الإخراج في الكائنات الحية

الإخراج في الكائنات الحية





* الإخراج

عملية ضرورية يتخلص فيها الكائن الحي من المواد الضارة والمواد الزائدة عن حاجة الجسم .



* مفهوم الإخراج وأهميته

يتخلف من معظم العمليات الحيوية بعض الفضلات التالفة ولابد للكائن الحي من التخلص منها ولو تراكمت في جسمه تسبب له المشاكل والأضرار .



* أولاً : الإخراج في الحيوان

تقتصر عملية الإخراج فقط على المواد التي تعبر الأغشية البلازمية لتغادر الجسم .

علل : 1) لا يعتبر التبرز إخراجاً؟

2) لا يعتبر النيتروجين إخراجاً؟

وذلك لأن كليهما لا يعبر الأغشية البلازمية.



* الفضلات التي يخرجها الجسم

·نواتج تكسير الجزئيات العضوية ( Co2/H2O )

·نواتج تكسير المواد البروتينية( النشادر، يوريا،حمض اليوريك حامض البوليك )

·المواد السامة ومحتويات التوابل الطيارة والأملاح.



* أعضاء الإخراج ووظيفة كل منها

1.الرئتين : وهما يخرجان Co₂ ،وجزء من H₂o ،المواد المتطايرة للتوابل .

2.الجلد : وهو يقوم بإخراج H₂o ، والأملاح ، قليل من اليوريا عن طريق العرق .

3.الكبد : يقوم بهدم الأحماض الأمينية ( المواد البروتينية ) ويحولها إلى يوريا وحمض اليوريك والمواد السامة يحولها إلى صورة غير سامة أو غير ذائبة .

4.الكليتين : H2O المواد المتطايرة في التوابل ، اليوريا وحمض اليوريك ، والأملاح .



* الإخراج في الفقاريات

* الجلد يعتبر الجلد عضو إخراج في الإنسان وهو أكبر أعضاء الإخراج لأنه يحيط بالجسم كله وأطرافه من الخارج .

* تركيب الجلد

يتركب الجلد من طبقتين رئيستين هما : البشرة - الأدمة .





ويلتصق بالجسم بواسطة طبقة دهنية .



البشرة : يمكن تميزها إلى طبقتين ، الطبقة الخارجية عبارة عن خلايا ميتة مملوءة بمادة الكيراتين وهذه الطبقة تتعرض للاحتكاك دائما ويتم تجديدها من خلايا الطبقة الداخلية وعند قاعدة هذه الطبقة الداخلية توجد خلايا صبغية تفرز حبيبات تكسب الجلد لونه أما الطبقة الداخلية تتتكون من عدة صفوف من خلايا طلائية عريضة مفلطحة حية .

الأدمة : وتحتوي في داخلها على .. ( الأوعية الدموية - الغدد العرقية - الغدد الدهنية - الخلايا الدهنية - بصيلات الشعر - النهايات العصبية الحسية ) خلاياها حية تتكون بصفة أساسية من أنسجة ضامة.



الغدد العرقية

عبارة عن أنبوبة تلتف حول نفسها ولكل غدة أنبوبة رفيعة تفتح عند سطح الجلد وتسمى فتحات الغدد العرقية بالمسام والغدد العرقية تستخلص الفضلات كالأملاح غير العضوية و اليوريا من الشعيرات الدموية المحيطة بها وتطردها إلى الخارج عن طريق المسام على هيئة عرق .

الشعرة

تتكون من بصيلة تحيط بها الكثير من الشعيرات الدموية ولكل شعرة غدة دهنية توجد قرب خروجها من الجلد وهي تفرز مادة دهنية تسهل خروج الشعرة وتكسبها ليوينة كما يتصل بها عضلة تحركها إذا انقبضت .



النهايات العصبية الحسية

وهي تستجيب للمس والألم والحرارة

ملحوظة .. عند أطراف الأصابع تندمج قشور الطبقة الخارجية من البشرة والتي تكونها الطبقة الداخلية وتتجمد وتكون الأظافر.

* الكلية

لكل حيوان فقاري كليتين ..

