probablement issues de la "Planète Rouge" (Mars).

La classification

    

On distingue deux grands groupes de météorites : les Aérolites ou météorites pierreuses les Sidérites ou météorites ferreuses les Sidérolites ou météorites intermédiaires. 

Les Aérolites

Les aérolites sont des météorites composées exclusivement ou en grande partie de silicates. Numériquement, c'est le groupe de météorites le plus important. On distingue deux classes : les chondrites et les achondrites. Elles sont formées de chondres (d'où leur nom de chondrites) et de grains métalliques. Le reste des pierres ne contient pas de chondres et sont appelées pour cette raison achondrites. Elles sont pauvres en métal. Leurs formes sont variées et la roche est toujours recouverte d'une fine pellicule (< 1cm) de verre noir dû à l'échauffement pendant la traversée de l'atmosphère.

Les Sidérites

    

    Elles représentent 6 % des chutes et sont constituées de fer et d'un pourcentage assez faible de nickel, accompagnés d'iridium, de chrome, de gallium, de carbone, de phosphore, ... Dans ce groupe, la classification est basée sur la teneur en nickel des minéraux. On distingue essentiellement : les Hexaédrites contenant 5 à 6 % de Ni et formées d'hexaèdres de kamacites, les Octaédrites, de 7 à 15 % de Ni et formées de kapacite et de taénite, les Ataxites, à plus de 16 % de Ni.

Les Octaédrites

    Ce sont les sidérites les plus nombreuses. La structure des sidérites comprenant en moyenne plus de 6 % de nickel est : l'octaèdre. Lorsqu'on attaque une tranche polie d'octaédrite à l'acide on fait apparaître quatre systèmes de bandes de kamacite développées parallèlement aux faces de l'octaèdre et bordées par la taénite. Cette texture particulière des octaédrites, appelée figure de Widmanstatten, s'explique bien par l'étude du refroidissement du système fer-nickel. Les figures de Widmanstatten sont donc des bandes qui se croisent suivant deux, trois ou plusieurs directions. 

Les Sidérolites 

    

    Météorites différenciées, les sidérolithes représentent 2 % des chutes totales. Elles sont riches en métal (ferro-nickel) et silicates (olivine).

Pourquoi les météorites tombent-elles ?

     

     La vitesse maximale d'un météoroïde dans l'espace est de 42 km/s. Sa trajectoire est une parabole dont le sommet peut être sur l'orbite de la Terre ! Les météoroïdes tombent car leur trajectoire au sein du système solaire les amène à proximité de la Terre dont ils subissent l'attraction. L'attraction terrestre agit sur la trajectoire du météoroïde, qui peut dès lors être seulement dévié ou encore traverser l'atmosphère terrestre si sa grosseur est suffisante (c'est alors seulement qu'on l'appellera météorite) ; sinon elle brûlera (on l'appellera météore ou plus couramment " étoile filante "). 

Chutes 

     Environ 100 tonnes de matière extraterrestre frappent la Terre chaque jour au sommet de l'atmosphère. La plupart sont vaporisées entre 100 et 20 km d'altitude. Quelques tonnes atteignent tout de même le sol. Les deux tiers plongent dans les océans, le reste est le plus souvent perdu. Depuis le début des années 1980, on ramasse aussi les micrométéorites, des grains de moins d'un millimètre de diamètre, dont le nombre est évalué à 10 millions de milliards par an.

La surveillance spatiale

   D'après les estimations actuelles, il y aurait près de 3 000 astéroïdes et météoroïdes d'une taille comprise entre 1 et 10 km de diamètre qui croisent systématiquement notre orbite. Avec environ 200 corps recensés, le taux de découverte n'est seulement que de 7 % ! L'Association SpaceGuard s'étend peu à peu à travers le monde. Sa mission est de coordonner au niveau international les travaux effectués sur la recherche d'astéroïdes et de météoroïdes pouvant menacer notre civilisation.

Une météorite géante a-t-elle fait disparaître les dinosaures ? 

