معلومة

17.6: مقدمة في العوامل الحيوية واللاأحيائية - علم الأحياء

17.6: مقدمة في العوامل الحيوية واللاأحيائية - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ما سوف تتعلم القيام به: التمييز بين المكونات اللاأحيائية والأحيائية للبيئة

تؤثر العديد من القوى على مجتمعات الكائنات الحية الموجودة في أجزاء مختلفة من المحيط الحيوي (جميع أجزاء الأرض التي تسكنها الحياة). تؤثر العوامل اللاأحيائية على توزيع المناخ والنباتات والحيوانات.


17.6: مقدمة في العوامل الحيوية واللاأحيائية - علم الأحياء

ملاحظات البيولوجيا المدرسية: العوامل الحيوية وغير الحيوية للنظم البيئية ، التفاعلات ، الترابط

البيئة ، النظم البيئية ، العوامل الحيوية وغير الحيوية ، تفاعلات الكائنات الحية ، الترابط ، العلاقات المتبادلة بين الطفيليات والأمبير ، الترابط ، التغيرات البيئية ، التأثيرات على السكان

ملاحظات مراجعة البيولوجيا المدرسية لـ Doc Brown: بيولوجيا GCSE ، وعلم الأحياء IGCSE ، وعلم الأحياء على مستوى O ،

دورات علوم مدرسية بالصفوف 8 و 9 و 10 بالولايات المتحدة أو ما يعادلها

14-16 سنة من طلاب علم الأحياء

ستساعدك هذه الصفحة في الإجابة على أسئلة مثل. ما هو النظام البيئي؟ ما هي العوامل الحيوية؟ ما هي العوامل اللاأحيائية؟ لماذا ترتفع أعداد الأنواع وتنخفض؟ كيف تؤثر التغيرات البيئية على المجتمعات؟

فهرس فرعي لهذه الصفحة عن النظم البيئية

(أ) مقدمة في علم البيئة والنظم الإيكولوجية والتعاريف والمصطلحات المستخدمة في علم البيئة

علم البيئة هي دراسة كيفية بقاء جميع الكائنات الحية (النباتات والحيوانات) في بيئتها المادية ، وكيفية ارتباطها بالكائنات الأخرى وما الذي يجعل الكائن الحي ناجحًا أو غير ناجح حسب الحالة.

ان النظام البيئي هو تفاعل مجتمع من الكائنات الحية (الحيوية) والعوامل غير الحية (اللاأحيائية) التي تؤثر على بيئتهم.

لذلك النظام البيئي يشمل جميع مجموعات الكائنات الحية (نباتية أو حيوانية) في منطقة محددة ويجب أن يشمل هذا الوصف أيضًا جميع الظروف / العوامل غير المعيشية مثل درجة الحرارة ، ومغذيات جودة التربة ، ومصادر المياه (أو نقصها) .

النظم البيئية النموذجية يشمل:

النظم البيئية الطبيعية مثل الغابة المطيرة القديمة والتندرا والمستنقعات والمحيطات والبحيرات وحتى البركة المتواضعة.

النظم البيئية الاصطناعية مثل الغابات المزروعة ذات الإدارة العالية والمزارع السمكية والبستنة في الدفيئة.

يوجد داخل النظام البيئي تنافس مستمر بين الكائنات الحية للحصول على الغذاء والموارد الأخرى والتعامل مع ظروف مثل توافر المياه أو الغذاء أو مناخ البيئة.

يمكنك النظر في ذلك النظم البيئية لها مستويات مختلفة من التنظيم - المصطلحات الهامة المدرجة أدناه.

أ موطن تعني منطقة محددة من النظام البيئي المعني ، على سبيل المثال خشب ، بركة ، شاطئ بحر ، إلخ. حيث يعيش الكائن الحي لإعطاء ذرية خصبة.

العوامل الحيوية هي العوامل "الحية" للبيئة على سبيل المثال توافر الغذاء ، وتوافر المياه ، ومسبب مرض / مفترس جديد ، والتنافس على الغذاء بين الكائنات الحية - كل هذه تؤثر على توزيع الكائنات الحية.

الظروف اللاأحيائية يعني العوامل "غير الحية" مثل درجة الحرارة ، ودرجة حموضة الماء / التربة ، ووجود وتركيز مغذيات التربة ، ومستوى الرطوبة ، وشدة الضوء والظروف المناخية الأخرى - مرة أخرى ، كل هذه العوامل تؤثر على توزيع الكائنات الحية.

صنف تُعرَّف بأنها مجموعة من الكائنات الحية المتشابهة التي يمكنها التكاثر مع بعضها البعض لإنتاج ذرية خصبة.

ال وفرة أو حجم السكان الكائن الحي هو عدد الأفراد الموجودين في منطقة معينة.

ال توزيع الكائن الحي حيث تجده في موطنه على سبيل المثال جزء أو كل نهر أو مجرى أو حقل أو أرض برية ، إلخ.

مستويات التنظيم - التعاريف في زيادة الحجم

1. فرد - كائن حي واحد من أي نوع في سكانه في موائل النظام البيئي.

على سبيل المثال سنجاب يعيش في الغابة.

2. تعداد السكان - العدد الإجمالي لنوع معين من الكائنات الحية في موائل نظام إيكولوجي محدد.

عدد السناجب التي تعيش في الخشب.

3. تواصل اجتماعي - جميع مجموعات الكائنات الحية من الأنواع المختلفة التي تعيش في موطن بيئي محدد.

تعيش السناجب جنبًا إلى جنب مع حيوانات أخرى مثل الأرانب والثعالب والحشرات والنباتات.

4. النظام البيئي - مجتمع الكائنات الحية والظروف التي تعيش فيها - حيوية وغير حيوية.

يعيش هذا المجتمع في بيئة محددة ، يتفاعل الأفراد والأنواع مع بعضهم البعض (العوامل الحيوية) وتتأثر حياتهم على سبيل المثال. نوع التربة في الأراضي الحرجية (درجة الحموضة ، المحتوى الغذائي) ، درجات الحرارة المحيطة الموسمية ، موارد المياه (المطر ، البركة) وشدة الضوء.

أ مجتمع مستقر هو المكان الذي تظل فيه العوامل الحيوية وغير الحيوية في حالة توازن ويظل حجم السكان ثابتًا إلى حد ما.

تشمل الأمثلة غابات البلوط القديمة في إنجلترا أو الغابات الاستوائية المطيرة في أمريكا الجنوبية.

الاعتماد المتبادل هو المصطلح لوصف حقيقة أن جميع الكائنات الحية تعتمد على الكائنات الحية الأخرى للحصول على موارد مثل الغذاء أو المأوى من أجل البقاء والتكاثر.

ونتيجة لذلك ، فإن أي تغيير في تعداد نوع واحد يمكن أن يكون له تأثير على نوع آخر في نفس المجتمع.

يمكن فهم ذلك بشكل أفضل من خلال دراسة الشبكات الغذائية. انظر القسم (د) شبكات الغذاء على صفحة الكتلة الحيوية

التنوع البيولوجي والنظم البيئية

نظرًا لأن النظام البيئي يحتوي على مجموعة من النباتات والحيوانات المختلفة ، فهذا المصطلح التنوع البيولوجي يعبر عن "عرض" تنوع الأنواع.

التنوع البيولوجي مهم للغاية "لصحة" أي نظام بيئي وعبارات مثلعالي التنوع البيولوجي "أو"قليل التنوع البيولوجي "يلخص الحالة الجيدة أو السيئة للنظام البيئي.

يمكن وصف الكائنات الحية في النظام البيئي بأنها منتجة ومستهلكة ومحللات.

منتجين بدء سلسلة غذائية على سبيل المثال النباتات التي تنتج الغذاء من عملية التمثيل الضوئي.

المستهلكون يأكلون من مستوى سابق في السلسلة الغذائية ، حيث يتم نقل الكتلة الحيوية.

