معلومة

2.2: الرسوم التوضيحية - علم الأحياء

2.2: الرسوم التوضيحية - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أدناه ، تم تقديم جميع الرسوم التوضيحية بالأبيض والأسود بواسطة Georgij Vinogradov و Michail Boldumanu.


2.2: الرسوم التوضيحية - علم الأحياء

إرشادات التقديم

1. أنواع المخطوطات

مقالات أصلية. لا يوجد حد للصفحة ، ولكن 15-25 صفحة مطبوعة هي الأكثر شيوعًا. لا يوجد حد للرقم ، لكن يجب أن تكون ضرورية بشكل صارم. لا يوجد حد للجداول ، ولكن يجب أن تكون ضرورية للغاية وسهلة الفهم والاستنساخ في الورقة المنشورة. يجب أن تقتصر المواد التكميلية على أشكال وجداول شاملة ليست ضرورية لتفسير النتائج ، ولكن يمكن أن يوفر ذلك مزيدًا من المعلومات للقراء المهتمين بإجراء أو طريقة معينة.

المراجعات. نفس التعليقات للمقالات الأصلية. يجب أن تكون مكتوبة من قبل مؤلفين ذوي خبرة مع مراجعة العديد من المقالات المنشورة في الموضوع.

المراجعات المدعوة. نفس التعليقات من المقالات الأصلية. يمكن تقديمها بعد دعوة من محرر المجلة. إنها مجانية أو رسوم.

2. تقديم المخطوطات
يرجى تقديم ما ترسله عبر الإنترنت على https://www.editorialmanager.com/hh/default.aspx. يجب حفظ المستند النصي بتنسيق Word أو RTF. يجب تضمين الجداول في المستند النصي. يجب حفظ الأرقام بالتنسيقات وبدقة الوضوح الموضحة أدناه.

2.1. تقديم المخطوطة يعني:
1) لم يتم نشر العمل الموصوف سابقًا ، إلا في شكل مجرد في الكونغرس
2) العمل الموصوف ليس قيد النظر للنشر في أي مكان آخر
3) تمت الموافقة على نشر مخطوطة في علم الأنسجة وعلم أمراض الأنسجة من قبل جميع المؤلفين المشاركين
4) لن يتحمل الناشر المسؤولية القانونية في حالة وجود أي مطالبات بالتعويض
5) يجب أن يكون المؤلفون قد حصلوا على إذن من مالك حقوق النشر لأي أشكال أو جداول منشورة مسبقًا. يجب أن يحتفظوا بوثائق الإذن ويجب الاستشهاد بالمنشور السابق بشكل صحيح. أي مادة يتم استلامها بدون مثل هذا الدليل سوف يفترض أنها صادرة عن المؤلفين.
6) يجب على المؤلفين الحفاظ على جميع البيانات الأولية. يمكن للمجلة أن تسألهم إذا لزم الأمر. إذا لم تكن مناسبة ، يمكن سحب المقالة.

2.2. يجب أن تحتوي المخطوطات على:
2.2.1) موجز غطاء الرسالة.

2.2.2) أ صفحة عنوان الكتاب. يجب أن تحتوي صفحة العنوان على العنوان وقائمة المؤلفين (الاسم المحدد واسم العائلة ، ولكن ليس الدرجة) والانتماء وتفاصيل الاتصال بالمؤلف المقابل والكلمات الرئيسية (تختلف عن تلك الموجودة في العنوان) والعنوان القصير.

2.2.3) ان نبذة مختصرة. حوالي 250 كلمة.

2.2.4) النص الرئيسي للمقالات الأصلية
لا تقسم الكلمات في نهاية السطور. يجب ترقيم الصفحات.
يجب ذكر المراجع إلى الأدب في النص باسم المؤلف (المؤلفين) متبوعًا بسنة النشر. في الحالات التي يوجد فيها أكثر من مؤلفين ، يتم تسمية الأول فقط ، متبوعًا بعلامة & quot. أمثلة: ذكر سميث (1980) ذلك. (سميث ، 1980 ، 1982) (سميث وتاناكا ، 1980) (سميث وآخرون ، 1980). يجب استخدام اللاحقات أ ، ب ، وما إلى ذلك ، بعد العام للتمييز بين ورقتين أو أكثر لنفس المؤلف (المؤلفين) المنشورة في مثال العام نفسه (سميث ، 1981 أ). عندما يتم تضمين مرجعين أو أكثر في نفس القوس ، يجب أن يتم اقتباسهما في مثال الترتيب الزمني (Smith، 1980 Bell et al.، 1984).
يجب أن يحتوي النص الرئيسي للمقالات الأصلية على الأقسام:
أ) قائمة الاختصارات (إن وجدت)
ب) مقدمة
ج) المواد والطرق
د) النتائج
هـ) المناقشة
و) شكر وتقدير ، بما في ذلك مصادر التمويل
ز) بيان تضارب المصالح
ح) ينبغي أن تكون قائمة المراجع بالترتيب الأبجدي.
يجب أن تتضمن الإشارات إلى المقالات في المنشورات الدورية ما يلي: الأسماء والأحرف الأولى لجميع المؤلفين ، وسنة النشر ، والعنوان الكامل للورقة ، واسم المجلة (مختصر وفقًا لـ PubMed) ، وعدد المجلد ، ورقم الصفحة الأولى والأخيرة. مثال: Morita T. و Suzuki Y. و Churg J. (1973). هيكل وتطور الهلال الكبيبي. أكون. J. باتول. 72 ، 349-368.
يجب أن تتضمن الإشارة إلى الكتب ما يلي: الاسم والأحرف الأولى من اسم المؤلفين ، وسنة النشر ، والعنوان الكامل ، والإصدار ، والمحرر ، والناشر ، ومكان النشر ، وأرقام الصفحات. مثال: Powell D. and Skrabanek P. (1981). المادة P. In: هرمونات الأمعاء. الطبعة الثانية. بلوم إس. وبولاك جي إم (محرران). تشرشل ليفينجستون. اديمبورغ. ص 396-401.
ط) الجداول. مرقمة بالعربية
ي) الشكل الأساطير. بما في ذلك المجموعة التجريبية ، والتقنية ، ومعنى الأسهم أو الحروف في الأشكال ، والتكبير في شكل أشرطة مقياس وأي معلومات أخرى تساعد على فهم الشكل.

2.2.5) النص الرئيسي للمراجعات. مثل المقالات الأصلية ، باستثناء أقسام المقدمة والمواد والأساليب والنتائج والمناقشة غير الإلزامية. المؤلفون أحرار في اختيار أقسام مختلفة.

2.2.6) كملفات منفصلة. الرسوم التوضيحية يجب ألا تتجاوز 17.8 × 22.2 سم. يحتفظ المحرر بالحق في تصغير الصور التوضيحية أو تكبيرها. قم بتطبيق أرقام الشكل على الزاوية اليسرى السفلية لكل صورة وشريط المقياس في الزاوية اليمنى السفلية. يجب أن تكون الصور بتنسيق ملف TIFF ، بشكل مفضل ، على الرغم من أن التنسيقات الأخرى قد تكون مفيدة (jpg ، ppt ، إلخ). يجب أن تكون الأشكال بالأبيض والأسود بمقياس رمادي. يجب أن تكون الأشكال الملونة بشكل تفضيلي في CMYK ، ولكن يُسمح أيضًا باستخدام RGB. يجب أن تتمتع ملفات الرسم الخطي بدقة 500 نقطة في البوصة ، بينما يجب أن تكون دقة الصور الأخرى 300 نقطة في البوصة.

3. رسوم معالجة المقالات (ناقلات الجنود المدرعة)
يتم نشر المقالات بموجب ترخيص المشاع الإبداعي (CC BY). السعر 1600.00 يورو (غير شامل الضريبة) بغض النظر عن عدد الأشكال والصفحات الملونة.

4. حق المؤلف وفترة الترخيص
حقوق التأليف والنشر لا تزال مع المؤلف. يوافق المؤلف (المؤلفون) على نشر المقال بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License CC BY

5. عملية المراجعة
سيتم إجراء تقييم أولي من قبل رئيس التحرير بعد تقديم مخطوطتك. تأخذ هذه العملية في الاعتبار ما إذا كان العمل المقدم يقع ضمن نطاق المجلة وأنه ذو أهمية أولية و / أو قيمة علمية تستحق النشر المحتمل. قد يتم تعيين المخطوطات التي تدخل في عملية المراجعة إلى رئيس التحرير أو محرر آخر أو عضو في هيئة التحرير الذي يدعو المراجعين (عادةً ما يتم طلب مراجعتين أو ثلاث مراجعات خارجية). يتم إرسال المراجعين والتقييمات وتعليقات المحرر المساعد & rsquos إلى رئيس التحرير (أو المحرر الإقليمي ذي الصلة) لإبلاغ القرار النهائي. نهدف إلى نقل القرار في غضون أربعة أسابيع من استلام المخطوطة. عملية المراجعة من النوع البسيط الأعمى.
يقوم رئيس التحرير بناءً على تقييمات المراجعين وربما بمساعدة أحد أعضاء هيئة التحرير بإبلاغ المؤلفين فيما إذا كانت المخطوطة مقبولة أو تتطلب مراجعة أو مرفوضة. من المتوقع أن يتم إرجاع المراجعات في غضون فترة زمنية محددة ، اعتمادًا على تمديد التعديل المقترح من قبل المراجعين. المخطوطات التي لم تتم مراجعتها خلال هذا الوقت قابلة للإلغاء من النظر للنشر ما لم تكن هناك ظروف مخففة. يرجى ملاحظة أنه يجب رفض بعض المخطوطات على أساس الأولوية والفائدة ورصيد دفتر اليومية والمساحة المتاحة. لا تعني الدعوة لتقديم مخطوطة منقحة أن القبول سيتبع تلقائيًا. قرار رئيس التحرير نهائي. ومع ذلك ، إذا اعترض المؤلفون على قرار وتمكنوا من توثيق أسباب وجيهة لإعادة النظر في المخطوطة ، توجد عملية نقض. في المقام الأول ، يجب أن يكتب المؤلفون إلى رئيس التحرير يحددون قضيتهم.

6. إجراءات ما بعد القبول
المقالات المقبولة.نسخة المطبوعات المسبقة المقبولة (مخطوطات المؤلفين للمقالات المقبولة ، قبل التدقيق ، وتخطيط الصفحة والتدقيق) متاحة بعد وقت قصير من يوم قبول النشر في موقعنا الإلكتروني وفي بعض مواقع الفهرسة.
البراهين. سيتم إرسال البراهين بتنسيق PDF إلى المؤلف المقابل للتحقق منها. تستخدم هذه المرحلة فقط لتصحيح الأخطاء التي قد تكون حدثت أثناء عملية الإنتاج. ستؤدي الإعادة السريعة للأدلة المصححة ، ويفضل أن يكون ذلك في غضون ثلاثة أيام من الاستلام ، إلى تقليل مخاطر احتجاز الورق في إصدار لاحق.


ما يمكن للآلة البشرية أن تفعله

تخيل جهازًا يحتوي على جميع السمات التالية:

  • يمكن أن تولد "رياحًا" تبلغ 166 كم / ساعة (100 ميل / ساعة).
  • يمكنه ترحيل الرسائل أسرع من 400 كم / ساعة (249 ميل / ساعة).
  • يحتوي على مضخة تنقل حوالي مليون برميل من السوائل طوال عمرها الافتراضي.
  • يحتوي على مركز تحكم يحتوي على مليارات المكونات الفردية.
  • يمكنها إصلاح نفسها ، إذا لزم الأمر.
  • قد لا تبلى لمدة تصل إلى قرن أو أكثر.

تتمتع هذه الآلة بكل هذه القدرات ، ومع ذلك فهي تتكون أساسًا من الماء. ما هذا؟ إنه جسم الإنسان.


دخول فيروسات كورونا

بروتينات فيروس كورونا S هي بروتينات سكرية من الدرجة الأولى من النوع المتماثل مقسمة إلى جزأين متميزين وظيفيًا (S1 و S2) (الشكل 2). يحتوي S1 المكشوف على السطح على مجال ربط المستقبلات (RBD) الذي يشرك مستقبل الخلية المضيفة على وجه التحديد ، وبالتالي يحدد انتفاخ خلية الفيروس وإمكانية حدوثه. يحتوي مجال S2 عبر الغشاء على مناطق تكرار سباعية وببتيد الانصهار ، والذي يتوسط في اندماج الأغشية الفيروسية والخلوية عند إعادة الترتيب التوافقية الشاملة 10،11،12. بعد فترة وجيزة من تفشي فيروس السارس 2002-2003 ، تم تحديد ACE2 على أنه المستقبل الوظيفي الذي يمكّن من الإصابة بفيروس SARS-CoV 13. دعم التناظر الجينومي والهيكل العالي بين بروتينات S لـ SARS-CoV و SARS-CoV-2 (76٪ هوية الأحماض الأمينية) تحديد ACE2 كمستقبل لسطح الخلية لـ SARS-CoV-2 (المراجع 12 ، 14 ، 15،16). بشكل ملحوظ ، تم حفظ بقايا التلامس الأساسية لـ SARS-CoV التي تتفاعل مع ACE2 بشكل كبير في SARS-CoV-2 وكذلك في أعضاء الأنواع فيروس كورونا المرتبط بالمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة التي تستخدم ACE2 أو لها خصائص سلسلة جانبية مماثلة من الأحماض الأمينية 14،15،17،18،19. تم تأكيد هذه البيانات من خلال الدقة الذرية للواجهة بين بروتين SARS-CoV-2 S و ACE2 (المراجع 16 ، 19 ، 20 ، 21). على النقيض من ذلك ، فإن الخفافيش فيروس كورونا المرتبط بالمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة يُظهر تسلسل RaTG13 S (93.1 ٪ من هوية النوكليوتيدات لـ SARS-CoV-2) الحفاظ على واحد فقط من أصل ستة أحماض أمينية متورطة بشكل مباشر في ربط ACE2 ، على الرغم من أنه بناءً على التسلسل الجيني بأكمله ، فإن RaTG13 هو أقرب أقرباء لـ SARS-CoV -2 معروف حتى الآن (96.2٪) 14 (الإطار 2).