    

    L'hypothèse émise, est alors qu'une série d'importantes météoroïdes ou astéroïdes se serait écrasée sur la Terre à l'époque du Jurassique et aurait détruit en majeure partie les dinosaures. Il est difficile d'imaginer aujourd'hui les conséquences cataclysmiques de cette chaîne de météorites. En quelques minutes, un nuage de poussières s'est soulevé dans l'atmosphère. Pendant plusieurs mois, les rayons du Soleil ont été arrêtés, plongeant la Terre dans l'obscurité. L'air est devenu quasi irrespirable et la vie impossible pour un grand nombre d'animaux. Ce sont les perturbations de l'écosystème qui ont entraîné la disparition d'une grande partie des dinosaures. Dans les météorites, la concentration d'iridium est environ 50 000 fois plus forte que dans la croûte terrestre. D'où l'hypothèse qu'une de celles-ci aurait heurté la Terre, il y a 65 millions d'années. C'est le dernier grand cataclysme en date. L'extinction massive serait le résultat de l'impact d'une météorite de 10 kilomètres de diamètre situé dans la péninsule du Yucatàn au Mexique. Volatilisée dans les airs sous forme de poussière, en même temps qu'une masse beaucoup plus importante de roches terrestres pulvérisées. Cette poussière aurait formé une sorte d'enveloppe autour de la Terre, avant de retomber pour donner la couche enrichie en iridium. La chute de cette météorite géante aurait provoqué une série de catastrophes écologiques sur la Terre entière. On en a démontré une douzaine allant de gigantesques raz de marée et de vents atteignant 500 kilomètres/heure, à l'obscurcissement complet du ciel, en passant par un froid polaire généralisé, des pluies acides, la destructions de la couche d'ozone et la disparition quasi totale des forêts dans d'immenses incendies. L'évocation de cet enfer nous fait nous demander, non pas pourquoi tant d'espèces ont disparu, mais comment certaines ont réussi à survivre !

Source : par Florence STIERMANN et Jérôme SCHWAB,

Élèves de Premières du Lycée Lambert de Mulhouse (Haut-Rhin) 

داء فقدان المناعة المكتسبة

فيروس نقص المناعة المكتسبة

 تُعرّف متلازمة نقص المناعة المكتسبة (الإيدز) بأنّها مرض ناتج عن فيروس نقص المناعة البشرية (HIV)، وهو اضطراب معدي يثبط الوظيفة الطبيعية للجهاز المناعي، ويقوم هذا الفيروس بتدمير خلايا محددة من الجهاز المناعي، وهذه الخلايا تسمى الخلايا التائية وهي المسؤولة عن الاستجابة المناسبة للعدوى، وبالتالي يقوم بتدمير قدرة الجسم على مكافحة العدوى، من جانبٍ آخر إنّ المصاب بمرض فيروس نقص المناعة المكتسبة "الإيدز" لا تظهر عليه علامات الإصابة في البداية، ولا يعاني من أيّ أعراضٍ لفترةٍ متغيرة من الزمن، وبعد ذلك يبدأ تفشي الورم في الغدة الليمفاوية (اعتلال عقد لمفية ذات صلة بالإيدز)، بالإضافة إلى ذلك تظهر أعراض تشمل التعب المفرط، وفقدان الوزن، والطفح الجلدي على المصابين بهذا المرض.

كيفية انتقال المرض

 ينتقل المرض من خلال عدّة طرق، ومنها:

ممارسة الجنس: حيث تتمّ الإصابة بالعدوى عن طريق دخول الفيروس إلى الجسم من خلال قروح الفم أو التشققات التي تنشط في بعض الأحيان في المستقيم أو المهبل أثناء النشاط الجنسي، ويتمّ ذلك عن طريق ممارسة الجنس المهبلي أو الشرجي أو الفموي مع شريكٍ مصاب بالمرض، وذلك يؤدي إلى دخول الدم أو السائل المنوي أو إفرازات المهبل إلى داخل جسم الشريك الآخر.