المحللات هي كائنات حية تعمل على تحطيم الكائنات الحية الميتة الأخرى ، وإعادة تدوير المواد في النظام البيئي.

يتمتع النظام البيئي ذو التنوع البيولوجي العالي بالعديد من المزايا مقارنة بالتنوع البيولوجي المنخفض ، على سبيل المثال

مجموعة متنوعة من الموارد الغذائية ، مما يقلل من اعتماد الأنواع على خيارات محدودة ،

لتلبية احتياجاتنا الخاصة ، يتم تزويدنا بالإمدادات الغذائية والأدوية المشتقة من المنتجات الطبيعية والأكسجين في الغلاف الجوي وإمدادات المياه.

يتم تقليل التنوع البيولوجي عن طريق إزالة الكثير من الأنواع من نظام بيئي ، على سبيل المثال الصيد الجائر ، الصيد الجائر ، إزالة الغابات ، تجفيف المستنقعات أو المستنقعات.

ما لم يتم اتخاذ تدابير الحفظ والاستبدال ، فإن تجمعات الأنواع المتأثرة لن تكون مستدامة - ربما إلى نقطة الانقراض.

مستوى عالٍ من التنوع البيولوجي في حقل صغير (على سبيل المثال) أو ضخم (غابة ، بلد) جيد جدًا ، خاصةً إذا تغيرت الظروف البيئية.

بعض النظم البيئية الطبيعية مثل الغابات المطيرة والشعاب الاستوائية لديها تنوع بيولوجي مرتفع، وتوفير مجموعة متنوعة من المواد الغذائية والمأوى ل أنواع كثيرة على مدار السنة.

النظم البيئية الطبيعية الأخرى لها أ انخفاض التنوع البيولوجي على سبيل المثال التندرا القطبية الشمالية أو الصحاري أو الفتحات الحرارية البركانية في أعماق البحار ، حيث أ عدد قليل نسبيًا من الأنواع شديدة التكيف يمكن للنباتات أو الحيوانات البقاء على قيد الحياة.

جميع النظم البيئية الطبيعية ذاتية الدعم، مما يعني أن جميع الموارد التي يحتاجها الكائن الحي تعيش وتتكاثر كلها موجودة في موائلها.

ومع ذلك ، فإن مثل هذه الأنظمة تحتاج إلى مدخلات من الطاقة ، عادة من ضوء الشمس و ،

تحتاج جميع الحيوانات إلى نباتات للأكسجين والغذاء ،

والنباتات بحاجة إلى ثاني أكسيد الكربون والتلقيح ونثر البذور من الحيوانات.

تسمى هذه الاتصالات الاعتماد المتبادل.

التوزيع هو مقياس لمدى ارتفاع أو انخفاض عدد الأنواع من منطقة مقارنة بأخرى في نظام بيئي ، أي كيفية انتشارها حول نظام بيئي.

تميل الحيوانات العاشبة مثل الأرانب والأغنام إلى التجمع حيث توجد أراضي رعي جيدة.

ولكن ، هناك عواقب أخرى لتوزيع النباتات على سبيل المثال

إذا كانت كثافة الرعي منخفضة ، فإن عددًا قليلاً فقط من النباتات سيهيمن على موطنه ويتنافس مع الآخرين.

مع زيادة الرعي ، يمكن أن تزدهر المزيد من الأنواع النباتية لأن مجموعة النباتات المهيمنة يتحكم فيها الرعاة ويمكن أن تنمو الأنواع الأضعف ، لكنها غالبًا ما تكون نباتات متكيفة بشكل خاص يمكنها مقاومة الرعي المكثف للحيوانات العاشبة.

تنطبق نفس الحجة على الحيوانات البرية الأخرى مثل الماشية البرية التي تعيش على سبيل المثال. السافانا الأفريقية.

لمعرفة المزيد عن هذه ، انظر:

(ب) التنافس على الموارد

تحتاج جميع الكائنات الحية إلى أشياء متنوعة من بيئتها والكائنات الحية الأخرى للبقاء على قيد الحياة والتكاثر (وبالتالي تتطور لتتكيف بشكل أفضل مع بيئتها).

يمكن للكائنات الحية أن تعيش فقط إذا كان لديها موارد كافية لاحتياجاتها - النمو الفردي والتكاثر الجماعي. ضمن نفس النظام البيئي وموائلها.

. سوف تتنافس الحيوانات على الغذاء والماء والأرض (على سبيل المثال للصيد أو جمع الطعام) و الاصحاب لإنتاج الجيل القادم ،

. و سوف تتنافس النباتات على الضوء لعملية التمثيل الضوئي والمغذيات الأيونات المعدنية في التربة ، فضاء لتنمو و ماء لنقل النتح والتمثيل الضوئي.

ضمن النظام البيئي ، من المرجح أن تكون الحيوانات والنباتات التي تحصل على المزيد من الموارد من بيئتها ، أكثر نجاحًا من تلك الكائنات التي تحصل على أقل.

من المرجح أن تبقى الكائنات الحية الناجحة على قيد الحياة وتمرر "جيناتها الناجحة" في التكاثر.

الحيوانات التي لديها مجموعة واسعة من مصادر الغذاء هي أكثر عرضة للبقاء على قيد الحياة من تلك الموجودة على سبيل المثال. قد تعتمد على مصدر غذاء واحد - إذا تأثر هذا ، فمن غير المرجح أن تبقى هذه الحيوانات على قيد الحياة أو تنتقل إلى مكان آخر.

يمكن لمعظم الحيوانات أن تنتقل إلى أي مكان يتوفر فيه الطعام ، وستنتقل إليه.

التغييرات في البيئة يمكن أن يتسبب في تغيير توزيع الكائنات الحية - بمعنى تغيير في المكان الذي يعيش فيه أفراد المجتمع.

النباتات، منتجي الأغذية الأساسيين في قاعدة الكثيرين سلاسل الغذاء، تحتاج إلى ضوء ، ومغذيات أيونات معدنية ، ومساحة للنمو ، وماء وأكسجين وثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

ارى الكتلة الحيوية - سلاسل الغذاء

الحيوانات يحتاجون إلى الغذاء والأكسجين ، والأصحاب من أجل التكاثر ، والماء والفضاء للعيش فيه ("المنطقة" من موطنهم).

حجم السكان مقيد بالتنافس على هذه الموارد بالإضافة إلى علاقات ما قبل المفترس.

يمكن لأحد الكائنات الحية أن يتفوق على الآخر مما يؤدي إلى زيادة وانخفاض عدد السكان ، أحيانًا في دورات معقدة.

المنافسة بين الأنواع هي المنافسة بين أنواع مختلفة على سبيل المثال السناجب الحمراء والرمادية.

بشكل عام ، تحاول الحيوانات تجنب التنافس مع الآخرين ، وفرصة أكبر للبقاء على قيد الحياة ، لكن التنافس على نفس الموارد سيؤثر على حجم وتوزيع مجموعاتهم.

منافسة غير محددة هي المنافسة بين أعضاء من نفس النوع على سبيل المثال حيوان يتنافس على أرضه ورفاقه - يمكن أن يبذل الذكر الكثير من الجهد لجذب أنثى بما في ذلك عروض الألوان / التباهي ومحاربة المنافسين!

قد تتنافس الكائنات الحية مع الأنواع الأخرى أو مع أعضاء من الأنواع الخاصة بهم على نفس الموارد في نفس الموطن.

قد تتنافس الحيوانات المفترسة المختلفة على نفس الفريسة.

على سبيل المثال تتنافس أسماك القرش والدلافين في المحيطات على نفس المياه الضحلة للأسماك الصغيرة.

قد تتنافس الحيوانات على نفس الغذاء النباتي.

على سبيل المثال تتنافس السناجب الحمراء والرمادية على نفس الطعام مثل المكسرات في نفس موطن الغابات. تتنافس السناجب الرمادية بشكل أكثر كفاءة على الموارد الغذائية ، مما يؤدي إلى استنزافها إلى النقطة التي ينخفض ​​فيها عدد السنجاب الأحمر إلى الصفر ما لم تتم إدارتها في المناطق المحمية.

