المكونات الحية واللاحية في النظام البيئي
المكونات الحية
وهي الكائنات الحية الحيوانية والنباتية والأحياء المهجرية التي تعيش على سطح الأرض في الوقت الحاضر ويقدر علماء المتحجرات أن جميع ألأنواع التي سبق أن عاشت وأنقرضت ما بين 50-5000 مليون نوع أما ما يعيش اليوم فعلاً على سطح الأرض فيقدر بحوالي 2 مليون نوع منها 1.780 مليون نوع شخص يتوفر عنه الوصف العلمي الدقيق وهذا العدد على الشكل الآتي:-
37 ألف نوع من الأحياء المجهرية كالبكتريا والابتدائيات وغيرها و 90 ألف نوع من الفطريات ، 250 ألف نوع من النباتات و 1.360 نوعمن الحيوانات التي تقع في حوالي شعبة ابتداءً من الهايدرا وصعوداً .
يمكن تقسيم المكونات الحية الى ثلاثة أنواع من حيث علاقتها بالطاقة وتشمل :-
1- المنتجات Producers
وهي الاحياء التي يمكنها تحويل المواد اللاعضوية الى المواد العضوية بمساعدة الطاقة الشمسية وتخزنها في أجسامها بشكل جزيئات عضوية معقدة وهي السكريات وهو طاقة كامنة وإنتاجها لهذه الطاقة هو سبب تسميتها بالمنتجات والتي تضم النباتات الخضر المزهرة كالأشجار وغيرها والطحالب والهائمات النباتية وأيضا بعض أنواع السوطيات تشترك جميع هذه الكائنات بصفة واحدة هي القيام بالبناء الضوئي وأنتاج الطاقة بكونها تجهز نفسها بالغذاء فأن هذه المجموعة تسمى ذاتية التغذية ( Autotrophs ) إلا أن هناك مجموعة من الأحياء تقوم بأنتاج الطاقة اللازمة لحياتها من خلال القيام بالتركيب الكيماوي ( Chemosynthesis ) بدلا من التركيب الضوئي Photosynthesis وتختص بأنجازها بعض الأحياء المجهرية وذلك بالاستفادة من المركبات اللاعضوية مثل ( الأمونيا أو كبريتيد الهيدروجين ) وتحويلها الى مواد سكرية بواسطة ( أيون الحديد Fe++ ) كبديل عن الطاقة الشمسية إلا أن مقدار الطاقة المثبتة بواسطة هذه الأحياء قليل جداً لا يتجاوز ( 2 سعره . دقيقة / سم 2 ) وهذه الطريق غير شائعة وقابلة للأهمال في النظم البيئية من حيث أنتاج الطاقة وحين يُشار الى إنتاج الطاقة في النظم البيئية فالمقصود عمالية البناء الضوئي بشكل عام .
2- المستهلكات Consumers
هي جميع أنواع الأحياء من الحيوانات عادة التي تعتمد في تغذيتها على غيرها من الأحياء النباتية والحيوانية فتحصل منها على الطاقة وبذلك فهي متعددة التغذية ( Heterotrophs ) ومنها ما يعتمد على اللحوم ( Carnivores ) ولأن العواشب قريبة من مستوى أنتاج الطاقة هي الشمس ثم النباتات لذا تسمى المستهلكات الأولية ( Primary Consumers ) أما التي تتغذى على الحيوانات الأخرى تسمى المستهلكات الثانوية ( Secondary Consumers ) لكونها تتغذى على المستهلكات الأولية وقد تكون هناك لواحم كبيرة تتغذى على لواحم اصغر فتعرف بالمستهلكات العليا
أو القيمة ( Top Carnivores ) من المستهلكات ما هو مشترك في التغذية ما بين الحيوانية والنباتية فتسمى بالقوارت أو الحيوانات القارتة ( Omnivores ) ونظراً لكون المستهلكات تختلف جذرياً في قدرتها على أستهلاك المواد العضوية الموجودة في نظام بيئي معين لذا تقسم أحياناً الى المستهلكات دقيقة ( Micro Consumers ) وهي الكائنات ذات الحجم الصغير والاستهلاك القليل من الطاقة والمستهلكات الكبيرة ( Macro Consumers ) وهي تستهلك كميات كبيرة من الغذاء ألا أن هذا التقسيم يستخدم لأغراض وصفية غالباً .
