الجهاز العصبي في الحيوانات

بالتأكيد، إليك ملاحظات دراسية مُفصّلة مُنظّمة ومكتوبة باللغة العربية بناءً على النص المُقدَّم:

الجهاز العصبي في الحيوانات

• تمتلك معظم الحيوانات نوعًا من الجهاز العصبي مع تنظيم متميز للخلايا العصبية.
• تحتوي الحيوانات الرأسية البسيطة على جهاز عصبي مركزي (CNS) بسيط مع دماغ صغير وحبال عصبية طولية.
• يتكون الجهاز العصبي المركزي في اللافقاريات الأكثر تعقيدًا من الدماغ والحبال العصبية البطنية مع مجموعات من الخلايا العصبية تسمى العقد.
• تسمى جميع الأعصاب الأخرى الموجودة في بقية جسم الحيوان بالجهاز العصبي المحيطي (PNS).
• هناك ثلاث مراحل في تفسير الإشارات التي تصل إلى الدماغ: المدخلات الحسية والتكامل والمخرجات الحركية.

مكونات الجهاز العصبي

• الخلايا العصبية الحسية مسؤولة عن استقبال المحفزات الخارجية (مثل الضوء والحرارة والصوت) والظروف الداخلية (مثل ضغط الدم وتوتر العضلات).
• تقوم الخلايا العصبية البينية بدمج الإشارة الحسية في الجهاز العصبي المركزي.
• ثم، تترك المخرجات الحركية (باستخدام الخلايا العصبية الحركية) الجهاز العصبي المركزي لإرسال إشارات إلى الخلايا المستهدفة (مثل العضلات أو خلايا الغدد الصماء).
• تؤدي هذه الخلايا المستهدفة بعد ذلك استجابة للمحفز.
• الخلية العصبية هي الوحدة الأساسية للجهاز العصبي، وتتكون من نواة من جسم الخلية ونوعين من الامتدادات: التشعبات والمحور.
• غالبًا ما تكون التشعبات عديدة ومتفرعة للغاية لاستقبال الإشارات من الخلايا العصبية الأخرى.
• يحدث المحور بشكل فردي لنقل الإشارات إلى الخلايا العصبية و/أو الخلايا المستهدفة.
• يتصل تل المحور بالمحور بجسم الخلية حيث يتم إنشاء الإشارات.
• ينقسم المحور إلى عدة فروع وينتهي في طرف عصبي حيث توجد فجوة صغيرة تسمى المشبك العصبي.
• يمثل هذا أيضًا موقع الاتصال بين الخلايا العصبية.
• تغطى المحاور بغمد الميالين.
• تُنقل المعلومات من الخلية قبل المشبكية إلى الخلية بعد المشبكية باستخدام رسل كيميائيين يطلق عليهم الناقلات العصبية.
• توجد الخلايا الدبقية (في الجهاز العصبي المركزي) وخلايا شوان (في الجهاز العصبي المحيطي) أيضًا للحفاظ على السلامة الهيكلية للجهاز العصبي.
• الخلايا الدبقية هي نوع من الخلايا التي توفر الدعم الفيزيائي والكيميائي للخلايا العصبية والحفاظ على بيئتها.
• خلايا شوان هي الخلايا الدبقية التي تشكل غمد الميالين على المحاور العصبية خارج الدماغ.
• إنها أيضًا نوع من الخلايا الدبقية التي تحيط بالخلايا العصبية، وتحافظ عليها حية وتغطيها أحيانًا بغمد الميالين، وهي النوع الرئيسي من الخلايا الدبقية في الجهاز العصبي المحيطي.
• تلعب هذه الخلايا أدوارًا أساسية في تطور الأعصاب المحيطية وصيانتها ووظيفتها وتجديدها.
• يحمي غمد الميالين المحاور ويساعد على تسريع عمليات انتقال الأعصاب.
• تحافظ جميع الخلايا على جهد غشائي عبر غشاء البلازما الخاص بها.
• يتراوح جهد الغشاء في الخلايا العصبية من -60 إلى -80 مللي فولت وهو جهد الغشاء وقت الراحة (RMP)، وهو فرق الجهد الكهربائي (الجهد) عندما لا تنقل الخلية إشارة.
• في الطرف المشبكي، يتسبب فتح قنوات الكالسيوم ذات الجهد الكهربائي في الغشاء عند الوصول إلى جهد الفعل في انتشار وارتفاع أيونات الكالسيوم في الطرف.
• ثم تندمج الحويصلات المشبكية مع الغشاء الطرفي لإطلاق الناقل العصبي عن طريق الإخراج الخلوي.

