المحتوى
- تعريف البيئة المتخصصة
- أنواع المنافذ البيئية
- أهمية المنافذ البيئية
- المنافذ المتداخلة / تقسيم الموارد
- أمثلة على المنافذ البيئية
- قناة جزر النظام البيئي
- نظرية البناء المتخصصة
- أمثلة على البناء المتخصصة
علم البيئة هي دراسة التفاعلات بين الكائنات الحية وبيئاتها ، والتي تضم نظامًا بيئيًا. تسمى الأماكن التي تعيش فيها الكائنات الحية بالموائل.
ل مكانة بيئيةفي المقابل ، الدور البيئي الذي يلعبه الكائن داخل موطنه.
تعريف البيئة المتخصصة
العديد من فروع علم البيئة قد اعتمدت مفهوم مكانة بيئية.
يصف مكانة البيئة كيفية تفاعل الأنواع داخل النظام البيئي. يعتمد مكانة النوع على العوامل الحيوية وغير الحيوية ، والتي تؤثر على قدرة النوع على البقاء على قيد الحياة والتحمل.
العوامل الحيوية تؤثر على مكانة الأنواع تشمل توافر الغذاء والحيوانات المفترسة. العوامل غير الحيوية تشمل البيئة المتخصصة التي تؤثر على درجة الحرارة ، وخصائص المناظر الطبيعية ، ومغذيات التربة ، والضوء وغيرها من العوامل غير الحية.
مثال على البيئة المتخصصة هو مثال خنفساء الروث. خنفساء الروث ، كما يوحي اسمها ، تستهلك الروث في شكل يرقات وبالغين. تقوم خنافس الروث بتخزين كرات الروث في الجحور ، وتضع الإناث البيض فيها.
هذا يسمح لليرقات الفقس الوصول الفوري إلى الغذاء. تؤثر خنفساء الروث بدورها على البيئة المحيطة عن طريق تهوية التربة وإعادة إطلاق العناصر الغذائية المفيدة. لذلك ، تؤدي خنفساء الروث دورًا فريدًا في بيئتها.
لقد تغير تعريف مكانه منذ تقديمه لأول مرة. أخذ عالم الأحياء الميداني المسمى جوزيف غرينيل المفهوم الأساسي للمكانة وقام بتطويره ، مدعيا أن هناك مكانة متميزة بين الأنواع المختلفة التي تشغل نفس المساحة. بمعنى آخر ، هناك نوع واحد فقط يمكن أن يكون له مكانة خاصة. لقد تأثر بتوزيع الأنواع.
أنواع المنافذ البيئية
ركز تعريف عالم البيئة تشارلز التون على مكانته على دور النوع ، مثل دوره الغذائي. ركزت مبادئه بشكل أكبر على التشابه المجتمعي وأقل على المنافسة.
في عام 1957 ، قدم عالم الحيوان ج. إيفلين هتشينسون نوعًا من التسوية بين قطارات التفكير هذه. وصف هوتشينسون شكلين من المحراب. ال مكانة أساسية ركز على الظروف التي يمكن أن يوجد فيها نوع ما بدون تفاعلات بيئية. ال مكانة محققة، في المقابل ، يعتبر وجود السكان في وجود تفاعلات ، أو منافسة.
وقد سمح اعتماد مفهوم المتخصصة البيئية علماء البيئة لفهم أدوار الأنواع في النظم الإيكولوجية.
أهمية المنافذ البيئية
يستخدم علماء البيئة مفهوم مكانة البيئة للمساعدة في فهم كيفية ارتباط المجتمعات بالظروف البيئية ، واللياقة البدنية ، وتطور السمات ، والتفاعلات بين الحيوانات المفترسة في المجتمعات. يصبح هذا أكثر أهمية لأن تغير المناخ يؤثر على بيئة المجتمع.
منافذ بيئية تسمح الأنواع في الوجود في بيئتها. في ظل الظروف المناسبة ، فإن الأنواع تزدهر وتلعب دورا فريدا. وبدون وجود منافذ بيئية ، سيكون هناك تنوع بيولوجي أقل ، ولن يكون النظام الإيكولوجي في حالة توازن.
