Skip to main content
Global

11.2: تريل بليزر

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    197466

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    التفكير الرائد: بول دي إن هيبرت

    clipboard_e6f2e2d7990cab8b3c7843ed981d1b824.png

    الشكل\(11.4\) بول دي إن هيبرت، 2015 (مصدر الصورة: «بول هيبرت - الكشف عن التنوع البيولوجي الكوكبي من خلال رموز الحمض النووي الشريطية» بقلم أجي هوجم، NTNU Vitenskapsmuseet/متحف جامعة NTNU/ويكيميديا كومنز، CC BY 2.0)

    أهداف التعلم

    في نهاية هذا القسم، ستكون قادرًا على:

    • اقرأ للاستفسار والتعلم والتفكير النقدي.
    • تحديد استراتيجيات التفكير وشرح وظائفها.

    استراتيجيات التفكير في العلوم

    ولد بول هيبرت في كينغستون، أونتاريو، كندا، وحصل على درجة البكالوريوس في العلوم من جامعة كوينز، وهي جامعة بحثية عامة في مسقط رأسه. ثم تابع دراساته العليا في جامعة كامبريدج (المملكة المتحدة)، حيث حصل على درجة الدكتوراه في علم الوراثة (فرع علم الأحياء الذي يتعامل مع الوراثة واختلاف الخصائص الموروثة). أمضى ثلاث سنوات في جامعة سيدني في أستراليا ثم سنة أخرى في لندن في متحف التاريخ الطبيعي. بعد عودته إلى كندا، بدأ البحث في جامعة وندسور، ثم شغل منصب مدير في معهد البحيرات الكبرى في وندسور. في عام 1990، التحق بهيئة التدريس في جامعة أونتاريو في جيلف، حيث أصبح مديرًا لمركز جينوم التنوع البيولوجي (فرع من فروع التكنولوجيا الحيوية يسعى إلى تطبيق مفاهيم علم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية على رسم الخرائط الجينية وتسلسل الحمض النووي)، وهو حاصل على كرسي أبحاث كندا في مجال علم الجزيئات التنوع البيولوجي (دراسة تنوع الحياة الموجودة على الأرض أو في مكان معين على الأرض).

    ومن المثير للاهتمام أن الدكتور هيبرت، عالم الوراثة المعروف، يستخدم استراتيجيات التفكير لتنظيم بحثه. في عام 2019، أطلق فريق يقوده جهدًا بملايين الدولارات لتحديد أكثر من مليوني نوع جديد من المخلوقات. نظرًا لأن العالم يفقد الأنواع بشكل أسرع من اكتشاف الأنواع، تأتي مبادرته في الوقت المناسب وتضيف إلى قيمة عمله. يقدر الخبراء في مجال التنوع البيولوجي أن الأرض هي موطن 8.7 مليون إلى 20 مليون نوع مختلف من النباتات والحيوانات والفطريات. ولكن حتى الآن، لم يتم وصف سوى 1.8 مليون منهم رسميًا.

    في عام 2003، اقترح الدكتور هيبرت لأول مرة مفهوم استخدام الحمض النووي (اختصار لحمض الديوكسي ريبونوكلييك، الذي يقوم بترميز المعلومات الجينية لنقل الصفات الموروثة من العينة) لإنشاء ما يسمى بترميز الحمض النووي الشريطي (https://openstax.org/r/barcode). هذه الإستراتيجية هي طريقة لتحديد الأنواع وتصنيفها باستخدام قسم معين من الشفرة الجينية. في بحثه الرائد، اقترح ترميز الحمض النووي كحل للتمييز بين الأنواع باستخدام نفس قطعة الحمض النووي الصغيرة لكل كائن حي. التشابه اليوم هو الطريقة التي تستخدم بها الماسحات الضوئية في محلات البقالة والمتاجر الأخرى رموز UPC الشريطية على العناصر لتحديد الأسعار.

    الفكرة وراء تفكير الباركود هي أنه ينشئ تسلسلًا فريدًا يمكن استخدامه بطرق لا تعد ولا تحصى. تتضمن طريقتان من هذه الطرق تحديد الكائن الحي كجزء من نوع أكبر وتحديد نوع غير معروف سابقًا. اقترح هيبرت أنه يمكن تمييز أنواع الحيوانات عن طريق تسلسل أقل من 1000 قاعدة من الميتوكوندريا (التعامل مع بنية خلوية فرعية موجودة في العديد من الكائنات الحية) من عينة معينة.