المشبك العصبي

• ينتقل الناقل العصبي عبر الفجوة بين الأطراف قبل وبعد المشبك العصبي وتسمى الشق المشبكي.
• قد يؤثر الناقل العصبي بشكل مباشر أو غير مباشر على الاستجابة في الطرف بعد المشبكي.
• قد تستخدم الخلايا الدبقية أيضًا الناقل العصبي بنشاط كمصدر للوقود.

الجهاز العصبي الفقاري:

• تحتوي جميع أدمغة الفقاريات على ثلاثة مناطق: الدماغ الخلفي والدماغ المتوسط والدماغ الأمامي.
• الدماغ الخلفي هو نقطة التقاء الدماغ والحبل الشوكي؛ وينسق العمليات اللاإرادية والاستجابات الحركية.
• يساعد المخيخ، وهو امتداد للدماغ الخلفي، في تنظيم الاستجابات الحركية.
• يتولى الدماغ المتوسط مسؤولية المعالجة البصرية وبعض التحكم الحركي.
• يقع الدماغ الأمامي بالقرب من الطرف الأمامي؛ ويمكن تقسيمه إلى منطقتين متميزتين:
  • النظام البيني، الذي يحتوي على المهاد وتحت المهاد.
  • الدماغ الانتهائي لتوجيه استجابة مناسبة لجميع المدخلات الحسية.
• الحبل الشوكي، الذي يماثل الحبل العصبي، مغطى بعمود من الفقرات.
• لا ينطبق هذا على الفقاريات البدائية.
• تعصب الأعصاب الشوكية الحبل الشوكي لنقل الإشارات إلى الجسم وخارجه ويتم نقل الإشارات مباشرة إلى الدماغ عن طريق الأعصاب القحفية.

اختلافات أدمغة الفقاريات:

• المنطقة الأكبر في الفقاريات البدائية (باستثناء الهاجفيش واللامبري) هي الدماغ الخلفي مع مخيخ متطور نسبيًا.
• تتم معالجة المعلومات المرئية بواسطة دماغ متوسط صغير فوق الدماغ الخلفي مباشرة ودماغ أمامي صغير للشم.
• في البرمائيات، يكون الدماغ الخلفي أكبر ولكن المخيخ أصغر مقارنة بالأسماك.
• يعمل الدماغ الأمامي بالمثل في الأسماك.
• حجم المخيخ في الزواحف والطيور أكبر مقارنة بالبرمائيات.
• تتطلب الطيور تنظيمًا معقدًا للنشاط العضلي والتنسيق اللازم للطيران.
• يوجد أيضًا تفسير أكثر تعقيدًا للإشارة المرئية في الطيور والزواحف، وبالتالي فإن الدماغ المتوسط الأكبر الملحوظ يتيح صورًا بصرية أكثر تعقيدًا.
• أصبحت المعالجة السمعية أكثر تعقيدًا بدءًا من الزواحف التي لديها منطقة مخصصة من الدماغ المتوسط.
• الدماغ الأمامي للزواحف والطيور أكبر في المقام الأول بسبب الطلب على المهارات الحركية والإدخال الحسي الأكثر تعقيدًا.
• ويعوض الدماغ الانتهائي الأكبر هذا المطلب.
• يتمتع دماغ الثدييات بأكبر حجم من المخيخ والدماغ الانتهائي.
• يرتبط ظهور التلافيف على سطح الدماغ الانتهائي بالتعقيد المطلوب لأداء وظائف متخصصة مختلفة.

الآليات الحسية:

• تكيفت الحيوانات مع مجموعة واسعة من المحفزات التي تشمل اللمس والضغط والألم ودرجة الحرارة والمواد الكيميائية والضوء والصوت والحركة ووضع الجسم من خلال إنتاج دافع عصبي يتم استقباله بواسطة الدماغ كما نوقش في القسم السابق.
• غالبًا ما تنقسم الحواس إلى قسمين: الحواس العامة (مثل اللمس والضغط والألم ودرجة الحرارة) الموزعة في الجلد والعضلات والمفاصل.
• الحواس الخاصة (مثل حواس الشم والتذوق والرؤية والسمع والتوازن) المدمجة في أعضاء ذات هياكل معقدة.
• لم تنفصل الأعضاء المسؤولة عن التعرف على الذوق والشم إلا عندما انتقلت الحيوانات إلى الأرض.
• في المسطحات المائية، تذوب جميع المواد الكيميائية؛ وبالتالي، فإن فصل هذه الحواس ضروري.
• يعتمد تطور الحواس على الموطن الذي توجد فيه الكائنات الحية.