إذا لم تكن الأنواع المتنافسة متطابقة تمامًا ، فسيصبح أحدهما في النهاية أكثر نجاحًا من الآخر.

الأنواع الأقل نجاحًا قد:

تكون غير قادرة على فعل أي شيء وتنقرض.

البقاء في موطنه الأصلي واعتماد استراتيجية بقاء مختلفة.

المزيد إلى منطقة أخرى والعثور على موطن جديد وموارد مناسبة.

بشكل عام في أي نظام بيئي ومثلوالبقاء للأصلحيحدد السكان الذين هم مستقرون.

في كثير من النواحي ، يعد البشر كائنات ناجحة للغاية ، فنحن أذكياء وقادرون على التكيف ، ونستغل وننافس العديد من النباتات والحيوانات في كل قارة.

(ج) تأثيرات التغيرات البيئية على المجتمعات - مقدمة وعوامل غير حيوية

تتغير الظروف البيئية طوال الوقت وتنتج عن العديد من العوامل وقد تكون قصيرة العمر أو طويلة الأمد.

يوجد غير حي (غير حيوي) العوامل و حي (حيوي) عوامل.

العوامل اللاأحيائية هي الظروف الفيزيائية التي تؤثر على توزيع الكائنات الحية.

تؤثر التغييرات البيئية على توزيع وسلوك الكائنات الحية في موائلها الخاصة.

تؤثر هذه التغييرات على المجتمعات بعدة طرق مختلفة على سبيل المثال

قد ترتفع أو تنخفض أعداد الأنواع بسبب توافر الغذاء ،

أو قد يتغير توزيع أحد الأنواع - قد يشمل الهجرة من موقع إلى آخر ،

والكائنات الحية التي تتكيف بشكل أفضل هي أكثر عرضة للبقاء على قيد الحياة من تأثير التغيرات البيئية.

أصل التغيرات البيئية :

(أنا) التغيرات الموسمية

على سبيل المثال تغير في درجة الحرارة من الشتاء إلى الصيف ، وأنماط هطول الأمطار وما إلى ذلك.

يمكن أن يؤدي انخفاض درجات الحرارة في فصل الشتاء وندرة الموارد الغذائية إلى هجرة الحيوانات أو السبات.

تتسبب مواسم الجفاف الحار في الجفاف والوفاة بسبب الجفاف أو نقص الطعام.

مواسم الأمطار تسبب فيضانات وغرق الحيوانات.

تقلل درجات الحرارة المرتفعة من تركيز الأكسجين في الماء ، مما يؤثر على الحياة المائية.

(القاعدة العامة للغازات هي أنها تصبح أكثر قابلية للذوبان كلما انخفضت درجة الحرارة).

(ثانيا) تأثيرات النشاط البشري

الزراعة. المصانع وبناء المجمعات السكنية والتعدين والطرق السريعة وما إلى ذلك.

حتى داخل نفس المنطقة على سبيل المثال الاختلافات بين الأجزاء الصناعية المجاورة و "الضواحي" والريفية - ستلاحظ نجاح وفشل الكائنات الحية في النظم البيئية الخاصة بها.

لقد تعاملت مع ظاهرة الاحتباس الحراري بشكل منفصل في القسم الثالث أدناه.

أصبح `` تغير المناخ '' أحد أكبر العوامل في مستقبل البيئة ، كما أنه يأتي تحت عنوان `` النشاط البشري '' لأن الأدلة الحالية تشير إلى أنه يتم تسريعه عن طريق حرق الوقود الأحفوري مما يعطي مستويات أعلى من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. .

البحار والأرض أماكن دافئة ، على سبيل المثال مما تسبب في انتقال أنواع الحيوانات إلى الشمال في الغلاف الجوي الشمالي.

الزيادة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2 تؤدي المستويات إلى إذابة المزيد من الغاز في المياه - البحار والمحيطات وما إلى ذلك مما يجعل الماء أكثر حمضية (خفض درجة الحموضة).

هذا ، إلى جانب زيادة درجة حرارة الماء ، له تأثير كبير على استقرار النظم البيئية الهشة مثل الشعاب المرجانية ، والتي تصبح غير متوازنة ومتدهورة على سبيل المثال. يموت المرجان ، يتم تقليل تجمعات الكائنات الحية المرجانية الأخرى.

يتسبب الماء الأكثر دفئًا في الحموضة في إذابة أصداف الكائنات الحية مثل الرخويات وتصبح أرق.

مع ارتفاع درجات الحرارة في ارتفاع درجة حرارة المياه ، بالإضافة إلى ارتفاع منسوب مياه البحر بسبب ذوبان الجليد ، تتعرض الأراضي المنخفضة للفيضانات مما يؤدي إلى فقدان الموائل وهجرة الأنواع وتقليل أعدادها.

زيادة هطول الأمطار أو الجفاف هي تنبؤات أخرى لعلوم تغير المناخ.

يمكن أن يؤدي هذا إلى زيادة فيضان الموائل ، والتي يمكن أيضًا أن تنجرف بعيدًا ،

أو نقص المياه ، وقلة نمو النبات ، وكلاهما يساهم في موت الحيوانات.

(في إفريقيا ، تتزايد مساحة الصحراء في كل وقت ، ولا مطر ولا نباتات ولا حيوانات مصاحبة لها).

(رابعا) التغييرات الجغرافية

من حيث آلاف / ملايين السنين ، ترتفع وتنخفض الجسور البرية بين القارات ، مما يسمح أو يمنع حركة الحيوانات.

على نطاق أصغر ، بعد العصر الجليدي الأخير ، ارتفعت مستويات سطح البحر مع ذوبان الجليد وانفصال بريطانيا العظمى عن أوروبا القارية - وهذا يقطع مجموعات النباتات والحيوانات التي قد تتطور لتشكل أنواعًا فرعية.

يؤدي الاحترار العالمي إلى رفع درجة حرارة المناطق الجبلية الباردة بدرجة كافية لإحداث ذوبان الأنهار الجليدية. يعني مناخ "المرتفعات" الأكثر دفئًا أن نباتات وحيوانات "الأراضي المنخفضة" يمكنها أيضًا التنافس على موارد "الأراضي المرتفعة" ، بحيث يمكن العثور على أنواع "الأراضي المنخفضة" على ارتفاعات أعلى من ذي قبل.

أمثلة على العوامل اللاأحيائية (العوامل غير الحية)

(يتداخل مع المناقشة الأولية لـ مع أسباب التغيرات البيئية أعلاه)

أ تغير في الظروف البيئية عادة ما يعني زيادة أو نقصان في أحد العوامل اللاأحيائية الموصوفة.

يمكن أن يؤثر التغيير في البيئة على الكائن الحي الفردي ، مما يعزز أو يؤخر صحته.

على نطاق أوسع ، يمكن أن تؤثر هذه التغييرات أيضًا على حجم مجموعة من الأنواع في مجتمع ما ، وبالتالي تؤثر على حجم مجموعات الأنواع الأخرى من الكائنات الحية إذا كانت تعتمد عليها في أعلى سلسلة غذائية.

لا يمكن للتغيير في العامل اللاأحيائي أن يغير فقط أحجام السكان ، ولكن أيضًا توزيعها - يؤدي تغير المناخ ، وخاصة ارتفاع درجة الحرارة ، إلى حركة جغرافية كبيرة لأنواع الطيور والأسماك والكائنات البحرية الأخرى.

تمت مناقشة العوامل اللاأحيائية المختلفة أدناه مع أمثلة مناسبة من النباتات أو الحيوانات.

1. شدة الضوء

بشكل عام ، لا يؤثر العامل اللاأحيائي لشدة الضوء إلا على النباتات.