 نقل الدم: حيث تقوم المستشفيات وبنوك الدم الآن بإجراء فحص نقص المناعة المكتسبة على وحدات الدم التي يتم نقلها، وبالتالي فإنّ المخاطر تكون أقل. 

مشاركة الإبر: حيث يتمّ انتقال فيروس نقص المناعة المكتسبة من خلال الإبر والحقن الملوثة بالدم المصاب، ومن الممكن أيضاً التعرض للإصابة من خلال المشاركة في أدوات تعاطي المخدرات عن طريق الوريد، بالإضافة إلى أمراضٍ معديةٍ مثل التهاب الكبد. 

أثناء الحمل أو الولادة أو عن طريق الرضاعة الطبيعية: حيث أنّ الأمهات المصابات يمكن أن يُصبن أطفالهن بالمرض، ويمكن التقليل من خطر الإصابة بالمرض، من خلال تلقي العلاج للمرض خلال فترة الحمل، وذلك يُقلل بشكلٍ كبيرٍ من الخطر الذي يحيط بالجنين.

أعراض المرض

 الأعراض المبكرة

 إنّ فيروس نقص المناعة المكتسبة لا يسبب أيّ أعراضٍ مبكرة، حيث أنّ المرضى الذين يعانون من أعراض المرض قد يخلطون بينها وبين أعراض الإنفلونزا، وتسمى الأعراض المبكرة لفيروس نقص المناعة المكتسبة بالمتلازمة القهقرية الفيروسية الحادة، وقد تشمل الأعراض المبكرة ما يأتي: 

• آلام في العضلات والمفاصل. 
• تشنجات البطن، والغثيان أو القيء. 
• صداع الرأس. 
• التهاب الحلق. 
• الإسهال. 
• تضخم الغدد الليمفاوية في الرقبة، والإبطين، والفخذ. الحمى. 
• الطفح الجلدي. 
• خسارة الوزن. 

هناك الكثير من الناس لا يوجد لديهم أعراض أو تكون أعراضهم خفيفةً بحيث لا يلاحظونها في هذه المرحلة، ويمكن أن تتراوح هذه الأعراض الأولية من خفيفةٍ إلى شديدةٍ وعادةً ما تختفي لوحدها بعد 2-3 أسابيع، وبالتالي فإنّ عدوى فيروس نقص المناعة المكتسبة التي لا تتعالج، تصبح أخطر وتتطور على مراحل، وتعتمد هذه المراحل على الأعراض ومقدار الفيروس في الدم.

أعراض متأخرة 

حيث تظهر أعراض متأخرة للمرض، وتشمل ما يأتي:

• إسھالات أو تغیرات أخرى في الأمعاء. 
• تغيرات في الأظافر. 
• الحمى. 
• تورم الغدد الليمفاوية في الرقبة، والإبطين، والفخذ. وخز، وخدر، وضعف في الأطراف. 
• فقدان الشهية أو فقدان الوزن دون سبب. 
• الإعياء. 
• سعال جاف أو ضيق في التنفس. 
• تفشي القروح الباردة أو القروح التناسلية الهربس المتكرر. 
• ألم عند البلع. 
• الارتباك، وصعوبة في التركيز، أو تغير في الشخصية. 
• تعرق ليلي. 
• تقرحات الفم أو عدوى رغوية من الفم (القلاع)

العلاج

 يمكن كبح عمل إنتاج الفيروسات من خلال خلط مركبات بعض الأدوية مع بعضها، وذلك يعمل على توقف أو تأخر تقدم المرض ليصل إلى مرحلة الإيدز، حيث لا يوجد علاج لفيروس نقص المناعة المكتسبة، وتسمى الأدوية التي تحارب فيروس نقص المناعة المكتسبة بالأدوية المضادة للفيروسات القهقرية (ART)، وتقوم هذه الأدوية باستهداف الفيروس بطرقٍ مختلفة، ومن جانبٍ آخر توصي معظم التوجيهات المصابين بهذا الفيروس بأن يبدأوا بتلقي العلاج بعد فترةٍ قليلةٍ من تشخصيهم بالمرض، فتأخير أو منع تقدم المرض يحسن من الصحة العامة للشخص المصاب، ويُقلل احتمالية انتقاله إلى شخصٍ آخر.