مسابقة Interspecies: علماء البيئة الرجوع إلى التعايش عند وصف المنافذ البيئية. لا يمكن أن يوجد نوعان متنافسان في مكان إيكولوجي واحد. هذا بسبب محدودية الموارد.
منافسة يؤثر على لياقة الأنواع ، ويمكن أن يؤدي إلى تغييرات تطورية. مثال على المنافسة بين الأنواع هو حيوان يتغذى على حبوب اللقاح أو الرحيق من نوع نباتي معين ، يتنافس مع حيوانات أخرى مماثلة.
في حالة بعض أنواع النمل ، تتنافس الحشرات على أعشاشها وفرائسها وكذلك الماء والغذاء.
مبدأ الاستبعاد التنافسي: يستخدم علماء البيئة مبدأ الاستبعاد التنافسي للمساعدة في فهم كيفية تعايش الأنواع. ينص مبدأ الاستبعاد التنافسي على أنه لا يمكن أن يوجد نوعان في نفس المكانة البيئية. هذا بسبب المنافسة على الموارد في الموائل.
أبطال مبدأ الاستبعاد التنافسي هم جوزيف غرينيل وتي آي ستورر وجورجي غوس وغاريت هاردين في أوائل القرن العشرين ومنتصفه.
تؤدي المنافسة في مكانة معينة إلى أن يتخصص كل نوع بطريقة مختلفة ، حتى لا يستخدم نفس الموارد ، أو يؤدي إلى انقراض أحد الأنواع المتنافسة. هذه طريقة أخرى للنظر إلى الانتقاء الطبيعي. هناك نوعان من النظريات المستخدمة لمعالجة الاستبعاد التنافسي.
في R * نظرية، لا يمكن أن توجد أنواع متعددة بنفس الموارد إلا إذا كانت تميز مجالاتها. عندما تكون كثافة الموارد في أدنى مستوياتها ، سيتم استبعاد تنافس هذه الأنواع الأكثر تقييدًا من المورد.
في P * نظرية، يمكن للمستهلكين وجود بكثافة عالية بسبب وجود أعداء مشتركين.
المنافسة تلعب بها حتى على المستوى الميكروبي. على سبيل المثال ، إذا Paramecium aurelia و Paramecium caudatum نمت معا ، وسوف تتنافس على الموارد. ب. أوريليا سوف تتفوق في نهاية المطاف P. caudatum وتسبب في انقراضها.
المنافذ المتداخلة / تقسيم الموارد
بالنظر إلى حقيقة أن الكائنات الحية لا يمكن أن توجد في فقاعة وبالتالي يجب أن تتفاعل بشكل طبيعي مع الأنواع الأخرى ، في بعض الأحيان يمكن أن تتداخل المحاريب. لتجنب الاستبعاد التنافسي ، يمكن أن تتغير الأنواع المماثلة بمرور الوقت لاستخدام موارد مختلفة.
في حالات أخرى ، يمكن أن توجد في نفس المنطقة ولكن تستخدم الموارد في أوقات مختلفة. يسمى هذا السيناريو تقسيم الموارد.
تقسيم الموارد: التقسيم يعني الانفصال. ببساطة ، يمكن للأنواع استخدام مواردها بطرق تقلل من النضوب. هذا يسمح للأنواع بالتعايش وحتى التطور.
مثال على تقسيم الموارد هو مثال السحالي مثل anoles ، التي استخدمت أجزاء مختلفة من موائلها المتداخلة بطرق مختلفة. قد تعيش بعض من anoles على أرض الغابة؛ البعض الآخر قد يعيش عاليا في المظلة أو على طول الجذع والفروع. قد لا تزال anoles الأخرى تبتعد عن بيئات النباتات وتعيش في صحراء أو بالقرب من المحيطات.
مثال آخر هو الدلافين والأختام التي تأكل أنواعًا مماثلة من الأسماك. ومع ذلك ، تختلف نطاقات المنزل ، مما يسمح بتقسيم الموارد.