يمنع نقص الضوء نمو النبات - تباطأ معدل التمثيل الضوئي.

تحتاج جميع النباتات "الخضراء" إلى وصول جيد للضوء من أجل التمثيل الضوئي ، ولكنها تنتج أثناء النمو مناطق من الظل من ضوء الشمس (وأحيانًا ظروف أكثر رطوبة أيضًا).

تحت ظلال الأشجار ، قد ينخفض ​​عدد الحشائش ، ولكن يتم استبدالها بالفطريات والطحالب التي يمكن أن تتكيف بشكل أفضل مع ضوء الشمس الأقل كثافة.

2. الوصول إلى المياه - مستوى الرطوبة - عادة ما يكون عاملاً من عوامل الطقس

تحتاج معظم النباتات والحيوانات إلى الوصول إلى مصدر مستمر للمياه - دون الوصول إلى الماء لفترة طويلة ، سيتوقف نمو النبات ، وفي النهاية ستذبل معظم النباتات وتموت وتموت الحيوانات من الجفاف.

الماء ضروري لجميع العمليات الكيميائية الحيوية للكائنات الحية - الماء مادة متفاعلة ومذيب في نفس الوقت.

تتكيف بعض النباتات لتعيش في ظروف جافة نسبيًا ، لكن معظمها لا يستطيع وينخفض ​​عدد سكانها إذا تغير المناخ.

ومع ذلك ، مع الوضع المعاكس ، لا تستطيع معظم النباتات البقاء على قيد الحياة في أرض مستنقعية للغاية مغمورة بالمياه ، ولكن بعض الأنواع تتكيف مع ظروف المستنقعات.

يؤثر توفر المياه أيضًا بشكل كبير على توزيع الحيوانات أيضًا.

تسلسل الموسم الرطب والجاف ، على سبيل المثال. تتسبب إفريقيا في هجرات كبيرة لقطعان الحيوانات البرية بحثًا عن الطعام والماء.

تتبع طرق الهجرة الجغرافية التغيرات الموسمية - غالبًا إلى الشمال والعودة إلى الجنوب وفقًا لنمط هطول الأمطار - يعزز المطر نمو النباتات وأحواض المياه للشرب منها.

ستؤثر ظروف الجفاف على جميع أنواع النباتات والحيوانات تقريبًا ، على سبيل المثال. المشاهد التي تراها في أجزاء من إفريقيا حيث تتأثر كل سلسلة غذائية.

النباتات نادرة في الصحاري ، ولكن بعد هطول الأمطار يتغير توزيعها بشكل كبير - بعد هطول أمطار غزيرة تنمو الأزهار بكثرة وتنتج البذور بينما يتوفر الماء الكافي.

3. درجة الحموضة والتركيب الكيميائي للتربة

تعتمد الحموضة النسبية للأرض والمياه بشكل أساسي على الجيولوجيا المحلية.

لمعرفة المزيد عن الأس الهيدروجيني

على سبيل المثال درجة حموضة التربة.

يمكن أن يعتمد توزيع النباتات والحيوانات على التغيرات في تكوين التربة بسبب الاختلافات الأساسية في الجيولوجيا على سبيل المثال الحجر الجيري (القلوي قليلاً) والحجر الرملي (الحمضي قليلاً).

تتكيف بعض النباتات لتعيش في ظروف حمضية تمامًا مثل تنمو نبات الخلنج بشكل أفضل في التربة الحمضية وقد تكيفت الأنواع النباتية الأخرى مع ظروف خث المستنقعات.

تتكيف النباتات الأخرى لتعيش في التربة القلوية المعتدلة في بلد الحجر الجيري.

إذا قمت بتبديل المواقع لهذه المجموعات من النباتات ، فلن تزدهر بنفس القدر كما كانت عندما نمت في موطنها الأصلي.

في الحديقة والمزرعة تقوم بمعالجة التربة شديدة الحموضة (منخفضة للغاية من درجة الحموضة) بالجير لزيادة درجة الحموضة وخصوبة التربة.

4. المحتوى المعدني للتربة (يمكن أن تعتمد على الجيولوجيا المحلية ودرجة الحموضة في التربة)

بصرف النظر عن الماء والأكسجين وثاني أكسيد الكربون (لا يعتبر معادن) ، تتطلب النباتات أيضًا مغذيات مهمة من التربة على سبيل المثال امتصاص الأيونات التي تزود النبات بعناصر مثل النيتروجين (النترات) والفوسفور (الفوسفات) والبوتاسيوم والكالسيوم والحديد والمغنيسيوم والكبريت (كبريتات).

يمكن أن يحدث نقص في أي عنصر غذائي مهم في التربة تمنع النمو من النباتات الصحية وسوف ينخفض ​​عدد السكان - وهذا بدوره يمكن أن يؤثر على تقليل أعداد الأنواع التي تتغذى على النباتات.

يمكن معالجة أوجه القصور في المعادن اسمدة تحتوي على النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم والحديد والكالسيوم وما إلى ذلك ، ولكن لا تنطبق على الكثير!

5. درجة حرارة (عادة عامل مناخي غير حيوي)

يكون العديد من السكان مستقرين فقط إذا كانت درجة حرارة البيئة المحيطة تقع ضمن نطاق معين - عامل المناخ والطقس.

إن مجموعات الأسماك والأحياء المائية الأخرى حساسة جدًا لدرجة حرارة الماء.

يؤثر الاحترار العالمي على السكان وتوزيع العديد من أنواع النباتات والحيوانات - سواء المائية أو البرية على سبيل المثال. الأنواع تتحرك شمالًا في أوروبا.

هناك أدلة على انتقال مجموعات من بعض الأنواع البحرية إلى المياه الشمالية حيث ترتفع درجات حرارة البحر حول ساحل المملكة المتحدة ، على سبيل المثال. يتجه سمك القد والحدوق اللذان يفضلان المياه الباردة شمالاً نحو مناطق الصيد الآيسلندية.

وبالمثل ، هناك أدلة على وجود أنواع من الطيور والحشرات (مثل بعض الفراشات) تمتد أراضيها شمالًا في البر الرئيسي لبريطانيا مع ارتفاع درجة حرارة مناخنا.

تظهر الآن أنواع الطيور المرتبطة عادة بدول البحر الأبيض المتوسط ​​بأعداد أكبر بكثير في بلدان شمال أوروبا مقارنة بالعقود السابقة.

الماء الدافئ الذي يتم تصريفه من محطات الطاقة يمكن أن يسبب تأثير الاحترار المحلي والأنواع التي تفضل مناخًا أكثر اعتدالًا يمكن أن تزدهر في النهر ، وأحيانًا الأنواع غير الأصلية في النظام البيئي المحيط!

6. شدة الرياح واتجاهها (عامل غير حيوي آخر للمناخ والطقس)

يمكن أن تتأثر النباتات على وجه الخصوص بالظروف الجوية مثل تأثير الرياح.

يمكن لبعض النباتات أن تتكيف مع الظروف الجوية القاسية ، لكن البعض الآخر لن يعيش إلا في موطن محمي.

يمكن أن تنفجر الطيور عن مسارها ولا تصل إلى مناطق تكاثرها مما يؤدي إلى انخفاض في عدد السكان.

في الواقع ، أي نوع من سوء الأحوال الجوية يمكن أن يؤثر سلبًا على أسراب الطيور المهاجرة ، على سبيل المثال. أصبحت منهكة وتموت.

7. مستوى ثاني أكسيد الكربون

تحتاج النباتات إلى ثاني أكسيد الكربون من أجل التمثيل الضوئي ، على الرغم من أن حوالي 0.04 ٪ فقط من الهواء ، سيكون من غير المعتاد أن تنخفض إلى ما دون هذا المستوى وتؤثر على نمو النبات وللحيوانات ، فهي غازات ضائعة من التنفس.

من ناحية أخرى ، أصبحت المحيطات أكثر تركيزًا بقليل مع ثاني أكسيد الكربون الناتج عن احتراق الوقود الأحفوري. هذا له تأثيران.