التذوق:

• في الزواحف والطيور والثدييات، توجد مستقبلات التذوق بشكل أساسي على السطح العلوي من اللسان.
• يحتوي لسان الحيوان عادة على حواف ووديان تسمى الحليمات.
  • الخيطية: مخروطي الشكل وموزع على كامل سطح اللسان؛
  • الفطرية: على شكل فطر توجد في طرف وجوانب اللسان؛
  • الورقية: طيات على طول جوانب اللسان؛
  • الكأسية: تلال مسطحة محاطة بخندق.
• يحدث النقل عندما يتسبب منبه التذوق في حدوث تغيير في تدفق الأيونات على خلايا التذوق.
• تتسبب الحواس الأساسية الأربع في حدوث تغيير في أيونات الغشاء من خلال الارتباط بمواقع المستقبلات (للمواد المرة والحلوة)، أو منع قنوات الغشاء بواسطة H (المواد الحامضة)، أو عن طريق تكسير Cl وNa، حيث ينتشر Na مباشرة إلى الخلية (المواد المالحة).
• ثم يتم إرسال الإشارات الكهربائية المتولدة في خلايا التذوق في ثلاثة مسارات بناءً على الموقع في اللسان والنظام.
• تُرسل هذه الإشارات عن طريق العصب الطبلي (الأمامي والجوانب)، والعصب اللساني البلعومي (الخلفي)، والعصب المبهم (من الفم والحنجرة).
• تستقبل المهاد هذه الإشارة وتنقلها إلى منطقتين من الفص الجبهي.
• يمكن أن يكون الطعم المفسر مزيجًا من الأذواق الأساسية مثل المر والحلو والحامض والمالح.

الشم:

• هذا العضو الحسي هو الأكثر فائدة في الحيوانات لأنه يسمح بتحديد موقع الطعام ووضع علامة على المنطقة وتحديد النسل وجذب رفيقة محتملة.
• يتكون العضو الشمي من خلايا عصبية معدلة ذات شعيرات مجهرية على السطح (أهداب) موزعة من الظهارة على سقف تجويف الأنف وصولاً إلى بطانة المخاط.
• تنتقل الإشارة من المحفز على طول العصب الشمي إلى الدماغ لتفسير الرائحة.
• لدى البشر حاسة شم بدائية أكثر مقارنة بالحيوانات الأخرى.
• تمتلك الحيوانات آكلة اللحوم حساسية عالية للتنوع المختلف للروائح.
• الغشاء المخاطي الشمي، وهو منطقة بحجم الدايم تحتوي على الخلايا العصبية المستقبلة للرائحة داخل تجويف الأنف، هو موقع نقل الشم.
• الخلايا العصبية المستقبلة للرائحة لها أهداب تحتوي على بروتينات مستقبلات الرائحة.
• عندما يصل محفز الرائحة إلى الغشاء المخاطي الشمي، فإنه يرتبط ببروتينات المستقبلات الموجودة على الأهداب.
• يغير بروتين المستقبلات شكله الذي يسبب تدفق الأيونات عبر الغشاء، مما ينتج عنه استجابة كهربائية في الأهداب.
• تنتشر هذه الاستجابات الكهربائية إلى خلايا مستقبلة أخرى وتنتقل على طول العصب الشمي حتى تصل إلى البصلة الشمية في الدماغ.
• يوجد ما مجموعه 10 ملايين خلية عصبية مستقبلة في الجهاز الشمي مع 1000 بروتين مستقبل مماثل في كل خلية عصبية.
• تنتقل الإشارات التي تتلقاها الخلايا العصبية المستقبلة المماثلة إلى الكبيبات.
• تحتوي البصلة الشمية على خلايا مترالية وخلايا خصلية تحمل إشارات إلى القشرة الشمية ثم إلى القشرة الحجاجية الجبهية.
• الجزيئات عديمة الرائحة تسمى الفيرومونات غير مرتبطة تمامًا بحاسة الشم.
• إنه يلعب دورًا حاسمًا في سلوك العديد من الحيوانات.
• على الرغم من أن العلماء كانوا متشككين بشأن آثاره المحتملة على البشر من قبل، إلا أن الفيرومونات يمكن أن يكون لها أيضًا تأثير على انجذاب الإنسان إلى الزملاء المحتملين.
• يمكن أن تلعب أيضًا دورًا في تزامن الدورة الشهرية والتأثير على الحالة المزاجية.
• تتكون هذه الحاسة الشمية من عضو أنفي مرّي وإسقاطات مماثلة للحيوانات الأخرى.
• تشمل الآليات الحسية الأخرى حاسة البصر والسمع والألم ودرجة الحرارة والوعي بموقع الأطراف.