المناعة الطبيعية

المناعة الطبيعية وهي المناعة العامة غير المختصة بنوع محدد من الجراثيم ويطلق عليها أيضا مسمى المناعة غير النوعية وتعتمد على وسائل الدفاع الطبيعية في الجسم منها الجلد والأغشية المخاطية كخط دفاعي أول لمقاومة الجراثيم.

تدخل الجراثيم إلى الجسم عن طريق الفتحات الطبيعية فيه كالأنف والفم والأذن والعين المبطنة بالأغشية المخاطية والمحاطة بالأهداب والتي تشكل حاجزا يمنع مرورها وتقف حائلا أمامها في حال سلامتها. وعند تمكن الجراثيم من العبور إلى داخل الجسم يبدأ خط الدفاع الثاني المتمثل في الأحماض الدهنيه التي يفرزها الجلد وأحماض المعدة والخمائر التي توجد في دمع العين وسوائل الجسم الأخرى في الفتك بهذه الجراثيم.

بعد تخطي الجراثيم خطوط الدفاع السابقة عن مداخل الجسم وتتمكن من الوصول إلى الدم والأنسجة، تبدأ خلايا الدم البيضاء بعملها عن طريق الإحاطة بالجرثومة ثم ابتلاعها والفتك بها وتحللها والقيام بإعدامها داخل الخلية. أما المناعة المكتسبة أو المناعة النوعية فهي المناعة المتخصصة لنوع محدد من الجراثيم، ويتم اكتساب هذا النوع من المناعة عند التعرض لأحد أنواع الجراثيم.

عند دخول الجرثومة إلى الجسم يتم التعرف على خواصها من قبل خلايا المناعة اللمفاوية فيتم إفراز الأجسام المضادة لهذه الجرثومة ومن ثم تقوم خلايا الذاكرة المتخصصة بحفظ جميع الخواص المميزة لهذه الجرثومة في ذاكرتها وبالتالي تصبح جاهزة لتكوين وإفراز الأجسام المضادة بكميات كبيرة وبصورة سريعة حال تعرض الجسم لهذه الجرثومة مرة أخرى.

المناعة الطبيعية: تعتمد على خصائص في تكوين الجسم تحجز أو تطرد أو توقف ضرر الميكروبات، مثل: الطبقة القرنية من بشرة الجلد، وما عليها من إفرازات العرق والدهون، والبطانة الداخلية المهدبة التي تبطن الأجهزة المختلفة مثل الجهاز التنفسي، وإفرازات الجسم مثل الدموع والمخاط والعصارات الحمضية وبعض الأنزيمات، وخلايا الدم البيضاء التي تلتهم الميكروب أو تقتلها.

 وتدعم العوامل الوراثية والرضاعة الطبيعية للمواليد المقاومة الطبيعية في الإنسان، لأنه من المعروف أن تغذية الطفل منذ أولى ساعات ولادته على لبن الأم تمنحه مناعة طبيعية لاحتوائه على بعض الأجسام المضادة وبخاصة لبن السرسوب الذي يفرزه ثدي الأم بعد الولادة وينصح الأطباء الاكتفاء بلبن الأم دون أية إضافات خارجية لمدة 6 اشهر يمكن بعدها إعطاء بعض الأغذية بالتدريج.

كما أن التغذية الكاملة المتوازنة، والراحة والنوم تساعد على تقوية الجهاز المناعي الطبيعي للجسم. ويضعف التعرض للإشعاعات وتناول المخدرات والكحوليات والتدخين من المقاومة الطبيعية للجسم.

