تم تقديم مفهوم "النظام البيئي" في عام 1935 بواسطة عالم النبات الإنجليزي A. Tensley. بهذا المصطلح ، قام بتعيين أي مجموعة من الكائنات الحية التي تعيش معًا ، وكذلك بيئتها. يؤكد تعريفه على وجود الترابط والعلاقات والعلاقات السببية الموجودة بين البيئة اللاأحيائية والمجتمع البيولوجي ، والجمع بينهما في نوع من كل وظيفي. النظام البيئي ، وفقًا لعلماء الأحياء ، هو مجموعة من مجموعات مختلفة من الأنواع المختلفة التي تعيش في منطقة مشتركة ، بالإضافة إلى البيئة غير الحية المحيطة بها.
التكاثر الحيوي هو تكوين طبيعي بحدود واضحة. يتكون من مجموعة من الكائنات الحية (الكائنات الحية) التي تشغل مكانًا معينًا. على سبيل المثال ، بالنسبة للكائنات المائية ، هذا المكان هو الماء ، لأولئك الذين يعيشون على الأرض ، إنه الغلاف الجوي والتربة. أدناه سننظرأمثلة على التكاثر الحيوي الذي سيساعدك على فهم ما هو عليه. سوف نصف هذه الأنظمة بالتفصيل. سوف تتعرف على هيكلها وأنواعها الموجودة وكيف تتغير.
التكاثر الحيوي والنظام البيئي: الاختلافات
إلى حد ما ، فإن مفاهيم "النظام البيئي" و "التكاثر الحيوي" لا لبس فيها. ومع ذلك ، فهي لا تتطابق دائمًا في الحجم. يرتبط التكاثر الحيوي والنظام البيئي كمفهوم أقل اتساعًا وأوسع نطاقًا. لا يرتبط النظام البيئي بمنطقة محدودة معينة من سطح الأرض. يمكن تطبيق هذا المفهوم على جميع الأنظمة المستقرة للمكونات الحية وغير الحية التي يوجد فيها تداول داخلي وخارجي للطاقة والمواد. تشتمل النظم البيئية ، على سبيل المثال ، على قطرة ماء بها كائنات دقيقة ، أو إناء للزهور ، أو حوض مائي ، أو مرشح حيوي ، أو خزان تهوية ، أو مركبة فضائية. لكن لا يمكن أن يطلق عليها التكاثر الحيوي. قد يشتمل النظام البيئي على العديد من التكاثر الحيوي. دعنا ننتقل إلى الأمثلة. من الممكن التمييز بين التكاثر الحيوي للمحيط والغلاف الحيوي ككل ، البر الرئيسي ، الحزام ، المنطقة المناخية للتربة ، المنطقة ، المقاطعة ، المنطقة. وبالتالي ، لا يمكن اعتبار كل نظام بيئي تكاثرًا حيويًا. لقد توصلنا إليها من خلال النظر في الأمثلة. لكن أي تكاثر حيوي يمكن أن يسمى نظامًا بيئيًا. نأمل أن تفهم الآن تفاصيل هذه المفاهيم. غالبًا ما يتم استخدام "التكاثر الحيوي" و "النظام البيئي" كمرادفات ، ولكن لا يزال هناك فرق بينهما.
ميزات التكاثر الحيوي
توجد العديد من الأنواع الشائعة فيأي من المساحات المحدودة. تنشأ علاقة معقدة ومستمرة بينهما. بعبارة أخرى ، تمثل الأنواع المختلفة من الكائنات الحية الموجودة في مكان معين ، والتي تتميز بمجموعة معقدة من الظروف الفيزيائية والكيميائية الخاصة ، نظامًا معقدًا يستمر لفترة طويلة أو طويلة في الطبيعة. لتوضيح التعريف ، نلاحظ أن التكاثر الحيوي هو مجتمع من الكائنات الحية من أنواع مختلفة (تم تأسيسها تاريخيًا) ، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض وبالطبيعة غير الحية المحيطة بها ، وتبادل الطاقة والمواد. السمة المحددة للتكاثر الحيوي هي أنه محدود مكانيًا ومتجانسًا إلى حد ما من حيث تكوين الأنواع للكائنات الحية المدرجة فيه ، وكذلك من حيث مجموعة من العوامل اللاأحيائية المختلفة. يضمن الوجود كنظام متكامل إمدادًا ثابتًا بالطاقة الشمسية لهذا المجمع. كقاعدة عامة ، يتم إنشاء حدود التكاثر الحيوي على طول حدود التكاثر النباتي (مجتمع النبات) ، وهو أهم مكون له. هذه هي سماتها الرئيسية. دور التكاثر الحيوي عظيم. في مستواه ، تتم جميع عمليات تدفق الطاقة وتداول المواد في المحيط الحيوي.