جهاز المناعة

• تدافع الحيوانات عن نفسها ضد الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض مثل الفيروسات والبكتيريا ومسببات الأمراض الأخرى في البيئة.
• قد تتشكل أيضًا بعض خلايا الجسم غير الطبيعية، كما هو الحال في حالة الخلايا السرطانية، والتي يجب معالجتها من قبل الجسم.
• هناك نوعان رئيسيان من آليات الدفاع المتطورة:
  • المناعة الفطرية، وهي استجابة غير محددة لمجموعة واسعة من الميكروبات التي تتكون من الجلد والأغشية المخاطية جنبًا إلى جنب مع البلاعم وغيرها من الخلايا البلعمية التي تبتلع وتدمر مسببات الأمراض التي تخترق الحاجز الخارجي؛ و
  • المناعة المكتسبة، وهي استجابة محددة للغاية تتطور فقط بعد التعرض لمسببات الأمراض والخلايا عن طريق التعرف على الخلايا الليمفاوية.
• هناك نوعان من خطوط الدفاع في المناعة الفطرية.
  • خط الدفاع الأول هو الجلد والأغشية المخاطية التي تبطن الجهاز الهضمي والتنفسي والبولي التناسلي، والتي تعمل كحاجز على مسببات الأمراض الغازية.
  • يكون الجلد أيضًا حمضيًا (الرقم الهيدروجيني حوالي 3.5)، مما يقتل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض المحتملة.
• يحتوي العرق والدموع واللعاب أيضًا على إنزيم يسمى الليزوزيم لقتل البكتيريا.
• عادة، يكون الجلد سميكًا بدرجة كافية لمنع مسببات الأمراض؛ ومع ذلك، يمكن أن تسمح الخدوش الطفيفة بالوصول بسهولة إلى الجسم.
• في البطانة الداخلية للأعضاء للهضم والتنفس وما إلى ذلك، يتم إنتاج المخاط لحبس الميكروبات والجزيئات الأخرى.
  • تواجه مسببات الأمراض التي تعبر بنجاح خط الدفاع الأول آلية دفاع كيميائي (خط الدفاع الثاني).
  • غالبًا ما تتم آلية الدفاع هذه عن طريق البلعمة.
• تلتصق الخلايا البلعمية بفريستها عبر مستقبلات سطحية لمسببات الأمراض ثم تبتلعها عن طريق تكوين فجوة تندمج مع جسيم حال.
• تحتوي الليزوزومات على مواد كيميائية وإنزيمات يمكنها تحطيم وتدمير العامل الممرض.
• ومع ذلك، تمتلك بعض الميكروبات تكيفات للهروب من هذه الخلايا البلعمية.
• يمكن أن تشكل هذه الكائنات الحية حاجزًا على كبسولة السكاريد التي تقاوم هضم الخلايا.
• غالبًا ما تؤدي الاستجابة الالتهابية إلى مجموعة كبيرة من الاستجابات مثل توسع الأوعية الدموية للسماح بتدفق المزيد من الدم.
• تطلق الخلايا المصابة في منطقة الالتهاب هرمونًا يسمى الهيستامين لإرخاء الأوعية الدموية للسماح بتدفق المزيد من الدم.
• يمكن أن تحدث درجة حرارة أعلى للدم يمكن أن تعيق نمو البكتيريا وتحفز عمليات الإصلاح.
• الحمى هي طريقة جسمك لمكافحة العامل الممرض عن طريق خلق بيئة للكائنات الحية الدقيقة ذات درجة حرارة أعلى من درجة حرارة النمو المثلى.
• يتم تنشيط الجهاز الليمفاوي أيضًا خلال هذه الفترة.

###المناعة المكتسبة:

• في المناعة المكتسبة، توفر الخلايا الليمفاوية دفاعًا محددًا ضد مسببات الأمراض.
• يكتشف الجسم الجسم الغريب أو العامل الممرض عن طريق جزيئات معينة مرتبطة بالسطح الخارجي لمسببات الأمراض الغازية أو بأجسام غريبة أخرى.
• تسمى هذه الجزيئات أو المواد الغريبة بالمواد المستضدة.
• ينتج الجهاز المناعي أجسامًا مضادة ستلتصق بهذه المستضدات.
• يستخدم الجهاز المناعي المكتسب نوعين رئيسيين من الخلايا. - النوع الأول معروف بالخلايا البائية، التي تنتج الأجسام المضادة.
• يؤدي وجود مستضد إلى إنتاج أنواع عديدة من الخلايا البائية.
• يتم تحديد تلك الخلايا البائية التي تنتج استجابة مستضد مضاد لانتشار المستقبل عندما يكون هناك غازي مماثل.
• تظل بعض هذه الخلايا البائية في الجهاز الليمفاوي وتشكل جزءًا من الخلايا البائية الذاكرة. - النوع الثاني من الخلايا يعرف بالخلايا التائية، والتي يمكنها مهاجمة الخلايا المصابة عن طريق البلعمة أو عن طريق حقن المواد الكيميائية لتحطيم العامل الممرض وقتله.
• هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الخلايا التائية: - الخلايا التائية القاتلة التي تحقن المواد الكيميائية في مسببات الأمراض؛ - الخلايا التائية المساعدة التي تجذب وتساعد الخلايا البائية في إنتاج الأجسام المضادة؛ و - الخلايا التائية الكابتة التي توقف الخلايا البائية والتائية بعد الإصابة.
• يتم إنتاج كل من الخلايا البائية والتائية في نخاع العظام، ويحدد موقع النضوج مصير الخلية (على سبيل المثال، النضوج في نخاع العظام يشكل خلايا بائية والنضوج في الجهاز الليمفاوي يشكل خلايا تائية).
• يتكون الجسم المضاد الناتج استجابة للمستضد من سلسلتين في اتجاه شكل "Y".
• تتكون الأذرع من سلاسل مزدوجة ويعمل كل طرف من أطراف Y كموقع لربط المستضدات المضادة.
• لكل من المجموعات الرئيسية الأربع للدم – A و B و O و AB- مستضدها الخاص.
• وبالتالي، يُسمح فقط بنقل أنواع الدم المتوافقة من شخص إلى آخر.
• إذا تم نقل نوع دم خاطئ، فسوف يلتصق الجسم المضاد بمستضد الدم الغريب، مما يؤدي إلى التخثر والموت.
• السبب الوحيد لعدم مهاجمة الخلية البشرية لخليتها هو الجزيئات التي تشكل معقد التوافق النسيجي الرئيسي (MHC).
• تعتبر جميع الخلايا التي تحتوي على أشكال معينة من بروتين MHC هيئة واحدة.
• يتطور مرض المناعة الذاتية و/أو يُكتسب عندما لا يتعرف الجهاز المناعي على MHC ويهاجم خلايا الجسم الخاصة به.
• ومن الأمثلة على ذلك التهاب المفاصل الروماتويدي وبعض أشكال الحساسية والإيدز.
• غالبًا ما يكون رد الفعل التحسسي نتيجة لفرط رد فعل الجسم تجاه المستضدات الطبيعية مثل حبوب اللقاح والغبار.
• تلتصق الأجسام المضادة IgE بالخلايا البدينة، مما يؤدي إلى الإفراط في إنتاج الهيستامين.
• يمكن أن يؤدي الكثير من الهيستامين إلى توسع الأوعية الدموية مما يتسبب في انخفاض سريع في ضغط الدم.
• يعرف هذا الشكل من التفاعل باسم الصدمة التأقية، والتي يمكن أن تكون قاتلة.
• يحدث الإيدز بسبب فيروس نقص المناعة البشرية (HIV) الذي يهاجم الخلايا التائية المساعدة، وبالتالي يضر بالجهاز المناعي.
• عادة ما يحدث الموت بسبب الإيدز بسبب مضاعفات المرض والعدوى الانتهازية بدلاً من أن يسببه المرض نفسه.