3- المحللات ( Decomposers )
وتسمى ً ( Micro consumer ) وتسمى أحيانا بالكائنات الرمية وهي كائنات حية دقيقة مجهرية كالبكتريا والفطريات وبعض الأبتدائيات ولها دور مهم جداً في النظام البيئي إذ تعمل على تكسير المواد العضوية الميتة والمتجمعة نتيجة موت النباتات أو الحيوانات وأعادتها الى النظام البيئي جاهزة للمستخدم من قبل المنتجات مرة أخرى سواء كانت تلك الأعادة من التربة أو على شكل غازات الى الجو ولو لا هذه المحللات لبقيت المواد العضوية متجمعة منذ ملايين السنيين ولإنتهى النظام البيئي في العالم . إذ لا تجد النباتات ما تمتصه من مواد أولية بسيطة . أوضح الأمثلة على تأثير المحللات ودورها هو الطبقة السطحية من التربة الغابات أو الحقول التي تكون بنية أو ذات لون داكن وممكن مشاهدة الوراق النباتية في مراحل مختلفة من التحلل قبل أن تتلاشى متحولة الى مواد عضوية قابلة للذوبان في الماء وتعرف المواد العضوية الموجودة في التربة بأسم الدبال أو ( Humus ) وتؤثر الرطوبة في عملية تنشيط عمليات تحلل المواد العضوية حيث تزداد سرعة التحلل بدرجة كبيرة كلما زاد محتوى التربة من الرطوبة .
س/ هل تعتبر الأحياء اللافقرية من التربة والمياه محللات ؟
لا تعتبر محللات لكنها بطبيعة عملها تقوم بالتحليل .
هناك العديد من اللافقريات مثل ديدان الأرض والرخويات وغيرها التي تتغذى وتعيش على تحليل وتكسير المواد العضوية الميتة لكنها لا تعتبر من محللات وأن كان عملها تحليل المواد المتفسخة وتعتبر كفاءة المحللات في تكسير المواد العضوية أعلى من قابلية الأحياء اللافقرية .
المكونات اللاحية في النظام البيئي
أولاً :- المكونات الكيمياوية
1- محيط التربة Litho sphere
2- الغلاف الجوي Atmo sphere المحيط الحيوي Bio sphere
3- المحيط المائي Hydro sphere
1- محيط التربة (Litho sphere )
هو أحد المكونات الرئيسية للبيئة وأحيانا تشكل أساس أي نظام بيئي باعتبارها مصدر للكثير من العناصر الفلزية واللافلزية وهي الحال النهائي في دورات العناصر ( K-CA-P-S-C-N ) وتسمى هذه العناصر المغذيات الكبيرة ( Macronutrients ) أي يحتاجها الأنسان والكائن الحي بكميات كبيرة لبناء البروتوبلازم وباقي مكونات الخلية وهناك نوع آخر من العناصر تسمى العناصر الصغرى (Micronutrients ) والتي يحتاجها الجسم الحي الحيواني والنباتي بتراكيز ضئيلة للغاية واذا عن حد معين فأنها تكون سامة مثل (الحديد Fe و Cu السليتيوم) وتنشأ هذه العناصر جميعها من التربة ووفرتها على تركيز أيون H+ ألذي يعمل على ترسبها أو إذابتها حسب العنصر .
تنشأ التربة من تفتت الصخور وتهشمها أثناء حركة القشرة الأرضية ولذلك فهي عبارة عن دقائق مختلفة الإحجام تعود الى ثلاث مكونات رئيسية هي :-
1- الرمل ( Sand ) ويكون مادة ذات دقائق كبيرة الحجم .
2- الغريًن Silt .
3- الطين Clay .
وكلاهما ذو أقطر دقيقة عادة وتخللها فراغات بينية يستقر فيها الهواء والماء .
تتحد نوعية التربة حسب المؤشرات التالية
1. نسب المكونات الرملية أو الغرينية أو الطينية ومنها تتكون نوعيات جديدة مثل التربة المزيجية ( Loam ) أو المزيجية الرملية ( Sandy Loam ) .