    كان الدكتور هيبرت المدير المؤسس لمعهد التنوع البيولوجي في أونتاريو. أهدافها هي

    • تعزيز المعرفة بما يشكل التنوع البيولوجي؛
    • حماية التنوع البيولوجي؛
    • تساعد في تعزيز التعاون العالمي لباحثي التنوع البيولوجي.

    بالإضافة إلى عمله مع معهد التنوع البيولوجي في أونتاريو، يرأس الدكتور هيبرت الباركود الدولي للحياة، الذي بدأ في عام 2008 كمكتبة مرجعية للأنواع المعروفة مع تسلسلاتها التعريفية. ساعدت الرموز الشريطية في تحديد الكائنات الحية وتوثيق كيفية تفاعلها مع الأنواع الأخرى.

    أحد البرامج البحثية للباركود الدولي للحياة هو BIOSCAN (https://openstax.org/r/bioscan). مجالات البحث في BIOSCAN هي ثلاثة أضعاف. الأول هو تسريع اكتشاف الأنواع. ستستخدم BIOSCAN وسائل جديدة لزيادة تحديد ملايين الأنواع التي لم يتم اكتشافها بعد من خلال تحليل مئات الملايين من العينات من المياه العذبة والمياه المالحة ومصادر الأراضي. المجال الثاني هو تفاعل الأنواع، والذي سيبحث في النظام البيئي المعقد للأنواع، وهو موضوع لا يزال يكتنفه الغموض في معظم الأحيان. المجال الثالث هو ديناميكيات الأنواع، والتي ستدرس العديد من مناطق العالم كما تحددها ظروفها البيئية. سيستخدم الباحثون هذه البيانات لتجميع نقاط انطلاق شاملة للمقارنات حول التنوع البيولوجي.

    في إطار جهودها المستمرة، تأمل BIOSCAN في مضاعفة المكتبة المرجعية، باستخدام العينات وتفاعلات الأنواع في 2500 موقع حول العالم، في إشارة إلى التأثير الدولي لتكنولوجيا الحمض النووي. ستأتي جميع سجلات الباركود الجديدة تقريبًا من أنواع غير موصوفة. سيكون الهدف الأساسي هو اكتشاف الأنواع. سيتم أخذ عينة من تسلسل الباركود. إذا لم تتطابق مع الأنواع الموجودة، فسيقوم الباحثون بفحص العينة عن كثب، على أمل العثور على نوع جديد. في الماضي، كانت هذه العملية ستستغرق سنوات قبل أن يتم تأكيد العينة بالفعل كنوع جديد.

    يأمل الدكتور هيبرت أنه بحلول عام 2030، سيتمكن الطلاب من أخذ أشرطة الباركود المحمولة إلى البرية واستخدامها للتعرف على النباتات والحيوانات على الفور.

    أسئلة المناقشة

    1. هل تساعدك المقارنة بين الترميز الشريطي للحمض النووي والباركود UPC المستخدمة في محلات البقالة على فهم مفهوم الترميز الشريطي للحمض النووي؟ لماذا أو لماذا لا؟
    2. كيف يمكن أن يساعد استخدام BIOSCAN للتفاعلات من أكثر من 2500 موقع حول العالم البرنامج على تحقيق أهدافه؟
    3. كيف يستخدم الدكتور هيبرت استراتيجية استدلال السبب والنتيجة في المبادرة التي أطلقها الفريق الذي قاده؟ ما سبب المبادرة، وما هو تأثيرها؟
    4. كيف يستخدم الدكتور هيبرت استراتيجية التفكير للمشكلة والحل في اقتراحه حول ترميز الحمض النووي؟ ما المشكلة التي يعالجها الدكتور هيبرت، وما هو حلها؟
    5. كيف ستكون استراتيجية التفكير الخاصة بالتصنيف والقسمة مفيدة لباحث مثل الدكتور هيبرت؟ ادعم ردك بأمثلة من النص.
    6. ما هي الطرق التي يمكن للباحثين من خلالها استخدام استراتيجية التفكير المقارن والتباين لاكتشاف نوع جديد؟