جهاز الغدد الصماء

• يعمل جهاز الغدد الصماء والجهاز العصبي بشكل فردي ومعًا في الحفاظ على الاستتباب.
• هرمون الحيوان ينتج في الغالب عن طريق جهاز الغدد الصماء.
• الهرمونات هي إشارات كيميائية تفرزها الغدد الصماء التي تنقل رسائل تنظيمية داخل الجسم.
• يتم إطلاقه في السائل خارج الخلية ثم ينتشر إلى الدم ولكنه يثير استجابة فقط من أعضاء معينة.
• تنسق الهرمونات الاستجابات للمحفزات مثل الإجهاد والجفاف وانخفاض مستويات الجلوكوز في الدم بالإضافة إلى تنظيم النمو والتطور للخصائص الجنسية الأولية والثانوية.
• تطلق الخلايا العصبية المتخصصة المعروفة بالخلايا العصبية الإفرازية أيضًا هرمونات في الدم.
• يعمل هرمون القتال أو الهروب الإبينفرين كهرمونات وناقلات عصبية لجهاز الغدد الصماء والجهاز العصبي، على التوالي.
• هناك ثلاثة أنواع من المسارات الهرمونية: - مسار الغدد الصماء: - مسار الهرمونات العصبية. و - مسار الغدد الصماء العصبية.
• تطلق الغدد الصماء الهرمونات في مجرى الدم.
• يتيح ذلك للهرمونات الانتقال إلى الخلايا الموجودة في أجزاء أخرى من الجسم.
• تساعد هرمونات الغدد الصماء في السيطرة على الحالة المزاجية والنمو والتطور والطريقة التي تعمل بها أعضائنا والتمثيل الغذائي والتكاثر.
• ينظم جهاز الغدد الصماء مقدار كل هرمون يتم إطلاقه من الغدد الصماء.
• تعمل الهرمونات العصبية في الدماغ والجهاز العصبي المركزي للسيطرة على الشهية والتكاثر والعواطف والذاكرة.
• تشارك بعض الهرمونات العصبية أيضًا في العديد من جوانب الجهاز المناعي.
• الهرمونات العصبية الأكثر بحثًا هي السيروتونين والنورإبينفرين والدوبامين.
• يتضمن نظام الغدد الصماء العصبية خلايا الغدد الصماء العصبية (المعروفة أيضًا باسم الخلايا العصبية الإفرازية) التي تتلقى نبضات عصبية بواسطة عصبون حسي لإطلاق هرمونات عصبية في مجرى الدم.
• جميع هذه المسارات عبارة عن حلقات تغذية مرتدة تعمل استجابة للمحفز.
• عندما تقلل استجابة المستجيب من المحفز الأولي الذي يتسبب في توقف الاستجابة، فعندئذٍ تكون العملية في حلقة تغذية مرتدة سلبية.
• عندما يعزز الجسم المحفز ويؤدي إلى استجابة أكبر، يتم إجراء حلقة تغذية مرتدة إيجابية.
• ترتبط جزيئات الإشارة ببروتينات المستقبلات، مما يؤدي إلى تغيير في سلوك الخلية الناتج عن نقل الإشارة.
• المهاد هي المنطقة الرئيسية التي تدمج كلاً من وظائف الغدد الصماء والجهاز العصبي في الفقاريات.
• يفرز المهاد هرمونات تحفز أو تثبط إطلاق الهرمونات في الغدة النخامية، بالإضافة إلى التحكم في توازن الماء والنوم ودرجة الحرارة والشهية وضغط الدم.
• تحتوي هذه المنطقة من الدماغ على خلايا إفرازية عصبية تنظم نشاط الغدة النخامية.
• تنقسم الغدة النخامية إلى الغدة النخامية الخلفية (الغدة العصبية النخامية) والغدة النخامية الأمامية (الغدة النخامية الغدية).
• تنظم الهرمونات التي تنتجها هذه الأعضاء وظيفة الغدد الصماء الأخرى، وبالتالي تسمى الهرمونات الموجهة. الاستتباب الآليات وأساليب عمل نظم التغذية الراجعة

الاستتباب

• تفصل معظم الكائنات الحية، وخاصة النباتات والحيوانات، عن بيئتها بحدود، مما يؤدي إلى اختلافات في الظروف الخارجية والداخلية.
• يدل هذا على أن الكائن الحي قادر على ممارسة السيطرة على ظروفه الداخلية وثباته.
• تسمى هذه الحالة المستقرة نقطة الضبط.
• على سبيل المثال، نقاط الضبط لدرجة حموضة الدم ودرجة حرارة الجسم هي 7.4 و 37 درجة مئوية، على التوالي، وهذه هي أهداف للحفاظ على بيئة داخلية ثابتة.

آلية التحكم:

• تستجيب النباتات والحيوانات لبيئتها من خلال نظام تنظيمي أساسي: إشارة (أو محفز) ← جهاز استشعار (أو مستقبل) ← مركز تحكم أو مُكامل ← مركز تحكم أو مُكامل ← مُستجيب ← استجابة
• يتم استخدام ترموستات الآن في بعض الأسر.
• يراقب منظم الحرارة (المستشعر) درجة الحرارة (الإشارة).
• لديه آليته الخاصة (مركز التحكم في التكامل) لإيقاف/تشغيل وظيفة التدفئة والتبريد (المستجيبات) حسب الحاجة.
• وبالتالي، في الأيام التي تزداد فيها درجة حرارة المنزل عن نقطة الضبط (أي 21 درجة مئوية)، يقوم منظم الحرارة بتشغيل التبريد (وإيقاف التدفئة)، وسيفعل العكس عندما تنخفض درجة الحرارة.
• هذا يعني أن درجة الحرارة سيتم الحفاظ عليها بشكل طفيف حول نقطة الضبط.
• هذا النظام الأساسي هو جوهر العديد من الأنظمة التنظيمية المستتبة في الحيوانات بما في ذلك تلك الخاصة بدرجة الحرارة وتنظيم الوزن وجلوكوز الدم.
• لأغراض توضيح كيفية عمل الاستتباب، سيستخدم القسم التالي آليات جسم الإنسان كأمثلة.

