علم البيئة ، مقارنة بعلم النبات أو علم الحيوان أو علم التشريح ، هو مجال بيولوجي صغير نسبيًا ظهر في منتصف القرن التاسع عشر. يهتم بصلات الكائنات الحية ومجتمعاتها فيما بينها وبين البيئة المادية. يدرس أحد أقسامها - علم الوراثة - علم البيئة والكائنات الحية التي تشكل جزءًا من التكاثر الحيوي: النباتات والحشرات والفطريات والحيوانات في تفاعل مع بعضها البعض. نشأ العلم نفسه في أعمال علماء مثل L. Dollo و O. Abel و D. N Kashkarov و V. N. Sukachev.
في هذه المقالة سوف نتعرف على المفاهيم الأساسية لهذا القسم من علم البيئة ومعرفة هيكل وآليات عمل النظم البيئية.
التكاثر الحيوي كمكونات للمحيط الحيوي
لا تعيش مجموعات الأفراد من مختلف الأنواع البيولوجية - السكان - بشكل منفصل. هم متحدون في مجتمعات أكبر - biocenoses. علاوة على ذلك ، بين الأفراد داخل معينالأنظمة البيئية ، تنشأ أنواع مختلفة من العلاقات ، على سبيل المثال ، مثل allelopathy ، والتطفل ، والتكافل ، والمنافسة ، والصلات trophocenotic. يدرس Synecology العلاقات بين الكائنات الحية التي تشكل جزءًا من التكاثر الحيوي ، ويستكشف أيضًا تفاصيل العلاقات بين الأنواع للأنظمة الفرعية النباتية والحيوانية التي تشكل مجتمعًا حيًا.
ما هو المقصود بالنظام البيئي
في الوقت الحالي ، ليس فقط مصطلح "التكاثر الحيوي" يستخدم بشكل نشط في العلوم البيئية ، ولكن أيضًا مفهوم مثل "النظام البيئي" الذي قدمه A. Tansley. تستخدم كلتا الكلمتين للإشارة إلى المجمعات الطبيعية ومكوناتها: المجتمعات النباتية ومجموعات الحيوانات التي تدرس علم التوليف بناءً على مفهوم العلاقة بين جميع الكائنات الحية وبيئتها. وتجدر الإشارة إلى أنه ليس من الضروري وضع علامة مساوية بين المصطلحين. يحمل تعريف "التكاثر الحيوي" ، الذي قدمه V. Sukachev ، عبئًا دلاليًا كبيرًا ، حيث يأخذ في الاعتبار المجمعات الطبيعية ، مع مراعاة تداول المواد وتدفقات الطاقة التي تحدث فيها. لكن مفهوم "النظام الإيكولوجي" ، الذي انتشر على نطاق واسع ، خاصة في الأدبيات العلمية الشعبية ، نظرًا لطبيعته المبسطة ، يُستخدم الآن لوصف مجموعة متنوعة من المركبات الحيوية ، الطبيعية منها والاصطناعية.
نظرية التكاثر الحيوي بواسطة V. N. Sukachev
تم تشكيل آراء العالم تحت تأثير علماء الأحياء الروس البارزين: V. Dokuchaev ، الذي كان يعمل في علم التربة ، و V. Vernadsky ، مؤسس عقيدة المحيط الحيوي. الجمع بين المعرفة الجيوكيميائية ، والغابات ، وعلم النبات الجيولوجي ، أنشأ V. Sukachev نظامًا جديدًا -علم الجيولوجيا الحيوية. إنه ، مثل علم الوراثة ، هو فرع من علم البيئة يدرس علاقات الكائنات الحية داخل منطقة حيوية ، ويأخذ في الاعتبار أنماط العلاقات بين الأنواع والعلاقات السكانية للأفراد الذين ينتمون إلى نباتات وحيوانات. بناءً على أفكار العالم ، فإن جميع طبقات المحيط الحيوي مشبعة بالحياة ، وتحدث عمليات التقارب بين الكتلة الحيوية والطاقة فيها. أنها تستند إلى سلاسل الغذاء.
تشمل المنتجين - الكائنات ذاتية التغذية ، النباتات في المقام الأول. يتبع ذلك المستهلكون من الدرجة الأولى والثانية والثالثة ، وهم كائنات غيرية التغذية.
الرابط الأخير في السلاسل الغذائية هم مستفيدون من المواد العضوية الميتة - المُحلِّلات. وتشمل هذه بكتيريا التربة والفطريات السابروتروفيكية وبعض الحشرات. تسمى جميع عوامل الطبيعة غير الحية المتضمنة في التكاثر الحيوي ، مثل التربة والماء والغلاف الجوي ، بالمحيط الحيوي.
