معلومة

24.2: مقدمة في علم البيئة - علم الأحياء


ماذا ...؟

يمكنك بالتأكيد أن تُعذر لعدم التعرف على الكائنات ذات الرؤوس الحمراء في الشكل ( PageIndex {1} ). لم يتم اكتشافها حتى عام 1977. تسمى الديدان الأنبوبية ، وهي تعيش في قاع المحيط العميق ، على عمق آلاف الأمتار تحت سطح الماء. تتجمع حول الفتحات الحرارية المائية التي تنفث المياه المعدنية الساخنة. قد تكون البيئة المحيطة بالفتحات مميتة لمعظم الكائنات الحية الأخرى. المعادن الموجودة في مياه الفتحة سامة ، ويؤدي وزن مياه المحيط فوقها إلى خلق ضغط هائل ، ودائمًا ما يكون الجو باردًا جدًا ومظلمًا تمامًا. بدون ضوء الشمس ، لن يكون التمثيل الضوئي ممكنًا. ومع ذلك ، فإن الفتحات تدعم مجتمعات مزدهرة من أنواع متنوعة ، لا يعيش الكثير منها في أي مكان آخر على الأرض. إلى جانب الديدان الأنبوبية ، فإنها تشمل أسماك شبح غريبة بنفس القدر وسرطان البحر مع عيون على ظهورهم. كيف تكيفت هذه الكائنات الحية للعيش في بيئة قاسية حول الفتحات الحرارية المائية؟ كيف يحصلون على الطاقة بدون ضوء الشمس والتمثيل الضوئي؟ كيف تتفاعل أنواع الفتحات المختلفة؟ العثور على إجابات لأسئلة مثل هذه هو مجال علم البيئة.

ما هي علم البيئة؟

علم البيئة هي دراسة كيفية تفاعل الكائنات الحية مع بعضها البعض ومع بيئتها. على الرغم من أنه علم في حد ذاته ، إلا أن علم البيئة به مجالات متداخلة مع العديد من العلوم الأخرى ، بما في ذلك علم الأحياء والجغرافيا والجيولوجيا وعلم المناخ. كما أنه يرتبط ارتباطًا وثيقًا بعلم الوراثة وعلم السلوك (دراسة سلوك الحيوان). بالإضافة إلى ذلك ، فإن المفاهيم التطورية للتكيف والانتقاء الطبيعي هي حجر الزاوية في النظرية البيئية الحديثة.

تشمل بعض الظواهر التي يدرسها علماء البيئة تفاعلات الكائنات الحية ، وتدفق الطاقة وإعادة تدوير المادة من خلال الكائنات الحية ، والتنوع البيولوجي وتوزيع الكائنات بالنسبة للبيئة. هناك العديد من التطبيقات العملية لعلم البيئة. من بين أمور أخرى ، الحفاظ على الأنواع المهددة بالانقراض (الشكل ( PageIndex {2} )) ، وإدارة الموارد الطبيعية ، والتخطيط الحضري ، وصحة الإنسان.

الأشياء الحية والبيئة

على الرغم من تنوعها الهائل ، فإن جميع الكائنات الحية لها نفس الاحتياجات الأساسية: الطاقة والمادة. يجب الحصول عليها من البيئة. لذلك ، فإن الكائنات الحية ليست أنظمة مغلقة. يعتمدون على بيئتهم ويتأثرون بها.

تتضمن بيئة الكائن الحي نوعين من العوامل: حيوي و لا حيوي.

  • العوامل الحيوية هي الجوانب الحية للبيئة. تتكون من كائنات أخرى ، بما في ذلك أعضاء من نفس الأنواع ومختلفة.
  • العوامل اللاأحيائية هي الجوانب غير الحية للبيئة. وهي تشمل عوامل مثل ضوء الشمس والتربة ودرجة الحرارة والماء.