1)في الفقاريات الدنيا : تكون طويلة ورفيعة وممدودة على جانبي العمود الفقري .

2)في الفقاريات الراقية : تكون أكثر اكتنازاً وتقع خلف البريتون.



* تركيب الكلية

تتكون الكلية من منطقة خارجية تسمى القشرة وهي ضيقة ومنطقة داخلية عريضة تسمى النخاع والوحدة الوظيفية للكلية هي النفرون حيث تتكون كل كلية من نحو مليون نفرون وهي تقع في منطقة القشرة .



تركيب النفرون

تتركب النفرون من انتفاخ يشبه الفنجان يسمى محفظة بومان يتصل بأنبوبة متعرجة في منطقة القشرة ومستقيمة في منطقة النخاع تعرف بالأنبوبة البولية وتتجمع هذه الأنابيب في تجويف الكلية المقعر والذي يعرف بحوض الكلية ويتصل بكل كلية أنبوبة تسمى الحالب ويقوم بنقل البول من الكلية قطرة بقطرة إلى المثانة.






* استخلاص البول

1يتم ترشيح ما يوجد في الدم من ماء ومواد مذابة من خلال الجدر الرقيقة للشعيرات الدموية بالجمع عن طريق الأنتشار الغشائي فيما عدا بروتينات البلازما والدهون وكرات الدم الحمراء والبيضاء والصفائح الدموية وجزئيات البروتين الكبيرة وذلك في محفظة بومان التي ينتقل إليها الرشيح ثم يمر إلى انبوبة النفرون .

2يعاد امتصاص المواد التي يحتاجها الجسم بواسطة الشعيرات الدموية المحاطة بالمنطقة المتعرجة من أنبوبة النفرون وتعاد إلى الدم ( كالماء ، الجلوكوز والمواد المعدنية ) بينما باقي الرشيح بما يحتويه من ماء وفضلات نتروجينية وبعض الأملاح المعدنية مكونة البول الذي قد يتحتوي على نسبة صغيرة من السكر والفيتامينات الزائدة عن حاجة الجسم.

3يتجمع البول من الأنابيب البولية للنفرون في الحالب ومنه إلى المثانة حيث يختزن لحين التخلص منه . هذا ويمكن للفرد أن يعيش بكلية واحدة وفي هذه الحالة فإن الكلية تنمو وتكبر وتقوم بعمل الكليتين .

وإذا علمنا أن جسم الإنسان يحتوي على نحو 6ر5 لتر من الدم فإن 2ر1 - 3ر1 لتر من الدم يمر من خلال الكلية كل دقيقة ليصل مجموعه اليومي 1600 لتر وهو يوازي بالتقريب ربع حجم الدم الذي يضخه القلب في اليوم يعني هذا أن نسبة عالية جداً من الدم تمر خلال الكلية في كل وقت مما يساعد على سرعة ترشيح البول ويوجد حجم الدم الكلي من حجم الدم الكلي يوجد نحو 3 لترات من البلازما تمر كل قطرة منها خلال الكلية لتراقب محتوياتها وتختبر 560 مرة في اليوم .



* لا يشكل الإخراج مشكلة للنبات وذلك لأن …

1.معدل سرعة الهدم في النبات أقل بكثير من سرعته في الحيوان إذا تساوي في الوزن وبالتالي فإن تجمع الفضلات يكون بطيئاً.

2.تستطيع النباتات استخدام فضلاته مثل Co₂,H₂O وذلك في عملية البناء الضوئي

3.يستطيع النبات استخدام فضلاته النيتروجينية في بناء البروتين .

4.تستطيع النباتات الأرضية اختزان الفضلات مثل الأملاح والأحماض العضوية على شكل بلورات عديمة الذوبان في السيتوبلازم أو في الفجوات العصارية فلا تشكل أي مشكلة للنبات .

5.تستطيع الكثير من النباتات طرح CO₂ وبعض الأملاح المعدنية عن طريق الجذور.