استتباب الجلوكوز

• يحافظ جسم الإنسان على تركيز جلوكوز الدم صائمًا من 70-100 ملغ لكل 100 مل من الدم.
• إذا زاد المستوى (ارتفاع السكر في الدم) أو انخفض (نقص السكر في الدم)، يقوم النظام بتنشيط آلياته التنظيمية لإعادة مستوى الجلوكوز إلى نقطة الضبط.

الوراثة وعلم الوراثة:

تجارب مندل ومبادئ الوراثة

• صاغ غريغور مندل، الراهب المورافيي الذي عاش في القرن التاسع عشر، أفكاره عن الوراثة استنادًا إلى تجربة تهجين بسيطة على نباتات البازلاء (بازلاء باغونية) في الدير.
• انضم مندل إلى دير أوغسطين للقديس توما، المخصص لتدريس العلوم والبحث.
• اختار مندل بازلاء الحديقة نظرًا للتنوع في السمات المرصودة وقدرتها على التلقيح الذاتي أو المتبادل.
• اختار سبع خصائص لنبات البازلاء للدراسة.
• تم اختيار النباتات وتربيتها من مجموعة ذات خطوط نقية بناءً على النمو والتكاثر لمدة عامين.
• المجموعات ذات الخطوط النقية هي كائنات حية تتكاثر بنفس الطريقة للشخصية المعينة دون أي علامات اختلاف في كل من التلقيح الذاتي المتصالب.
• يُقال أن نباتات البازلاء هذه متماثلة الزيجوت للصفة التي تتم دراستها.
• لاحظ مندل سبع سمات يمكن التعرف عليها بسهولة والتي تظهر ظاهريًا في أحد الشكلين فقط:
• لون الزهرة إما أرجواني أو أبيض.
• موضع الزهرة إما محوري أو طرفي.
• طول الساق إما طويل أو قصير.
• إما أن يكون شكل البذرة مستديرًا أو مجعدًا.
• إما أن يكون لون البذرة أصفر أو أخضر.
• شكل القرون إما منتفخ أو مقيد.
• لون القرون إما أصفر أو أخضر.
• في إحدى تجارب مندل، قام بتربية نباتات من أزهار بنفسجية حقيقية وأزهار بيضاء.
• تم تربية جميع النباتات من نفس اللون وأنتجت بذورًا نمت لتصبح نباتات ذات أزهار أرجوانية ونباتات ذات أزهار بيضاء عبر جميع الأجيال - لم تتشكل ألوان وسيطة.
• في تجربة أخرى، عندما قام مندل بتلقيح نباتات تنتج البازلاء الصفراء والخضراء، لاحظ أن جيل النسل الأول (F1) أظهر قرونًا صفراء ولكن الجيل التالي (F2) أنتج قرونًا صفراء وخضراء.

الجينات

• استنادًا إلى الخصائص السبع التي قام مندل بتقييمها، استنتج أن كل فرد يحتوي على نسختين منفصلتين من السمات التي يتم تمريرها من الوالد إلى النسل.
• هذه النسخ هي ما نسميه الجينات.

قانون الفصل

• في قانون الفصل، يجب أن تنفصل عوامل الوحدة المقترنة المعروفة بالجينات بالتساوي إلى الأمشاج.
• وبالتالي، يتشكل النسل عندما تتحد الأمشاج لتشكل نسختين من كل جين، واحدة من كل والد.

الأليلات

• ومع ذلك، قد تنشأ متغيرات الجينات عن طريق الطفرة وتوجد في نفس الموقع في الكروموسومات المتماثلة.
• هذا ما نسميه الأليلات.
• تتفاعل أليلتان ترمزان لجين معين في كائن حي لإنتاج سمات فيزيائية يشار إليها باسم النمط الظاهري.
• التركيب الوراثي المكون من كل من السمات المرئية والأليلات غير المعرب عنها يسمى النمط الوراثي.
• هذا يعني أن لديه جيناً مع اثنين من الأليلات المتطابقة.
• غالبًا ما يُكتب النمط الوراثي بالأحرف الكبيرة للأليلات السائدة، على سبيل المثال، دعنا نعين E لقرون البذور الصفراء، وبالتالي يتم تعيين الأليل كـ "EE".
• يتم تعيين الأليل المتنحية بأحرف صغيرة، وبالتالي نعين قرون البذور الخضراء كـ "ee".
• قد تكون هناك سمة متباينة أيضًا في الكائن الحي.
• يشار إلى وجود سمات متباينة باسم الزيجوات المتباينة.
• في تجارب مندل، استخدم مصطلحات سائدة ومتنحية للسمات التي يتم التعبير عنها وإخفائها، على التوالي.
• أحد الأليلين المتباينين هو سائد وهو العامل المعرب عنه بينما الأليل المتنحية هو العامل الكامن أو المخفي.
• هذا يعني أن كائن حي متماثل الزيجوت السائد (EE) سيبدو مطابقًا جسديًا لكائن حي متباين الزيجوت (Ee).

