با وجود این که در عصر زیستشناسی مدرن به سر میبریم و چندین دهه است که دانشمندانِ این رشته، فناوریهای پیشرفتهای مانند کلونسازی ژنها، واکنش زنجیرهای پلیمراز (PCR; Polymerase Chain Reaction) و CRISPER (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) را به خوبی گسترش دادهاند. ولی در آموزش مقدماتی زیستشناسی ناگزیر به استفاده از مفاهیم اولیه زیستشناسی هستیم که در حیطه زیستشناسی سنتی میگنجد؛ مثل ردهبندی علمی جانداران، که در حدود سه قرن پیش توسط کارل لینه(Carl von Linné)، به شکل امروزی، پایهگذاری شده است. اهمیت این مطلب در زیستشناسی، دقیقا مانند آموزش ریاضیات است که با آموزش اعداد، جدول ضرب و چهارعمل اصلی شروع میشود و یا آموزش شیمی که با آموزش جدول تناوبی و نشانههای عناصر شروع میشود.
در این مقاله قصد دارم، به بررسی و اهمیت تاثیر آموزش ردهبندی جانداران بر یادگیری زیستشناسی در نظام آموزشی بپردازم و با ارائه الگویی نوین از معرفی کلی جانداران با عنوان جدول حیات(Life Table) به چند سوال مهم زیر پاسخ دهم:
آیا برای آموزش مقدماتی زیستشناسی عمومی در دوره دبیرستان، نیازی به آشنائی با مشخصات کلی و گروههای اصلی جانداران وجود دارد؟ ضرورت این کار چیست؟
چگونه میتوان دانشآموزان دبیرستانی را به نحو کارآمدی با گروههای اصلی جانداران آشنا کرد؟ تاثیر این فرایند در یادگیری مباحث مختلف زیستشناسی چیست؟
مقدمه
پیدایش عالم. اخترفیزیکدانان (Astrophysicians) گستره عالم را حدود 14 میلیارد سال نوری برآورد کردهاند. این محاسبه بر اساس محاسبه مسافت طی شده توسط نور از زمان انفجار بزرگ یا مهبانگ (Big Bang) و شکلگیری فضا، زمان و اجرام آسمانی است. از آن زمان تاکنون نور با سرعت از مرکز عالم دور میشود و عالم گسترش مییابد. بر طبق نظریه مهبانگ، جهان از یک نقطه بسیارچگال و داغ گسترش یافتهاست. هماکنون به علت وجود انرژی تاریک، به سرعت در حال گسترش است. این مجموعه عظیم و لایتناهی شامل میلیاردها میلیارد جرم آسمانی است. به عقیده برخی از فیزیکدانان شاید دنیاهای دیگری نیز به موازات دنیای ما وجود داشته باشد.
در این دنیای بیکران، زمین ما سیارهای منحصر به فرد است که با قابلیتها و شرایط ویژهای آفریده شده است تا حیات مبتنی بر کربن را به عالم عرضه کند. به نظر میرسد، زمینِ ما تنها سیارهای است که امکان پیدایش حیات مبتنی بر کربن بر روی آن فراهم شده است. البته، شاید چنین نباشد!
با وجود تلاشهای بیشمار دانشمندان با روشهای مختلف، مانند ثبت امواج رادیوئی و ارسال فضاپیما به فضا هنوز هیچ نشانهای از حیات (مشابه آنچه بر روی زمین است) در عالم شناسائی نشده است. ولی احتمال این که در این دنیای بیکران شرایط دیگری همانند یا مشابه زمین پدید آمده باشد، دور از ذهن نیست. شاید، تلسکوب فضائی جیمز وب (James Webb Space Telescope)، در آیندهای نه چندان دور، اطلاعات ارزشمند و نویدبخشی به دنیای علم عرضه نماید.
شکل1. انفجار بزرگ (مهبانگ) و پیدایش عالم: گاهشمار انبساط متریک فضا که در آن فضا شامل فضای قابل مشاهده و فضای فرضی غیرقابل مشاهده را در هر مقطعی از زمان با برشهای دایرهای نمایش میدهد. در انتهای سمت چپ شکل انبساط دراماتیکی قابل مشاهده است که نمایانگر دورهی تورم کیهانی اولیه است و در مرکز آن انبساط شتاب میگیرد.