(ط) سيؤدي ذلك إلى زيادة معدل التمثيل الضوئي للكائنات البحرية في المياه السطحية.

(2) ينخفض ​​الرقم الهيدروجيني قليلاً ، مما يجعل الماء أكثر حمضية - وهذا له آثار ضارة على الشعاب المرجانية.

8. مستوى الأكسجين - عادة ما يكون له تأثير تلوث - انظر أدناه في القسم التالي

نظرًا لأن 21 ٪ من الهواء عبارة عن أكسجين ، فمن غير المرجح أن تعاني جميع النباتات والحيوانات التي لا تعيش في الماء من نقص الأكسجين.

ومع ذلك ، فإن تركيز الأكسجين في المياه (العذبة أو البحرية) هو حاسمة بالنسبة للحيوانات المائية.

على سبيل المثال إذا كانت المياه ملوثة بجريان الأسمدة من الأراضي الزراعية (النترات والفوسفات) ، فإنك تحصل على نمو زائد للأعشاب والطحالب. تتحلل وتستهلك كل الأكسجين الموجود في الماء ، مما يؤدي إلى قتل معظم الأحياء المائية (الأسماك والرخويات وما إلى ذلك) - وهي ظاهرة تسمى التخثث.

هذا عامل غير حيوي "حديث" نسبيًا يرجع بالكامل إلى النشاط البشري!

يمكن أن يؤثر مستوى وطبيعة التلوث على مجموعات كل من النباتات والحيوانات وتوزيعها.

المواد الكيميائية مثل للأسف المبيدات الحشرية تتراكم في سلاسل الغذاء وفي المرحلة يصبحون أكثر تركيزًا وأنت تنتقل من مستوى غذائي إلى آخر.

هذا مثال على التراكم البيولوجي.

الحالة المأساوية "الكلاسيكية" هي أن الثدييات الصغيرة تأخذ مبيدات الآفات في طعامها النباتي ثم تلتقط الطيور الجارحة الثدييات الصغيرة الملوثة وتأكلها. تضمنت آثار التسمم على الطيور انخفاض الخصوبة ، وانخفاض عمليات التفريخ الناجحة والموت.

الإفراط في استخدام الأسمدة الصناعية ينتج عنه مستوى عالٍ جدًا من العناصر الغذائية في البرك والجداول والبحيرات والأنهار.

هذه تسبب التخثث - النمو المفرط للطحالب التي تحجب أشعة الشمس عن النباتات تحت السطح. تتحلل النباتات حيث تتغذى الكائنات الحية الدقيقة عليها وتستخدم أي أكسجين حولها للتنفس. عندما يتم استخدام معظم الأكسجين ، تموت معظم الأحياء المائية التي تتنفس على سبيل المثال الأسماك والحشرات والقشريات.

تُستخدم الأشنة كمؤشر للتلوث - فهي ليست متسامحة مع مستويات التلوث العالية - خاصة الغازات الحمضية مثل ثاني أكسيد الكبريت والغازات المؤكسدة مثل الأوزون وثاني أكسيد النيتروجين.

لا يستطيع الحزاز البقاء على قيد الحياة إذا كان مستوى ثاني أكسيد الكبريت مرتفعًا جدًا (من حرق الوقود الأحفوري).

إذا كانت الصخور والجدران المحلية مغطاة بالحزاز ، فعادة ما تكون علامة جيدة على مستويات التلوث المنخفضة نسبيًا - لكنك ستجد أنواعًا بعيدة وأعدادًا أكبر من الأشنات في المناطق الريفية مقارنة بالمواقع الحضرية - حركة مرور أقل ، تلوث أقل من الغازات الحمضية مثل أكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت.

تظهر المسوحات الإحصائية أن عدد أنواع الأشنة يزداد باطراد مع خروجك من وسط المدينة إلى الريف بعيدًا عن أي طرق رئيسية مزدحمة /

يجب أن تكون قد لاحظت أن معظم العوامل اللاأحيائية التي نوقشت أعلاه يبدو أنه ينطبق فقط على النباتات، ولكن ملاحظة ، عادة ما تكون النباتات منتج غذائي أولي في الجزء السفلي من السلسلة الغذائية.

إذا تأثرت النباتات عن طريق التغيير المعاكس في الظروف البيئية ، وكذلك كل الحيوانات في السلسلة الغذائية التالية - وذاك قد يشملنا جدا!

(د) م طرق المسح - رصد التلوث - قياس العوامل اللاأحيائية

(يتكرر هذا القسم في ملاحظات التنوع البيولوجي وانظر أيضًا طرق المسح البيئي)

الظروف اللاأحيائية يعني العوامل "غير الحية" مثل درجة الحرارة ، ودرجة حموضة الماء / التربة ، ومغذيات التربة ، ومستوى الرطوبة ، وشدة الضوء ، والظروف المناخية - مرة أخرى ، كل هذه العوامل تؤثر على توزيع الكائنات الحية.

قد يساعد قياس العوامل اللاأحيائية في تفسير الاختلافات في مجموعات وتوزيع الكائنات الحية.

كما هو موضح أعلاه ، يمكنك مسح ومقارنة موقع بآخر ، والبحث بشكل خاص عن أنواع النباتات أو الحيوانات المؤشر عليها.

يمكنك مسح طول مجرى النهر أو امتداده ، وأخذ العينات والمسح على فترات منتظمة ، والنظر في الأنواع الموجودة أو غير الموجودة - سريعًا نسبيًا.

قد يساعد هذا في تتبع مصدر التلوث في مجرى أو نهر ملوث.

ومع ذلك ، فإن الاستطلاعات القائمة على "الحاضر / غير الحاضر" لا اقول لكم كيف ملوثة البيئة المحددة.

للحصول على البيانات الكمية سوف تحتاج إلى عد الأعداد من كل نوع مؤشّر موجود في منطقة مقيسة أو حجم ماء - هذه المجموعة من البيانات الرقمية تستغرق وقتًا أطول وأكثر تكلفة للقيام بها ، ولكنها تعطي تقديرًا أفضل لمستويات التلوث.

ولكن ، حتى القيام بإحصاء الأنواع لا يزال لا يمنحك بيانات دقيقة للغاية حول مستويات التلوث ، ولكن باستخدام الأساليب التحليلية الحديثة. هذه المؤشرات غير الحية وتسمح بإجراء فحوصات سريعة ومنتظمة على مراقبة مستويات التلوث ونرى كيف يتغيرون مع الوقت والمكان.

يمكنك تحليل عينات الهواء أو الماء لـ آثار المواد الكيميائية الملوثة حتى لو كانت تركيزاتهم فقط في جزء في المليون مع أجهزة أخذ العينات الإلكترونية.

يمكنك مراقبة الأوزون وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت في الهواء الملوث في البلدات والمدن باستخدام مقياس جودة الهواء.

يمكنك تحليل آثار المواد الكيميائية العضوية السامة أو مركبات المعادن الثقيلة في الماء.

مقاييس الأس الهيدروجيني الإلكترونية أخبر عن مدى حمضية أو قلوية نظام المياه - اختيار مواقع مختلفة على امتداد مجرى أو نهر.

يمكنك استخدام شريط مؤشر مرئي بسيط لقياس درجة الحموضة في التربة.

يستخدم نوعًا من المؤشر العام حيث يتحول شريط اللون إلى مزيج سولي / مائي ويتطابق مع اللون الذي يتحول إلى مخطط الأس الهيدروجيني.

يمكنك أيضًا غمس مسبار الأس الهيدروجيني الإلكتروني في خليط التربة / الماء - وهو قياس أكثر دقة.

يمكن لأداة التحقيق الإلكترونية الأخرى مباشرة قياس تركيز الأكسجين في الماء - فقط اغمس في الماء واضغط على الزر! - مرة أخرى ، اختيار مواقع مختلفة على امتداد مجرى أو نهر لتوسيع المسح.