مثال آخر على ذلك هو طيور داروين ، التي تخصصت أشكالها منقار مع مرور الوقت في تطورها. بهذه الطريقة ، تمكنوا من استخدام مواردهم بطرق مختلفة.
أمثلة على المنافذ البيئية
العديد من أمثلة على منافذ بيئية موجودة في النظم البيئية المختلفة.
على سبيل المثال ، في غابة صنوبر جاك بولاية ميشيغان ، يحتل محارب كيرتلاند مساحة مناسبة بشكل مثالي للطيور. تفضل الطيور التعشيش على الأرض بين الأشجار ، وليس فيها ، بين النمو الصغير.
ولكن يجب أن لا يتجاوز عمر شجرة الصنوبر في جاك ثمانية أعوام فقط ويبلغ طولها حوالي 5 أقدام. ما إن تتقدم الشجرة أو تطول قامةها ، لن يزدهر محارب كيرتلاند. يمكن أن تتعرض هذه الأنواع المتخصصة للغاية من المنافذ لخطر كبير بسبب التنمية البشرية.
النباتات الصحراوية مثل العصارة تكيفت مع منافذ بيئية قاحلة عن طريق تخزين المياه في أوراقها وجذور طويلة تنمو. على عكس معظم النباتات ، تفتح العصارة على ثغورها فقط في الليل لتقليل فقد الماء من حرارة النهار الحارقة.
المحبّات الحرارية هي كائنات حية تزدهر في منافذ بيئية شديدة مثل الفتحات الحرارية ذات درجات الحرارة العالية.
قناة جزر النظام البيئي
في جنوب كاليفورنيا ، على بعد أميال فقط من واحدة من أكثر المناطق اكتظاظا بالسكان في الولايات المتحدة ، توفر سلسلة الجزر المعروفة باسم جزر القنال نظامًا بيئيًا رائعًا لدراسة المجالات البيئية.
هذا النظام البيئي الدقيق ، الملقب بـ "غالاباغوس في أمريكا الشمالية" ، يستضيف العديد من النباتات والحيوانات. تختلف الجزر في الحجم والشكل ، وتوفر موائل فريدة لمختلف الحيوانات والنباتات.
الطيور: العديد من الطيور تدعو جزر القنال إلى المنزل ، وعلى الرغم من تداخلها ، فقد تمكنت كل منها من شغل منافذ بيئية خاصة على الجزر. على سبيل المثال ، أعشاش البجع البني كاليفورنيا في جزيرة Anacapa من قبل الآلاف. جاي فرك الجزيرة فريدة من نوعها لجزر القنال.
سمك: يعيش أكثر من 2000 نوع من الأسماك في المياه المحيطة بهذه الجزر. توفر أسماك عشب البحر الموجودة تحت المحيط موطنًا لكل من الأسماك والثدييات.
عانت جزر القنال من إدخال الأنواع الغازية من قبل المستوطنين الأوروبيين ، وكذلك من الملوثات مثل DDT. اختفت النسور الأصلع ، وأخذ مكانها ، جعلت النسور الذهبية منزل. ومع ذلك ، أعيد النسور أصلع إلى الجزر. خضع الصقور الشاهقة لأزمة مماثلة وبدأوا في العودة.
الثدييات الأصلية: توجد أربعة من الثدييات الأصلية في جزر القنال: ثعلب الجزيرة وفأر الحصاد وفأر جزيرة الغزلان الظربان. الثعلب والفأر الغزلان بدوره سلالات على جزر منفصلة. لذلك تستضيف كل جزيرة منافذ منفصلة.
الجزيرة الظربان الظربان يفضل الموائل من أنواع مختلفة اعتمادا على الجزيرة التي يعيش عليها. في جزيرة Santa Rosa ، يفضل الظربان الوديان والمناطق المشاطئة والغابات المفتوحة. على النقيض من ذلك ، في جزيرة سانتا كروز ، يفضل الظربان المرقطون رعيًا مفتوحًا ممزوجًا بالأشجار. أنها تلعب دور المفترس في كل من الجزر.