طبیعتِ منظم: بدون شک، یکی از اصول مهم در عالم، نظم منطقی حاکم بر پدیدههای طبیعی میباشد. دانشمندان در سدههای گذشته تعداد بسیاری از اصول حاکم بر دنیای زنده و غیر زنده را تحت عنوان قوانین علمی به بشریت معرفی کردهاند؛ مانند قوانین حرکت، جاذبه، ترمودینامیک و قوانین وراثت و .... نظم حاکم بر طبیعت، به طور شگفتآوری، پیشبینی پدیدهها را امکان پذیر میسازد. مانند زمان خسوف، دوره تاریکی و روشنائی، زمان جذر و مد، رشد و نمو و تولید مثل گیاهان و جانوران، مهاجرت پرندگان و ....
جدول تناوبی مندلیف، از شاهکارهای جالب و بینظیر در زمینه نظم موجود در دنیای عناصر شیمیائی است. دیمیتری مِندِلیف (Dmitri Mendeleev) در سال ۱۸۳۴ در روستایی نزدیک شهر توبولسک در کشور روسیه متولد شد. وی در سال ۱۸۶۵ دکترای علوم را به خاطر پایاننامهاش با عنوان «درباره ترکیبات آب با الکل» دریافت کرد و به کسوت استاد شیمی در دانشگاه و مؤسسه ایالتی تکنولوژی سن پترزبورگ نائل آمد. مندلیف افتخارات زیادی در سازمانهای علمی سرتاسر اروپا از جمله انجمن سلطنتی انگلستان داشت. او در سال۱۸۹۳ به عنوان مدیر اداره بینالمللی اوزان و مقیاسها منصوب شد. مندلیف در سالهای پایانی عمر با وجود صلاحیت برای کسب جایزه نوبل، در نتیجه مخالفت یکی از اعضای آکادمی علوم سوئد، از دستیابی به این افتخار بزرگ محروم شد. سرانجام، مِندِلیف در سال ۱۹۰۷ در سن ۷۲ سالگی بر اثر ابتلا به بیماری آنفلوآنزا در سن پترزبورگ دیده از جهان فروبست؛ ولی دستاوردهای بینظیر او در زمینه تنظیم جدول تناوبی عناصر شیمیائی همچنان چراغ راه و راهنمای شیمیدانان سرتاسر جهان است.
بدون شک، آموزش و یادگیری شیمیِ عناصر، بدون جدول تناوبی مندلیف، کاری بس دشوار و طاقت فرسا خواهد بود. جدول تناوبی به گونهای تنظیم شده است که با دانستن ویژگیهای یک عنصر یا گروهِ عناصر میتوان ویژگیها و خواص عنصر یا گروه بعدی عناصر را به طور دقیق پیشبینی کرد. این جدول نمونه بارز و هوشمندانه از کشف نظم موجود در دنیای مواد و عناصر سازنده عالم میباشد. ذکر تجربه شخصی اینجانب در حفظ جدول تناوبی در سال دوم دبیرستان و تاثیر شگرف آن در فهم شیمی خالی از لطف نیست.
شکل 2. دیمتری مندلیف و جدول تناوبی عناصر
داستان پیدایش حیات
آیا با مطالعه دنیای موجودات زنده نیز میتوان نظمی تدریجی، مشابه نظم موجود در جدول تناوبی مندلیف مشاهده کرد؟ به طور قطع و یقین پاسخ به این پرسش مثبت، ولی یافتن و ترسیم چنین جدول یا طرحی مشابه آن، بسیار دشوار است. چرا؟
چون، حیات پدیدهای چندبعدی و بسیار پیچیدهتر از دنیای مواد در علوم فیزیک و شیمی است. بنابراین، یافتن قوانین حاکم بر دنیای موجودات زنده نیز به مراتب دشوارتر است. لذا، ترسیم چنین جدولی، بسیار پیچیده خواهد بود. ولی، درک کلی قوانین حاکم بر دنیای موجودات زنده، به درک ما از حیات و شناخت موجودات زنده کمک شایانی خواهد کرد.
از طرف دیگر، قوانینی حاکم بر طبیعت و پدیدههای آن، یکنواخت و فراگیرند. نیروئی که باعث شد سیبی از شاخه درختی بر سر ایزاک نیوتون (Isaac Newton) فرود آید، همان نیروئی بود که سیارهها را در مدارهای آسمانیشان به نظم در میآورد و هدایت میکرد. به نظر میرسد این نیروی خدائی، همان نیروئی است که باعث شکلگیری یافتههای اولیه از مولکولهای آلی ابتدائی شده است. این نیرو در کل عالم جاری است و نظم موجود در دنیای ما و ماورای ما را هدایت میکند. بنابراین، اگر با دقت به اطراف نگاه کنیم، متوجه میشویم که تمام رویدادها و پدیدههای پیچیده و به ظاهر بینظم عالم تابع قوانین طبیعی بسیار منظم و سازمان یافتهای هستند.