إن الله هز وجل قد وهبنا وسائل للدفاع ضد الأمراض منذ الولادة ، أي وسائل دفاعية طبيعية أو غير مكتسبة ، وهذه الوسائل تشمل ما يلي :

1ـ الجلد والأغشية المخاطية :

بالرغم من أن الجلد والأغشية المخاطية بتماس دائم مع الجراثيم وطفيليات البيئة التي نعيش فيها ، فإنها تشكل خطرا يعترض دخول العوامل المسببة للأمراض ، طالما أنها سليمة كما أن الفوهات الطبيعية لدينا كالأنف والفم والأذن طريق تسلكه الجراثيم للدخول إلى أجسامنا لولا وجود الأغشية المخاطية والأهداب التي تغطيها والتي تقف حائلا أمامها.

2ـ الأحماض والخمائر :

الأحماض الدهنية التي يفرزها الجلد ، وحموضة المعدة ، وحموضة المهبل ، والخمائر التي توجد في دمع العين ، وفي سوائل الجسم الأخرى لها القدرة على الفتك بالجراثيم التي تحاول غزو الجسم.

3ـ البلعمة (خلايا البلع) :

بعد أن تتخطى الجراثيم حواجز الدفاع السابقة والموجودة في مداخل الجسم وتصل إلى الدم والأنسجة يقوم نوعان من خلايا الدم البيضاء بوظيفة البلعمة (أي تحيط بالجراثيم وتبتلعها ثم تفتك بها وتحللها وتعدمها في داخل الخلية).

المناعة الطبيعية مناعة عامة لا تختص بنوع معين من الجراثيم. ولذلك تسمى أيضا (بالمناعة غير المناعية) للدلالة على عدم اختصاصها لنوع معين من الجراثيم ، وذلك عكس النوع الثاني من المناعة المتخصص لأنواع معينة من الجراثيم (مناعة نوعية) وهي المناعة المكتسبة.

Les grandes crises de la biodiversité

Objectif(s)

Savoir pourquoi au cours du temps les espèces apparaissent et disparaissent.
En quoi consistent une crise biologique : quelles sont ses caractéristiques, qu'est ce qui la provoque et quelles en sont les conséquences ?

1. Les grandes crises de la biodiversité

a. Qu'est ce qu'une crise ?

On appelle crise biologique une période assez courte durant laquelle, à l'échelle du globe, un grand nombre d'espèces animales et végétales disparaissent simultanément.

Pour être définies comme une crise, il faut que ces disparitions soient très importantes :
• plus de 60 % des espèces ont disparues,
• touchent la plupart des espèces vivantes sans distinction
• et qu'elles se localisent sur toute la planète.

Les paléontologues connaissent et étudient ces crises grâce aux fossiles qui laissent des traces de ces disparitions massives. Ces études sont très difficiles car les scientifiques manquent d'indices sur les origines de ce qu'ils observent : on ne peut jamais être sûr qu'une absence d'espèces fossiles soit due à une crise et qu'elle s'étend à l'échelle de la planète, les observations sont souvent locales et il faut réunir toutes les informations.
À l'étude des fossiles s'ajoutent les études géologiques qui nous donnent des informations sur : la superposition des roches, la datation, les traces de météorites, les traces d'activités volcaniques, la composition de l'atmosphère terrestre.
Tous ces paramètres géologiques nous permettent de confirmer ou non la possibilité d'une crise et surtout d'en comprendre les causes, qui sont le plus souvent des catastrophes naturelles à grande échelle.

b. Les conséquences des crises

Même si les différentes crises biologiques ont été importantes, la vie sur terre n'a pas disparue, bien au contraire.
En effet, la disparition de plusieurs espèces crée d'abord des déséquilibres dans de nombreux écosystèmes et chaînes alimentaires. Mais cela élimine surtout beaucoup de prédateurs ou de compétiteurs, ce qui laisse une chance à d'autres espèces de se développer là où elle ne pouvaient pas auparavant. Ces disparitions ont laissé énormément d'espaces vides appelés niches écologiques, les territoires sont libres d'être reconquis. S'effectue alors une recolonisation des milieux par des espèces mieux adaptées à ce changement et donc avec un fort potentiel de survie.

Les crises sont donc toujours suivies d'une radiation.