خذ على سبيل المثال العلاقة بين نطاطات الأوراق والنمل (الشكل ( PageIndex {3} )). نطاطات أوراق النمل "قطيع" ويستخدمون إفرازاتهم كطعام ، مثلما يربي مزارع الألبان الأبقار ويستخدم حليبها. تمتص نطاطات الأوراق النسغ من النباتات وتفرز السائل الزائد كسائل سكري يسمى المن. عندما يخرج ندى العسل من فتحة شرج قطاعة الأوراق ، يتغذى "مزارع" النمل على السائل.

تستفيد نطاطات الأوراق في "القطيع" أيضًا من علاقتها بـ "النملة". تحمي النملة نطاطات الأوراق من الحيوانات المفترسة المحتملة مثل الدبابير. كمية الظل في البيئة ، وهو عامل غير حيوي ، لها تأثير مهم على نطاطات الأوراق والنمل. البيئات ذات الظل بنسبة 50 في المائة على الأقل هي أكثر كثافة سكانية بالنمل ونطاطات الأوراق من البيئات المشمسة. تقوم بعض أنواع النمل "الراعي" ببناء ملاجئ لتوفير الظل "لقطعانهم".

التسلسل الهرمي البيئي

إن دراسة جميع الكائنات الحية وبيئاتها ستكون مهمة ضخمة. بشكل عام ، أصبحت دراسة علم البيئة أكثر قابلية للإدارة من خلال تنظيم العالم البيولوجي في تسلسل هرمي متداخل.

يركز علم البيئة عادةً على العالم الحي على مستوى الكائن الحي وفوقه. هذه المستويات موضحة في الشكل ( PageIndex {4} ) وتم تعريفها على النحو التالي:

  • أ تعداد السكان يتكون من جميع الكائنات الحية الفردية من نفس النوع التي تعيش وتتفاعل في نفس المنطقة. على سبيل المثال ، كل الملائكة الذين يعيشون في نفس المنطقة من المحيط يشكلون سكان الملائكة.
  • أ تواصل اجتماعي يشير إلى جميع مجموعات الأنواع المختلفة التي تعيش وتتفاعل في نفس المنطقة. يشمل المجتمع المائي الذي يضم الملائكة أيضًا مجموعات الأنواع الأخرى من الأسماك والشعاب المرجانية والعديد من الكائنات الحية الأخرى.
  • ان النظام البيئي يشمل جميع الكائنات الحية في منطقة معينة ، إلى جانب البيئة غير الحية. تشمل البيئة غير الحية عوامل غير حيوية مثل الماء والمعادن وضوء الشمس.
  • أ منطقة حيوية هي مجموعة من النظم البيئية المماثلة لها نفس النوع العام من البيئة المادية في أي مكان في العالم. يتم تحديد المناطق الأحيائية الأرضية بشكل عام حسب المناخ والأنواع الرئيسية للنباتات. تشمل الأمثلة على المناطق الأحيائية الأرضية الغابات الاستوائية المطيرة والصحاري. يتم تحديد المناطق الأحيائية المائية بشكل عام من خلال المسافة من الشاطئ وعمق المياه. تشمل أمثلة المناطق الأحيائية المائية المياه الضحلة بالقرب من الشاطئ (المنطقة الساحلية) وأعمق المياه في قاع مسطح مائي (المنطقة القاعية).
  • ال المحيط الحيوي يشمل كل جزء من الأرض حيث توجد الحياة ، بما في ذلك كل الأرض والماء والهواء حيث يمكن العثور على الكائنات الحية. المحيط الحيوي هو أكبر فئة بيئية ويتكون من العديد من المناطق الأحيائية المختلفة.

أفكار أساسية في علم البيئة

هناك عدد من المفاهيم والمبادئ الأساسية لدراسة علم البيئة. وهي تشمل النظام البيئي ، والمكانة المتخصصة ، والموئل ، ومبدأ الاستبعاد التنافسي.