از زمان چارلز داروین (Charles Darwin) و بسط نظریه انتخاب طبیعی (Natural Selection) زیستشناسان بسیاری با کمک ابزارها و روشهای بیشمار، به بررسی ساختار، رفتار، روابط بین جانداران و شباهتها و تفاوتهای بین آنها پرداختهاند. امروزه دانشمندان نظریه تکامل را مهمترین نظریهی دنیای زیستشناسی و حتی تمام علوم میدانند. یکی از دانشمندان عصر حاضر اعتقاد دارد اگر روزی موجودات ذیشعوری از کرات دیگر به زمین بیایند و بخواهند میزان علم و دانش بشر را بیازمایند، به طور قطع درباره نظریه تکامل پرسش خواهند کرد و از بشر خواهند پرسید که آیا به تکامل و تغییرات تدریجی جانداران پی برده است یا خیر؟
بر اساس شواهد مختلف علمی، اولین موجودات زنده که تکیاختهای و پروکاریوت (پیشهستهای) بودهاند، احتمالا در حدود 4 میلیارد سال قبل، درون اقیانوسهای اولیه روی زمین در شرایط محیطی بسیار ویژهای شکل گرفتهاند. بعد از حدود یک و نیم میلیارد سال دیگر، با تغییرات تدریجی شرایط محیط، یاختههای یوکاریوت(هوهستهای) پدید آمدند. نظریه درون همزیستی(Endosymbiotic theory) شواهد محکمی در تائید پیدایش موجودات زنده تکیاختهای یوکاریوت از موجودات زنده تکیاختهای پروکاریوت ارائه میدهد. این نظریه را لین مارگولیس (Lynn Margulis) اولین بار ارائه کرده است. بر اساس این نظریه یوکاریوتهای اولیه در نتیجه همزیستی برخی از پروکاریوتهای هوازی و فتوسنتزکننده با پروکاریوتهای بزرگتر به وجود آمدند. بنابراین، میتوان انتظار شباهتهای ساختاری و مولکولی، بین باکتریها و ساختارهای مورد نظر را داشت. از جملهی این دلائل میتوان شباهتهای اندازه میتوکندری و کلروپلاست با باکتریها، شباهت دنای (DNA) اندامکهای نیمهمستقلِ یوکاریوتها با دنای باکتریها، شباهت در تفسیم دوتائی (Binnary
Fission) باکتریها با تقسیم میتوکندری و کلروپلاست و شباهتهای ریبوزومی آنها را نام برد.
شکل 3. نظریه درون همزیستی و پیدایش یاختههای اولیه: نظریهای که براساس آن یوکاریوتهای فعلی از الحاق پروکاریوتها و یاختههای هستهداران اولیه منشأ گرفتهاند. این نظریه، خاستگاه میتوکندریها و کلروپلاستها را از باکتریها میداند. نظریهی درونهمزیستی میگوید میکروارگانیسمها با خوردن انواعی از سلولهای کوچکتر واجد اندامکهای غشادار شدهاند.
به مرور زمان، در طی یک میلیارد سال دیگر، اولین موجودات پریاختهای ابتدائی به شکل کلونی به وجود آمدند. پیدایش دستگاههای ارتباطی و پیامرسانی مانند دستگاه هورمونی و یاختههای عصبی نقش تعیین کنندهای در پریاختهای شدن و تشکیل کلونیهای پریاختهای داشته است. یوکاریوتهای اولیه، که به صورت تکیاختهای یا پریاختهای بودهاند، به دو گروه اتوتروف(Autotroph) و هتروتروف(Heterotroph) تقسیم میشدند. انواع پریاختهایِ فتوسنتزکننده، گیاهان ابتدائی را به وجود آوردند؛ در حالی که انواع هتروتروف، منشا جانوران ابتدائی شدند. با گذشت زمان گیاهان و جانوران متنوع شدند و در محیطهای مختلف گسترش پیدا کردند.