يمكنك استخدام ملف مسبار ترمومتر إلكتروني لقياس درجة الحرارة من الأرض أو الماء - مرة أخرى ، اختيار مواقع مختلفة على طول مقطع لتوسيع المسح.

يمكنك توظيف ضوء متر جهاز استشعار للقياس شدة الضوء في مواقع مختلفة على سبيل المثال مقارنة المناطق المفتوحة والمظللة في الموطن.

يمكنك استخدام ملف مقياس رطوبة التربة لقياس المحتوى المائي النسبي للتربة.

يمكنك مقارنة نتائج قياس العوامل اللاأحيائية مع توزيع الكائنات الحية المختارة للبحث عن أوجه التشابه أو الاختلافات.

(هـ) أمثلة على العوامل الحيوية (العوامل الحية) - التغيرات في سكان المجتمع

أي تغييرات في عامل حيوي يمكن أن تغير أيضًا حجم السكان بالزيادة أو النقصان وتؤثر أيضًا على التوزيع الجغرافي للأنواع.

التنافس بين الأنواع على الموارد

في بيئة معينة ، تكون جميع الكائنات الحية يتنافسون مع بعضهم البعض ل نفس الموارد يحتاجون إليها للبقاء على قيد الحياة والتكاثر.

النباتات بحاجة إلى مغذيات أيونات معدنية من التربة والضوء وثاني أكسيد الكربون من أجل التمثيل الضوئي ، ومساحة للنمو والماء والمغذيات من التربة.

تتنافس الأعشاب الضارة مع نباتات المحاصيل على الضوء والمغذيات والمياه.

لسوء الحظ ، يؤدي هذا إلى استخدام مبيدات الأعشاب لتقليل المنافسين للمحصول والسماح للمحصول بالوصول بشكل أكبر إلى الموارد.

الحيوانات يحتاجون إلى طعام (نبات أو حيوان) ، وأصحاب للنسل ، والمياه والأراضي - مساحة لعاداتهم.

قد يتنافس أحد الأنواع على الغذاء أو الإقليم مما يؤدي إلى ظهور نوع واحد وتراجع نوع آخر إلى الحد الذي يكون فيه التكاثر منخفضًا بحيث يصبح السكان غير مستدام.

على سبيل المثال في معظم المناطق ، تفوقت السناجب الرمادية على السناجب الحمراء الأصلية في المملكة المتحدة ، لذلك ينخفض ​​عدد سكانها ويزداد عدد السناجب الرمادية.

في بعض الحالات ، قد تنتقل الأنواع التي تفوقت عليها المنافسة إلى منطقة أخرى تقل فيها المنافسة.

يعد توافر الغذاء أحد أهم العوامل الحيوية التي تدعم استقرار السكان من النوع.

كلما زادت وفرة الإمدادات الغذائية ، زاد عدد الكائنات الحية التي تعيش وتتكاثر للحفاظ على تعدادها أو زيادتها.

يتراوح الغذاء من نباتات للحيوانات ، وفرائس الحيوانات للحيوانات المفترسة في أعلى السلسلة الغذائية.

يمكن للعامل اللاأحيائي للطقس أن يؤثر بشكل كبير على توافر الغذاء.

يسمح الطقس الشتوي المعتدل لمجموعات الطيور بالبقاء في مستويات أعلى - أقل احتضارًا من درجات حرارة منخفضة.

قد يعني سوء الأحوال الجوية توفر غذاء أقل للطيور للبقاء على قيد الحياة والتكاثر ، مما يؤدي إلى زيادة المنافسة وتقليل أعداد السكان.

المفترسات والفريسة - الافتراس

الافتراس : تتنافس الحيوانات البرية مثل الأسود والفهود والضباع في السافانا الأفريقية على نفس الفريسة (الموارد الغذائية مثل الغزال والحمار الوحشي) ونفس الأراضي العشبية ومياه الشرب.

سوف تؤثر المجموعات النسبية للحيوانات المفترسة وفرائسها على بعضها البعض.

إذا أكل حيوان مفترس كل فريسته المختارة ، فسوف يموت بسبب نقص الطعام أو ينتقل إلى موطن آخر.

في المجتمعات المستقرة ، ترتفع وتنخفض أعداد الحيوانات المفترسة والفرائس ولكن بطريقة متوازنة.

إذا كانت الفريسة وفيرة في وقت ما ، فيمكن أن يزداد عدد الحيوانات المفترسة نظرًا لوجود المزيد من الطعام المتاح للأكل.

ومع ذلك ، عند القيام بذلك ، سينخفض ​​عدد سكان الفريسة بعد فترة وجيزة.

وهذا يؤدي إلى دورات معقدة في صعود وهبوط أعداد الأنواع المعنية.

المثال الكلاسيكي هو العلاقة بين مجموعات الأرانب (الفريسة) والثعالب (المفترس) في مجتمع معين.

غالبًا ما يكون عدد الأنواع (مثل الثعالب) محدودًا بكمية الطعام المتاح (مثل الأرانب).

إذا زاد عدد الفريسة على سبيل المثال الكثير من العشب الأخضر الغني للأرانب ، يمكن أن يزداد عدد سكانها - القمم في خط الرسم البياني العلوي.

وهذا يعني المزيد من الطعام للثعالب! وبالتالي يزداد عدد سكانها أيضًا - القمم العلوية في خط الرسم البياني السفلي. هناك تأخير زمني للسماح بالتكاثر!

BUT, the extra foxes eat more rabbits and so the number of rabbits decreases - troughs in the upper graph line.

The decline in rabbits once again limits the food for the foxes, so their population begins to decrease - troughs on the lower graph line.

This rise and fall in prey-predator populations is very typical and produces these 'wave-like' graphs and is a classic case of interdependence.

ال two interdependent populations forming a predator-prey cycle will always be 'out of phase' with each other because there will be a time lag (dotted line) as one change in population gradually affects the other population - one population cannot respond immediately to the change in the other.

If a new predator arrives in an ecosystem, it can displace another species that cannot compete with the arrival.

There might be similar species competing for the same food resource and if the 'invasion' is rapid the native population of the original organism might not be able to adapt in time before its population declines.

Competition for food is a biotic factor - see prey and predators in the previous section.

If a new pathogen enters an ecosystem, organisms may be very susceptible to attack.

An animals immune system might not be able to cope leading to disease and death.

This happened to humans when explorers went to places like South America, taking with them 'western diseases' that led to the deaths of many native people.

The gene pool of an organism might not produce enough mutations fast enough to evolve species that can survive the new pathogen.

(F) Some examples of how a population might change in size when a biotic or abiotic factor changes

A change in the environment can be due to either a الجديد biotic or abiotic factor.

Such a change can therefore affect the size of the population of one or more organisms in a community.

This can have 'knock-on' effects because of the nature of interdependence of organisms in a given habitat.

What the graph shows from the 'timing points' a, b, c and d

From points a to b the population of the organism X grows steadily - perhaps a good supply of food and good weather.

At point ب some biotic/abiotic factor changes with a negative effect . on the organism X, hence a decline in the population

في ج , the population of X begins to استعادة and from c to d increases at a rate similar to before the negative impact of some biotic/abiotic factor

Example 1. The emergence of a new predator

From a to b , no new predator, population of X growing steadily.

At b new predator enters the habit of the organism X.

من عند b to c , population of organism declines due to predator attack on organism X.

In some cases the population of X may not recover in this particular habitat and the graph stops at c .

However, food for the predator is becoming scarcer, so its population either declines or this particular predator moves on to another 'hunting ground'.

This allows the population of the organism X to start to grow steadily again from c to d .

Example 2. The emergence of a new pathogen

From a to b , no new pathogen around in the habitat of X, so population of X grows steadily.

At b a new pathogen enters the habit of the organism X.

من عند b to c , population of organism declines because organism X is susceptible to attack from the new pathogen.