Une radiation, c'est l'augmentation importante du nombre de d'espèces, c'est une phase de diversification.

La Terre se retrouve donc à nouveau peuplée et colonisée. Une nouvelle ère commence.

Doc. 1 : Extinctions massives au cours de l'évolution

C'est par exemple l'extinction des dinosaures (grands prédateurs de l'ère crétacée) qui a permis la radiation du groupe des mammifères et donc permis par la suite l'émergence de l'espèce humaine.

c. Des exemples de crises

De nombreuses crises se sont produites sur notre planète, on en dénombre environ 5 majeures.

• La crise Crétacé-Tertiaire, -65 millions d'années (5e crise)

La plus connue (mais pas la plus importante) est celle qui a marqué la fin du Crétacé et le début du Tertiaire avec la disparition des dinosaures. C'est aussi la dernière crise en date connue et vécue par notre planète.

Cette crise a plusieurs origines : tout d'abord on a pensé qu'une énorme météorite s'était écrasée sur la planète au  niveau du Mexique. Puis on a pensé à une hausse de l'activité volcanique. En réalité, il semblerait que ce soit tous ces facteurs réunis qui l'auraient provoquée.

On a découvert dans les couches géologiques datant de cette époque un nombre important d'Iridium à de nombreux endroits sur toute la planète. C'est un élément chimique très présent dans les météorites et rare sur Terre. On a aussi retrouvé des impacts de grandes tailles qui confirment la chute de météorites sur la planète.

En Inde, on été observés des Trapps : d'énormes couches de laves épaisses de 3 km et dont la superficie dépasse plusieurs fois celle de la France.

Doc. 2 : Localisation des Trapps du Deccan en Inde

Les éruptions volcaniques rejettent énormément de poussières et de gaz dans l'atmosphère. Mais le bouleversement a été si grand qu'il a réussi à changer la composition de l'atmosphère de cette époque.

Doc. 3 : Modification de l'atmosphère par les éruptions volcaniques

C'est l'effet cumulé de ces deux phénomènes qui va provoquer une baisse extrêmement importante de la température et une baisse de la luminosité à cause des fumées volcaniques. Sans lumière, les végétaux chlorophylliens sont les premiers à disparaître, provoquant l'effondrement des chaînes alimentaires. Les espèces les moins adaptées et adaptables à ces changements disparaissent, comme les dinosaures qui ne supporteront pas la baisse de température et le manque de nourriture.

Doc. 4 : Conséquences des éruptions volcaniques de type trapps

• La crise Permien-Trias, -252 millions d'années (3e crise)

C'est la crise la plus importante qu'ait connu notre planète avec des taux de disparitions entre 80 et 95 % des animaux marins, plus de 70 % des vertébrés terrestres et plus de 60 % des insectes. Elle aurait duré environ 1 million d'années.

Les causes de cette crise découlent d'un même phénomène, très long à se mettre en place, d'où une disparition graduelle des espèces avec des pics de phénomènes plus intenses.
À cette époque se produit donc le rapprochement des plaques continentales en un seul continent : c'est formation de la Pangée. Le mouvements des plaques tectoniques va provoquer des collisions, un fort volcanisme, la régression des océans et donc de très forts changements climatiques et une modification de la composition de l'atmosphère (libération d'hydrates de méthane).
À cela s'ajoute la chute d'une météorite, qui aurait provoqué du volcanisme et une modification de l'atmosphère.

La radiation suivant cette crise fut beaucoup plus longue à se mettre en place et aurait favorisé entre autres, l'émergence des ancêtres des dinosaures. D'autres groupes comme les insectes ont été très fortement touchés par cette crise mais ont su se diversifier et survivre.

2. Les études actuelles

a. Quels sont les interêts à étudier les crises ?

Les temps géologiques sont découpés en plusieurs périodes. Les crises peuvent servir de délimitation. Chaque fois qu'une crise se produit, il y a de gros changements dans les écosystèmes, la géologie et l'atmosphère. Elles sont donc de bons marqueurs pour délimiter les ères : des périodes marquées par des fortes différences de milieux, d'espèces, de paramètres climatiques.
Lorsque l'on étudie des coupe géologiques aux quatre coins de la Terre, on peut les dater selon les caractéristiques de ces périodes et donc aussi dater les fossiles qui y sont inclus.