با گذشت زمان شرایط آب و هوائی و زمینشناسی کرهی زمین تغییرات اساسی پیدا کرد: مانند جابجائی قارهها و افزایش میزان اکسیژن جو زمین و تشکیل لایه ازون در نتیجه گسترش پوشش گیاهی. لذا، به تدریج حیات از داخل آب اقیانوسها و دریاها به محیط خشکیهای زمین گسترش پیدا کرد. به این صورت که، ابتدا گلسنگها (همزیستی قارچ و جلبک)، با رشد و نمو بر روی سنگهای اولیه به تشکیل لایههای نازک خاک در سواحل کمک کردند. سپس گیاهان ابتدائی رطوبتپسند در سواحل و محیطهای مرطوب گسترش پیدا نمودند. بعدها با پیدایش گیاهان عالی و سازگار با محیطهای خشک، جانوران و به ویژه حشرات، در مقیاس وسیع گسترش پیدا کردند. به نظر میرسد، جانوران ابتدائی بی مهره ابتدا در اقیانوسها پدید آمدند. به تدریج، با گسترش و تنوع گیاهان در خشکیها، جانوران عالی نیز در محیطهای خشک کره زمین گسترش پیدا کردند. البته در طول تاریخ طولانی زمینشناسی، انقراضهای گروهی جانداران و دورههای یخبندان، نقش مهمی در تنوع و گسترش موجودات زنده داشتهاند. با وجود تاریخ طولانی چند میلیارد سالهی حیات بر روی زمین، انسان خردمند(Hommo Sapiense)، تاریخی بسیار کوتاه دارد. بر اساس شواهد فسیلی، احتمالا، اولین انسانهای خردمند در حدود دویست تا سیصد هزار سال قبل در آفریقا پا به عرصه حیات گذاشتهاند. از طرف دیگر، تاریخ تمدن بشری بسیار کوتاهتر و در حدود ده هزار سال میباشد.
شکل 4. سلسلههای جانداران: انواع پائینتر(قدیمی تر)، ساده و ابتدائی و انواع بالاتر(جدیدتر) پیچیده و عالی هستند.
چند سوال مهم:
- آیا ما حق داریم چنین مسیر و سرنوشتی را برای موجودات زنده ترسیم کنیم؟ بدون شک، بر اساس اطلاعات علمی و شواهد موجود، نظریه تکامل جامعترین نظریه در این زمینه است؛ که در طی بیش از یک قرن صحت خود را به اثبات رسانیده است. قرآن کریم انسان را به سیر آفاق و انفس و مطالعه طبیعت و تحقیق درباره موجودات زنده سفارش کرده است: "سفر كنيد و در زمين بگرديد و بنگريد چگونه خداوند آفرينش را آغاز كرده؛ سپس باز او جهان ديگری را پديد میآورد. خداست كه بر هرچيز تواناست. (عنكبوت/۲۰)". بنابراین، ما ضمن این که بر اساس فرامین مذهبی به دنبال کشف حقیقت هستیم، در جهت اقناع حس کنجکاوی بشر نیز گام بر میداریم.
- آیا نظریهپردازی درباره چگونگی داستان خلقت موجودات زنده، منجر به نفی خالق میشود؟ پر واضح است که به هیچ عنوان چنین نتیجهای از این فرایند مستفاد نمیشود. مّثّل این برداشت، مثل این است که فردی با مهندسی معکوس یک فرش ایرانی را بسازد. آیا این فرد طراح و خالق این فرش است؟ ویلیام پیلی(William Paley) در کتاب الهیات طبیعی بحث جالبی را پیش میکشد. مردی را تصور کنید که حین گشت و گذار در بوتهزاری نگاهش به ساعت مچی میخورد که روی زمین افتاده بود. مرد ساعت را از زمین بر میدارد و خوب آن را برانداز میکند و سخت تحت تاثیر قطعات و چرخهای کوچک و ظریفی قرار میگیرد که میچرخیدند و عقربههای ساعت را به حرکت در میآوردند. آیا این به دور از منطق بود که مرد کجکاو بپندارد که این ماشین زمانگو را یک ساعتساز ماهر ساخته است؟ به گمان پیلی همین منطق را میشد برای جهان طبیعی هم به کار گرفت، زیرا تنها با نگاهی گذرا به ساختمان ظریف و پیچیده موجودات زنده و اندامگان انسان، ما را به سوی این واقعیت هدایت میکند که تمام جانداران روی کره زمین را طراحی بی نهایت حاذق و زبر دست خلق کرده است، یک ساعت ساز الهی: یعنی خداوند متعال.