2. حجم الدقائق لكل مكون فالرملية ذات دقائق خشنة عادة أما الطينية والغرينية فتكون أدق وهذا يؤثر على كمية الهواء المحصور وعلى نسبة الرطوبة أيضاً وعلى نسبة المحتوى العضوي فيها وعلى فترة أحتجاز الماء وكل هذه العوامل تؤثر على نجاح نمو النباتات والإحياء .
3. نسبة المحتوى العضوي في لتربة وهو الذي ينتج عن موت الحيوانات والنباتات وقد تساعد اللافقريات في ذلك والتي تتغذى على جذور النباتات .
2- غازات الغلاف الجوي ( Atmospheric Gases )
وأهمها غاز ( Co2 – N - O2 ) الأوكسجين يوجد في الغلاف الجوي بنسبة حوالي ( 19-20% )وفي الطبقة السفلى منه ولغاية أرتفاع معين فوق سطح الأرض على شكله الحر الجزيئي ويتحول بعد ذلك الى الشكل الذري ( O ) على أرتفاع ( 500كم ) تقريباً
وهو غاز مهم لتنفس الأحياء جميعها ( الحيوانية والنباتية ) وهو يذوب في الماء بدرجة كبيرة ويعتمد الذوبان على درجة الحرارة ففي درجة (20 ? م ) ممكن أن يصل تركيز الأوكسجين المذاب في الماء إلى ( 6 ملغم / لتر ) بينما تبلغ درجة تشبع الماء بالأوكسجين ( 9.2ملغم م لتر ) .
تختلف المصادر المائية من حيث تراكيز الأوكسجين المذاب فيها . وتعتمد في ذلك على دورات الليل والنهار حيث يزداد تركيز الأوكسجين في النهار عند وجود نباتات مائية وذلك بسبب ما تنتجه النباتات من أوكسجين في عملية البناء الضوئي وفي الليل تتوقف عملية التركيب الضوئي فتقل نسبة ( O2 ) .
كما تعتمد درجة ذوبان ( O2 ) في الماء على عوامل أخرى مثل حركة المياه التي تزيد من عملية التهوية وعلى وفرة الأحياء المائية فيها .
3- المحيط المائي ( Hydro sphere )
الماء مكون أساسي في النظم البيئية وقد يشكل لوحده نطاقاً بيئياً مستقلاً . ويمكن تلخيص أهميته في النظم البيئية البرية للخصائص التالية إضافة الى فوائده كرطوبة في التربة وفي الهواء .
أ- يدخل في عملية التركيب الضوئي في النباتات التي تقوم بشطر جزيئة الماء واستغلال عناصرها في صنع السكريات .
ب- يعتبر الماء العنصر الأساسي الذي يحافظ على شكل النباتات ويعرضها لأشعة الشمس وذلك لغرض أنجاز عملية أنجاز الطاقة بتوفير الضغط الداخلي ( ضغط الامتلاء ) .
ج- يعتبر الشكل الوحيد أذ يخلق المحاليل اللازمة لإذابته لعناصر التربة ونقلها الى داخل النبات ثم حركتها في الأوعية الناقلة النباتية .
د- تجري التفاعلات الكيمياوية الحيوية تقريباً في وسط مائي سواء كانت في أجسام الحيوانات أو النباتات ولذلك فأن أي نظام بيئي واستمراره يعتمد كلياً على مدى حاجته الى الماء ووفرة الماء في ذلك النظام .
من المحيط الأطلسي فأدى ذلك الى انكسار حافات المحيط المنجمد الشمالي. ويعتقد علماء اليوم أن درجة حرارة الأرض هي في تزايد مستمر لأسباب تتعلق بالتلوث البيئي مما يسبب فيضان البحر على المناطق الساحلية بسبب ذوبان الجليد في المنطقتين القطبيتين ( الشمالية والجنوبية ) .
العوامل الفيزيائية ( Physical Factors)
ويمكن أن تسمى بالعوامل المناخية بسبب تعلقها بالظواهر المناخية أو لكونها تشمل المناخ الدقيق لمنطقة معينة وتشمل :-
أ- درجة الحرارة ( Temperature )
عامل أساسي يتحكم في جميع فعاليات الأحياء من أنتشار وتكاثر وسبات .. ألخ . ومما يؤثر على قدرة النظام البيئي على الأستمرار في انتاج الطاقة الكامنة أو أنخفاض في أنتاجها .