النظام البيئي

يعد النظام البيئي أحد أهم المفاهيم في علم البيئة وغالبًا ما يكون محور الدراسات البيئية. يتكون من جميع العوامل الحيوية واللاأحيائية في منطقة ما وتفاعلاتها. في حين أن النظام البيئي هو نظام حقيقي في الطبيعة ، إلا أنه غالبًا ما يتم تحديده بشكل مصطنع من قبل الباحثين. على سبيل المثال ، اعتمادًا على تركيز بحث عالم البيئة ، يمكن اعتبار البحيرة نظامًا بيئيًا ، ولكن يمكن اعتبار ذلك أيضًا سجلًا ميتًا ، مثل ذلك الموجود في الشكل ( PageIndex {5} ). تحتوي كل من البحيرة والسجل على مجموعة متنوعة من الأنواع التي تتفاعل مع بعضها البعض ومع العوامل اللاأحيائية.

عندما يتعلق الأمر بالطاقة ، فإن النظم البيئية ليست مغلقة. يحتاجون إلى مدخلات ثابتة من الطاقة. تحصل معظم النظم البيئية على الطاقة من ضوء الشمس. تحصل أقلية صغيرة ، بما في ذلك النظم البيئية للفتحات الحرارية المائية ، على الطاقة من المركبات الكيميائية. على عكس الطاقة ، لا تتم إضافة المادة باستمرار إلى النظم البيئية. بدلا من ذلك ، يتم إعادة تدويرها. يتم استخدام الماء وعناصر مثل الكربون والنيتروجين مرارًا وتكرارًا.

تخصص

مكانة واحدة من أهم المفاهيم المرتبطة بالنظم البيئية. أ تخصص يشير إلى دور الأنواع في نظامها البيئي. يشمل جميع الطرق التي تتفاعل بها الأنواع مع العوامل الحيوية واللاأحيائية للنظام البيئي. هناك جانبان مهمان في مكانة أي نوع هما مصادر الطاقة والمغذيات وكيفية الحصول عليها. على سبيل المثال ، العنكبوت القافز في الشكل ( PageIndex {6} ) هو آكل لحوم (آكل لحوم) يحصل على الطعام عن طريق افتراس الحشرات مثل الذباب.

الموطن

الجانب الأساسي الآخر لمكانة الأنواع هو موطنها. ال موطن هي البيئة الطبيعية التي يعيش فيها نوع ما والتي يتكيف معها. يشمل موطن الأنواع أي عوامل بيئية - بما في ذلك العوامل الحيوية وغير الحيوية - التي ترتبط بشكل مباشر أو غير مباشر باستخدام البيئة من قبل الأنواع.

قد يكون للأنواع متطلبات موائل عامة أو محددة. على سبيل المثال ، الفراشات البيضاء الصغيرة في الأنواع بيريس راباي (الشكل ( PageIndex {7} ) ؛ على اليسار) توجد في جميع قارات العالم باستثناء القارة القطبية الجنوبية. يمكن أن تتغذى يرقاتهم على العديد من الأنواع النباتية المختلفة ، وتزدهر الفراشات نفسها في أي مكان مفتوح. في المقابل ، الفراشات الزرقاء الكبيرة في الأنواع فينغاريس آريون (الشكل ( PageIndex {7} ) ؛ على اليمين) توجد فقط في أنواع معينة من مناطق المراعي. يمكن أن تتغذى يرقاتهم فقط على الأنواع في جنس النبات الغدة الضرقية. بالإضافة إلى ذلك ، بسبب دورة حياتها المعقدة ، يمكن للفراشات أن تعيش فقط في المناطق التي توجد فيها أنواع معينة من النمل أيضًا.

مبدأ الاستبعاد التنافسي

قد تحتوي منطقة معينة على العديد من الأنواع المختلفة ، ولكن يجب أن يكون لكل نوع مكانة مختلفة. لا يمكن لنوعين مختلفين احتلال نفس المكانة في نفس المكان لفترة طويلة جدًا. يُعرف هذا باسم مبدأ الاستبعاد التنافسي. إذا احتل نوعان نفس المكانة ، فماذا سيحدث؟ سيتنافس النوعان مع بعضهما البعض على نفس الغذاء أو الموارد الأخرى المحدودة في البيئة. في النهاية ، قد يتفوق أحد الأنواع على الآخر ويحل محل الآخر. بدلاً من ذلك ، قد تطور نوع واحد تكيفات مختلفة إلى حد ما مع مكانة مشابهه ولكن مختلفة حتى يتمكنوا من الاستمرار في العيش في نفس المنطقة.

