علم التشكل (علم الأحياء)

في علم الأحياء ، علم التشكل هو دراسة شكل وبنية الكائنات الحية وخصائصها البنيوية المحددة. ^{[ 1 ]}

يشمل ذلك جوانب المظهر الخارجي (الشكل، البنية، اللون، النمط، الحجم)، بالإضافة إلى شكل وبنية الأجزاء الداخلية كالعظام والأعضاء ، أي علم التشريح . وهذا يختلف عن علم وظائف الأعضاء ، الذي يهتم أساسًا بالوظيفة. أما علم التشكل فهو فرع من علوم الحياة يُعنى بدراسة البنية العامة للكائن الحي أو التصنيف ومكوناته.

أصل كلمة مورفولوجيا من الكلمة اليونانية القديمة μορφή ( مورفيه )، والتي تعني "شكل"، و λόγος ( لوغوس )، والتي تعني "كلمة، دراسة، بحث". ^{[ 2 ] [ 3 ]}

في حين أن مفهوم الشكل في علم الأحياء، على عكس الوظيفة ، يعود إلى أرسطو ، فقد تم تطوير مجال علم التشكل بواسطة يوهان فولفغانغ فون غوته وبشكل مستقل بواسطة عالم التشريح وعالم وظائف الأعضاء الألماني كارل فريدريش بورداخ . ^{[ 4 ]}

ومن بين المنظرين المهمين الآخرين في علم التشكل لورينز أوكين ، وجورج كوفييه ، وإتيان جيفروي سانت هيلير ، وريتشارد أوين ، وكارل جيجينبور ، وإرنست هيجل . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

في عام 1830، انخرط كوفييه وسانت هيلير في مناظرة شهيرة ، يقال إنها تجسد الانحرافين الرئيسيين في التفكير البيولوجي في ذلك الوقت - ما إذا كان تركيب الحيوان ناتجًا عن الوظيفة أم عن التطور. ^{[ 7 ]}

• علم التشكل المقارن هو تحليل لأنماط موضع الهياكل داخل مخطط جسم الكائن الحي ويشكل أساس التصنيف التصنيفي.
• علم التشكل الوظيفي هو دراسة العلاقة بين بنية ووظيفة السمات المورفولوجية.
• علم التشكل التجريبي هو دراسة تأثير العوامل الخارجية على شكل الكائنات الحية في ظل ظروف تجريبية، مثل تأثير الطفرة الجينية.
• علم التشريح هو "فرع من فروع علم التشكل الذي يتعامل مع بنية الكائنات الحية ". ^{[ 8 ]}
• يُعدّ مصطلح "التشكل الجزيئي" مصطلحاً نادر الاستخدام، ويشير عادةً إلى البنية الفوقية للبوليمرات، مثل تكوين الألياف ^{[ 9 ]} ، أو إلى التجمعات المركبة الأكبر حجماً. ولا يُستخدم هذا المصطلح عادةً لوصف البنية الفراغية للجزيئات الفردية .
• يشير علم التشكل الإجمالي إلى الهياكل الجماعية للكائن الحي ككل، وهو وصف عام لشكل وبنية الكائن الحي، مع الأخذ في الاعتبار جميع هياكله دون تحديد بنية فردية.

تختلف معظم التصنيفات شكليًا عن بعضها البعض. عادةً، تكون الاختلافات بين التصنيفات وثيقة الصلة أقل بكثير من تلك البعيدة الصلة، ولكن هناك استثناءات لهذه القاعدة. تُعرف الأنواع الخفية بأنها أنواع تبدو متشابهة جدًا، أو ربما متطابقة ظاهريًا، ولكنها معزولة تكاثريًا . في المقابل، قد تكتسب التصنيفات غير ذات الصلة مظهرًا مشابهًا نتيجة للتطور التقاربي أو حتى المحاكاة . بالإضافة إلى ذلك، قد توجد اختلافات شكلية داخل النوع الواحد، كما هو الحال في نحل Apoica flavissima حيث تكون الملكات أصغر حجمًا بشكل ملحوظ من العاملات. ومن المشكلات الأخرى التي تواجه الاعتماد على البيانات الشكلية أن ما قد يبدو شكليًا نوعين متميزين قد يُظهر تحليل الحمض النووي أنه نوع واحد. يمكن دراسة أهمية هذه الاختلافات من خلال استخدام الهندسة القياسية، حيث يتم التلاعب بأحد النوعين أو كليهما لمحاكاة النمط الظاهري للنوع الآخر.

تتضمن إحدى الخطوات المهمة لتقييم التشابه المورفولوجي بين السمات/الخصائص داخل النوع الواحد، تقييم مصطلحي: التماثل والتشابه المتقارب . يشير التماثل بين السمات إلى أن هذه السمات مشتقة من سلف مشترك. ^{[ 10 ]} في المقابل، يصف التشابه المتقارب بين السمات تلك التي يمكن أن تتشابه، ولكنها مشتقة بشكل مستقل عبر التطور المتوازي أو المتقارب . ^{[ 11 ]}

أتاح اختراع وتطوير المجهر إمكانية رصد مورفولوجيا الخلايا ثلاثية الأبعاد بدقة مكانية وزمنية عالية . وتلعب العمليات الديناميكية لهذه المورفولوجيا الخلوية، التي يتحكم بها نظام معقد، دورًا هامًا في العديد من العمليات البيولوجية الهامة، مثل الاستجابات المناعية والغزوية. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

• الوسائط المتعلقة بعلم التشكل (علم الأحياء) على ويكيميديا ​​كومنز