However, some of the X organisms may have some genetic resistance to the pathogen, either already present in the gene pool or gained through طفره - this effect begins to show up at point ج .

The X organisms which are resistant to the new pathogen begin to multiply and more frequently as they grow in number, so the population of the organism X to starts to grow steadily again from c to d .

Example 3. A change in the weather

From a to b , the weather is warm and sunny with plenty of food around in habitat of insect X, so population of insect X grows steadily.

At b the weather deteriorates, temperature falls, less sun and less food available.

من عند b to c , population of insect X declines because its colder and less food available.

At point ج , the weather improves, temperature increases, more sun and more food.

Therefore the population of the insect X to starts to grow steadily again from c to d .

Example 4. The emergence of a new competitor Y

From a to b , no new competitor for the same food source, population of animal X grows steadily.

At b a new competitor for the same food, animal Y enters the habit of animal X.

من عند b to c , population of animal X declines due to be outcompeted for the food source by animal Y.

In some cases the population of X may not recover in this particular habitat and the graph stops at c .

This has happened with the introduction of the grey squirrel into the UK in the 1870s.

The grey squirrel outcompetes the native red squirrel for the same food source - mainly nuts.

Whole areas of the UK have no red squirrels.

However, by trapping and shooting grey squirrels, such management of selected woodland habitats has allowed the red squirrel population to rise - sometimes drastic measures are called for in conservation projects.

(Not sure whether you call the trapping and shoot a biotic or abiotic factor!)

(g) More examples of interactions between organisms - mutualism and parasitism

Types of interdependence - parasitic and mutual relationships winners and loses!

An organism may depend partly/entirely on another species to survive - interdependence.

Therefore, where an organism lives in its habitat, the size of its population can be influenced by the distribution and abundance of this other species.

Parasitism - Parasites live off a host (the other organism).

From the host they extract what they need to survive without giving anything in return.

This process can be harmful to the host, one organism gains and the other loses على سبيل المثال

البراغيث are a common parasite on humans, cats and dogs amongst other animals. The bite through the skin to feed on blood for nutrients and lay eggs after! There can be allergic reactions to the presence of fleas.

Tapeworms happily live in the intestines of many animals, including humans.

In their parasitic action they consume large quantities of nutrients, depriving the host animals of some of its digested food causing malnutrition.

Head lice thrive on human scalps.

In amongst your hair, head lice live on your on your skin of your head and suck your blood for food and making your scalp very itchy!

Mistletoe is a parasitic plant.

Mistletoe grows on the branches of trees such as apple or hawthorn and obtains water and mineral ions from the 'host' plant and gives nothing in return.

If too much mistletoe grows on the tree, it can be killed due to lack of water e.g. in very dry weather there might not be enough water for both plants.

Mutualism is a situation where both organisms benefit from the relationship. Two winners! على سبيل المثال

عديدة plants are pollinated by insects, because of the pollen grains carried on their legs.

The pollen brushes onto the insect's body as it probes for the sugary liquid in the flower.

The insect (e.g. bee or wasp) then moves onto anther flower and so on.

The pollination allows the plants to sexually reproduce after the pollen has been transferred.

In the process the insects have access to food in the form of a sugary solution - nectar.

Both organisms benefit from the pollination process.

Microorganisms in a cow's stomach survive and flourish by helping to break down the hard to digest grass.

Both the host cow and microorganisms benefit from this interaction, hence one is mutually dependent on the other.

Cleaner fish eat dead skin and parasites of the surface of larger fish.

The smaller fish get food and avoid being eaten by larger fish.

The larger fish get their skin cleaned, especially from parasitic organisms, so improving their health!

Some learning objectives for this page

It is important to understand that all living things are interdependent on each other, especially through the pathways of food chains, which are effectively energy chains too.

Apart from the obvious need for food and energy to survive and reproduce, there are many other factors too for particular organisms e.g. most flowering plants rely on insect pollination,

Know and understand that the mass of living material (the الكتلة الحيوية) at each stage in a food chain is less than it was at the previous stage.

Appreciate that the biomass at each stage can be drawn to scale and shown as a pyramid of biomass.

Up the سلسلة غذائية: producer ==> primary consumer ==> secondary consumer ==> tertiary consumer etc.

The producer is usually a photosynthesising plant or algae.

In a biomass pyramid, each horizontal bar (drawn to scale) is proportional to the mass of the living material at that producing level and feeding levels (trophic levels).

How to construct a biomass pyramid: To draw to scale, you can keep the vertical height the same for each level and make the horizontal length of the bar proportional to the biomass of that level in the pyramid.

Obviously, the bigger the bar, the greater the biomass at the producer/feeding-trophic level.

Up the food chain and 'up the pyramid' the biomass gets less because of loss of organic material, waste energy and even the energy from respiration, required to sustain life, eventually becomes waste energy too eg heat energy to the surroundings. More in section (c).

Know and understand that the amounts of material and energy contained in the biomass of organisms is reduced at each successive stage in a food chain because:

(i) some materials and energy are always lost in the organisms waste materials by eg excretion (urine, droppings), fallen leaves from trees etc.

(ii) respiration supplies all the energy needs for living processes, including movement and much of this energy is eventually transferred to the surroundings, particularly with warm blooded mammals where much energy is spent in maintaining their raised body temperature.

the overall simplistic equation for التنفس is the opposite of photosynthesis

glucose + oxygen ==> water + carbon dioxide (+ energy)

This energy is needed for all life processes, energy to do things like movement of any organism, heat to keep mammals warm,

The fact of the matter is, that up a food chain/biomass pyramid, only a small percentage of the mass is passed on eg

plants producers (100%) ==> primary consumers (caterpillars, 40%) ==> secondary consumers (small birds 5%) ==> bird of prey (owl, 0.5%)

This means in this particular food chain, that of all the mass /energy you start with, only 0.5% ( 1 /200th) eventually ends up as the owl.

In the food chain: plants ==> rabbits ==> foxes, all these fields of plants of large areas of grass support a relatively smaller population of rabbits, which in turn support a very small number of foxes - you only get a relatively small numbers of a top predator!

This is the reason why you rarely get food chains of more than five stages (feeding/trophic levels) because there is so little mass/energy left in the end.

Once the energy is lost, it can't be used by the animal in the next stage of the food chain i.e. the next trophic level.

  • أ) التطفل - where one organism, to survive, feeds off another that acts as the host - parasites 'take with no give', live in or on the host which they may harm in the process!, including:
    • (i) fleas - insects that live in the fur of live animals and in the bedding of us humans. They feed by sucking the blood of their host provides all their feeding needs and helps them to reproduce rather too efficiently for our liking!
    • (ii) head lice - insects that live on the upper skin layer of the human scalp. Like fleas, they suck human blood for all their feeding needs and make your head feel itchy!
    • (iii) tapeworms - a parasite that can live in a person's intestines (bowel) and they tend to be flat, segmented and ribbon-like. Humans can catch them by touching contaminated faeces (stools) and then placing their hands near their mouth, swallowing food or water containing traces of contaminated faeces or eating raw contaminated pork, beef or fish. Tapeworms are common in many animals and feed by attaching themselves to the walls of an animal's intestine and absorb food through their outer body covering. In extreme cases you can suffer from malnutrition - all take and no give!
    • (iv) mistletoe - is a parasitic plant that attaches itself to trees and shrubs and grows by penetrating between the branches and absorbs nutrients and water from the host plant. Like the tapeworm producing malnutrition in animals, mistletoe can affect and reduce the host plant's growth.
    • (i) oxpeckers that clean other species - these are birds that live on the backs of grazing animals (e.g. large mammals like buffalo, oxen, rhinos etc.) and eat large quantities of ticks, flies and maggots to feed themselves. In doing so they remove unwanted parasites from the animal, hence they are classed as a 'cleaner species'.
    • (ii) cleaner fish - these small fish feed off dead skin and parasites on the skin of larger fishes. In doing so they feed well, remove unwanted parasites from the big host fish and don't get eaten by the host fish!
    • (iii) nitrogen-fixing bacteria in legumes - most plants cannot absorb and chemically process the nitrogen in air to help synthesise amino acids to convert into proteins. However, leguminous plants (e.g. beans, clover, peas etc.), have in their root nodules, bacteria with the right enzymes to convert the nitrogen in air into nitrates, which the plant needs and can use to make proteins. In return the bacteria get a regular supply of water and sugar for energy, to everyone's mutual satisfaction!
    • (iv) chemosynthetic bacteria in tube worms in deep-sea vents - these extremophiles mutually depend on each other to survive. The bacteria get their necessary 'life chemicals' from the tube worms and in reproducing themselves they become food for the tube worms which act as the host.