أ | رسم توضيحي تخطيطي لارتفاع الفيروس التاجي ، يشير إلى المجال 1 والمجال 2. يوجد نموذج ربط المستقبلات (RBM) على S1 ويوجد ببتيد الانصهار (FP) ، تكرار heptad 1 (HR1) ، HR2 ومجالات الغشاء (TM) على S2. يشار إلى مواقع الانقسام. يحدد رمز اللون مناطق السنبلة المحفوظة المحيطة بمجال ربط الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 (ACE2) بين فيروسات كورونا المرتبطة بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة (SARSr-CoVs) وتغيرات تسلسل الأحماض الأمينية العالية داخل موقع تفاعل المستقبل. ب | محاذاة الأحماض الأمينية لكل من SARS-CoV-2 البشري (ووهان-هو -1) و SARS-CoV (فرانكفورت -1) ، الخفافيش (RaTG13 ، RmYN02 ، CoVZC45 و CoVZXC21) والبانجولين (MP789 ، P1E) SARSr-CoVs. تم إجراء محاذاة تسلسل الجينات المرتفعة باستخدام MUSCLE وباستخدام الإعدادات الافتراضية ومحاذاة الكودون ، ثم تمت ترجمتها إلى أحماض أمينية باستخدام MEGA7 ، الإصدار 7.0.26. تم تلوين المحاذاة وفقًا لنسبة تشابه الأحماض الأمينية مع مصفوفة نقاط Blosum 62. يحدد رمز اللون مناطق السنبلة المحفوظة المحيطة بمجال ربط ACE2 بين SARSr-CoVs وتغيرات تسلسل الأحماض الأمينية العالية داخل موقع تفاعل المستقبل. يشار إلى إدخال موقع الانقسام متعدد القواعد (PRRAR ، الأحماض الأمينية من 681 إلى 685) في ووهان-هو -1 ، ويتم وصف عمليات الإدراج المماثلة في الخفاش SARSr-CoV RmYN02. ج | ضمن تسلسل السنبلة ، تم تصوير شكل ربط مستقبلات ACE2 (الأحماض الأمينية من 437 إلى 509 ، الخط الأسود). يتم تمييز مخلفات التلامس السنبلة لتفاعل ACE2 بعلامات نجمية.

تشير هذه البيانات إلى أنه ، كما هو الحال أثناء تطور SARS-CoV ، فإن أحداث إعادة التركيب المتكررة بين فيروسات كورونا المرتبطة بالمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة التي تتعايش في الخفافيش ربما تكون قد فضلت ظهور SARS-CoV-2 (المرجع 22). في الواقع ، تقسم نقاط التوقف المتوقعة لإعادة التركيب الجين S إلى ثلاثة أجزاء. الجزء الأوسط من بروتين S (الأحماض الأمينية 1،030-1،651 ، الذي يشمل RBD) يشبه إلى حد كبير السارس-CoV والفيروسات التاجية المرتبطة بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة WIV1 و RsSHC014 ، وكلها تستخدم ACE2 البشري كمستقبل دخول خلوي 23 . ومع ذلك ، فإن الأجزاء الأمينية الطرفية والكربوكسية الطرفية لبروتين SARS-CoV-2 S (الأحماض الأمينية 1–1،029 و 1،651–3،804 ، على التوالي) ترتبط ارتباطًا وثيقًا بفيروس كورونا المرتبط بالمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة ZC45 و ZXC21. تسلط هذه الملاحظات الضوء على أهمية إعادة التركيب كآلية عامة تساهم في تنوع الفيروس التاجي وبالتالي قد تؤدي إلى ظهور فيروسات كورونا البشرية المسببة للأمراض في المستقبل من خزانات الخفافيش. يؤكد هذا على الحاجة إلى المراقبة لتحديد اتساع تنوع فيروسات كورونا المرتبطة بالمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة ، ولتقييم مدى تكرار أحداث إعادة التركيب في الميدان وفهم متغيرات الفيروسات التي لديها القدرة على إصابة البشر. وبالتالي ، فإن زيادة المراقبة مفيدة لتحسين استعدادنا لتفشي فيروسات كورونا المستقبليّة المرتبطة بالمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة.

إلى جانب ارتباط المستقبلات ، يعد الانقسام المحلل للبروتينات لبروتينات الفيروس التاجي S بواسطة البروتياز المشتق من الخلية المضيفة ضروريًا للسماح بالاندماج 24،25. لقد ثبت أن SARS-CoV يستخدم سيرين بروتياز سطح الخلية TMPRSS2 للتهيئة والدخول ، على الرغم من أن الكثيبين B (CatB) و CatL يمكن أن يساعد أيضًا في هذه العملية 24،25،26،27،28. بشكل متناسق ، يمنع التثبيط المتزامن لـ TMPRSS2 و CatB و CatL بكفاءة دخول SARS-CoV في مزارع الخلايا المختبرية 29. يتم التعبير عن TMPRSS2 في الجهاز التنفسي البشري وبالتالي يساهم بقوة في انتشار السارس والتسبب في المرض. والجدير بالذكر أن دخول SARS-CoV-2 يعتمد بشكل أساسي على TMPRSS2 بدلاً من CatB و CatL ، حيث كان تثبيط TMPRSS2 كافياً لمنع دخول SARS-CoV-2 في خطوط خلايا الرئة وخلايا الرئة الأولية 15،30. تدعم هذه البيانات تقييم مثبطات TMPRSS2 camostat mesylate و nafamostat mesylate في التجارب السريرية ، حيث أظهرت الدراسات في المختبر نشاطها الفعال المضاد للفيروسات ضد فيروسات كورونا الناشئة ، بما في ذلك SARS-CoV-2 (المراجع 29 ، 31 ، 32).

بالنظر إلى أوجه التشابه هذه في استخدام المستقبلات ومتطلبات الانقسام ، فمن المدهش أن يظهر SARS-CoV و SARS-CoV-2 اختلافات ملحوظة في كفاءة تكرار الفيروس وانتشاره. يستهدف فيروس السارس في المقام الأول الخلايا الرئوية والضامة الرئوية في أنسجة الجهاز التنفسي السفلي ، حيث يتم التعبير عن الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 في الغالب ، بما يتوافق مع مرض الجهاز التنفسي السفلي الناتج عن عدوى السارس والانتشار الفيروسي المحدود 33،34،35. على النقيض من ذلك ، يتكاثر SARS-CoV-2 بكثرة في ظهارة الجهاز التنفسي العلوي ، حيث يتم التعبير عن ACE2 أيضًا ، وينتقل بكفاءة 36،37،38.

يمكن تحديد المدارية المختلفة للخلايا المضيفة ، وحركية النسخ المتماثل ، وانتقال SARS-CoV و SARS-CoV-2 من خلال روابط الارتباط ببروتين S- ACE2. على سبيل المثال ، تم الإبلاغ عن ارتباط تقارب ارتباط البروتين S و ACE2 مع شدة المرض في عدوى السارس 18. تبين أن تقارب SARS-CoV-2 RBD إلى ACE2 متشابه 16،19 أو أقوى 20،30 من تلك الموجودة في SARS-CoV RBD. ومع ذلك ، يبدو أن التقارب الملزم لبروتين SARS-CoV-2 S بأكمله لـ ACE2 مساوٍ أو أقل من ذلك الخاص بـ SARS-CoV ، مما يشير إلى وجود RBD أقل تعرضًا 16،28،30. بالإضافة إلى الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 ، قد يكون لعوامل التعلق والدخول ، مثل الجليكانات الخلوية والإنتغرينات أو نيوروبيلين 1 ، تأثير أيضًا على الفروق المظهرية المرصودة لـ SARS-CoV و SARS-CoV-2 (المراجع 39،40،41،42 ، 43).

من السمات المميزة لبروتين SARS-CoV-2 S الحصول على موقع انقسام متعدد القواعد (PRRAR) عند حدود S1 – S2 ، والذي يسمح بالانقسام الفعال من خلال النموذج الأولي للبروتين المحول الفورين. يؤدي الانقسام إلى تعزيز العدوى وقد تم اقتراحه ليكون حدثًا رئيسيًا في تطور SARS-CoV-2 حيث أن الانقسام الفعال للبروتين S ضروري لنجاح العدوى وهو محدد رئيسي في التغلب على حواجز الأنواع 10،11،12،15،16 ، 28،30،44،45،46. قد تساهم هذه المعالجة المسبقة لبروتين SARS-CoV-2 S بواسطة الفورين في توسعة الخلايا المدارية وإمكانات حيوانية المنشأ وقد تزيد من قابلية الانتقال. الأهم من ذلك ، لم يتم تحديد مواقع الانقسام هذه في أعضاء آخرين في ساربيكوفيروس جنس 46. ومع ذلك ، هناك حالات متعددة من عمليات الاستحواذ على مواقع الانقسام الشبيه بالفورين والتي حدثت بشكل مستقل أثناء تطور الفيروس التاجي ومواقع الانقسام المماثلة موجودة في فيروسات كورونا البشرية الأخرى مثل HCoV-HKU1 (المرجع 47) و HCoV-OC43 (المرجع 48) و MERS - فيروس كورونا 49. في الآونة الأخيرة ، تم تحديد إدخال مستقل للأحماض الأمينية (PAA) في نفس المنطقة من بروتين S في فيروس الخفافيش التاجي RmYN02 (المرجع 50). تسلط أحداث الإدخال المستقلة هذه الضوء على الإمكانات الحيوانية المصدر لفيروسات كورونا المرتبطة بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة وقد تزيد من احتمال تفشي المرض في المستقبل.

إن أهمية ارتباط مستقبلات بروتين الفيروس التاجي S وإعادة الترتيب المطابق المنسقة مؤقتًا والتي تؤدي إلى اندماج الغشاء تجعل هذه العملية هدفًا رئيسيًا للاستجابات الفطرية والتكيفية المضادة للفيروسات. والجدير بالذكر أن الشاشة التي تضمنت عدة مئات من الجينات المحفزة للإنترفيرون حددت مستضد الخلايا الليمفاوية 6 من أفراد عائلة E (Ly6E) كمثبط قوي لانصهار فيروس كورونا 51. تم إثبات تثبيط دخول الفيروس التاجي بوساطة Ly6E للعديد من فيروسات كورونا ، بما في ذلك SARS-CoV-2 ، ويبدو أن له أهمية محورية في حماية حجرة الخلايا المناعية المكونة للدم في نموذج فأر لعدوى فيروس كورونا. علاوة على ذلك ، يؤدي التعرض لبروتين S على سطح الفيريون إلى تحريض استجابات مناعية خلطية محددة. بروتينات فيروس كورونا S شديدة الغليكوزيلات ، مما يعزز التهرب المناعي عن طريق حماية الحواتم من الأجسام المضادة المعادلة 16،53،54. ومع ذلك ، فإن الأمصال المأخوذة من مرضى السارس و COVID-19 يمكنها تحييد SARS-CoV و SARS-CoV-2 ، على التوالي 15،28. تم الإبلاغ مؤخرًا عن العديد من الأجسام المضادة المحددة أو المتفاعلة التي تربط بروتين SARS-CoV-2 S ويمكن أن توفر الحماية الفورية للمرضى المصابين 55،56،57،58. ثبت أن الأجسام المضادة وحيدة النسيلة البشرية من مجموعات الورم الهجين السابقة من الفئران المعدلة وراثيًا المحصنة بالبروتين SARS-CoV S 55 أو من ذخيرة خلايا الذاكرة B لمرضى النقاهة المصابين بـ SARS و COVID-19 تتداخل بشكل مباشر مع تفاعل RBD-ACE2 55،57 ، 58،59 أو لزعزعة استقرار المطابقات الوسيطة ما قبل الاندماج عند ربط حواتم مختلفة 55،56. مجتمعة ، فإن استغلال مجموعة من الأجسام المضادة المتعددة المعادلة التي لا تتنافس على حواتم متداخلة قد لا يؤدي فقط إلى تحسينات تآزرية ولكن أيضًا يعيق ظهور طفرات الهروب.