البته، بحث و جدل در این زمینه از زمان داروین تا بحال ادامه داشته است. امیدوارم کرسیهای آزاداندیشی در دانشگاهها و حوزههای علمیه تشکیل شوند و به سوالات جدی در این زمینه پاسخ دهند.
جدول حیات چیست؟
زیستشناسان، تخمینهای متفاوتی از تعداد واقعی گونههای زنده ارائه کردهاند. بر اساس آخرین برآورد کنوانسیون تنوع زیستی (Convention on Biological Diversity, CBD) در سال 2020 میلادی، به نظر میرسد تعداد واقعی گونههای زنده روی زمین بین 5 تا 10 میلیون متفاوت خواهد بود. ضمن یک برآورد محافظهکارانه، 6/13 میلیون گونه و در برآورد اخیر تا 8 میلیون گونه تخمین زده شده است. بنابراین، برآورد تعداد گونههای روی کره زمین، چالش بزرگی است و تاکنون دانشمندان در این حوزه به اتفاق نظر نرسیدهاند. بر اساس مطالعات مختلف، در حال حاضر در حدود 2 میلیون گونه زنده در روی زمین شناسائی شده و به ثبت رسیدهاند. بر این اساس تعداد گونههای شناسائی شده و تعداد گونههای پیشبینی شده طبق جدول زیر میباشد:
|
تعداد گونههای شناسائی شده
|
تعداد گونههای پیش بینی شده
|
حشرات و هزارپایان
|
963000
|
8000000
|
قارچها
|
72000
|
1500000
|
گیرهداران
|
75000
|
750000
|
آغازیان
|
80000
|
600000
|
نماتدها
|
25000
|
600000
|
گیاهان
|
270000
|
320000
|
نرم تنان
|
70000
|
200000
|
سخت پوستان
|
40000
|
150000
|
مهرهداران
|
52500
|
55000
|
باکتری ها
|
5000
|
؟
|
جدول 1. تعداد گونههای زنده شناسائی شده و پیش بینی شده در حال حاضر
با توجه به تعداد بسیار زیاد گونههای زنده، چگونه میتوان تمام آنها را در جدول یا طرحهای فرضی با مشخصات و تغییرات تدریجی در صفات تصور کرد؟ آیا تصور چنین نظم و تغییرات تدریجی در خصوصیات دنیای موجودات زنده امکان پذیر است؟ همانطور که در جدول تناوبی مندلیف، هر گروه از عناصر دارای خواص ویژه با تغییرات تدریجی است؛ به طوری که با دانستن خواص یک عنصر شیمیائی خواص عنصر شیمیائی بعدی و قبلی آن مشخص میشود. این نظم و تغییرات تدریجی باعث سرعت بخشیدن به شناخت عناصر شیمیائی و حتی پیشبینی عناصر بعدی شده است. به قول سیدارتا موکرجی (Siddhartha Mukherjee) در کتاب ژن تاریخ خودمانی معتقد است، مادهی اطلاعات زیستشناسی ذاتا به صورت سلسله مراتبی سازمان یافتهاند. شناخت کوچکترین جز، لازمه شناخت کل است.
درخت تبارزایشی: عدهای از زیست شناسان تکاملی (Evolutionary Biologists) از اصطلاح درخت تکاملی یا درخت تبارزائی (Phylogenetic tree) استفاده میکنند. در این طرح فرضی میتوان همه یا تعدادی از موجودات زنده و فسیل مورد مطالعه را در قالب نمودار درختی در نظر گرفت. زیستشناسان معمولا از شباهتها و تفاوتها ساختاری و مولکولی برای رسم درخت تبارزایشی استفاده میکنند. درخت تبارزایشی، علاوه بر نمایش فرضی مسیر تکاملی جانداران، روابط بین آنها و اجداد مشترک آنها را نیز نشان میدهد. در الگوی کلی درخت تبارزایشی جانداران، برای هر یک از گونههای زنده امروزی، مسیر تکاملی فرضی از باکتریها تا موجودات عالی قابل تصور میباشد. که البته بسیار پیچیده و مبهم است.
شکل 5. درخت تبارزایشی موجودات زنده که ارتباط بین گروههای مختلف را نشان میدهد.