6.تتخلص بعض النباتات التي تعيش في تربة غنية بالكالسيوم من عنصر الكالسيوم عن طريق تجميعه في الأوراق التي تسقط في نهاية الموسم

7.تتخلص النبات من CO₂,O₂ بالإنتشار عن طريق الثغور أما H₂o فيتم التخلص منه بعمليتي النتح والإدماع.



* الادماع

هو خروج الماء على هيئة قطرات في الصباح الباكر عند أطراف الأوراق ويحدث الادماع في نهاية فصل الربيع عندما يتبع النهار الدافئ ليالي باردة . وتخرج قطرات الادماع عن طريق الثغر المائي وهو يتكون من خلية واحدة أو عدة خلايا مفككة تفتح بفتحة الثغر وهو مفتوح باستمرار.

والقطرات الدمعية ليست ماء خالصاً وإنما يوجد بها مواد ذائبة تترسب إذا تبخر ماء الادماع بسرعة.



. * النتح

هو خروج الماء على هيئة بخار من السطح المعرض النبات



* أنواع النتح

1)النتح الثغري : وهو يتم عن طريق الثغور أثناء عملية تبادل الغازات وهو يشكل 90% من الماء الذي يفقده النبات.

2)النتح الكيوتيني : وهو بخار الماء الذي يخرج من خلال البشرة والتي يغطيها الكيوتين وهو يشكل 5% من الماء المفقود.

3) النتح العديسي : وهو بخار الماء الذي يخرج من السوق الخشبية للأشجار عن طريق العديسات



* تجربة لإثبات النتح

أنظر الرسم






المشاهدة : بدأ تجمع قطرات دقيقة من الماء في الظهور على السطح الداخلي للناقوس .

الاستنتاج : يدل ذلك على أن الهواء بداخل الناقوس قد استقبل قدرا من الماء مصدره النبات على هيئة بخار وقد تكثف جزء منه في صورة قطرات ويمكن التأكد من أنه ماء بإستخدام كبريتات النحاس البيضاء ( اللامائية ) فتزرق .

1* تجربة: لإيضاح أن الماء يصعد في الخشب ليصل إلى الأوراق أ) ملأ أنبوبة إختبار بصبغ الأيوسين ( قرنفلي اللون ) ثم أنزع نباتاً صغيراً مزهراً بحرص حتى يخرج بجذره.

أغمر جذر النبات في محلول الأيوسين ثم سد فوهة الأنبوبة إحفظ الجهاز رأسياً كما بالشكل لعدة ساعات .

المشاهدة

تلون أعناق الأوراق وعروق بتلات الزهرة باللون القرنفلي.

ب) أعمل قطاعاً عرضيا رقيقا في ساق النبات وافحصه ميكروسكوبيا .

المشاهدة

تلون نسيج الخشب فقط باللون القرنفلي .



الاستنتاج

تلون قواعد أعناق الأوراق وعروق بتلات الأزهار باللون القرنفلي يدل على أن محلول الأيوسين الموضوع في أنبوبة الأختبار قد وصل إلى هذه الأعضاء ومن ذلك نستنتج أن .

++

1. الماء يمتص بواسطة الجذر

2. الماء ينتقل إلى أعلى خلال خشب الساق إلى الأوراق .










* تجربة لتوضيح صعود الماء في النبات بقوة النتح



التجربة إملاء كأساً صغيرة بالزئبق .. إملاء أنبوبة رفيعة بالماء ونكسها في الزئبق الموجود بالكأس بحيث ينغمر طرفها السفلي في الزئبق .

أقطع فرع نبات مورق بحيث يكون القطع تحت سطح الماء ثم دع طرف الفرع ينفذ من سدادة من الفلين من ثقب بها بحجم ساق النبات على فوهة الأنبوبة العليا وأحكم سدها بوضع فازلين أو قطعة نسيج مشربة بالزيت حول السدادة عند اتصالها بالأنبوبة .

حدد سطح الزئبق في الأنبوبة واترك الجهاز في مكان مفتوح فترة من الوقت .



المشاهدة

ارتفاع سطح الزئبق في الأنبوبة في نهاية التجربة عن سطحه الأصلي قبل التجربة .