المربع 2 تنوع فيروسات كورونا المرتبطة بالمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة

ينتمي SARS-CoV-2 إلى الأنواع فيروس كورونا المرتبط بالمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة في subgenus سarbecovirus 1،14،23. العلاقات التطورية للأعضاء التمثيليين للأنواع فيروس كورونا المرتبط بالمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة تم تحليلها (تم تحليل التسلسلات المسترجعة من GenBank و GISAID باستخدام الإصدار 7.0.26 من MEGA7 ، تشير العلامات النجمية إلى فيروسات تمثيلية تم تصويرها في جزء الشكل ب). ومن المثير للاهتمام ، أن SARS-CoV-2 شارك 79.6 ٪ هوية نيوكليوتيد مع SARS-CoV وعلاقات وثيقة مع فيروسات كورونا المرتبطة بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة (SARSr-CoVs) ZC45 و ZXC21 من رينولوفوس سينيكوس، في حين أن RaTG13 من رينولوفوس أفينيس أظهر أعلى تشابه للنيوكليوتيدات بنسبة 96.2٪ 14،23 (جزء الشكل أ).

اختلفت هوية التسلسل بشكل كبير عند مقارنة الجينات والمجالات الفردية ، مما يشير إلى أحداث إعادة التركيب المتكررة في مضيفات الخزان الطبيعي 14،23،196. يتجلى ذلك من خلال مقارنة هوية النوكليوتيدات لـ SARS-CoV-2 مع فيروس كورونا الخفاش RaTG13 و bat CoV RmYN02 و pangolin CoV MP789 و pangolin CoV P1E و bat CoV ZC45 و bat CoV ZXC21 و SARS-CoV البشري (سلالة فرانكفورت -1). بشكل ملحوظ ، في جميع صور SARSr-CoVs ، أظهر الجين الشائك ، وهو محدد رئيسي لانتقال حيواني المنشأ إلى البشر ، تشابهًا أقل في التسلسل مع SARS-CoV-2 ، مما أثار مسألة أصل SARS-CoV-2.على الرغم من اكتشاف مجموعة متنوعة من فيروسات الخفافيش المماثلة في الصين ، لم يتم العثور على SARS-CoV-2 أو السلائف المباشرة ، مما يترك دور الخفافيش في ظهور SARS-CoV-2 بعيد المنال. علاوة على ذلك ، فإن الفصل البيئي بين الخفافيش والبشر قد يفضل وجود مضيف وسيط مسؤول عن تكيف فيروس SARS-CoV-2 وانتقاله إلى البشر ، تمامًا مثل قطط الزباد التي تم اقتراحها في اندلاع SARS-CoV 197. يسلط مثال pangolin CoV MP789 ، الذي شارك خمسة أحماض أمينية أساسية لربط ACE2 في S مع SARS-CoV-2 ، الضوء على وجود مجموعة متنوعة من فيروسات betacoronavirus غير المعروفة في الحيوانات البرية وأدوارها كمضيف وسيط محتمل 198. ومع ذلك ، فإن عدد الخفافيش التي تم تحديدها SARSr-CoVs لا يمثل سوى جزء بسيط من التنوع الحالي. يشير التحديد الأخير لفيروسات SARSr-CoVs التي يمكن أن تستخدم ACE2 البشري كمستقبل دخول (CoV WIV1، CoV bRsSHC014) إلى إمكانية انتقال مباشر عبر الأنواع من الخفافيش إلى البشر 20،199،200 (جزء الشكل ب).


المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي يصدر رسومات عتيقة من الصدف

أصدر المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي مجموعة من البطاقات البريدية التي يمكنك شراؤها عند زيارتك & # 8211 جامع الصدف. اعتقدت أن المجموعة تبدو رائعة جدًا ، وهي بالتأكيد تستحق المشاركة ، جنبًا إلى جنب مع بعض المعلومات الأساسية

الصدف

غالبًا ما تُستخدم كلمة صدف للإشارة فقط إلى قشرة الرخويات البحرية & # 8211 ذوات الصدفتين ، وبطعم المعدة ، وما إلى ذلك. الصدف هو الهياكل الخارجية للرخويات مثل القواقع والمحار والمحار وغيرها الكثير ، ويتم إنتاجه من كربونات الكالسيوم وكميات صغيرة من البروتين (أقل من 2 بالمائة). هذا الرسم التوضيحي الخاص يزيد عمره عن 200 عام & # 8211 ظهر Le conchyliologie أو Histoire naturelle des coquilles de mer ... بقلم أنطوان جوزيف ديزالير دي أرجينفيل ونشر عام 1780.

نوتيلوس

نوتيلوس هو رخوي بحري بعض الأنواع كانت موجودة منذ أوائل العصر الترياسي ، قبل 250 مليون سنة ، مما يجعل بعض الأحافير الأكثر شعبية. لكنهم ما زالوا في حالة جيدة حتى يومنا هذا. ما يجعلها مميزة للغاية أنها تقارب اللولب اللوغاريتمي بشكل مثالي تقريبًا. تم إنشاء هذه الصورة بواسطة engraver G.W. كنور ، ظهر في كتاب 1757 Vergnügen der Augen und des Gemüths ... (لذة العينين والعقل 1757-1772).

الإسكالوب العظيم (Pecten maximus)

نشر عالم الطبيعة الفرنسي جان تشارلز تشينو هذه الرسومات الرسوم التوضيحية conchyliologiques ou description et figures de toutes les coquilles، يفاجئ جمال وألوان الإسكالوب العظيم. يمكن العثور على هذه الرخويات الصالحة للأكل ، وهي رخويات بحرية ذات مصراعين في عائلة Pectinidae ، على أعماق تصل إلى 800 متر في البحر الأبيض المتوسط ​​وشرق المحيط الأطلسي ،

مسح حلزون الشمس (منظور أركيترونيكا)

الحلزون المزولة الصافي هو رخويات بطنيات الأقدام البحرية ، تُعرف باسم أصداف الدرج أو الساعات الشمسية بسبب لون قوقعتها. تم العثور على هذا الحلزون البحري في المياه الرملية عبر المحيطين الهندي والهادئ وظهرت هذه الرسومات لأول مرة في L.C. سلسلة Keiner المكونة من 12 مجلدًا الأنواع العامة والأيقونية des coquilles vivantes ...، تم نشره من عام 1834 إلى عام 1880.

كوين كونش (لوباتوس جيغاس)

هذا النوع هو واحد من أكبر الرخويات التي تعيش في المحيط الأطلسي ، حيث يصل طول القشرة إلى 35.2 سم (13.9 بوصة) ويصل وزنها إلى 2.2 كجم (5 أرطال). يمكنهم أيضًا العيش حتى 40 عامًا. ظهر هذا الرسم التوضيحي في Chenu's الرسوم التوضيحية conchyliologiques ou description and figures de toutes les coquilles.

مخاريط النسيج (نسيج كونوس)

بجمال هذه الأصداف البحرية ، فهي أيضًا خطيرة جدًا. يطارد مخروط النسيج عن طريق صيد الفريسة بحربة تنقل مزيجًا من السموم العصبية التي يمكن أن تكون قاتلة حتى للبشر. يعمل العلماء بالفعل على صنع عقاقير جديدة ومسكنات للألم من السموم العصبية الخاصة بهم.


يشرح أستاذ الأحياء ما تعنيه عبارة "الجنس البيولوجي" حقًا ، ويبدأ نقاشًا ساخنًا على Twitter

من المحزن أن نقول إن التحيز والتمييز والتعصب الأعمى لا يزالان شيئًا في العديد من المجتمعات ، وجزء منه ينبع من قناعات الناس و rsquos فيما يتعلق بأشياء مثل الجنس والهوية الجنسية.

في حالة اليوم و rsquos ، يرتبط بشكل خاص بكيفية المصطلح الجنس البيولوجي تم طرحه على وشك تبرير أحد المعتقدات حول ماذا وكيف يجب أن يكون البشر.

حسنًا ، أوضح عالم الأحياء هذا على Twitter ماذا الجنس البيولوجي في الواقع ، هو أنه & rsquos ليس واضحًا كما يعتقد البعض ، وأنه لا ينبغي اعتباره أساسًا للتعصب والتمييز.

غالبًا ما تتضمن مناقشات الهوية الجنسية والجندرية أشخاصًا يتطرقون إلى مصطلح & lsquobiological sex & rsquo ، والذي قرر عالم الأحياء شرحه بمزيد من التفصيل

ريبيكا ر. هيلم أستاذة مساعدة في علم الأحياء بجامعة نورث كارولينا ، تدرس علم البيئة وتطور كيفية تغير الحيوانات عبر الزمن.

منذ بعض الوقت ، ذهبت إلى Twitter لمعالجة هذا المصطلح الجنس البيولوجي. كما ترى ، يجعل بعض الناس الأمر يبدو وكأنه & rsquos بسيطًا للغاية ، لكن Helm يكسرها ويظهر مدى بساطتها حقًا.

نشرت عالمة الأحياء Rebecca Helm موضوع تغريدة يوضح بالتفصيل كيف أن & lsquobiological sex & rsquot ليس بالبساطة التي قد يعتقدها البعض

الآن ، هناك عدة طرق للتعامل مع هذا: على المستوى الكروموسومي أو الهرموني أو حتى الخلوي. لكن أيا منهم لن يسمح لك بالوصول إلى تفسير بسيط.

بالتأكيد ، يمكنك القول أن هناك كروموسومات XX / XY وجين SRY الذي يهم حقًا ممارسة الجنس هنا. ولكن هناك أيضًا فرصة حيث يمكن لـ SRY أن تنفصل عن الكروموسوم وقد يختلف جنسك الجسدي والكروموسومي والجيني تمامًا بسبب هذا دون علمك بذلك.

يعالج Helm جميع جوانب علم الأحياء البشري ، بما في ذلك الكروموسومات والجينات والخلايا وحتى الهرمونات

وهو نفس المستوى من التعقيد مع التعريفات الهرمونية والخلوية أيضًا. هناك حالات شذوذ حيث يمكن للمرأة أن تكون قادرة على إنتاج هرمونات ذكورية أكثر من الذكور نفسها ، لكنها لولا ذلك ستظل تبدو أنثوية للغاية. هل سيجعلهم ذلك من الذكور؟

الشيء نفسه ينطبق على الخلايا و mdashthere و rsquos هذا الشيء مع الخلايا التي لديها مستقبلات يسمع الهرمونات الجنسية ، لكنها في بعض الأحيان لا تعمل. هل هذا يجعلهم عالق بين الجنسين التقليديين باعتباره أ غير ثنائي?

كما قد تكون خمنت ، فإن الاحتمالات هنا لا حصر لها ، حيث يمكنك أن تكون جنسًا مختلفًا على المستوى الجيني ، والكروموسومي ، والهرموني ، والخلوي ، وحتى الجسدي. نعم، هذا ليس معقدًا على الإطلاق.

خلص هيلم إلى ذلك الجنس البيولوجي يجب أن يكون & rsquot أساسًا للتمييز والحكم على الناس: & ldquo علم الأحياء معقد. اللطف والاحترام لا يجب أن يكون. & rdquo

انتشر موضوع Twitter على نطاق واسع ، وحصل على أكثر من 55 ألف إعجاب وحتى تمت إعادة نشره في مكان آخر

انتشر موضوع التغريدات بين عدة مجتمعات. بينما وجد البعض هذا الموضوع مثيرًا للاهتمام وثاقبًا ، كان البعض الآخر لا يزال يحاول مواجهته على Twitter بتعليقات بناءة وليست بناءة.

بغض النظر ، حصل موضوع Twitter على أكثر من 55000 إعجاب و 27000 إعادة تغريد ، وحتى وجد نفسه على Imgur ، حيث شاهده 80.000 شخص آخر.

ما هي أفكارك حول هذا؟ أخبرنا في قسم التعليقات أدناه!

تقريبا انتهيت. لإكمال عملية الاشتراك ، يرجى النقر فوق الارتباط الموجود في البريد الإلكتروني الذي أرسلناه لك للتو.

يعمل Bored Panda بشكل أفضل إذا قمت بالتبديل إلى تطبيق Android الخاص بنا

يعمل Bored Panda بشكل أفضل على تطبيق iPhone الخاص بنا!

روبرتاس ، الملقب بـ Comma Inquisitor من قبل الأصدقاء ، هو كاتب ومبدع محتوى في Bored Panda. بعد دراسته في جامعة LCC الدولية ، حيث حصل على درجة البكالوريوس في اللغة الإنجليزية وآدابها ، واصل روبرتاس عمله في التدريس المستقل والترجمة وكتابة النصوص ، وتخصص في المقام الأول في تكنولوجيا المعلومات. أمضى ما يقرب من ثلاث سنوات في الكتابة عن كل ما يتعلق بشبكة Wi-Fi ، وفي النهاية التقطه Bored Panda. عندما يكون هناك وقت فراغ ، يقضيه في لعب ألعاب الفيديو ، مثل The Elder Scrolls: Skyrim and No Man & # 039s Sky ، أو استضافة جلسات Dungeons & amp Dragons لفريق Chaotic Evil الذي يطلق عليه اسم Natural Ones.