در درخت تکاملی، انواع پائین (قدیمیتر) معرف گونههای ابتدائیتر و سادهتر هستند و انواع بالاتر معرف گونههای جدیدتر، عالیتر و پیچیدهتر میباشند. به عنوان مثال، باکتریها نسبت به آغازیان و آغازیان نسبت به گیاهان و جانوران ابتدائیتر و سادهتر هستند. همچنین، پرندگان نسبت به بندپایان و نهاندانگان نسبت به بیآوندیان، عالیتر و پیچیدهتر هستند. این قانون در مورد همه درختهای تبارزایشی دیگر نیز صادق است. البته، طرح کلی درخت تبارزایشی بر اساس تعداد گونههای مورد مطالعه و صفات مورد نظر متفاوت است. درخت تبارزایشی، محتملترین مسیر تکاملی یک گروه از جانداران را نشان میدهد. بنابراین، ارتباطات تکاملی بین جانداران و گونههای اجدادی نیز در این طرح مشخص میشوند.
جدول حیات: آیا با وجود تعداد بسیار زیاد موجودات زنده رسم جدول چندخانهای و ساده شبیه جدول مندلیف امکانپذیر هست؟ چنین جدولی حداقل باید 2 میلیون خانه داشته باشد. هر یک از خانهها معرف یکی از گونههای موجودات زنده است. در این صورت، لازم است جدول فرضی حیات خلاصهتر باشد؛ یعنی به جای استفاده از گونههای جانداران، از سطوح بالاتر ردهبندی مانند خانواده یا تیره استفاده شود. به طوری که در دنیای زنده میتوان با دانستن مسیر تکامل تدریجی و ویژگیهای هر گروه از جانداران اولا، ویژگیهای همه افراد گروه را مشخص کرد. ثانیا، ویژگی گروههای قبل یا سادهتر و ابتدئیتر و بعد یا عالیتر و پیچیدهتر از آنها را مشخص کرد.
زیستشناسان خبره نیک میدانند که بر طبق نظریه تکامل تدریجی اول پروکاریوتها پدید آمدهاند؛ بعدها یوکاریوتها پدید آمدند. ابتدا تکسلولیها پدید آمدند؛ بعدها پرسلولیهای ابتدائی و سرانجام پرسلولیهای پیشرفته پدید آمدند. ابتدا زندگی درون آب پدید آمد، بعدها حیات به عرصه خشکیها گسترش پیدا کرد. ابتدا اتوتروفها پدید آمدند؛ بعدها هتروتروفها پدید آمدند. اگر به بررسی دقیقتر موجودات زنده بپردازیم شواهد بیشتر و عینیتری از تغییرات تدریجی مشاهده میشود. مثلا تغییرات تدریجی در دستگاه گردش خون یا دستگاه عصبی جانوران بیمهره و مهرهدار و سایر دستگاههای بدن جانداران. نکته مهمی که باید به آن دقت شود این است که، تعداد جانداران زنده روی زمین که تا بحال شناسائی شدهاند به میلیونها میرسد و تعداد کلی هر یک از گروهها نیز خیلی زیاد است. این ویژگیها را میتوان از سطح مولکول تا سطح دستگاه و حتی اجتماعات زیستی بررسی کرد. رفتار جانداران نیز از این قاعده مستثنی نیست. یعنی تغییرات تدریجی در رفتارهای تغذیهای، مادرانه، دفاعی و جنسی موجودات زنده مشاهده میشود. بنابراین پر واضح است که آموزش زیستشناسی بایستی به بررسی ویژگیهای کلی حیات بپردازد.
بنابراین، به نظر میرسد با وجود اینکه رسم جدول کلی حیات که در برگیرنده تمام گونههای زنده باشد، کاری بس دشوار است؛ ولی از نظر تئوری در نظر گرفتن چنین جدول انتزاعی دور از ذهن نیست. با در نظر گرفتن جایگاه تکاملی یک گونه یا سطح بالاتر میتوان ویژگیهای کلی آنها را استنباط کرد. حال با توجه به توضیحات فوق، می توان به اهمیت زیست شناسی تکاملی و رده بندی جانداران را در کتب درسی پی برد.
جدول 2. خلاصه رده بندی جانوران در سیستم رده بندی پنج فرمانروئی
به جدول بالا با دقت نگاه کنید. جداول شبیه به این جدول هزاران نکته مهم را به دانشآموز یاد میدهند. وقتی دانشآموزی جایگاه سیستماتیکی یک جاندار را بداند، بسیاری از خصوصیات آن نیز به راحتی، قابل فهم خواهد بود. مثلا پروکاریوت یا یوکاریوت بودن؛ گیاه یا جانور بودن؛ مهرهدار یا بیمهره بودن؛ ماهی یا پرنده بودن و ...