إعادة النظر

  1. حدد البيئة.
  2. لماذا الكائنات الفردية ليست أنظمة مغلقة؟
  3. قارن وقارن بين العوامل البيئية الحيوية وغير الحيوية ، وأعط أمثلة لكل نوع من العوامل.
  4. وصف التسلسل الهرمي المتداخل الذي ينظم علماء البيئة من خلاله العالم البيولوجي.
  5. ما هو المحيط الحيوي؟
  6. تحديد النظام البيئي.
  7. صِف المفهوم المتخصص في علم البيئة.
  8. كيف يتم تحديد موطن الأنواع؟
  9. اذكر مبدأ الاستبعاد التنافسي.
  10. قارن وقارن بين أدوار الطاقة والمادة في نظام بيئي.
  11. أي مما يلي يمكن أن يحتوي على أكثر من نوع لفترة طويلة من الزمن؟ اشرح اجابتك.
    1. مكانة
    2. مجتمع
    3. عدد السكان
    4. نظام بيئي
  12. هل تعتقد أنه يمكن أن يكون هناك نظام بيئي في بيئة حضرية ، مثل مدينة؟ لما و لما لا؟
  13. صحيحة أو خاطئة. يحتل العنكبوت القافز وفريسته المكانة نفسها.
  14. صحيحة أو خاطئة. يمكن أن يوجد نفس النوع من المناطق الأحيائية في مواقع مختلفة على هذا الكوكب.
  15. لماذا ترتبط دراسة المناخ بدراسة علم البيئة؟

استكشاف المزيد

شاهد هذا الفيديو للتعرف على أهمية الحفظ.

الصفات

  1. مستعمرة دودة ريفتيا ، غالاباغوس 2011 ، مكتبة صور NOAA ، المجال العام عبر ويكيميديا ​​كومنز
  2. Milne-Edwards 'Sportive Lemur ، Ankarafantsika ، مدغشقر بقلم فرانك فاسين ، مرخص CC BY 2.0 عبر ويكيميديا ​​كومنز
  3. حورية الجاسيد الشائعة والنملة بواسطة Fir0002 / Flagstaffotos، CC BY-NC 3.0 عبر ويكيميديا ​​كومنز
  4. المستويات البيئية من قبل كريستوفر أويونغ عبر CK-12 المرخصة CC BY-NC 3.0
  5. سجل الممرضة من نيكولاس أ تونيلي ، مرخص CC BY 2.0 عبر ويكيميديا ​​كومنز
  6. القفز عنكبوت بواسطة James Niland ، مرخص له CC BY 2.0 عبر Flickr
  7. بيريس راباي بالغ من كريستيان باور ، CC BY 2.0 عبر ويكيميديا ​​كومنز
    • Silver Studded Blue من Pengannel ، مرخص لـ CC BY 2.0 عبر Flickr
  8. نص مقتبس من Human Biology بواسطة CK-12 المرخص له CC BY-NC 3.0

يحدث الإخصاب الخارجي عادة في البيئات المائية حيث يتم إطلاق كل من البويضات والحيوانات المنوية في الماء. بعد وصول الحيوانات المنوية إلى البويضة ، يتم الإخصاب. يحدث معظم الإخصاب الخارجي أثناء عملية التفريخ حيث تطلق أنثى أو عدة إناث بيوضها ويطلق الذكر (الذكور) الحيوانات المنوية في نفس المنطقة في نفس الوقت. قد يكون إطلاق المادة التناسلية ناتجًا عن درجة حرارة الماء أو طول ضوء النهار. تفرخ جميع الأسماك تقريبًا ، مثل القشريات (مثل سرطان البحر والروبيان) والرخويات (مثل المحار) والحبار وشوكيات الجلد (مثل قنافذ البحر وخيار البحر).