يمكن لأي شخص الكتابة على Bored Panda اعرف المزيد


خلفية

ازدهرت دراسات النسخ ذات الخلية المفردة عالية الإنتاجية في الأبحاث الحيوانية والبشرية في السنوات الأخيرة [1،2،3،4،5]. ومع ذلك ، على الرغم من التوصيف الناجح للخلية المفردة على نطاق منخفض نسبيًا في الذرة النامية للخلايا الجرثومية [6] وخلايا الأرز الوسطية [7] باستخدام الأساليب القائمة على الشعيرات الدموية [8] ، إلا أن عددًا قليلاً فقط من دراسات الحمض النووي الريبي أحادية الخلية واسعة النطاق باستخدام تم نشر المنصات عالية الإنتاجية مثل 10x Genomics أو Drop-seq [9] في النباتات [10] ، ومعظمها بروتوبلاست تم إنشاؤها من جذر أرابيدوبسيس [11 ، 12 ، 13 ، 14 ، 15 ، 16 ، 17 ، 18 ، 19]. أحد الأسباب الرئيسية لهذا التركيز الضيق لنوع الأنسجة هو أن الخلايا النباتية محصورة بشكل طبيعي بجدران الخلية ، وأن البروتوبلاستم ضروري لإطلاق الخلايا الفردية - وهو إجراء يتم اختباره بدقة من أجل أرابيدوبسيس الجذور [20 ، 21 ، 22] لكنها تظل صعبة أو غير عملية في العديد من الأنسجة أو الأنواع الأخرى. علاوة على ذلك ، فإن توليد البروتوبلاست من جميع الخلايا بشكل موحد يمثل تحديًا نظرًا لتعقيد الأنسجة النباتية ، وقد يؤدي الهضم الإنزيمي وعملية التنظيف اللاحقة أثناء عزل البروتوبلاست إلى استجابة الإجهاد والتأثير على النسخ. لذلك ، هناك حاجة ماسة إلى طريقة خالية من البروتوبلاستينج لتوسيع نطاق تطبيق تحليل الخلية المفردة على نطاق واسع في النباتات.

لقد قمنا مؤخرًا بتمييز الحمض النووي الريبي الناشئ كامل الطول بـ أرابيدوبسيس ووجدوا بشكل غير متوقع عددًا كبيرًا من الرنا المرسال متعدد الأدينيلات المرتبط ارتباطًا وثيقًا بالكروماتين [23]. نظرًا لأنه أسهل بكثير وأكثر قابلية للتطبيق على نطاق واسع لعزل النواة على أنسجة نباتية مختلفة من البروتوبلاست ، فقد شرعنا في اختبار ما إذا كانت الحمض النووي الريبي متعدد الأدينيلات في نواة واحدة كافية لنقل معلومات عن هوية الخلية باستخدام مفردة الجينوميات عالية الإنتاجية 10x منصة الخلية. إلى جانب مكتبة Illumina القياسية للقراءة القصيرة التي تلتقط معلومات وفيرة بشكل أساسي ، تم مؤخرًا دمج التسلسل طويل القراءة في دراسات أحادية الخلية [24،25،26]. للوصول إلى العدد الكبير من الحمض النووي الريبي المحتوي على intron في نوى النبات ، قمنا أيضًا ببناء مكتبة قراءة طويلة تعتمد على Nanopore وقمنا بتطوير خط أنابيب للمعلومات الحيوية يسمى "snuupy" (أداة نواة واحدة في Python) لتوصيف الأشكال الإسوية mRNA في كل نواة (الشكل . 1a ، ملف إضافي 1: الشكل S1). هنا ، قمنا بتطبيق flsnRNA-seq على الجذر والسويداء ، على التوالي ، وأثبتنا أن استراتيجية النواة المفردة طويلة القراءة ستمكن علماء الأحياء النباتية من تجاوز البروتوبلاستد ودراسة الأشكال الإسوية للحمض النووي الريبي المشتق من التضفير البديل والبولي أدينيل البديل (APA) في الوحدة المفردة. - مستوى الخلية ويوفر أبعادًا إضافية من تعقيد النسخ التي يمكن أن تزيد من تحسين المجموعات أو توصيف أنواع الخلايا المختلفة.

يكشف تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي النواة الخالي من البروتوبلاستينج عن أنواع الخلايا المتنوعة في أرابيدوبسيس جذر. أ رسم تخطيطي لنواة واحدة خالية من البروتوبلاستينج RNA-seq. ب تقرأ الكسور المقسمة غير الكاملة والمقسمة بالكامل من Nanopore من مكتبة RNA أحادية النواة لدينا ، مقارنة بمكتبة RNA الإجمالية المنشورة مسبقًا (Parker et al. ، eLife, 2020). ج تصور UMAP لأنواع الخلايا المختلفة المجمعة باستخدام بيانات Illumina أحادية النواة (اللوحة العلوية) ، وتوضيح رسوم متحركة لأنواع الخلايا الرئيسية في أرابيدوبسيس طرف الجذر (اللوحة السفلية). د تُظهر مخططات الكمان مستويات التعبير عن جينات العلامة الخاصة بنوع الخلية التي تم الإبلاغ عنها مسبقًا في 14 مجموعة


المواد والأساليب

إعداد الحيوانات والحيوانات

العلق البالغ (هيرودو فيربانا Carena 1820) من Niagara Leeches (Niagara Falls ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية) وتم الحفاظ عليها في ظل الظروف القياسية (Harley et al. ، 2011). في وقت التجارب ، كانت العلقات قد صامت لمدة شهرين على الأقل ووزنها من 1 إلى 1.5 غرام. تم تخدير العلقات بمحلول ملحي بارد مثلج (Tomina and Wagenaar ، 2018) والجانب البطني الثابت لأعلى على السيليكون الداكن (Sylgard 170 ، Dow Corning ، Midland ، MI ، الولايات المتحدة الأمريكية) باستخدام دبابيس الحشرات العالقة في الحلقة بدون إحساس. تم تثبيت رأس العلقة على السيليكون الداكن بحيث تواجه أكواب العين السيليكون وبالتالي لن تتلقى ضوء التحفيز مباشرة. تم فتح جدار الجسم من قطاعات منتصف الجسم M8 إلى M11 (أو M7 إلى M10 في تجارب على الحساسية الطيفية في ظل التكيف المظلم الكامل). تم قطع الجذور الجانبية للعقد M9 و M10 (أو M8 و M9) ، وتم فصل العقد والوصلات برفق عن أنسجة الجسم دون قطع أي أعصاب أخرى. تمت إزالة جدار الجيوب الأنفية للدم البطني ("التخزين") بين العقد المكشوفة. انزلق شريط رفيع من السيليكون (Sylgard 184) بين الحبل العصبي وجدار الجسم وتم تثبيته على جانبي العلقة. تم تثبيت Ganglia M9 و M10 (أو M8 و M9) بالقرب من بعضهما البعض على شريط السيليكون وتم امتصاص الرابط بينهما في قطب شفط. الإعداد العام موضح في الشكل 1 أ. تم الحفاظ على درجة حرارة العلقة عند 15-19 درجة مئوية في جميع التجارب.

الإعداد التجريبية. (أ) رسم توضيحي لكيفية تثبيت العلقات ، مع انزلاق جسر السيليكون أسفل الحبل العصبي ، وفتحة جدار الجسم البطني التي تم إجراؤها بين M8 و M11 ، وقطب الشفط. (ب) توجيه الخلفية ومصادر ضوء LED التحفيزية بالنسبة إلى العلقة لجميع التجارب التي اختبرت التكيف مع إضاءة ضوء الخلفية (الشكلان 3 و 4). (ج) التوجيه والتنسيب لمصدر ضوء LED والحاجز بين الجانب الأمامي والخلفي للتجارب على التكيف غير المحلي (الشكل 6) والتكامل المكاني (الشكل 7).

الإعداد التجريبية. (أ) رسم توضيحي لكيفية تثبيت العلق ، مع انزلاق جسر سيليكون أسفل الحبل العصبي ، وفتحة جدار الجسم البطني التي تم إجراؤها بين M8 و M11 ، وقطب الشفط. (ب) توجيه الخلفية ومصادر ضوء LED التحفيزية بالنسبة إلى العلقة لجميع التجارب التي اختبرت التكيف مع إضاءة ضوء الخلفية (الشكلان 3 و 4). (ج) التوجيه والتنسيب لمصدر ضوء LED والحاجز بين الجانب الأمامي والخلفي للتجارب على التكيف غير المحلي (الشكل 6) والتكامل المكاني (الشكل 7).

الإعداد الفيزيولوجيا الكهربية العامة

يتكون الإعداد الفيزيولوجي الكهربائي من مضخم تفاضلي (طراز 1700 ، أنظمة AM ، Sequim ، WA ، الولايات المتحدة الأمريكية) ، منظار الذبذبات (TBAS 1046 ، Tektronix ، Beaverton ، OR ، USA) ومحول A / D (طراز 118 ، أنظمة iWorks ، دوفر ، نيو هامبشاير ، الولايات المتحدة الأمريكية). تم إجراء التسجيلات داخل قفص فاراداي على طاولة عزل الاهتزاز (TMC 66-501 ، Technical Manufacturing Corporation ، Peabody ، MA ، الولايات المتحدة الأمريكية). تم تخزين البيانات على جهاز كمبيوتر باستخدام برنامج LabScribe (iWorks) ، وتحليلها باستخدام كود مكتوب بشكل مخصص في Octave (https://www.gnu.org/software/octave/). للتحكم بإحكام في إضاءة الخلفية ، تم إحاطة منطقة التسجيل بأكملها بنسيج معتم (BK5 ، Thorlabs ، Newton ، NJ ، الولايات المتحدة الأمريكية). بالإضافة إلى ذلك ، تم إيقاف ضوء الغرفة أثناء التجارب ، بحيث كانت مصادر الضوء الوحيدة في الغرفة هي مصابيح المؤشرات على الأجهزة الإلكترونية وشاشة الكمبيوتر. تم اختبار الختم الخفيف لمنطقة التسجيل عن طريق زيادة كبيرة مفاجئة في إضاءة الغرفة المحيطة بعد أن تم تكييف العلقة المظلمة تمامًا. لا يمكن الوثوق بختم الضوء إلا إذا لم يستدعي ذلك استجابة.

قياس شدة الضوء

تم أخذ القياسات باستخدام مقياس طيف (USB2000 + مع ألياف بصرية QP600-025-SR ومصحح جيب التمام CC3-UV-T Ocean Optics ، دنيدن ، فلوريدا ، الولايات المتحدة الأمريكية) والذي تمت معايرته مقابل مصدر ضوء معاير (DH-2000 ، بصريات المحيط ). جميع شدة الضوء المبلغ عنها هي أرقام مطلقة من قياسات الإشعاع الإشعاعي ، بوحدات الفوتونات cm −2 s −1. للحصول على شدة ضوء متحكم بها أقل من الحد الأدنى من الشدة التي يمكن لمقياس الطيف قياسها مباشرة ، استخدمنا مرشحات كثافة محايدة مُعايرة موضوعة أمام مصدر ضوء أكثر إشراقًا. تم إجراء معايرة مرشحات الكثافة المحايدة بشكل مستقل لكل طول موجة ذي صلة. تم إجراء جميع القياسات باستخدام مصحح جيب التمام لمسبار مقياس الطيف على نفس المسافة والاتجاه بالنسبة لمصدر الضوء حيث ستكون العلقة في تجاربنا الفعلية. على الرغم من أننا حرصنا على قياس شدة الضوء بأكبر قدر ممكن من الدقة ، تجدر الإشارة إلى أن قياس شدة الضوء المطلقة بدقة يمثل تحديًا ملحوظًا: وفقًا لجونسن (2012) ، من المتوقع حدوث أخطاء في القياس تصل إلى 10٪ (0.1 وحدة لوغاريتمية) حتى في أفضل السيناريوهات. نعتقد أن قياساتنا دقيقة حول هذا المستوى. علاوة على ذلك ، نظرًا لأن جميع نتائجنا الرئيسية تعتمد على شدة الضوء النسبية ، فإن الأخطاء الطفيفة في قيم الشدة المطلقة لا تؤثر على تفسير نتائجنا.

قياسات الحساسية الطيفية

تم إنشاء ضوء أحادي اللون عن طريق اقتران مصباح قوس زينون 150 واط (Apex 70525 Monochromator Illuminator ، Oriel Instruments ، Stratford ، CT ، USA) إلى أحادي اللون (Cornerstone 130 1/8 m 74000 ، Oriel). في التجارب السابقة باستخدام هذا النظام ، لاحظنا ذروة ثانوية صغيرة عند حوالي 300 نانومتر تحت الطول الموجي الذروة الأولي. للتخلص من هذه الذروة الثانوية ، استخدمنا مرشح تمرير طويل (ET542LP ، Chroma ، Bellows Falls ، VT ، الولايات المتحدة الأمريكية) لجميع الأطوال الموجية الأولية البالغة 590 نانومتر وما فوق. تم التحكم في شدة الضوء باستخدام مرشح كثافة محايدة متغير (50Q00AV.2 ، Newport Corporation ، Irvine ، CA ، USA) مركب على مرحلة محور دوار بمحرك (NSR-12 يتم التحكم فيه بواسطة وحدة تحكم NewStep NSC200 ، كلاهما شركة Newport). تم استخدام ثلاثة مرشحات إضافية للكثافة المحايدة (FRQ-ND1 و FRQ-ND2 و Newport Corporation NDUV30A و Thorlabs) تم تركيبها على عجلة ترشيح يدوية (FW1A ، Thorlabs) لتحقيق تخفيف الضوء خارج نطاق عجلة المرشح الآلية. تم التحكم في مدة التحفيز بواسطة مصراع (VCM-D1 ، Uniblitz ، روتشستر ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية). احتوى مسار الضوء أيضًا على عدستين (LJ4395-UV و LA4306-UV ، Thorlabs) ركزت الضوء على الألياف الضوئية الموضوعة خلف المصراع مباشرة. (تم اختيار العدسات والألياف لنقل كل من الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي.) في نهاية الألياف الضوئية كانت هناك عدسة تقوم بموازاة الضوء بحيث يتم عرض بقعة ضوئية بقطر 2.8-3.5 سم على العلقة من مسافة بعيدة. 10-13 سم. تم وضع مصدر الضوء فوق العلقة وإضاءة الجانب البطني الخلفي بأكمله بدءًا من فتحة جدار الجسم عند M10 إلى المصاص الخلفي بزاوية لا تزيد عن 30 درجة من الوضع الطبيعي.