فقدان این بخش از مطالب زیست شناسی سنتی، آموزش زیستشناسی و تدوین کتب درسی را بسیار مشکل و یادگیری آن را مشکلتر کرده است. لذا دانشآموزان بدون فهم دقیق و یادگیری خیلی از مطالب مجبور به حفظ کردن آنها خواهند بود. پر واضح است، که این وضعیت برای کاسبان کنکور بسیار عالی است. چون کتابهای زیستشناسی، را پر از نکات مختلف مبهم و پیچیده نموده است؛ که بر اساس آن، فرصت مناسبی برای طرح سوالات بسیار دشوار فراهم میشود. اینجانب در نزدیک به سه دهه آموزش و تدریس زیستشناسی، دانشآاموزان زیادی دیدهام که با وجود مطالعات وسیع تئوری، فرق بین گلسنگ و خزه را تشخیص نمیدادند، لاکپشت را جزو دوزیستان ردهبندی میکردند، مار آبی و دلفین و نهنگ را جزو ماهیان میشمردند.... یاد سهراب سپهری بخیر... اگر زنده میبود، اشعار قشنگی از این نابسامانی آموزشی میسرود. به شرح زیر!
"من معلمی را دیدم که بعد از چندین سال تدریس درس زیستشناسی، فرق بین کاج و سرو را نمیدانست! و چه راحت بود!؟"
البته، غرض از بیان این مطلب طنز، جسارت به ساحت مقدس معلمان زحمتکش و دلسوز زیستشناسی نیست؛ که در برهوت امکانات آموزشی، اغلب به بدیعترین شیوهها زیستشناسی را به شیرینی تدریس مینمایند. هدف اصلی، ذکر قصه تلخ و پرغصه تدوین کتب درسی زیست شناسی و عوارض آموزش ناصحیح و ناقص زیستشناسی است.
بنابراین باید پرسید، مراد از آموزش زیست شناسی دبیرستان چیست؟ انباشت بیشتر پول در جیب کاسبان کنکور یا آموزش زیست شناسی به منظور زندگی بهتر بر روی کره زمین!!! امیدوارم در تدوین کتب درسی جدید این موضوع مهم رعایت شود.
ارتباط جداول حیات و آموزش زیست شناسی
- استفاده از مفاهیم ابتدائی در آموزش زیست شناسی نوین: تصور کنید، آموزش درس شیمی بدون جدول تناوبی چه سرانجام و نتایجی دارد؟ یا آموزش ریاضی بدون آموزش جدول ضرب و تقسیم و تفریق. همانطور که در ابتدای مقاله اشاره شد، برای آموزش علوم نیازمند استفاده از مفاهیم ساده و ابتدائی آن رشته علمی میباشیم. بنابراین، آموزش زیستشناسی نوین نیز بدون آموزش ردهبندی جانداران ناقص است. بدون شک، در این صورت اکثر دانشآموزان قادر به فهم دقیق و یادگیری مفاهیم درس شیمی نخواهند بود. در مورد ریاضی نیز چینین خواهد شد. از طرف دیگر، دانش آموزان مجبور به حفظ بسیاری از مطالب خواهند بود. ولی، با حفظ مشخصات کلی گروههای اصلی جدول تناوبی و حتی دانستن جایگاه تقریبی یک عنصر بسیاری از خواص آن مانند عدد اتمی و عدد جرمی و یا الکترونگاتیویته را تخمین زد. هر چند هر یک از علوم شیمی و ریاضی شرایط خاص خود را دارند.
- رعایت مفاهیم پیشنیاز در آموزش زیست شناسی: نکتهای که به راحتی نمیتوان از آن صرف نظر کرد، رعایت مفهوم پیشنیاز در آموزش علوم زیستی است. رعایت آموزش دروس و مطالب پیشنیاز در مورد همه علوم صادق است. سیستماتیک جانداران و آشنائی با گروههای کلی جانداران و مشخصات هر یک از گروهها پیشنیاز فهم عمده مطالب زیستشناسی است.