قانون مندل للهيمنة

• ينص قانون مندل للهيمنة على أن سمة الفرد المتباين الزيجوت ستخفي وجود الخصائص المتنحية.
• سيتم إخفاء الأليل المتنحية ولكن سيتم تمريره إلى النسل.
• سيتم التعبير عن المتنحية فقط إذا تم تلقي نسختين من الأليل من كلا الوالدين.
• يشير عبور أحادي الهجين إلى مصطلح يستخدم لدراسة سمة واحدة فقط من عبور بين كائنين حيين متماثلين في التربية.
• عندما درس مندل الأحرف السبعة التي تنطوي على صفتين متباينتين، أجرى سبعة أنواع من التقاطعات أحادية الهجين.
• يمكن التعبير عن نتائج تجربة مندل من حيث المقاييس الرياضية للاحتمالية المعروفة بالإمكانية.
• لإثبات العبور أحادي الهجين، دعونا نفكر في العبور بين نبات البذور الصفراء المتماثل الزيجوت والنبات الأصفر البذور المتباين الزيجوت باستخدام مربع بونيت.
• يتم استخدام مربع بونيت، الذي ابتكره ريجينالد بونيت، لتحديد الاحتمالات ورسم النتائج المحتملة والتكرارات.

لنقم بتعيين الأنماط الوراثية كالتالي:

• بذور صفراء متماثلة الزيجوت (ضع في الاعتبار أنها ذكر) - EE بذور صفراء متباينة الزيجوت - (ضع في الاعتبار أنها أنثى) - Ee
• نسبة النمط الوراثي: EE:Ee:ee = 2 EE:2 Ee:0 ee أو 2 EE: 2 Ee
• نسبة النمط الظاهري: اصفر: أخضر = 4 أصفر: 0 أخضر
• في قانون مندل للتشكيلة المستقلة، لا تؤثر الجينات على بعضها البعض في فرز الأليلات إلى الأمشاج مع حدوث متساوٍ وتركيبة محتملة من الجينات تحدث.
• هذا يعني أن سمة لون قرون البذور لن تملي شكل قرون البذور.
• يتم توضيح قانون التشكيلة المستقلة بشكل أفضل باستخدام الصليب ثنائي الهجين حيث يتم النظر في صفتين.
• لنأخذ لون قشر البذور وشكل البذور.
• إذا قمنا بإجراء عبور بين البذور الصفراء المستديرة (RREE) والبذور الخضراء المجعدة (rree)، فيمكننا إظهار ذلك في العبور ثنائي الهجين.
• أولاً، قم بعبور السمات التي هي رموز لسمة مماث. وبالتالي، علينا أن نفعل عبر بين الأصل 1 RR و EE والعبور بين الأصل 2 rr و ee.

نسبة النمط الوراثي:

• 16 RrEe: 0 RREE: 0 rree أو 16 RrEe
• نسبة النمط الظاهري: 16 أصفر مستدير: 0 أخضر مجعد أو 16 أصفر مستدير

الوراثة غير المندلية

• لا تزال الوراثة المندلية صحيحة، ومع ذلك، كشفت الدراسات الوراثية أن الكائنات الحية تظهر وراثة أكثر تعقيدًا للسمات.
• ويظهر هذا عندما يتلقى النسل "مزيجًا" من السمات من الوالدين.
• لا يتم إظهار السمة السائدة والمتنحية ولكن تظهر سمة وسيطة.
• يُعرف هذا بالهيمنة غير الكاملة.
• على سبيل المثال، فإن النبات المتبادل الزيجوت ذو الزهور البيضاء (FHFH) والنبات المتبادل الزيجوت ذو الأزهار الحمراء (FhFh) سينتج نبات زهور وردي (FHFh).
• بدلاً من إخفاء السمة البيضاء للسمة الحمراء، يتم التعبير عن سمة وردية وسيطة.
• يُعرف اختلاف آخر بالهيمنة المشتركة حيث يتم التعبير عن كلتا السمتين في وقت واحد.
• يحدث هذا في مجموعات دم ABO للبشر حيث يتم التعبير عن الأليلات A و B على سطح خلايا الدم باسم | A | A لنوع الدم A و | B | B لنوع الدم B، على التوالي، ولكن يتم التعبير عن الزيجوت المختلفة | A | B كنوع دم AB.
• لا يزال بإمكاننا استخدام نفس طريقة اختبار العبور ومربع بونيت.
• لنحاول أن نعبر بين فرد