تم تكييف العلقات المظلمة لمدة 30 دقيقة على الأقل قبل بدء التسجيل ، وتم إجراء التسجيلات بدون إضاءة الخلفية.(لم نتمكن من تحديد كمية ضوء الخلفية الشارد ، لكننا نقدر أنه أقل من 10 8 فوتونات سم × 2 ثانية -1 ، أو ما يقرب من 0.0002 لكس ، على غرار الظلام تحت سماء ملبدة بالغيوم في ليلة بلا قمر.) سجلنا ردودًا على 500- منبهات ms ذات الأطوال الموجية الذروة التالية (نانومتر): 320 ، 350 ، 400 ، 455 ، 530 ، 590 و 655. ترتيب الأطوال الموجية التي اختبرناها كان عشوائيًا. لإنشاء منحنيات الاستجابة - اللوغاريتم (الشدة) ، استخدمنا شدة الضوء في نطاق من حوالي 3 وحدات لوغاريتمية في خطوات من حوالي 1/3 وحدة لوغاريتمية ، تعمل دائمًا من أجل زيادة شدة الضوء ، بشكل منفصل لكل طول موجي. أظهرت البيانات الأولية (غير معروضة) أنه كان من الأهمية بمكان تضمين أوقات التعافي المطولة بين المحفزات خاصة بعد الاستجابة القوية لشدة الضوء المرتفعة نسبيًا. لتحسين جودة البيانات التي تم الحصول عليها ، سمحنا بما لا يقل عن دقيقة واحدة وما يصل إلى 5 دقائق بين المحفزات ، اعتمادًا على شدة ضوء التحفيز والاستجابات.

التكيف مع الضوء الأخضر والأشعة فوق البنفسجية

في هذه التجارب ، استخدمنا مصابيح LED جنبًا إلى جنب مع مرشحات الكثافة المحايدة لتحقيق شدة إضاءة أعلى ونطاق شدة أوسع مما كان ممكنًا باستخدام أحادي اللون. تم التحكم في مصابيح LED بواسطة برنامج تشغيل مخصص يوفر تيار تيار مستمر منظم بدقة لمصباح LED ، عملت مرشحات الكثافة المحايدة على توسيع نطاق الشدة إلى ما وراء نطاق السائق. لم نستخدم على وجه التحديد تعديل عرض النبضة (أي التحكم في دورة عمل الوميض) لتجنب الافتراضات حول استجابة التردد للنظام المرئي. تتوفر المخططات التخطيطية من المؤلف المقابل عند الطلب.

بالنسبة للأشعة فوق البنفسجية ، استخدمنا مصابيح LED بطول موجة مهيمن يبلغ 365 نانومتر (LED Engin LZ1-10UV00 ، Mouser ، Mansfield ، TX ، الولايات المتحدة الأمريكية) ونفس مرشحات الكثافة المحايدة المذكورة أعلاه. للضوء الأخضر ، استخدمنا 523 نانومتر من مصابيح LED وفلاتر OD-2 و OD-4 (NE20B-A و NE40B-A ، Thorlabs). بهذه الطريقة ، حققنا نطاق شدة ضوء الخلفية الخضراء من 6 وحدات لوغاريتمية ونطاق شدة ضوء التحفيز الأخضر والأشعة فوق البنفسجية بحوالي 7.5 وحدة لوغاريتمية. تم تزويد ضوء التحفيز فوق البنفسجي (ولكن ليس خلفية الأشعة فوق البنفسجية) بمرشح (357 / 25x ، Chroma AT) الذي قضى على ذروة ثانوية صغيرة ضمن نطاق الطول الموجي المرئي. نظرًا لأن الإضاءة فوق البنفسجية أدت إلى تألق قوي للأنسجة المعوية المكشوفة عند فتحة جدار الجسم ، فقد أزلنا هذا النسيج قدر الإمكان وأغلقنا فتحة جدار الجسم للتسجيل.

تم تركيب كل مصباح LED خلف عدسة مكثف (ACL2520 ، F= 20 مم ، Thorlabs). تم تركيب مجموعات LED الخلفية والتحفيز مباشرة فوق العلقة بحيث لا تزيد الزاوية بينهما عن 15 درجة. أضاءت الخلفية العلقة من مسافة 19 سم ، وأضاء المنبه العلقة من مسافة 11 سم. يبلغ قطر المنطقة المضيئة 9.5-10.5 سم. تم تثبيت العلقة بطول لا يزيد عن 6 سم ، بحيث يضيء الجانب البطني بأكمله بواسطة كل من الخلفية والمحفز (الشكل 1 ب). تم تركيب مصابيح LED الخلفية الخضراء والأشعة فوق البنفسجية في مواضع ثابتة بجوار بعضها البعض مباشرة على شريط تمرير يسمح بتبديل مواضعها. هذا يضمن أن موقع التحفيز والاتجاه كانا متطابقين بغض النظر عن الطول الموجي.

لتحديد مدى التكيف مع ضوء الخلفية الخضراء ، اختبرنا ست شدة خلفية تتراوح من 3.4 × 10 10 إلى 3.4 × 10 15 فوتون سم −2 ثانية -1 في خطوات من وحدة تسجيل واحدة. نظرًا لأن الحاجة إلى الحفاظ على صحة حيوانات التجربة خلال التجربة فرضت قيودًا زمنية على مدة التجارب ، فإن كل علقة (ن =11) مع ثلاثة أو أربعة فقط من شدة ضوء الخلفية الست. (على وجه التحديد ، اختبرنا أدنى مستوى للضوء على 11 علقة ، والمستوى الثاني على 6 علقات ، والثالث على 4 ، والرابع على 3 ، والخامس على 5 والأعلى على 10.)

كما هو مذكور أعلاه ، تم تكييف العلقات المظلمة لمدة 30 دقيقة قبل التسجيل ، بالإضافة إلى تكييف الخلفية لمدة 10 دقائق في كل مرة قمنا فيها بتغيير إضاءة الخلفية أو اضطررنا إلى فتح ختم الضوء لتبادل مرشحات الكثافة المحايدة. لتوليد منحنيات الاستجابة - اللوغاريتمات (الشدة) لكل شدة ضوء في الخلفية وطول موجة التحفيز (الأخضر والأشعة فوق البنفسجية) ، طبقنا منبهات ثنائية الثانية بكثافة تمتد على 3 وحدات لوغاريتمية في خطوات تقارب 1/4 وحدة لوغاريتمية ، من أجل زيادة الضوء الشدة. لمنع التكيف مع شدة التحفيز ، تم توفير 3 دقائق من إضاءة الخلفية فقط بين المحفزات.

التكيف المحلي مقابل التكيف غير المحلي

قدم اثنان من مصابيح LED ذات الفتحات الخضراء (941-C505BGANCC0D0781 ، صائد الفئران) إضاءة خلفية تفاضلية للنصفين الأمامي والخلفي من العلقة. قدم مصباح LED ثالث محفزات فلاش للنصف الخلفي من العلقة. تم تركيب جميع مصابيح LED على مسافة 9 سم من العلقة ، تم تركيب مؤشر LED التحفيزي على الفور بجوار الصمام الذي يوفر إضاءة خلفية للنصف الخلفي من الحيوان. تم وضع حاجز ضوئي يتكون من قماش التعتيم بين النصفين الأمامي والخلفي من العلقة لضمان التحفيز التفاضلي المتحكم فيه للنصفين (الشكل 1 ج). على النحو الوارد أعلاه ، استخدمنا مرشحات الكثافة المحايدة لتقليل شدة الضوء خارج نطاق مصابيح LED. تم تركيبها على شريط تمرير بحيث يمكن استبدالها من الخارج دون فتح الختم الخفيف لمنطقة التسجيل.

تم استخدام مستويين من شدة ضوء الخلفية في هذه التجارب: 3.9 × 10 12 فوتون سم −2 ثانية -1 ("مظلم") و 4.4 × 10 13 فوتون سم −2 ثانية −1 ("ضوء"). تم اختبار جميع مجموعات ظروف الخلفية الفاتحة والداكنة ، دائمًا بالترتيب التالي: (1) كلا النصفين داكنين (2) ضوء كلا النصفين (3) ضوء خلفي ، أمامي داكن (4) ضوء خلفي داكن ، ضوء أمامي (5) كلا النصفين dark (كعنصر تحكم لاختبار ما إذا كان بإمكاننا استعادة الاستجابة الأولية). لإنشاء منحنيات الاستجابة ، تم استخدام نفس النطاق وحجم الخطوة وترتيب التحفيز ومدة التحفيز كما في التجربة السابقة.

التكامل المكاني

كانت شدة إضاءة الخلفية 4.5 × 10 11 فوتون سم −2 ثانية -1. كان الإعداد بخلاف ذلك هو نفسه بالنسبة لتجربة التكيف المحلية مقابل تجربة التكيف غير المحلية ، باستثناء أنه تم استخدام مؤشر LED محفز إضافي لتوفير ومضات للمنطقة الأمامية. كان ترتيب التحفيز: (1) الأمامي فقط (2) الأمامي والخلفي معًا (3) الأمامي مرة أخرى فقط لاختبار ما إذا كان بإمكاننا استعادة الاستجابات الأولية. بعد ذلك ، قمنا بقطع الحبل الخلفي لموقع التسجيل ، والذي فصل النصف الخلفي من الجسم عن موقع التسجيل لدينا ، واختبرنا تأثير الضوء الشارد عن طريق تحفيز (4) الخلفي فقط (والذي من المحتمل أن يؤثر على الجانب الأمامي من خلال ضوء شارد) و (5) أمامي فقط ، لاختبار ما إذا كان يمكن استعادة الاستجابات الأولية. كانت مدة التحفيز ، ونطاق الشدة ، وحجم الخطوة ، وترتيب التحفيز والوقت بين المحفزات كما كان من قبل.

تحليل البيانات

استجابات الخلايا S لتحفيز الضوء والحساسية الطيفية. (أ) الردود على ومضات الضوء الأخضر 2-s (530 نانومتر ، 1.5 × 10 11 فوتون سم −2 ثانية −1 منطقة مظللة) المقدمة إلى النصف الخلفي من جدار الجسم البطني. من أعلى إلى أسفل: مخططات خطوط المسح الخام خارج الخلية التمثيلية من 20 تجربة فردية على رسم بياني لمعدل إطلاق العلقة واحد لتلك التجارب. أشرطة النطاق: 1 s و 25 spikes s −1. (ب) منحنيات الاستجابة لمضات 500 مللي ثانية من الضوء بأطوال موجية مختلفة (علقة تمثيلية واحدة). (ج) الحساسية الطيفية لاستجابات الخلايا S (أنا50، شدة الضوء لاستجابة 50٪). تمثل النقاط للحيوانات الفردية خطوطًا سوداء تشير إلى الوسائل والشم. تشير الأحرف إلى التجمعات من ANOVA / Tukey (في ص& lt0.05 ن=5).

استجابات الخلايا S لتحفيز الضوء والحساسية الطيفية. (أ) الردود على ومضات الضوء الأخضر 2-s (530 نانومتر ، 1.5 × 10 11 فوتون سم −2 ثانية −1 منطقة مظللة) المقدمة إلى النصف الخلفي من جدار الجسم البطني. من أعلى إلى أسفل: مخططات خطوط المسح الخام خارج الخلية التمثيلية من 20 تجربة فردية على رسم بياني لمعدل إطلاق العلقة واحد لتلك التجارب. أشرطة النطاق: 1 s و 25 spikes s −1. (ب) منحنيات الاستجابة لمضات 500 مللي ثانية من الضوء بأطوال موجية مختلفة (علقة تمثيلية واحدة). (ج) الحساسية الطيفية لاستجابات الخلايا S (أنا50، شدة الضوء لاستجابة 50٪). تمثل النقاط للحيوانات الفردية خطوطًا سوداء تشير إلى الوسائل والشم. تشير الأحرف إلى التجمعات من ANOVA / Tukey (في ص& lt0.05 ن=5).