- زیستشناسی علمی کلنگر است و به دنبال مطالعه همه جانبه موجودات زنده است. در چند دهه اخیر با وجود تغییرات دائمی برنامه های آموزشی، مباحث فیزیولوژی و آناتومی انسان، مهمترین مطالب کتب درسی زیست شناسی میباشند. یعنی آموزش زیستشناسی بر پایه آموزش مباحث فیزیولوژی و آناتومی انسان طراحی شده است. چرا؟ چون خلا عمدهای در تدوین کتب درسی وجود دارد. نویسندگان کتب درسی به دلائل مختلفی مانند کمبود ساعات درسی یا پیچیدگی مطالب سیستماتیک جانداران، بدون معرفی گروههای اساسی جانداران، نمیتواند از مشخصات آنها صحبت کند. البته شاید نویسندگان به مطالب دوره راهنمائی ارجاع دهند که باز هم توجیه صحیحی نمیباشد. چون کل محتوی آموزشی زیستشناسی باید در دوره دبیرستان تکرار شود. در صورتی که به سر فصلهای آموزش زیستشناسی در کتب زیست عمومی رجوع شود یا برنامههای آموزش زیستشناسی در کشورهای مختلف مرور شود؛ ملاحظه میشود که مباحث بیوسیستماتیک بسیار اهیمت دارند. چون بخش مهمی از آن در طبیعت و آزمایشگاه به راحتی قابل اجرا است. در حقیقت آموزش مباحث آناتومی و فیزیولوژی گیاهی و جانوری باید در ضمن آموزش سیستماتیک باشد. مثل کتب هیکمن و کمپبل و سایر کتب زیستشناسی عمومی.
- علاقمند نمودن دانشآموزان به تحقیق در طبیعت و آزمایشگاه: یکی از مهمترین جذابیت های علم زیست شناسی، آشنائی دانشآموزان با فون و فلور ایران و جهان است. برای این منظور می توان از اردوهای کوتاه مدت و گردش علمی استفاده کرد. موزههای تاریخ طبیعی نیز فرصت مناسبی برای شناخت عملی جانداران در اختیار دانش آموزان قرار میدهند. دانشآموزان هیچگاه دبیر زیستشناسی را که همراه یک شاخه گل یا نمونه گیاهی وارد کلاس میشود فراموش نمیکنند. خاطره گردش علمی نیز برای اغلب دانشآموزان فراموش نشدنی است.
- توجه به محیط زیست و تنوع زیستی ایران: همه ما علاقمند به توسعه همه جانبه کشور خود هستیم. امروزه از مفهوم توسعه پایدار استفاده میشود. توسعه پایدار یعنی توسعه متوازن و همه جانبه، همراه با حفظ محیط زیست. متاسفانه، در نتیجه فعالیتهای مختلف عمرانی و ساخت و ساز، مشکلات زیست محیطی بزرگی برای کشور ما ایجاد شده است. خشک شدن دریاچه ارومیه و هامون، بحران ریزگردها و فرونشست زمین از موارد بسیار حاد در زمینه تخریب محیط زیست ایران میباشد. در طی دو دهه اخیر، تلاشهای زیادی از جانب دبیران زیستشناسی به منظور آموزش محیط زیست و تنوع زیستی صورت گرفته است. نتیجه این تلاشها، تالیف کتاب محیط زیست و بهداشت است که در رشتههای نظری تدریس میشود.
متاسفانه، با وجود تغییر رویکردهای علمی در جهان و جایگاه والای علوم زیستی، هنوز در ایران فقط دروس ریاضی را در دبیرستان جدی قلمداد میکنند. نتیجه این تفکر غلط بی توجهی به دروس مهم و آموزشهای کاربردی از قبیل بهداشت و محیط زیست، تفکر رسانهای و کارآفرینی است. بسیار شاهد بودهام که این دروس به عنوان زنگ تفریح قلمداد میشوند و زمان آنها به دروس پایه اختصاص داده میشود.
- زیست شناسی علم خداشناسی است: به نظر اینجانب هیچ یک از علوم پایه نمیتوانند مانند زیستشناسی بشر را به اسرار خلقت آشنا و به خدا نزدیک سازند. پیچیدگیهای موجود در ساختار و عملکرد جانداران از اهمیت نیروی حیات ناشی میشود. در دنیای مادی امروزی، گروه زیادی از انسانها سرگشتهاند و به دنبال آرامش روانی و معنوی میباشند. آشنائی به پیچیدگیهای حیات، بشر را به سمت منبع لایزال خلقت خواهد کشاند. طبیعت، کتاب خداشناسی را برابر دیدگانِ بینا گشوده است:
جمله ذرات عالم در نهان باتو می گویند روزان و شبان
ما سمیعیم و بصیریم و هشیم با شما نامحرمان ما خامشیم