يوضح الشكل 24.6 تفريخ السلمون في مجرى ضحل. تتكاثر الضفادع ، مثل تلك الموضحة في الشكل 24.7 ، والشعاب المرجانية ، وذبابة مايو ، والبعوض أيضًا.

الشكل 24.6. يتكاثر السلمون من خلال التبويض. (الائتمان: دان بينيت)

الشكل 24.7. أثناء التكاثر الجنسي في الضفادع ، يمسك الذكر الأنثى من الخلف ويقوم بتخصيب البيض خارجياً أثناء ترسيبها. (الائتمان: & # 8220OakleyOriginals & # 8221 / Flickr)

قد تظهر أزواج الأسماك التي لم يتم بثها من أجل التبويض سلوك مغازلة. هذا يسمح للأنثى باختيار ذكر معين. يؤدي محفز إطلاق البويضات والحيوانات المنوية (التبويض) إلى وضع البويضة والحيوانات المنوية في منطقة صغيرة ، مما يعزز إمكانية الإخصاب.

التسميد الخارجي في البيئة المائية يحمي البيض من الجفاف. يمكن أن يؤدي التبويض الإذاعي إلى مزيج أكبر من الجينات داخل المجموعة ، مما يؤدي إلى زيادة التنوع الجيني وفرصة أكبر لبقاء الأنواع في بيئة معادية. بالنسبة للكائنات المائية اللاطئة مثل الإسفنج ، فإن نشر البث هو الآلية الوحيدة لتخصيب واستعمار بيئات جديدة. يوفر وجود البيض المخصب وصغار النشوء في الماء فرصًا للافتراس مما يؤدي إلى فقدان النسل. لذلك ، يجب أن ينتج الأفراد ملايين البيض ، ويجب أن ينضج النسل الذي يتم إنتاجه بهذه الطريقة بسرعة. معدل البقاء على قيد الحياة للبيض المنتج من خلال التبويض البث منخفض.


24.2: مقدمة في علم البيئة - علم الأحياء

يشير إلى المجموعة الكلية للكائنات الحية في منطقة جغرافية.

بيئة

يُطلق على مجموع المكونات اللاأحيائية والأحيائية التي لها تأثير مباشر أو غير مباشر على الكائنات الحية اسم البيئة. بشكل عام ، يشير إلى محيط الكائن.

المصدر: www.goldiesroom.org شكل: علم البيئة

علم البيئة

صاغ عالم الأحياء الألماني إرنست هيجل مصطلح علم البيئة لأول مرة في عام 1869. كلمة علم البيئة مشتق من كلمتين يونانيتين "Oikos" ، أي "منزل أو مسكن" و "شعارات" أي دراسة. وبالتالي ، فإن علم البيئة حرفيًا هو دراسة منزل من الطبيعة. يهتم بشكل أساسي بدراسة توزيع ووفرة الكائنات الحية ، والتفاعل بين الكائنات الحية ، وتفاعلها مع البيئة وهيكل ووظيفة الأمة ، والنظام البيئي.

وفقًا لـ Ernst Hackel ، فإن البيئة هي الدراسة العلمية لتفاعلات الكائنات الحية مع مكونات البيئة المادية وكذلك مع الكائنات الحية الأخرى.

وفقًا لـ Odum ، فإن علم البيئة هو الدراسة العلمية لبنية ووظيفة الطبيعة.

وفقًا لكريبس (1985) ، فإن البيئة هي الدراسة العلمية للتفاعلات التي تحدد توزيع ووفرة الكائنات الحية.

الفروع الرئيسية لعلم البيئة

هناك فرعين رئيسيين لعلم البيئة

علم السيارات الذاتية (Gr. الذات الذاتية + البيئة)

إنه يتعامل مع دراسة تفاعلات الأنواع الفردية مع البيئة. ويسمى أيضًا ببيئة الأنواع.

علم الوراثة (Gr. Syn-together + ecology)

إنه يتعامل مع دراسة تفاعلات مجموعات مختلفة من الكائنات الحية مع بيئتها المشتركة. ويسمى أيضًا بيئة المجتمع.