ثلاث مجموعات من التكاثر الحيوي
الدور الرئيسي في تنفيذ التفاعل بين مكوناته المختلفة ينتمي إلى التكاثر الحيوي ، أي الكائنات الحية. يتم تقسيمها وفقًا لوظائفها إلى 3 مجموعات - المحللات والمستهلكين والمنتجين - وتتفاعل عن كثب مع البيئة الحيوية (الطبيعة غير الحية) ومع بعضها البعض. هذه الكائنات الحية متحدةالروابط الغذائية الموجودة بينهما
المنتجون هم مجموعة من الكائنات الحية ذاتية التغذية. تستهلك طاقة ضوء الشمس والمعادن من البيئة الحيوية ، فإنها تخلق المواد العضوية الأولية. تضم هذه المجموعة بعض البكتيريا وكذلك النباتات.
المستهلكون كائنات غيرية التغذية تستخدم في شكل مواد عضوية جاهزة للأغذية تعمل كمصدر للطاقة بالنسبة لهم ، وكذلك المواد التي يحتاجها المستهلكون لحياتهم. يمكننا تصنيف جميع الحيوانات تقريبًا ، والنباتات الطفيلية ، والنباتات المفترسة ، وكذلك بعض البكتيريا والفطريات (الطفيلية).
تحلل المُحلِّلات بقايا الكائنات الميتة ، كما تحلل المواد العضوية إلى مواد غير عضوية ، وبالتالي تعيد المواد المعدنية "المسحوبة" من قبل المنتجين إلى البيئة الحيوية. هذه ، على سبيل المثال ، بعض أنواع الفطريات وحيدة الخلية والبكتيريا.
العلاقات الغذائية بين مجموعات التكاثر الحيوي
تحدد العلاقات الغذائية الموجودة بين هذه المكونات الثلاثة للتكاثر الحيوي دورة المواد وتدفق الطاقة فيها. من خلال التقاط طاقة الشمس وامتصاص المعادن ، ينتج المنتجون مواد عضوية. أجسادهم مبنية منهم. وبالتالي ، يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة الروابط الكيميائية. أكل بعضهم البعض والمنتجين والمستهلكين (الكائنات العاشبة والطفيلية والمفترسة) وبالتالي تكسير المواد العضوية. يستخدمونها ، وكذلك الطاقة المنبعثة نتيجة لذلك ، لضمان معيشتهم وبناء أجسامهم.المحللات ، التي تتغذى على الكائنات الحية الميتة ، تتحلل مادتها العضوية. وبالتالي فهم يستخرجون الطاقة والمواد التي يحتاجون إليها ، ويضمنون أيضًا عودة المواد غير العضوية إلى البيئة الحيوية. لذلك في التكاثر الحيوي ، يتم تداول المواد. ثباته هو مفتاح الوجود الطويل للنظام البيئي ، على الرغم من أن المعروض من المعادن فيه محدود.
التوازن الديناميكي للنظام
التوازن الديناميكي يميز علاقة الكائنات ببعضها البعض ومع الطبيعة غير الحية المحيطة بها. على سبيل المثال ، في العام الذي تكون فيه الظروف الجوية مواتية (العديد من الأيام المشمسة والرطوبة ودرجة الحرارة مثالية) ، تنتج النباتات كمية متزايدة من المواد العضوية الأولية. تؤدي وفرة الطعام هذه إلى حقيقة أن القوارض تبدأ في التكاثر بشكل جماعي. وهذا بدوره يؤدي إلى زيادة الطفيليات والحيوانات المفترسة مما يقلل من عدد القوارض. ونتيجة لذلك ، يؤدي ذلك إلى انخفاض عدد الحيوانات المفترسة ، حيث يموت بعضها بسبب نقص الغذاء. وبالتالي ، يتم استعادة الحالة الأصلية للنظام البيئي.