طرق البحث التخليقي
في بداية تكوين العلم ، تلقى العلماء المواد التجريبية من خلال البحث - الرحلات الاستكشافية. في منتصف القرن العشرين ، أصبحت طرق مثل التجارب الثابتة على مدار العام ، وطريقة الذرات الموسومة ، والتتبع الراديوي هي السائدة. في القرن الحادي والعشرين ، بدأ استخدام التتبع بمساعدة الأقمار الصناعية الأرضية الاصطناعية لحركة مجموعات الحيوانات. على سبيل المثال ، أرتوداكتيل كبيرة مميزة برقاقات مشعة. بالنظر إلى حقيقة أن علم الوراثة هو فرع من علم البيئة يدرس العلاقات بين عدد كبير من الكائنات الحية مع بعضها البعض ، يستخدم العلماء كلاً من التحليل الرياضي وعلم التحكم الآلي.هذا الأخير يستخدم للنمذجة والتنبؤ بالمكونات التي تشكل النظم الطبيعية.
ما الذي تقوم به دراسة علم النبات الوظيفي
النباتات هي أهم المشاركين في حياة النظم البيئية. نتيجة لعملية التمثيل الضوئي ، فإنها توفر لجميع الكائنات الحية الأخرى طعامًا يوفر احتياطيًا معينًا من الطاقة. تدرس Synecology العلاقة بين مكونات التكاثر النباتي ومجموعات الكائنات الحية غيرية التغذية: الحشرات ، العواشب والحيوانات آكلة اللحوم.
التركيب الزهري للمجتمعات النباتية في معظم التكوينات الحيوية معقد للغاية ويسمى تشبع الأنواع. يتم تمثيل الكائنات الحية النباتية في النظم البيئية في شكل طبقات ، وهو أمر ذو أهمية كبيرة لإنشاء مجموعة متنوعة من المنافذ البيئية. يُطلق على عدم التجانس الأفقي للنباتات اسم الفسيفساء ، وعلى عكس الطبقات ، يعتمد قليلاً على طول ساعات النهار. لكنه يرجع مباشرة إلى أنواع العلاقات ، مثل allelopathy والمنافسة. يتغير فيتوسينوسيس ، ويتم تحديد ديناميكياتها من خلال إيقاعات وتعاقب الساعة البيولوجية ، مثل إزالة الغابات ، والجغرافيا ، وحرائق الغابات.
أسباب ديناميكيات أعداد الحيوانات
علماء مشهورون مثل S. A. Severtsov، N. V. Turin، C. L Elton درس التغيرات في عدد الأفراد في المجتمعات غير المحددة. وقدم سي هيويت مصطلح "موجات الحياة". تحدث في المجمعات الطبيعية وهي ، جنبًا إلى جنب مع العمليات الغذائية ، مؤشراتالإمكانات الحيوية للنظام البيئي. تعتبر دراسة الديناميات الكمية للأفراد ذات أهمية عملية كبيرة لتدابير مكافحة الأوبئة التي تتحكم في إيقاعات الساعة البيولوجية لتكاثر القوارض التي تنشر الأمراض الحيوانية المنشأ مثل الطاعون والتولاريميا. يدرس Synecology أيضًا تأثير النشاط البشري على حالة zoocenoses ، على وجه الخصوص ، انخفاض في أعداد الأنواع النادرة والمهددة بالانقراض ، وانخفاض عدد حيوانات اللعبة القيمة في المجتمعات.
أنواع العلاقات بين الكائنات الحية في المناطق الأحيائية
تذكر أن علم الوراثة هو فرع من علم البيئة يدرس العلاقة بين أفراد النباتات والحيوانات. وتشمل هذه التبادلية ، والمنافسة ، وعلاج allelopathy. على سبيل المثال ، لطالما عرف علم النبات عدم توافق بعض النباتات مع بعضها البعض: الجوز الأسود يطلق مواد سامة لأشجار الفاكهة ذات النواة الحجرية ، ويمنع نموها وثمارها ، ويؤدي أيضًا إلى موت النباتات.
التبادلية هي شكل من أشكال التعايش بين مجموعات من الأنواع البيولوجية المختلفة ، والتي تحصل منها الكائنات الحية على منفعة متبادلة (سلطعون الناسك وشقائق النعمان البحرية ، والجلطات التي تعيش في أمعاء الحشرات وتساعدها على تكسير الألياف).
تبادل الطاقة في المحيط الحيوي
التكوينات الحيوية التي تشكل الغلاف الحي للأرض ، وتنفذ تحويل كل من الكتلة الحيوية والطاقة ، وهي أنظمة مفتوحة. تحتاج هذه المجمعات الطبيعية إلى تدفق للطاقة الضوئية. تستخدمه الصور الضوئية لتخليق المواد العضوية وجزيئات ATP وNADPxN2. Synecology هو علم يدرس التحولات المتبادلة للكتلة الحيوية والطاقة.
تبدو وكأنها هرم بيئي وسلاسل طعامه. ديناميات الطاقة من المستوى الأدنى إلى الأعلى تخضع للقوانين الفيزيائية العامة ، علاوة على ذلك ، فإن الفرق بين إمكانات الطاقة للمستويات المجاورة هو 10-20٪ ، ويتم تبديد باقي الطاقة على شكل حرارة. في هذا العمل ، تعرفنا على قسم علم البيئة - علم الوراثة ، واكتشفنا طرق بحثه ، بالإضافة إلى أهمية دعم الحياة في المحيط الحيوي.