التكيف مع شدة ضوء الخلفية. (أ) شدة ضوء التحفيز الأخضر المطلوب لتحقيق 50٪ من استجابة الهضبة (أنا50، راجع المواد والطرق) كدالة لكثافة الخلفية الخضراء. تشير الرموز إلى أن خطوط الحيوانات هي نوبات خطية لكل حيوان. (ب) شدة ضوء التحفيز فوق البنفسجي المطلوب لتحقيق نفس الاستجابة كما في A كدالة لشدة الخلفية الخضراء. الخطوط تناسب خطي بشكل منفصل لأنظمة الخلفية المنخفضة (يسار) وخلفية عالية (يمين). (ج) الاختلاف في شدة الضوء المطلوب لتحقيق 50٪ من استجابة الهضبة عند استخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية مقابل الضوء الأخضر ، عند أدنى شدة خلفية (ب / ز) (يسار) وأعلى كثافة خلفية (يمين). ***ص& lt10 –7 ، ر-اختبار (ن= 11). (د) ملخص نتائج الملاءمة من A و B. من اليسار إلى اليمين ، منحدر منحنى الاستجابة للضوء الأخضر (أخضر) ، إلى ضوء الأشعة فوق البنفسجية في نظام الخلفية المنخفضة (UV ، منخفض b / g) وإلى ضوء الأشعة فوق البنفسجية في نظام الخلفية العالية (الأشعة فوق البنفسجية ، عالية ب / ز). تشير النقاط السوداء إلى منحدرات أشرطة النوبات الفردية التي تشير إلى متوسط ​​و sd. عبر الحيوانات. ***ص& lt10 –5 ، ر-اختبار (ن= 8). (E ، F) تأخير الاستجابة لتحفيز الضوء الأخضر والأشعة فوق البنفسجية عند أدنى شدة ضوء في الخلفية (E) وأعلى شدة ضوء الخلفية (F). يتم رسم شدة ضوء التحفيز بشكل طبيعي إلى أنا50. تشير الرموز إلى العلقات الفردية ، والخطوط مناسبة لكل حيوان والخط المتقطع يشير إلى شدة الضوء التي أثارت استجابة نصف الحد الأقصى (أنا50). (G) ملخص البيانات من E و F ، يظهر تأخير الاستجابة عند أنا50 لتحفيز الضوء الأخضر والأشعة فوق البنفسجية عند أدنى شدة لضوء الخلفية (يسار) وأعلى (يمين). ***ص& lt10 –5 ، ر-اختبار (ن=11).

التكيف مع شدة ضوء الخلفية. (أ) شدة ضوء التحفيز الأخضر المطلوب لتحقيق 50٪ من استجابة الهضبة (أنا50، راجع المواد والطرق) كدالة لكثافة الخلفية الخضراء. تشير الرموز إلى أن خطوط الحيوانات هي نوبات خطية لكل حيوان. (ب) شدة ضوء التحفيز فوق البنفسجي المطلوب لتحقيق نفس الاستجابة كما في A كدالة لشدة الخلفية الخضراء. الخطوط تناسب خطي بشكل منفصل لأنظمة الخلفية المنخفضة (يسار) وخلفية عالية (يمين). (ج) الاختلاف في شدة الضوء المطلوب لتحقيق 50٪ من استجابة الهضبة عند استخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية مقابل الضوء الأخضر ، عند أدنى شدة خلفية (ب / ز) (يسار) وأعلى كثافة خلفية (يمين). ***ص& lt10 –7 ، ر-اختبار (ن= 11). (د) ملخص نتائج الملاءمة من A و B. من اليسار إلى اليمين ، منحدر منحنى الاستجابة للضوء الأخضر (أخضر) ، إلى ضوء الأشعة فوق البنفسجية في نظام الخلفية المنخفضة (UV ، منخفض b / g) وإلى ضوء الأشعة فوق البنفسجية في نظام الخلفية العالية (UV، high b / g). تشير النقاط السوداء إلى منحدرات أشرطة النوبات الفردية التي تشير إلى متوسط ​​و sd. عبر الحيوانات. ***ص& lt10 –5 ، ر-اختبار (ن= 8). (E ، F) تأخير الاستجابة لتحفيز الضوء الأخضر والأشعة فوق البنفسجية عند أدنى شدة ضوء في الخلفية (E) وأعلى شدة ضوء الخلفية (F). يتم رسم شدة ضوء التحفيز بشكل طبيعي إلى أنا50. تشير الرموز إلى العلقات الفردية ، والخطوط مناسبة لكل حيوان ، ويشير الخط المتقطع إلى شدة الضوء التي أثارت استجابة نصف الحد الأقصى (أنا50). (G) ملخص البيانات من E و F ، يظهر تأخير الاستجابة عند أنا50 لتحفيز الضوء الأخضر والأشعة فوق البنفسجية عند أدنى شدة لضوء الخلفية (يسار) وأعلى (يمين). ***ص& lt10 –5 ، ر-اختبار (ن=11).

التكيف مع طيف ضوء الخلفية. (أ) الاستجابة للمنبهات بالضوء الأخضر (الخضر) وضوء الأشعة فوق البنفسجية (الأرجواني) على خلفية إما الضوء الأخضر (الدوائر) أو الضوء فوق البنفسجي (الصلبان). كانت شدة الخلفية 3.4 × 10 15 فوتون سم للخلفية الخضراء و 9.7 × 10 15 فوتون سم لخلفية الأشعة فوق البنفسجية (انظر النتائج ، الدليل الفسيولوجي لقناة ملونة ثانية ، من أجل الأساس المنطقي). تمثل العلامات الأرجوانية المعبأة والمفتوحة البيانات التي تم جمعها في ظل نفس الظروف في بداية التجربة ونهايتها ، لتأكيد استقرار الاستجابات. بيانات من حيوان تمثيلي واحد. (ب) شدة ضوء التحفيز المطلوبة للحصول على استجابة لا تقل عن 35٪ قوية مثل استجابة الهضبة لمحفزات الأشعة فوق البنفسجية على الخلفية الخضراء (أنا35). ***ص& lt0.0001 ، اختبار Tukey بعد ANOVA (F3,15=32.5, ص& lt10 –6 ، ن= 6 علقات). الألوان كما في A.

التكيف مع طيف ضوء الخلفية. (أ) الاستجابة للمنبهات بالضوء الأخضر (الخضر) وضوء الأشعة فوق البنفسجية (الأرجواني) على خلفية إما الضوء الأخضر (الدوائر) أو الضوء فوق البنفسجي (الصلبان). كانت شدة الخلفية 3.4 × 10 15 فوتون سم للخلفية الخضراء و 9.7 × 10 15 فوتون سم لخلفية الأشعة فوق البنفسجية (انظر النتائج ، الدليل الفسيولوجي لقناة ملونة ثانية ، من أجل الأساس المنطقي). تمثل العلامات الأرجوانية المعبأة والمفتوحة البيانات التي تم جمعها في ظل نفس الظروف في بداية التجربة ونهايتها ، لتأكيد استقرار الاستجابات. بيانات من حيوان تمثيلي واحد. (ب) شدة ضوء التحفيز المطلوبة للحصول على استجابة لا تقل عن 35٪ قوية مثل استجابة الهضبة لمحفزات الأشعة فوق البنفسجية على الخلفية الخضراء (أنا35). ***ص& lt0.0001 ، اختبار Tukey بعد ANOVA (F3,15=32.5, ص& lt10 –6 ، ن= 6 علقات). الألوان كما في A.

تحليلات الترنسكريبتوم لتحديد الأوبسين

تم إنشاء قواعد بيانات النسخ من نوعين منفصلين من الأنسجة: (1) رأس واحد يحتوي على العينين و (2) 100 حسية معزولة تم جمعها من الجسم. تم تشريح الأنسجة في Gibco PBS الخالي من الحمض النووي الريبي المثلج (Thermo Fisher Scientific ، Waltham ، MA ، الولايات المتحدة الأمريكية). تم تجميد الأنسجة لفترة وجيزة في النيتروجين السائل والأرض باستخدام ملاط ​​ومدقة. تم إجراء عزل الحمض النووي الريبي باستخدام مجموعة مناديل RNeasy Lipid Tissue Kit (Qiagen ، فالنسيا ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية). لتقييم جودة الحمض النووي الريبي ، خضعت عمليات الاستخراج لتحليل طيفي باستخدام مطياف NanoDrop 1000 (Thermo Fisher Scientific) حيث أ260/280 أسفرت نسبة الامتصاص عن قياسات حول 2.0 لمستخلصات الحمض النووي الريبي ، مما يشير إلى أن جميع قياسات الحمض النووي الريبي كانت نقية نسبيًا. استخدم RNA-seq Illumina HiSeq 2500 (75 نقطة أساس) مع إعداد Ribo-zero في مرفق التسلسل الأساسي لمستشفى سينسيناتي للأطفال (سينسيناتي ، أوهايو ، الولايات المتحدة الأمريكية). تم تجميع ملفات FASTQ الأولية المقروءة باستخدام Trinity (Grabherr et al. ، 2011) و CLC Genomics and Oases (Schulz et al. ، 2012) وفقًا للطرق الموصوفة سابقًا (Rosendale et al. ، 2016). تم تقييم التعبير عن طريق تعيين القراءات بناءً على المعلمات الموضحة في Rosendale et al. (2016). تم تقييم جودة كل نسخة من خلال تقييم مجموعات جينات تقويم العظام أحادية النسخة العالمية (BUSCO) (Simão et al. ، 2015).

تم تحديد تسلسل Opsin باستخدام خوارزمية Blastx (Altschul et al. ، 1997) لتحديد أخصائي تقويم العظام لتسلسل opsin المشروح مسبقًا لـ H. روبوستا (Döring et al. ، 2013) جنبًا إلى جنب مع مجموعات opsin التي تم الحصول عليها من المفصليات وأنواع أخرى من اللافقاريات من قواعد بيانات NCBI nr. تم استخدام قاعدتي البيانات المختلفتين لتحديد الوظائف المحتملة ، حيث لم يتم تمييز العديد من opsins الخاصة بالحلقة بشكل كامل. تم استخدام BLAST المتبادل ضد قواعد بيانات اللافقاريات والمفصليات لتأكيد ما إذا كانت الجينات المتوقعة تتطابق مع opsins في أنظمة أخرى. تم تقييم العلاقات بين متواليات opsin و contigs من خلال استخدام MEGA5 (Tamura et al. ، 2011) لإنشاء جار ينضم إلى الشجرة بعد محاذاة التسلسل مع CLUSTAL Omega (Sievers and Higgins ، 2014). تم إيداع ملفات تسلسل Illumina في NCBI SRA (Bioproject: PRJNA504032).


محتويات

أول شخص يُنسب إليه الفضل في توظيفه كمدرس علوم في مدرسة عامة بريطانية كان ويليام شارب ، الذي ترك الوظيفة في مدرسة الرجبي في عام 1850 بعد إدخال العلوم في المناهج الدراسية. يُقال إن Sharp قد أنشأت نموذجًا للعلوم ليتم تدريسه في نظام المدارس العامة البريطانية. [1]

نشرت الأكاديمية البريطانية لتقدم العلوم (BAAS) تقريرًا في عام 1867 [2] يدعو إلى تدريس "العلوم البحتة" وتدريب "العادة العلمية للعقل". دعمت حركة التعليم التقدمي أيديولوجية التدريب العقلي من خلال العلوم. شددت BAAS على التدريب قبل المهني بشكل منفصل في تعليم العلوم الثانوية. بهذه الطريقة ، يمكن إعداد أعضاء BAAS في المستقبل.

تباطأ التطور الأولي لتدريس العلوم بسبب نقص المعلمين المؤهلين. كان أحد التطورات الرئيسية هو تأسيس أول مجلس لمدرسة لندن في عام 1870 ، والذي ناقش منهج المدرسة ، وكان الآخر هو بدء الدورات لتزويد البلاد بمعلمي العلوم المدربين. في كلتا الحالتين تأثير توماس هنري هكسلي. كان جون تيندال مؤثرًا أيضًا في تدريس العلوم الفيزيائية. [3]

في الولايات المتحدة ، كان تعليم العلوم مبعثرًا للموضوعات قبل توحيده في تسعينيات القرن التاسع عشر. [4] ظهر تطوير منهج العلوم تدريجيًا بعد نقاش موسع بين أيديولوجيتين ، علم المواطن والتدريب قبل المهني. نتيجة لمؤتمر ثلاثين مرشدًا ثانويًا وجامعيًا في فلوريدا ، عينت الجمعية الوطنية للتعليم لجنة من عشرة في عام 1892 ، والتي كانت لها سلطة تنظيم اجتماعات مستقبلية وتعيين لجان موضوعية للموضوعات الرئيسية التي يتم تدريسها في المدارس الثانوية. تألفت اللجنة من عشرة معلمين وترأسها تشارلز إليوت من جامعة هارفارد. عينت لجنة العشرة لجان مؤتمرات: اللاتينية اليونانية الإنجليزية اللغات الحديثة الأخرى الرياضيات التاريخ الحكومة المدنية والاقتصاد السياسي والفيزياء وعلم الفلك والكيمياء والتاريخ الطبيعي والجغرافيا. تألفت كل لجنة من عشرة متخصصين بارزين من الكليات والمدارس العادية والمدارس الثانوية. وقدمت تقارير اللجنة إلى لجنة العشرة التي اجتمعت لمدة أربعة أيام في مدينة نيويورك لإعداد تقرير شامل. [5] في عام 1894 ، نشرت وكالة الطاقة النووية نتائج عمل لجان المؤتمر هذه. [5]

وفقًا للجنة العشرة ، كان الهدف من المدرسة الثانوية هو إعداد جميع الطلاب للقيام بعمل جيد في الحياة ، والمساهمة في رفاهيتهم وصالح المجتمع. كان الهدف الآخر هو إعداد بعض الطلاب للنجاح في الكلية. [6]

دعمت هذه اللجنة نهج علم المواطن الذي يركز على التدريب العقلي وحجب الأداء في الدراسات العلمية عن الالتحاق بالكلية. [7] شجعت BAAS نموذجها الطويل الأمد في المملكة المتحدة. [8] تبنت الولايات المتحدة منهجًا تم وصفه على النحو التالي: [5]

  • يجب أن يركز العلم الابتدائي على الظواهر الطبيعية البسيطة (دراسة الطبيعة) عن طريق التجارب التي يتم إجراؤها "في الميدان".
  • يجب أن تركز العلوم الثانوية على العمل المخبري والقوائم المعدة من قبل اللجنة للتجارب المحددة
  • تدريس الحقائق والمبادئ
  • التحضير للكلية

سيطر شكل التدريب الذهني المشترك والتدريب ما قبل الاحترافي باستمرار على المناهج الدراسية منذ بدايتها وحتى الآن. ومع ذلك ، فإن الحركة لدمج نهج إنساني ، مثل إدراج الفنون (S. تقارير الأكاديمية الأمريكية لتقدم العلوم (AAAS) ، بما في ذلك المشروع 2061 ، ومن قبل اللجنة الوطنية لمعايير تعليم العلوم وتقييمها ، توضح أهداف تعليم العلوم التي تربط علوم الفصل بالتطبيقات العملية والآثار المجتمعية.