أنواع التكاثر الحيوي
يمكن أن يكون التكاثر الحيوي طبيعيًا ومصطنعًا. تشمل أنواع هذا الأخير agrobiocenoses و biogeocenoses الحضرية. دعونا نلقي نظرة فاحصة على كل منهم
التكاثر الحيوي الطبيعي
لاحظ أن كل تكاثر حيوي طبيعي طبيعي هو نظام تطور على مدى فترة طويلة - آلاف وملايين السنين. لذلك ، فإن جميع عناصرها "ملتفة" مع بعضها البعض. هذا يؤدي إلىأن مقاومة التكاثر الحيوي للتغيرات المختلفة التي تحدث في البيئة عالية جدًا. إن "قوة" النظم البيئية ليست بلا حدود. التغيرات العميقة والمفاجئة في ظروف الوجود ، وانخفاض عدد أنواع الكائنات الحية (على سبيل المثال ، نتيجة الحصاد على نطاق واسع للأنواع التجارية) يؤدي إلى حقيقة أن التوازن يمكن أن يضطرب ويمكن تدميره. في هذه الحالة ، هناك تغيير في التكاثر الحيوي.
Agrobiocenoses
Agrobiocenoses هي مجتمعات خاصة من الكائنات الحية التي تتطور في المناطق التي يستخدمها الناس للأغراض الزراعية (الزراعة ، بذر النباتات المزروعة). المنتجون (النباتات) ، على عكس التكاثر الحيوي للأنواع الطبيعية ، يتم تمثيلهم هنا بنوع واحد من المحاصيل التي يزرعها الإنسان ، بالإضافة إلى عدد معين من أنواع الأعشاب الضارة. يحدد تنوع الحيوانات العاشبة (القوارض ، الطيور ، الحشرات ، إلخ) الغطاء النباتي. هذه هي الأنواع التي يمكن أن تتغذى على النباتات التي تنمو في أراضي agrobiocenoses ، وكذلك تكون في ظروف زراعتها. تحدد هذه الشروط وجود أنواع أخرى من الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة والفطريات.
يعتمد التكاثر الحيوي ، أولاً وقبل كل شيء ، على الأنشطة البشرية (الإخصاب ، والحرث ، والري ، ومعالجة المبيدات ، وما إلى ذلك). استقرار التكاثر الحيوي لهذا النوع ضعيف - سينهار بسرعة كبيرة دون تدخل بشري. هذا يرجع جزئيًا إلى حقيقة أن النباتات المزروعة أكثر غرابة من النباتات البرية. لهذا السبب لا يمكنهم الوقوفالمنافسة معهم
التكوينات الحيوية الحضرية
التكوينات الحيوية الحضرية ذات أهمية خاصة. هذا نوع آخر من النظم البيئية البشرية. الحدائق هي مثال على ذلك. العوامل البيئية الرئيسية ، كما في حالة agrobiocenoses ، هي من صنع الإنسان. يتم تحديد تكوين الأنواع من النباتات من قبل الإنسان. يقوم بزرعها ، كما يعتني بها ومعالجتها. يتم التعبير عن التغييرات الأكثر وضوحًا في البيئة الخارجية على وجه التحديد في المدن - زيادة في درجة الحرارة (من 2 إلى 7 درجات مئوية) ، وخصائص محددة للتربة وتكوين الغلاف الجوي ، ونظام خاص للرطوبة ، والإضاءة ، وحركة الرياح. كل هذه العوامل تشكل التكاثر الحيوي الحضري. هذه أنظمة محددة ومثيرة للاهتمام للغاية.
أمثلة على التكاثر الحيوي عديدة. تختلف الأنظمة المختلفة عن بعضها البعض في تكوين أنواع الكائنات الحية ، وكذلك في خصائص البيئة التي تعيش فيها. من أمثلة التكاثر الحيوي ، التي سنتناولها بالتفصيل ، غابة متساقطة الأوراق وبركة.
الغابات المتساقطة كمثال على التكاثر الحيوي
الغابة المتساقطة هي نظام بيئي معقد. يشمل التكاثر الحيوي في مثالنا أنواعًا نباتية مثل البلوط ، والزان ، والزيزفون ، وعوارض البوق ، والبتولا ، والقيقب ، ورماد الجبال ، والأوربين والأشجار الأخرى التي تسقط أوراقها في الخريف. تبرز العديد من طبقاتها في الغابة: الغطاء الأرضي الخشبي المنخفض والعالي ، والأعشاب ، والشجيرات. النباتات التي تعيش في الطبقات العليا أكثر حساسية للضوء. هم أكثر قدرة على تحمل الاهتزازات.الرطوبة ودرجة الحرارة من ممثلي الطبقات الدنيا. الطحالب والأعشاب والشجيرات تتحمل الظل. توجد في الصيف في الشفق ، تتشكل بعد أن تتكشف أوراق الشجر. القمامة تقع على سطح التربة. يتكون من بقايا شبه متحللة وأغصان من الشجيرات والأشجار والأوراق المتساقطة والأعشاب الميتة.