L'étude de ces crises permet d'en savoir plus sur l'histoire des êtres vivants, leur évolution, les phénomènes vécus par notre planète et aussi d'avoir du recul sur les prochaines crises à venir.

b. Qu'en est-il actuellement ?

Une crise se déroulant en général sur des milliers voir des millions d'années, il est plus facile de la caractériser une fois qu'elle est passée. La question qui se pose actuellement est de savoir si nous sommes ou non en pleine crise biologique. Nous n'avons évidement pas encore suffisamment de recul pour l'affirmer mais des indices poussent les scientifiques à prédire une crise biologique très forte.

Effectivement, on observe depuis ces dernières années une très forte augmentation du taux de disparition des espèces à l'échelle planétaire. Une observation qui dans le cas des autres crises n'aurait pas été observable à l'échelle de quelques années. Ce qui rend compte de son importance.

On observe aussi un fort dérèglement climatique provoquant un réchauffement planétaire. L'étude des crises passées a permis de montrer que chaque période de refroidissement avait été précédée d'une période de réchauffement, ce qui confirme notre hypothèse.

La seule différence par rapport aux autres crises est le manque de phénomènes catastrophes, mais l'Homme pourrait bien porter sur lui cette responsabilité. Car s'il est vrai que le dérèglement climatique a une origine naturelle, il a fortement contribué à l'accélération du processus.
En effet, l'Homme crée des bouleversements écologiques par le rejet des gaz à effet de serre, il pollue aussi de nombreux écosystèmes, ou les détruit, tous ces changements ont de graves conséquences.

Nous ne savons pas non plus si l'espèce humaine pourra survivre à cette crise ou si elle trouvera le moyen de s'adapter à un nouvel environnement.

L'essentiel

On appelle crise biologique une période assez courte durant laquelle, à l'échelle du globe, un grand nombre d'espèces animales et végétales disparaissent simultanément.
Pour être définies comme une crise, il faut que :
• plus de 60 % des espèces disparaissent,
• ces disparitions touchent la plupart des espèces vivantes sans distinction
• et qu'elles se localisent sur toute la planète.

Les crises sont donc toujours suivies d'une radiation, c'est-à-dire l'augmentation importante du nombre de d'espèces. C'est une phase de diversification.

L'étude de ces crises permet d'en savoir plus sur l'histoire des êtres vivants, leur évolution, les phénomènes vécus par notre planète et aussi d'avoir du recul sur les prochaines crises à venir.

La démarche expérimentale

Objectif

La démarche expérimentale est une démarche pédagogique qui oblige le professeur à enseigner par problème scientifique. Elle constitue un raisonnement rigoureux par lequel on soumet des hypothèses à l'épreuve des faits.

La démarche expérimentale se déroule en plusieurs étapes, que résume le sigle OPHERIC : 

1. Définition du problème scientifique

Le problème scientifique est une question scientifique soulevée par l'observation des faits scientifiques.

Pour le définir, il faut :

• observer l'environnement biologique et géologique dans le but de le comprendre ;

• élaborer des relations entre les données d'observation et les connaissances déjà acquises ;

• formuler les questions soulevées par ces observations.

2. Formulation de l'hypothèse conceptuelle

L'hypothèse représente une proposition de réponse à un problème scientifique.

ExemplesLes végétaux ont besoin de sels minéraux.
Les échanges gazeux entre le sang et l'air entrant se font au niveau des poumons.

Cette réponse possible ou solution provisoire doit être éprouvée par une expérience, c'est-à-dire par des observations provoquées.