الجزيرة الظربان الظربان والجزر الثعلب منافسين للموارد في الجزر. ومع ذلك ، الظربان المرقطة هي آكلة اللحوم ، وأنها ليلية. وبهذه الطريقة ، يمكنهم التعايش فيها منافذ متداخلة. هذا مثال آخر لتقسيم الموارد.
الثعلب الجزيرة تقريبا انقرضت. جلبت جهود الانتعاش الأنواع مرة أخرى.
الزواحف والبرمائيات: المنافذ المتخصصة للغاية تمتد إلى الزواحف والبرمائيات. هناك نوع واحد من السمندل ، وأنواع الضفادع ، ونوعان من الأفعى غير السامة وأربعة أنواع من السحالي. وحتى الآن لم يتم العثور عليها في كل جزيرة. على سبيل المثال ، هناك ثلاث جزر فقط تقوم باستضافة السحلية الليلية للجزيرة.
تشغل الخفافيش أيضًا منافذ في جزر سانتا كروز وسانتا روزا ، حيث تعمل كملقحات ومستهلكات للحشرات. Santa Cruz Island هي موطن للخفافيش الكبيرة في المدينة.
اليوم الجزر تتعافى. وهي تضم الآن متنزه تشانيل آيلاندز الوطني ومحمية تشانيل آيلاندز البحرية الوطنية ، ويواصل علماء البيئة مراقبة العديد من المخلوقات التي تستدعي الجزيرة.
نظرية البناء المتخصصة
ركز علماء البيئة في الآونة الأخيرة على نظرية البناء المتخصصة، الذي يصف كيفية تعديل الكائنات الحية لبيئاتها لجعلها أكثر ملاءمة كمنافذ. ومن الأمثلة على ذلك صنع الجحور ، وبناء أعشاش ، وإنشاء الظل ، وبناء سدود القندس وغيرها من الطرق التي تغير الكائنات الحية محيطها لتناسب احتياجاتها.
نشأت البناء المتخصصة من عالم الأحياء جون Odling-Smee. جادل Odling-Smee بأنه ينبغي اعتبار البناء المتخصص عملية تطور ، وهو شكل من أشكال "الميراث الإيكولوجي" ينتقل إلى المتحدرين من الميراث وليس الميراث الجيني.
هناك أربعة مبادئ أساسية وراء نظرية البناء المتخصصة:
ومن الأمثلة على ذلك براز الطيور البحرية الذي يؤدي إلى إخصاب النباتات والانتقال من الأراضي العشبية إلى الأراضي العشبية. هذا ليس تكييفًا مقصودًا ، لكنه جلب آثارًا على التطور. وبالتالي فإن الطيور البحرية قد عدلت البيئة بشكل كبير.
يجب أن تؤثر التعديلات الأخرى على البيئة في ضغوط الاختيار على الكائن الحي. ردود الفعل الانتقائية لا علاقة لها الجينات.
أمثلة على البناء المتخصصة
المزيد من الأمثلة على البناء المتخصص تشمل حيوانات التعشيش والاختباء ، والخميرة التي تعدل نفسها لجذب المزيد من ذباب الفاكهة وتعديل الأصداف عن طريق سرطان البحر الناسك. حتى من خلال التحرك ، يمكن أن تؤثر الكائنات الحية على البيئة ، مما يؤثر بدوره على تدفق الجينات في مجتمع ما.
يظهر هذا على نطاق واسع مع البشر ، الذين غيروا البيئة بحيث تناسب احتياجاتهم مما أدى إلى عواقب عالمية. يمكن أن يتضح هذا بالتأكيد من خلال الانتقال من جامعي الصياد إلى الثقافات الزراعية ، مما أدى إلى تغيير المشهد من أجل رفع مصادر الغذاء. بدوره ، قام البشر بتغيير الحيوانات لتدجينها.
تقدم المنافذ البيئية معرفة غنية محتملة لفهم كيفية تفاعل الأنواع مع المتغيرات البيئية. يمكن لعلماء البيئة استخدام هذه المعلومات لمعرفة المزيد حول كيفية إدارة الأنواع والحفاظ عليها ، وكيفية التخطيط للتنمية المستقبلية أيضًا.