التكاثر الحيوي للغابات ، بما في ذلك الغابات النفضية ، تتميز بالحيوانات الغنية. يسكنها العديد من القوارض المختبئة ، والحيوانات المفترسة (الدب ، والغرير ، والثعلب) ، والحيوانات الآكلة للحشرات. هناك أيضًا ثدييات تعيش على الأشجار (السنجاب ، السنجاب ، الوشق). رو الغزلان ، الأيائل ، الغزلان هي جزء من مجموعة العواشب الكبيرة. تنتشر الخنازير. تعشش الطيور في طبقات مختلفة من الغابة: على جذوع الأشجار ، في الأدغال ، على الأرض أو على قمم الأشجار وفي التجاويف. هناك العديد من الحشرات التي تتغذى على الأوراق (على سبيل المثال ، اليرقات) ، وكذلك الخشب (خنافس اللحاء). في الطبقات العليا من التربة ، وكذلك في القمامة ، بالإضافة إلى الحشرات ، هناك عدد كبير من الفقاريات الأخرى (القراد ، ديدان الأرض ، يرقات الحشرات) ، يعيش العديد من البكتيريا والفطريات.
البركة كتكاثر حيوي
الآن فكر في البركة. هذا مثال على التكاثر الحيوي ، حيث تكون البيئة الحية للكائنات هي الماء. تستقر النباتات الكبيرة العائمة أو الجذور (الأعشاب ، زنابق الماء ، القصب) في المياه الضحلة للأحواض. يتم توزيع النباتات الصغيرة العائمة في جميع أنحاء عمود الماء ، إلى العمق الذي يخترق فيه الضوء. هذه هي الطحالب بشكل رئيسي ، والتي تسمى العوالق النباتية. في بعض الأحيان يوجد الكثير منهم ، ونتيجة لذلك يتحول الماء إلى اللون الأخضر ،"تزهر". تم العثور على العديد من الطحالب الخضراء المزرقة والأخضر والمشطورة في العوالق النباتية. الضفادع الصغيرة ، يرقات الحشرات ، الأسماك العاشبة ، القشريات تتغذى على بقايا النباتات أو النباتات الحية. تأكل الأسماك والحشرات المفترسة الحيوانات الصغيرة. والأسماك المفترسة العاشبة والأصغر تصطاد بواسطة المفترسات الكبيرة. الكائنات الحية التي تتحلل من المواد العضوية (الفطريات ، السوط ، البكتيريا) منتشرة في جميع أنحاء البركة. يوجد الكثير منها بشكل خاص في الأسفل ، حيث تتراكم هنا بقايا الحيوانات والنباتات الميتة.
مقارنة بين مثالين
بمقارنة أمثلة التكاثر الحيوي ، نرى مدى الاختلاف من حيث تكوين الأنواع وظهور البركة والنظم الإيكولوجية للغابات. هذا يرجع إلى حقيقة أن الكائنات الحية التي تعيش فيها لها موطن مختلف. في البركة يوجد ماء وهواء ، وفي الغابة تربة وهواء. ومع ذلك ، فإن المجموعات الوظيفية للكائنات الحية من نفس النوع. في الغابة ، المنتجون هم الطحالب والأعشاب والشجيرات والأشجار ؛ في البركة - الطحالب والنباتات العائمة. في الغابة ، يشمل المستهلكون الحشرات والطيور والحيوانات واللافقاريات الأخرى التي تعيش في القمامة والتربة. يشمل المستهلكون في البركة العديد من البرمائيات والحشرات والقشريات والأسماك المفترسة والأسماك العاشبة. في الغابة ، يتم تمثيل المُحلِّلات (البكتيريا والفطريات) بالأشكال الأرضية ، وفي البركة - بالأشكال المائية. نلاحظ أيضًا أن كلاً من البركة والغابة المتساقطة الأوراق هما تكاثر حيوي طبيعي. قدمنا أمثلة مصطنعة أعلاه.