3. Épreuve de l'hypothèse

Pour éprouver l'hypothèse conceptuelle, il faut :

• formuler une hypothèse opératoire ;

• concevoir un protocole expérimental ;

• réaliser les expériences ;

• constater les résultats de l'expérience.

a. Hypothèse opératoire

Pour formuler une hypothèse opératoire, il faut respecter trois règles :
• lister les paramètres intervenant (H1) ;
• isoler les paramètres car une hypothèse ne porte que sur un seul paramètre (H2) ;
• prévoir un effet observable, mesurable ou lisible du paramètre (H3).

Une hypothèse opératoire peut être formulée sur le modèle Si..., Alors.... Le Si introduit l'hypothèse conceptuelle, Alorsannonce la vérification de l'hypothèse.

Exemple
Si les échanges gazeux entre le sang et l'air entrant se font au niveau des poumons, alors on peut mesurer les variations de concentration d'O2/CO2 dans le sang et l'air entrant et sortant, des alvéoles pulmonaires.

b. Conception du protocole expérimental

Pour éprouver une hypothèse par l'expérience, il faut respecter quatre règles :
• tester l'effet d'un paramètre, en le supprimant ou en le faisant varier (E1) ;
• ne tester l'effet que d'un paramètre, en rendant constants les autres paramètres pendant la durée de l'expérience (E2) ;
• créer une expérience témoin pour comparer les résultats. Sans témoin, il ne s'agit pas d'expérience mais d'une manipulation. L'expérience comprend donc une phase mentale et une phase manuelle (E3) ;
• répéter plusieurs fois l'expérience pour s'assurer qu'elle conduit toujours aux mêmes résultats (E4).

4. Analyse des résultats

L'analyse des résultats d'une expérience nécessite trois phases.

a. Constat des résultats

Les résultats sont présentés systématiquement sous forme de tableau, ce qui en facilite la lecture.
La lecture verticale du tableau permet de constater les changements entre le début et la fin de l'expérience.

b. Interprétation des résultats de l'expérience

La lecture horizontale du tableau en fin d'expérience permet d'interpréter et d'expliquer les différences entre le test et le témoin.
L'interprétation correspond à une critique des résultats.

c. Conclusion

La conclusion rend compte des liens établis par les résultats, entre l'expérience et le problème scientifique posé.
La vérification de l'hypothèse constitue la réponse au problème.
Un seul système d'expériences a été matérialisé, la généralisation des résultats obtenus ne peut donc se faire sans que quelques précautions aient été prises au préalable.

5. Application de la démarche expérimentale : les besoins alimentaires des végétaux

a. Observation

Les tomates hors sol sont cultivées dans de l'eau contenant des sels minéraux.

b. Problème

L'eau et les sels minéraux sont-ils des aliments pour les végétaux ?

c. Hypothèse

H1 : l'eau et les sels minéraux sont des aliments pour les végétaux.
H2 : les sels minéraux sont des aliments pour les végétaux.
H3 : si les sels minéraux sont des aliments pour les végétaux, alors :
- un végétal auquel on fournit des sels minéraux va croître ;
- un végétal auquel on ne fournit pas de sels minéraux ne va pas croître.

d. Expérience

E1 : on supprime les sels minéraux du milieu de culture des plantes.
E2 : on supprime les sels minéraux tout en conservant l'eau du milieu de culture.
E3 : on réalise une autre expérience (qui servira d'expérience témoin) avec une plante de la même espèce et de la même taille qu'on place dans un milieu de culture constitué d'eau et de sels minéraux.
E4 : on reprendra plusieurs fois l'expérience.

e. Résultats

f. Interprétation

L'absence de sels minéraux freine puis stoppe la croissance de l'orge.

g. Conclusion

L'hypothèse est confirmée : les sels minéraux sont des aliments pour les végétaux.

Remarque

Les résultats auraient été identiques si le matériel utilisé avait été du blé.

L'essentiel

La démarche expérimentale repose sur l'élaboration d'une hypothèse. Un problème scientifique est mis à l'épreuve par l'expérience.
C'est l'interprétation des résultats qui vient valider (ou invalider) l'hypothèse énoncée.
Il s'agit d'une démarche dont la logique consiste à argumenter une idée à l'aide de faits concrets, mesurables et observables.