المصدر: socratic.org شكل: عوامل بيئية

العوامل البيئية

تسمى مكونات البيئة التي لها تأثير مباشر أو غير مباشر على توزيع ووفرة ونمو وتطور الكائنات الحية مجتمعة العوامل البيئية أو العوامل البيئية. يتم تصنيفها بشكل أساسي إلى نوعين:

المصدر: kruger-nationalpark.weebly.com شكل: عوامل غير حيوية

العوامل غير الحيوية

العوامل اللاأحيائية هي مكونات غير حية في البيئة التي تؤثر على الكائنات الحية في جوانب مختلفة. العوامل اللاأحيائية من أنواع مختلفة:

العوامل الحيوية

تسمى الكائنات الحية الموجودة في بيئة تتفاعل باستمرار مع بعضها البعض بالعوامل الحيوية. وهي تشمل جميع النباتات والحيوانات والميكروبات. تنقسم العوامل الحيوية إلى فئتين على أساس وجهة نظرهم الغذائية. هم انهم:

المصدر: greatsmokymnts.weebly.com شكل: العوامل الحيوية

تكاليف شاحنة الغذاء SpaceTeam وحيد القرن يعطل دمج البرمجة الزوجية الفيروسية لخط عرض البيانات الكبيرة على سطح السفينة نموذج أولي بديهي للظل الطويل. استجابة قراصنة بديهية

جاكوب سيمز

نموذج أولي بديهي لزعيم الفكر ، شخصيات بارالاكس بارادايم ، ظل طويل يشرك يونيكورن نموذج صندوق SpaceTeam.

كيلي ديويت

الشلال المستجيب الذي يحركه المخترقون الحدسي هو حتى عام 2000 ورأس المال الاستثماري المتأخر من كورتادو. تعمل شاحنة الطعام على دمج البرمجة الزوجية البديهية لتصميم ستيف جوبز المفكر والصانع والفاعل الذي يركز على الإنسان.

تكاليف شاحنة الغذاء SpaceTeam وحيد القرن يعطل دمج البرمجة الزوجية الفيروسية لخط عرض البيانات الكبيرة على سطح السفينة نموذج أولي بديهي للظل الطويل. استجابة قراصنة بديهية

لوك سميث

Unicorn disrupt تكامل البرمجة الزوجية الفيروسية لخط عرض البيانات الضخمة على سطح الملعب بنموذج أولي بديهي طويل الظل. استجابة قراصنة بديهية

اترك تعليقا :
أشياء للذكرى
  • يُطلق على مجموع المكونات اللاأحيائية والأحيائية التي لها تأثير مباشر أو غير مباشر على الكائنات الحية اسم البيئة.
  • يهتم علم البيئة بشكل أساسي بدراسة توزيع ووفرة الكائنات الحية ، والتفاعل بين الكائنات الحية ، وتفاعلها مع البيئة وهيكل ووظيفة الأمة ، والنظام البيئي.
  • تسمى مكونات البيئة التي لها تأثير مباشر أو غير مباشر على توزيع ووفرة ونمو وتطور الكائنات الحية مجتمعة العوامل البيئية أو العوامل البيئية.
  • العوامل اللاأحيائية هي مكونات غير حية في البيئة التي تؤثر على الكائنات الحية في جوانب مختلفة.
  • تسمى الكائنات الحية الموجودة في بيئة تتفاعل باستمرار مع بعضها البعض بالعوامل الحيوية.
  • وتشمل كل علاقة أقيمت بين الناس.
  • يمكن أن يكون هناك أكثر من مجتمع واحد في المجتمع. المجتمع أصغر من المجتمع.
  • إنها شبكة من العلاقات الاجتماعية لا يمكن رؤيتها أو لمسها.
  • المصالح المشتركة والأهداف المشتركة ليست ضرورية للمجتمع.

ابق على اتصال مع Kullabs. يمكنك أن تجدنا في كل منصات التواصل الاجتماعي تقريبًا.


شاهد الفيديو: المرحلة الثانوية - علم البيئة - انتقال الطاقة في النظام البيئي (كانون الثاني 2022).