لماذا تستبدل التكوينات الحيوية بعضها البعض؟
لا يمكن أن يوجد التكاثر الحيوي إلى الأبد. انه حتما عاجلا أوتم استبداله في وقت متأخر. يحدث هذا نتيجة التغيرات في البيئة من قبل الكائنات الحية ، تحت تأثير الإنسان ، في عملية التطور ، مع تغير الظروف المناخية.
مثال على التغيير في التكاثر الحيوي
لننظر كمثال على الحالة عندما تكون الكائنات الحية نفسها هي سبب تغير النظم البيئية. هذا هو مستوطنة الصخور مع الغطاء النباتي. من الأهمية بمكان في المراحل الأولى من هذه العملية تجوية الصخور: الانحلال الجزئي للمعادن وتغيير خصائصها الكيميائية والتدمير. في المراحل الأولى ، يلعب المستوطنون الأوائل دورًا مهمًا للغاية: الطحالب ، والبكتيريا ، والأشنات ، والأزرق والأخضر. المنتجون هم من اللون الأزرق والأخضر ، والطحالب في تكوين الأشنات والطحالب التي تعيش بحرية. يخلقون مادة عضوية. تأخذ الخضر الزرقاء النيتروجين من الهواء وتثريه ببيئة لا تزال غير مناسبة للسكنى. الأشنات تذوب الصخور بإفرازات الأحماض العضوية. تساهم في حقيقة أن عناصر التغذية المعدنية تتراكم تدريجياً. الفطريات والبكتيريا تدمر المواد العضوية التي ينتجها المنتجون. هذه الأخيرة ليست ممعدنة بالكامل. تدريجيًا ، يتراكم مزيج من المركبات المعدنية والعضوية وبقايا النباتات المخصبة بالنيتروجين. يتم تهيئة الظروف لوجود الأشنات والطحالب الكثيفة. تتسارع عملية تراكم النيتروجين والمواد العضوية ، وتتكون طبقة رقيقة من التربة.
يتم تشكيل مجتمع بدائي يمكن أن يوجد في هذه البيئة غير المواتية. المستوطنون الأوائل يتأقلمون بشكل جيد مع الظروف القاسية للصخور - لقد صمدوا والصقيع والحرارة والجفاف. تدريجيًا ، يغيرون موطنهم ، ويخلقون ظروفًا لتشكيل مجموعات سكانية جديدة. بعد ظهور النباتات العشبية (البرسيم ، الحبوب ، البردي ، الجرس الأزرق ، إلخ) ، تشتد المنافسة على العناصر الغذائية ، والضوء ، والماء. في هذا الصراع ، يتم تهجير المستوطنين الرواد بواسطة أنواع جديدة. تستقر الشجيرات على الأعشاب. هم يحملون التربة في مكانها مع جذورهم. يتم استبدال مجتمعات الغابات بمجتمعات العشب والشجيرات.
في سياق عملية طويلة من تطوير وتغيير التكاثر الحيوي ، يتزايد عدد أنواع الكائنات الحية المدرجة فيه بشكل تدريجي. يصبح المجتمع أكثر تعقيدًا ، وتصبح شبكته الغذائية متشعبة أكثر فأكثر. يتزايد تنوع العلاقات الموجودة بين الكائنات الحية. المزيد والمزيد من المجتمع يستخدم موارد البيئة. لذلك يتحول إلى شخص ناضج ، يتكيف جيدًا مع الظروف البيئية وله تنظيم ذاتي. في ذلك ، تتكاثر مجموعات الأنواع جيدًا ولا يتم استبدالها بأنواع أخرى. يستمر التغيير الموصوف في التكاثر الحيوي لآلاف السنين. ومع ذلك ، هناك تغييرات تحدث أمام أعين جيل واحد فقط من الناس. على سبيل المثال ، هذا هو النمو الزائد للخزانات الضحلة.
إذن ، تحدثنا عن ما هو التكاثر الحيوي. الأمثلة مع الأوصاف المقدمة أعلاه تعطي تمثيلًا مرئيًا لها. كل ما تحدثنا عنه مهم لفهم هذا الموضوع. أنواع التكوينات الحيوية وهيكلها وخصائصها وأمثلة - يجب دراسة كل هذا من أجل الحصول على صورة كاملة عنها.