العلم هو موضوع عالمي يمتد إلى فرع المعرفة الذي يدرس بنية وسلوك العالم المادي والطبيعي من خلال الملاحظة والتجربة. [9] يتم تقسيم تعليم العلوم بشكل شائع إلى المجالات الثلاثة التالية: علم الأحياء والكيمياء والفيزياء.

تحرير تعليم الفيزياء

يتميز تعليم الفيزياء بدراسة العلوم التي تتناول المادة والطاقة وتفاعلاتها. [10]

الفيزياء أولاً ، وهو برنامج أقرته الرابطة الأمريكية لمدرسي الفيزياء ، هو منهج يأخذ فيه طلاب الصف التاسع دورة تمهيدية في الفيزياء. والغرض من ذلك هو إثراء فهم الطلاب للفيزياء ، والسماح بتدريس المزيد من التفاصيل في فصول الأحياء والكيمياء اللاحقة بالمدرسة الثانوية. ويهدف أيضًا إلى زيادة عدد الطلاب الذين يواصلون دراسة الفيزياء للصف الثاني عشر أو فيزياء AP ، وهي دورات اختيارية بشكل عام في المدارس الثانوية الأمريكية. [22]

عانى تعليم الفيزياء في المدارس الثانوية في الولايات المتحدة خلال العشرين عامًا الماضية لأن العديد من الولايات تتطلب الآن ثلاثة علوم فقط ، والتي يمكن إرضائها عن طريق علوم الأرض / الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا. حقيقة أن العديد من الطلاب لا يدرسون الفيزياء في المدرسة الثانوية يجعل الأمر أكثر صعوبة على هؤلاء الطلاب في أخذ دورات علمية في الكلية.

على مستوى الجامعة / الكلية ، ثبت نجاح استخدام المشاريع ذات الصلة بالتكنولوجيا المناسبة لإثارة اهتمام التخصصات غير الفيزيائية بتعلم الفيزياء. [23] هذه فرصة محتملة لإقامة علاقة بين الفيزياء والمنفعة الاجتماعية.

تحرير تعليم الكيمياء

يتميز تعليم الكيمياء بدراسة العلوم التي تتناول تكوين وتركيب وخصائص المواد والتحولات التي تخضع لها. [11]

الكيمياء هي دراسة المواد الكيميائية والعناصر وتأثيراتها وصفاتها. يتعلم الطلاب في الكيمياء الجدول الدوري. فرع تعليم العلوم المعروف باسم "يجب تدريس الكيمياء في سياق ذي صلة من أجل تعزيز الفهم الكامل لقضايا الاستدامة الحالية". [12] كما ينص هذا المصدر على أن الكيمياء مادة مهمة للغاية في المدرسة لأنها تعلم الطلاب فهم القضايا في العالم. نظرًا لأن الأطفال يهتمون بالعالم من حولهم ، يمكن لمعلمي الكيمياء جذب الاهتمام بدوره إلى تعليم الطلاب بشكل أكبر. [13] موضوع الكيمياء هو مادة عملية للغاية ، مما يعني أن معظم وقت الفصل يقضي في العمل أو إكمال التجارب.

تحرير تعليم الأحياء

يتميز تعليم الأحياء بدراسة التركيب والوظيفة والوراثة وتطور جميع الكائنات الحية. [14] علم الأحياء نفسه هو دراسة الكائنات الحية ، من خلال مجالات مختلفة بما في ذلك علم التشكل وعلم وظائف الأعضاء وعلم التشريح والسلوك والأصل والتوزيع. [15]

اعتمادًا على البلد ومستوى التعليم ، هناك العديد من الأساليب لتدريس علم الأحياء. في الولايات المتحدة ، هناك تركيز متزايد على القدرة على التحقيق في الأسئلة المتعلقة بالبيولوجيا وتحليلها على مدى فترة زمنية طويلة. [16]

في حين أن الصورة العامة لتعليم العلوم قد تكون مجرد حقائق عن التعلم عن ظهر قلب ، فإن تعليم العلوم في التاريخ الحديث يركز أيضًا بشكل عام على تدريس مفاهيم العلوم ومعالجة المفاهيم الخاطئة التي قد يحملها المتعلمون فيما يتعلق بمفاهيم العلوم أو محتوى آخر. توماس كون ، كتابه الصادر عام 1962 بنية الثورات العلمية أثرت بشكل كبير على فلسفة العلوم ما بعد الوضعية ، وجادل بأن الطريقة التقليدية للتدريس في العلوم الطبيعية تميل إلى إنتاج عقلية جامدة. [17] [18]

منذ الثمانينيات ، تأثر تعليم العلوم بشدة بالتفكير البنائي. [19] [20] [21] تم إطلاع البنائية في تعليم العلوم من خلال برنامج بحثي مكثف حول تفكير الطلاب وتعلمهم في العلوم ، وعلى وجه الخصوص استكشاف كيف يمكن للمدرسين تسهيل التغيير المفاهيمي نحو التفكير العلمي الأساسي. تؤكد البنائية على الدور النشط للمتعلم ، وأهمية المعرفة والفهم الحاليين في التوسط في التعلم ، وأهمية التدريس الذي يوفر المستوى الأمثل من التوجيه للمتعلمين. [22]

نهج الاكتشاف الموجه تحرير

جنبًا إلى جنب مع جون ديوي وجيروم برونر وكثيرين آخرين ، يقدم آرثر كويستلر [23] نقدًا لتعليم العلوم المعاصرة ويقترح استبداله بنهج الاكتشاف الموجه:

لاشتقاق المتعة من فن الاكتشاف ، كما هو الحال من الفنون الأخرى ، يجب جعل المستهلك - الطالب في هذه الحالة - يعيد الحياة إلى حد ما للعملية الإبداعية. بعبارة أخرى ، يجب حثه ، بمساعدة وتوجيه مناسبين ، على القيام ببعض الاكتشافات الأساسية للعلم بنفسه ، ليختبر في عقله بعضًا من ومضات البصيرة التي أنارت طريقه. . . . إن الطريقة التقليدية في مواجهة الطالب ليس بالمشكلة بل بالحل النهائي ، يعني حرمانه من كل الإثارة ، [إيقاف] الدافع الإبداعي ، [اختزال] مغامرة البشرية إلى كومة من النظريات المتربة.

تتوفر توضيحات عملية محددة لهذا النهج. [24] [25]

تم استنباط ممارسة تعليم العلوم بشكل متزايد من خلال البحث في تدريس العلوم وتعلمها. يعتمد البحث في تعليم العلوم على مجموعة متنوعة من المنهجيات المستعارة من العديد من فروع العلوم والهندسة مثل علوم الكمبيوتر والعلوم المعرفية وعلم النفس المعرفي والأنثروبولوجيا. يهدف بحث تعليم العلوم إلى تحديد أو تمييز ما يشكل التعلم في العلوم وكيف يتم تحقيقه.

لخص جون د.برانسفورد وآخرون البحث المكثف حول تفكير الطلاب على أنه يحتوي على ثلاث نتائج رئيسية:

المفاهيم المسبقة تعتبر الأفكار السابقة حول كيفية عمل الأشياء عنيدة بشكل ملحوظ ويجب على المعلم أن يتعامل بشكل صريح مع المفاهيم الخاطئة المحددة لدى الطلاب إذا أراد الطالب إعادة تشكيل مفهومه الخاطئ لصالح تفسير آخر. لذلك ، من الضروري أن يعرف المعلمون كيفية التعرف على المفاهيم المسبقة للطلاب وجعلها جزءًا منتظمًا من تخطيطهم. تنظيم المعرفة من أجل أن يصبح الطلاب متعلمين حقًا في مجال العلوم ، يجب أن "(أ) لديهم أساس عميق من المعرفة الواقعية ، (ب) فهم الحقائق والأفكار في سياق الإطار المفاهيمي ، و (ج) تنظيم المعرفة بطرق تسهل الاسترجاع والتطبيق ". [26] ما وراء المعرفة سيستفيد الطلاب من التفكير في تفكيرهم وتعلمهم. يجب تعليمهم طرقًا لتقييم معرفتهم وما لا يعرفونه ، وتقييم أساليب تفكيرهم ، وتقييم استنتاجاتهم. مارس بعض المعلمين وغيرهم مناقشات حول العلوم الزائفة ودعوا إليها كوسيلة لفهم ماهية التفكير علميًا ومعالجة المشكلات التي أدخلها العلم الزائف. [27] [28]

يتم صقل تقنيات التعليم لتلبية الاحتياجات المحددة لمعلمي العلوم. أظهرت إحدى الدراسات البحثية التي تدرس كيفية استخدام الهواتف المحمولة في إعدادات تدريس العلوم بعد المرحلة الثانوية أن تقنيات الهاتف المحمول يمكن أن تزيد من مشاركة الطلاب وتحفيزهم في الفصل الدراسي للعلوم. [29]

وفقًا لببليوغرافيا حول البحث البنائي حول تدريس العلوم وتعلمها في عام 2005 ، تم إجراء حوالي 64 بالمائة من الدراسات الموثقة في مجال الفيزياء ، و 21 بالمائة في مجال علم الأحياء ، و 15 بالمائة في الكيمياء. [30] يبدو أن السبب الرئيسي لهيمنة الفيزياء على البحث في التدريس والتعلم هو أن فهم الفيزياء يتضمن صعوبات بسبب الطبيعة الخاصة للفيزياء. [31] أظهرت الأبحاث حول مفاهيم الطلاب أن معظم أفكار ما قبل التدريس (اليومية) التي يجلبها الطلاب لتعليم الفيزياء تتعارض بشكل صارخ مع المفاهيم والمبادئ الفيزيائية التي يتعين تحقيقها - من رياض الأطفال إلى المستوى الثالث. غالبًا ما تكون أفكار الطلاب غير متوافقة مع وجهات نظر الفيزياء. [32] وينطبق هذا أيضًا على أنماط التفكير والاستدلال العامة للطلاب. [33] [34] [35]

تحرير أستراليا

كما هو الحال في إنجلترا وويلز ، يعد تعليم العلوم في أستراليا إلزاميًا حتى السنة 11 ، حيث يمكن للطلاب اختيار دراسة واحد أو أكثر من الفروع المذكورة أعلاه. إذا لم يرغبوا في عدم دراسة العلوم بعد الآن ، فلا يمكنهم اختيار أي من الفروع. مسار العلوم عبارة عن دورة تدريبية واحدة حتى السنة 11 ، مما يعني أن الطلاب يتعلمون في جميع الفروع مما يمنحهم فكرة عامة عما يدور حوله العلم. صرح مجلس المناهج الوطني الأسترالي (2009) أن "منهج العلوم سيتم تنظيمه حول ثلاثة محاور مترابطة: فهم العلوم ومهارات البحث العلمي والعلم كمسعى بشري." [36] توفر هذه الخيوط للمعلمين والمربين إطارًا لكيفية توجيه طلابهم.

في عام 2011 ، أفيد أن المشكلة الرئيسية التي حلت بتعليم العلوم في أستراليا خلال العقد الماضي هي انخفاض الاهتمام بالعلوم. يختار طلاب أقل من 10 سنوات دراسة العلوم للعام 11 ، وهو ما يمثل مشكلة لأن هذه هي السنوات التي يشكل فيها الطلاب مواقف لمتابعة المهن العلمية. [37] هذه القضية ليست فريدة من نوعها في أستراليا ، ولكنها تحدث في بلدان في جميع أنحاء العالم.

تحرير الصين

تعاني جودة التعليم في الصين لأن الفصل الدراسي النموذجي يضم 50 إلى 70 طالبًا. مع أكثر من 200 مليون طالب ، تمتلك الصين أكبر نظام تعليمي في العالم. ومع ذلك ، فإن 20٪ فقط من الطلاب يكملون البرنامج العشري الصارم للتعليم الرسمي. [38]

كما هو الحال في العديد من البلدان الأخرى ، يتضمن منهج العلوم دورات متسلسلة في الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا. يحظى تعليم العلوم بأولوية عالية وهو مدفوع بالكتب المدرسية التي تؤلفها لجان العلماء والمعلمين. يركز تعليم العلوم في الصين بشكل كبير على الحفظ ، ولا يولي اهتمامًا كبيرًا لحل المشكلات ، وتطبيق المبادئ على المواقف الجديدة ، والتفسيرات ، والتنبؤات. [38]

تحرير المملكة المتحدة

في المدارس الإنجليزية والويلزية ، يعتبر العلم مادة إلزامية في المنهج الوطني. يجب على جميع التلاميذ من سن 5 إلى 16 سنة دراسة العلوم. يتم تدريسها عمومًا كعلم مادة واحدة حتى الصف السادس ، ثم يتم تقسيمها إلى مستويات أ خاصة بالموضوع (الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا). ومع ذلك ، أعربت الحكومة منذ ذلك الحين عن رغبتها في منح الطلاب الذين حققوا نجاحًا جيدًا في سن 14 فرصة لدراسة العلوم الثلاثة المنفصلة اعتبارًا من سبتمبر 2008. [39] في اسكتلندا ، انقسمت الموضوعات إلى الكيمياء والفيزياء والبيولوجيا في سن 13-15 لـ 4 / 5s الوطنية في هذه المواد ، وهناك أيضًا مؤهل علمي جامع يمكن للطلاب الالتحاق به ، بشرط أن تقدمه مدرستهم.