وهناك مدى حراري أمثل لكل نوع من أنواع الحيوانات والنباتات ويُعرف عن النباتات أنها تتوقف عن البناء الضوئي عند أرتفاع أو أنخفاض درجة الحرارة عن المدى الطبيعي لها ومن الطبيعي ان درجات الحرارة الطبيعية متفاوتة الى درجة كبيرة بين العشرات ولغاية ( 80-90 م ? ) . ألا ان الجزء المحصور مابين ( 15- 35 م ? ) هو المفضل لدى أغلب الكائنات الحية . ولكل كائن حي درجة مُثلى لنموه ومعيشته . تؤثر درجة الحرارة على تبخر المياه وتوفير الرطوبة في الهواء والتربة ، وعلى مستوى الكرة الأرضية تؤثر على ذوبان الجليد ويعتقد العلماء أن درجة حرارة الأرض قد أرتفعت ما بين ( 1-2 م ? ) خلال الفترة ( 1880-1994 ) على الأقل في المنطقة الشمالية ..
ب-الضوء ( Light )
يمكن تسميته بالإشعاع الشمسي حيث أن الضوء اللازم للنظم البيئية مصدره الشمس ويمثل مصدر الطاقة الوحيد بالنسبة الى أغلبها ما عدا التي تعيش على التركيب الكيمياوي .
يتحكم الضوء بفسلجة النبات ، كما يتحكم بسلوك النباتات فيؤثر على أنتشارها في النظم البيئية .
أن فترة الإضاءة وتناوبها مع الظلام وما يعرف بالدورة الضوئية ( photo periodism ) وهذه الدورة الضوئية تؤثر على نشاط الأزهار للنباتات . وتستجيب النباتات الى الضوء بشكل عام بالأتجاه الى مصدره وهو ما يعرف ( بالانتحاء الضوئي الموجب ) كما هو الحال بالنسبة للساق والأوراق وقد يكون الأنتحاء بالعكس ذلك فيعرف ( بالأنتحاء الضوئي السالب ) . ويعود التحكم في هذه الحالات الى هرمونات نباتيه خاصة.
يؤثر الضوء على سلوك الحيوانات ( سلوك التغذية ، التكاثر ، الهجرة ، الخ .. ) فينظم دورتها الفسلجية مثل تغيير لون الريش في الطيور أو ترسب الدهون في الجسم أو ذوبانها . ومن أهم ظاهر تأثير الضوء على النظم البيئية ذو التأثيرات الكبيرة على النظام البيئي . ويُعرف عن الكثير من الطيور هجرتها الى الشمال عندما يطول النهار وبالعكس عندما يقصر النهار .
س/ ما هو تأثير الهجرة على النظم البيئية ؟.
يسمح للفراش سواء كانت ( حيوانات أو نباتات ) باستعادة كثافتها السكانية عند خلو النظام البيئي من أعدائها . بتغيير لون الفراء للحيوانات موسمياً بسبب تأثير الضوء ومن الأمثلة على ذلك الحيوانات القطبية التي تختلف ألوانها في الشتاء والصيف .
تُقسم الحيوانات الى قسمين من حيث نشاطها مع الضوء
أولاً:- الحيوانات النهارية :- تنشط مع الضوء للبحث عن الغذاء والتزاوج مثل جميع الحيوانات تقريباً .
ثانياً :- الحيوانات الليلية :-تنشط مع الليل للقيام بفعاليتها الحيوية مثل الخفافيش والبومة وقسم من الحشرات والأفاعي .
المادة المعروضة اعلاه هي مدخل الى المحاضرة المرفوعة بواسطة استاذ(ة) المادة . وقد تبدو لك غير متكاملة . حيث يضع استاذ المادة في بعض الاحيان فقط الجزء الاول من المحاضرة من اجل الاطلاع على ما ستقوم بتحميله لاحقا . في نظام التعليم الالكتروني نوفر هذه الخدمة لكي نبقيك على اطلاع حول محتوى الملف الذي ستقوم بتحميله .