الإستنتاج

يعزي ارتفاع سطح الزئبق في الأنبوبة إلى جذب ناتج عن عملية النتح مما يوضح أن فقد النبات للماء يولد شداً يرفع الماء إلى أعلى بمعنى أن فرع النبات فقد ماء ثم امتص ماء الأنبوبة لتعويض الماء الذي فقده خلال النتح فإرتفع الزئبق في الأنبوبة .












* تجربة لقياس النتح

يمكن قياس عملية النتح في نبات ما بأن نأخذ نباتاً مزروعا في أصيص ثم نغطي سطح التربة وأسطح الأصيص بالبارفين لتلافي فقد الماء عن طريقها بالتبخر ثم نعين الوزن بدقة ونترك النبات في الظلام مدة ثم نعيد وزنه ثانية.

المشاهدة : نقص الوزن .



الاستنتاج : فقد النبات كمية من الماء في صورة بخار نتيجة لعملية النتح



* فوائد النتح للنبات

1التخفيف من حدة ارتفاع درجة الحرارة

2رفع الماء والأملاح من التربة

كيف يعمل النتح على تخفيض حدة ارتفاع الحرارة ؟

تمتص أوراق النبات الطاقة الضوئية وجزء كبير من هذه الطاقة يكون في صورة حرارة أو يتحول إلى حرارة داخل أنسجة الورقة . والطاقة الممتصة التي تزيد عن حاجة النبات تسبب أيضا ارتفاع في درجة الحرارة وخاصة في الأيام المشمسة الدافئة وقد وجد أن الارتفاع في درجة الحرارة يضر البروتوبلازم وقد يميته لذلك يعمل النتح بتأثير تبخيره للماء على تبريد النبات وخفض درجة الحرارة نسبياً



* رفع الماء والأملاح من الأرض

يدخل ماء التربة إلى داخل أنسجة الجذر بالخاصية الأسموزية ويكون جهد الأسموزية كافياً لتخزين الماء الخارج وحتى أوعية الخشب ثم يرتفع في أوعية الساق وأوعية الأوراق ومنها إلى خلايا النسيج الميزوفيلي ويؤدي ذلك إلى خفض جهد الأسموزية في خلايا الورقة نتيجة لتخفيض عصارتها الخلوية نتيجة إمتصاص الماء - وإذا ما تبخر الماء من الخلايا فإن جهد الأسموزية فيها يرتفع مرة أخرى مما يزيد قدرتها على سحب الماء وهو ما تحدثه عملية النتح وبذلك يتم سحب الماء إلى أعلى باستمرار .



كيف يعمل النتح على رفع الماء والأملاح ( صعود العصارة ) ؟

تركيز الماء والأملاح داخل خلايا الجذر يكون أكبر من تركيز محلول التربة ونتيجة لذلك ينتقل الماء بالخاصية الأسموزيه ويكون جهد الأسموزية كافياً لتحريك من الشعيرات الجذرية إلى أنسجة الجذر الداخلية حتى أوعية وقصيبات الخشب ثم يرتفع أوعية الساق ثم أوعية الورقة ثم النسيج الميزوفيلي مما يعمل على تخفيف تركيز عصارتها الخلوية وبالتالي نقل قدرة هذه الخلايا على شد الماء أو وقف هذا الشد كلياً ولكن إذا ما تبخر ما الخلية إلى المسافات البينية الواسعة وخرج عن طريق النتح فإن ذلك يؤدي إلى رفع الضغط الأسموزي لهذه الخلايا مما ينتج عنه زيادة قدرتها على سسحب الماء من أسفل .

وبالنظر إلى أن القوة الأسموزية لا تكفي إلا لتحريك الماء إلى أعلى في ساق النبات لمسافة قصيرة في ظاهرة تسمى ( الضغط الجذري ) وبالنظر إلى أن بعض الأشجار تتطلب تحريك الماء في أوعيتها إلى ارتفاع يصل في حينها إلى 125 متراً فإن الحاجة ماسة إلى نظرية توضح القوة التي تدفع الماء إلى هذه الأبعاد وحالياً توجد نظرية ( التماسك والتلاصق )