في سبتمبر 2006 ، تم تقديم برنامج دراسي علمي جديد يُعرف باسم 21st Century Science كخيار GCSE في مدارس المملكة المتحدة ، وهو مصمم "لمنح جميع الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 14 و 16 عامًا تجربة علمية جديرة بالاهتمام وملهمة". [40] في نوفمبر 2013 ، كشف استطلاع Ofsted للعلوم [41] في المدارس أن تدريس العلوم العملية لم يكن مهمًا بدرجة كافية. [42] في غالبية مدارس اللغة الإنجليزية ، يتمتع الطلاب بفرصة دراسة برنامج علمي منفصل كجزء من شهادة الثانوية العامة ، مما يؤدي إلى حصولهم على 6 أوراق بحثية في نهاية السنة 11 ، وعادةً ما يملأ هذا أحد "الكتل" الاختيارية و تتطلب دروسًا علمية أكثر من أولئك الذين اختاروا عدم المشاركة في علوم منفصلة أو لم تتم دعوتهم. الطلاب الآخرون الذين يختارون عدم متابعة دورة العلوم الإضافية الإجبارية ، مما يؤدي إلى حصولهم على 4 أوراق بحثية نتج عنها 2 GCSEs ، مقابل 3 GCSEs المقدمة من خلال أخذ علوم منفصلة.

تحرير الولايات المتحدة

في العديد من الولايات الأمريكية ، يجب على معلمي رياض الأطفال حتى الصف الثاني عشر الالتزام بمعايير أو أطر صارمة للمحتوى الذي يتم تدريسه لكل الفئات العمرية. يؤدي هذا غالبًا إلى تسرع المعلمين في "تغطية" المواد دون "تدريسها" حقًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معالجة غالبًا ما يتم تجاهل العلوم ، بما في ذلك عناصر مثل الطريقة العلمية والتفكير النقدي. يمكن أن ينتج عن هذا التركيز الطلاب الذين يجتازون الاختبارات الموحدة دون تطوير مهارات حل المشكلات المعقدة. [43] على الرغم من أن تعليم العلوم الأمريكي على مستوى الكلية يميل إلى أن يكون أقل تنظيماً ، إلا أنه في الواقع أكثر صرامة ، حيث يقوم المعلمون والأساتذة بوضع محتوى أكثر في نفس الفترة الزمنية. [44]

في عام 1996 ، أنتجت الأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم التابعة للأكاديميات الوطنية الأمريكية المعايير الوطنية لتعليم العلوم ، وهي متاحة على الإنترنت مجانًا بأشكال متعددة. لا يزال تركيزها على العلم القائم على الاستقصاء ، المستند إلى نظرية البنائية بدلاً من التوجيه المباشر للحقائق والأساليب ، مثيرًا للجدل. [44] تشير بعض الأبحاث إلى أنه أكثر فاعلية كنموذج لتدريس العلوم.

"تتطلب المعايير ما هو أكثر من" العلم كعملية "، حيث يتعلم الطلاب مهارات مثل الملاحظة والاستنتاج والتجربة. يعتبر الاستفسار أمرًا أساسيًا لتعلم العلوم. عند المشاركة في الاستفسار ، يصف الطلاب الأشياء والأحداث ، ويطرحون الأسئلة ، ويصنعون التفسيرات ، واختبار تلك التفسيرات مقابل المعرفة العلمية الحالية ، ونقل أفكارهم للآخرين. فهم يحددون افتراضاتهم ، ويستخدمون التفكير النقدي والمنطقي ، ويفكرون في التفسيرات البديلة. وبهذه الطريقة ، يطور الطلاب بنشاط فهمهم للعلم من خلال الجمع بين المعرفة العلمية والتفكير و مهارات التفكير." [45]

غالبًا ما كان القلق بشأن تعليم العلوم ومعايير العلوم مدفوعًا بالمخاوف من أن الطلاب الأمريكيين ، وحتى المعلمين ، [46] يتخلفون عن أقرانهم في التصنيفات الدولية. [47] أحد الأمثلة البارزة هو موجة إصلاحات التعليم التي تم تنفيذها بعد أن أطلق الاتحاد السوفيتي قمره الصناعي سبوتنيك في عام 1957. [48] أول وأبرز هذه الإصلاحات كانت بقيادة لجنة دراسة العلوم الفيزيائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. في السنوات الأخيرة ، دعا قادة الأعمال ، مثل رئيس شركة مايكروسوفت بيل جيتس ، إلى مزيد من التركيز على تعليم العلوم ، قائلين إن الولايات المتحدة تخاطر بفقدان ميزتها الاقتصادية. [49] ولهذه الغاية ، فإن الاستفادة من إمكانات أمريكا هي منظمة تهدف إلى الحصول على المزيد من الطلاب للتخرج بشهادات في العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. [50] ومع ذلك ، تشير استطلاعات الرأي العام إلى أن معظم الآباء في الولايات المتحدة راضون عن تعليم العلوم وأن مستوى قلقهم قد انخفض بالفعل في السنوات الأخيرة. [51]

علاوة على ذلك ، في استطلاع المناهج الوطنية الأخير الذي أجرته ACT ، كشف الباحثون عن انفصال محتمل بين معلمي العلوم. "كل من مدرسي المدارس الإعدادية / الإعدادية ومدرسي العلوم بعد الثانوية يصنفون (د) مهارات العملية / الاستفسار باعتبارها أكثر أهمية من موضوعات محتوى العلوم المتقدمة التي يصنفها معلمو المدارس الثانوية بالترتيب المعاكس تمامًا." ربما يكون هناك المزيد من التواصل بين المعلمين في مستويات الصف المختلفة بشكل ضروري لضمان الأهداف المشتركة للطلاب. [52]

تعديل إطار عمل تعليم العلوم لعام 2012

وفقًا لتقرير صادر عن الأكاديمية الوطنية للعلوم ، تحتل مجالات العلوم والتكنولوجيا والتعليم مكانة بارزة في العالم الحديث ، ولكن لا يوجد عدد كافٍ من العاملين في الولايات المتحدة يدخلون العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات ( STEM) المهن. في عام 2012 ، طورت لجنة الأكاديمية الوطنية للعلوم المعنية بإطار عمل مفاهيمي لمعايير تعليم العلوم الجديدة K-12 إطارًا توجيهيًا لتوحيد تعليم العلوم K-12 بهدف تنظيم تعليم العلوم بشكل منهجي عبر سنوات K-12. بعنوان إطار عمل لتعليم العلوم من مرحلة رياض الأطفال حتى نهاية التعليم الثانوي: الممارسات والمفاهيم الشاملة والأفكار الأساسية، المنشور يروج لتوحيد تعليم العلوم K-12 في الولايات المتحدة. يشدد على معلمي العلوم للتركيز على "عدد محدود من الأفكار الأساسية التأديبية والمفاهيم الشاملة ، بحيث يتم تصميم الطلاب بشكل مستمر على معرفتهم وقدراتهم ومراجعتها على مدار سنوات متعددة ، ودعم تكامل هذه المعرفة والقدرات مع الممارسات المطلوبة للمشاركة في البحث العلمي والتصميم الهندسي ". [53]

يقول التقرير إن الأمريكيين في القرن الحادي والعشرين يحتاجون إلى تعليم العلوم من أجل الانخراط و "التحقيق بشكل منهجي في القضايا المتعلقة بأولوياتهم الشخصية والمجتمعية" ، بالإضافة إلى التفكير علميًا ومعرفة كيفية تطبيق المعرفة العلمية. ترى اللجنة التي صممت هذا الإطار الجديد أن هذه الحتمية هي مسألة عدالة تعليمية لمجموعة متنوعة من أطفال المدارس. إن الحصول على المزيد من الطلاب المتنوعين في تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات هو مسألة تتعلق بالعدالة الاجتماعية كما تراها اللجنة. [54]

2013 تحرير معايير علوم الجيل القادم

في عام 2013 ، تم إصدار معايير جديدة لتعليم العلوم تعمل على تحديث المعايير الوطنية التي تم إصدارها في عام 1996. وقد تم تطوير هذه المبادئ التوجيهية من قبل 26 حكومة ولاية ومنظمات وطنية للعلماء ومعلمي العلوم ، وتهدف المبادئ التوجيهية ، المسماة معايير الجيل التالي للعلوم ، إلى "مكافحة انتشار العلم على نطاق واسع. الجهل ، لتوحيد التدريس بين الولايات ، وزيادة عدد خريجي المدارس الثانوية الذين يختارون التخصصات العلمية والتقنية في الكلية. "تم تضمين إرشادات لتعليم الطلاب حول مواضيع مثل تغير المناخ والتطور. يتم التركيز على تدريس العملية العلمية بحيث يكون لدى الطلاب فهم أفضل لأساليب العلم ويمكنهم تقييم الأدلة العلمية بشكل نقدي. تشمل المنظمات التي ساهمت في تطوير المعايير الرابطة الوطنية لمدرسي العلوم ، والجمعية الأمريكية لتقدم العلوم ، والمجلس القومي للبحوث ، ومنظمة Achieve ، وهي منظمة غير ربحية شاركت أيضًا في تطوير معايير الرياضيات واللغة الإنجليزية. [55] [56]


جدول المحتويات

1 بيولوجيا الحرباء: مقدمة
كريستال أ.تولي وأنتوني هيريل

2 تشريح الحرباء
كريستوفر في أندرسون وتيموثي إي هيغام
2.1 مورفولوجيا العضلات والعظام
2.2 الصرف الخارجي والتكامل
2.3 الهياكل الحسية
2.4 الأنظمة الحشوية

3 فسيولوجيا الحرباء
أنتوني هيريل
3.1 الفسيولوجيا العصبية
3.2 فسيولوجيا العضلات
3.3 الأيض والملح وتوازن الماء
3.4 درجة الحرارة
3.5 تصبغ الجلد وتغير اللون ودور الأشعة فوق البنفسجية
3.6 علم وظائف الأعضاء التنموي

4 وظيفة الحرباء والتكيف معها
تيموثي إي هيغام وكريستوفر ف.أندرسون
4.1 الحركة
4.2 التغذية

5 علم البيئة وتاريخ حياة الحرباء
جون ميسى ، أخيل راسيليمانانا ، وأنتوني هيريل
5.1 الموئل
5.2 سمات تاريخ الحياة
5.3 العلف والنظام الغذائي
5.4 المفترسات

6 سلوك الحرباء وتغير اللون
ديفي ستيوارت فوكس
6.1 الأنظمة الحسية وطرق الاتصال
6.2 تغييرات اللون
6.3 السلوك الاجتماعي والإنجابي
6.4 إزدواج الشكل الجنسي: حجم الجسم والزخرفة
6.5 سلوك مكافحة الجراثيم

7 التطور والجغرافيا الحيوية للحرباء
كريستال أ.تولي وميشيل مينيجون
7.1 العلاقات التطورية
7.2 التنوع والتوزيع
7.3 التنوع الإقليمي
7.4 أنماط تنوع ألفا
7.5 أنماط تنوع بيتا

8 نظرة عامة على منهجيات Chamaeleonidae
كولين ر
8.1 تطور المنهجية في تصنيف الحرباء
8.2 الوضع الحالي لتصنيف Chamaeleonidae
8.3 التجمعات تحت الفصيلة داخل Chamaeleonidae
8.4 نظرة عامة على عام موجود

9 التاريخ الأحفوري للحرباء
أرناو بوليت وسوزان إي إيفانز
9.1 العلاقات التطورية بين الإغوانا وأكرودونتا
9.2 السجل الأحفوري لـ Acrodonta
9.3 أصول أكرودونتا
9.4 أصول Chamaeleonidae

10 حفظ الحرباء
ريتشارد جنكينز ، جي جون ميسي ، كريستوفر ف.أندرسون ، وكريستال أ.تولي
10.1 حالة حفظ الحرباء
10.2 التجارة في الحرباء
10.3 الحرباء والتغير العالمي
10.4 الطريق إلى الأمام

زائدة
الاختصارات
مراجع
اعتمادات الصورة
فهرس


شاهد الفيديو: Heterotrophic nutrition part1 Chapter1 Lesson3 with questions (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Nikokazahn

    في مكانك كنت سأحاول حل المشكلة نفسها.

  2. Severn

    التواصل الجيد للغاية رائع

  3. Vizilkree

    لنعود إلى موضوع

  4. Trypp

    أنا آسف ، لكنني أعتقد أنك ترتكب خطأ. يمكنني إثبات ذلك. أرسل لي بريدًا إلكترونيًا إلى PM ، سنتحدث.



اكتب رسالة