    Know and understand that changes in the environment affect the distribution of living organisms.

    Exam question examples might include, but not limited to, the changing distribution of some bird species and the disappearance of pollinating insects, including bees.

    Know and understand that animals and plants are subjected to environmental changes.

    Realise that such changes may be caused by living or non-living factors

    معيشة: Change in competitor (a new or rise/fall in native ones), spread of an infectious disease from parasites and pathogens, levels of prey available to hunt,

    One species population might be affected by a 'living' factor. If it is the prey for some other animal, then in turn the predator is affected, so population changes are frequent in the animal world and can rise or fall significantly with the availability of food.

    The decline in the bee population in many countries is attributed to them carrying pathogens/parasites and their food supply contaminated with pesticides - but nobody is quite sure, what is sure, is that bees immune system can't cope.

    The spread of Dutch elm disease, and other diseases, are devastating tree populations.

    غير الحية: Change in the average temperature or rainfall,

    The average temperature in some northern European countries has risen, so populations of some bird species from southern areas eg the Mediterranean countries, are beginning to increase in northern Europe.

    Acid rain, from the industrial revolution onwards, has affected forests and ecosystems in lake by decreasing the pH of water.

    The English Channel separating England and France has become slightly warmer (only by 0.5 o C in 100 years), so species of animals from warmer waters are moving north-east into warmer water ie the geographical distribution of marine life is changing.

    Keywords: GCSE 9-1 biology biological science IGCSE revision notes ecosystems interdependency of organisms parasitic & mutual interdependence KS4 biology Science notes on ecosystems interdependency of organisms parasitic & mutual interdependence GCSE biology guide notes on ecosystems interdependency of organisms parasitic & mutual interdependence for schools colleges academies science course tutors images pictures diagrams for ecosystems interdependency of organisms parasitic & mutual interdependence science revision notes on ecosystems interdependency of organisms parasitic & mutual interdependence for revising biology modules biology topics notes to help on understanding of ecosystems interdependency of organisms parasitic & mutual interdependence university courses in biological science careers in science biology jobs in the pharmaceutical industry biological laboratory assistant apprenticeships technical internships in biology USA US grade 8 grade 9 grade10 AQA GCSE 9-1 biology science notes on ecosystems interdependency of organisms parasitic & mutual interdependence GCSE notes on ecosystems interdependency of organisms parasitic & mutual interdependence Edexcel GCSE 9-1 biology science notes on ecosystems interdependency of organisms parasitic & mutual interdependence for OCR GCSE 9-1 21st century biology science notes on ecosystems interdependency of organisms parasitic & mutual interdependence OCR GCSE 9-1 Gateway biology science notes on ecosystems interdependency of organisms parasitic & mutual interdependence WJEC gcse science CCEA/CEA gcse science


    Lesson: Introducing biotic and abiotic factors

    1) DO NOW: What do the words typical and atypical mean to you? Define them in your own words.

    2) Review DO NOW: typical means something that always happens and is expected. Atypical is something that is unexpected or doesn’t happen often.

    3) Ask students if they’ve ever heard of biology. Define biology as the study of life.

    4) Ask students what the definition of biotic might be, knowing what they know about biology. Define biotic: Living parts of an ecosystem.

    5) Then ask what they might think the definition of abiotic is. Emphasize the definition of atypical as the opposite of typical. Define abiotic: The nonliving parts of an ecosystem.

    6) Activity: Give students (Student worksheet 1) and have them complete it with their partner. إعادة النظر.

    7) Next, have students try to come up with a definition for ecology. Reiterate the definition of biology as the study of life. State: Now that you know the definitions of biotic and abiotic, try to develop a definition for ecology. Circulate the room to check in on student progress. Guide as needed.

    8) Have several partner groups share their definitions. As one group shares their definition, ask other groups to raise their hands if there definition is similar or identical to one just shared. This will cut down on groups sharing the same definition over and over again.

    9) Finally, define ecology with the class as: The study of the relationship between (or interconnectedness of) living (biotic) and nonliving (abiotic) things in an ecosystem. Reassure students that they will learn the definition of ecosystem during tomorrow’s lesson.

    10) Activity 2: Have students pick a location that is familiar to them, like their backyard, and have them draw a picture of at least 3 biotic and 3 abiotic things. They should not label the items. They will color and finish the picture tonight for homework. Tomorrow, they will share their picture with the class and students will try to identify the living and nonliving things.

    11) Formative assessment: End of the class review of biotic and abiotic. استخدم ال (Check for understanding PowerPoint).

    This lesson is very effective at introducing biotic and abiotic. Students enjoy the drawing activity.


    العوامل غير الحيوية

    Abiotic factors are the non-living components of the ecosystem, including its chemical and physical factors. Abiotic factors influence other abiotic factors. In addition, they have profound impacts on the variety and abundance of life in an ecosystem, whether on land or in water. Without abiotic factors, living organisms wouldn’t be able to eat, grow, and reproduce. Below is a list of some of the most significant abiotic factors.

    • ضوء الشمس: As the world’s biggest source of energy, sunlight plays an essential role in most ecosystems. It provides the energy that plants use to produce food, and it affects temperature. Organisms must adapt depending on how much access they have to sunlight.
    • الأكسجين: Oxygen is essential to the majority of life forms on Earth. السبب؟ They need oxygen in order to breathe and to release energy from food. In this way, oxygen drives the metabolism of most organisms.
    • Temperature: The average temperature, range of temperature, and extremes of temperature in both air and water are all important in how organisms live and survive in an ecosystem. Temperature also affects an organism’s metabolism, and species have evolved to thrive in the typical temperature range in their ecosystem.
    • رياح: Wind can exert many effects on an ecosystem. It moves other abiotic factors, like soil and water. It disperses seeds and spreads fire. Wind affects temperature as well as evaporation from soil, air, surface waters, and plants, changing humidity levels.
    • ماء: Water is essential for all life. In terrestrial (land) ecosystems where water is scarce, such as deserts, organisms develop traits and behaviors that help them survive by harvesting and storing water efficiently. This can sometimes create a water source for other species as well. In ecosystems like rainforests where the abundance of water depletes soil nutrients, many plants have special traits that let them collect nutrients before water washes them away. Water also contains nutrients, gases, and food sources that aquatic and marine species depend on, and it facilitates movement and other life functions.
    • Ocean currents: Ocean currents involve the movement of water, which in turn facilitates movement of biotic and abiotic factors like organisms and nutrients. Currents also affects water temperature and climate. They play an important role in the survival and behavior of organisms that live in water, since currents can influence things like food availability, reproduction, and species migration.
    • العناصر الغذائية: Soil and water contain inorganic nutrients that organisms require to eat and grow. For example, minerals like phosphorous, potassium, and nitrogen found in soil are important for plant growth. Water contains many dissolved nutrients, and soil runoff can carry nutrients to aquatic and marine environments.

    What About Soil?

    Composed of both biotic and abiotic components, soil is an interesting case. Soil filters and stores water and anchors the roots of plants. It contains nutrient minerals and gases, as well as millions of microorganisms like bacteria, fungi, and single-celled organisms called archaea. These are important decomposers, the planet’s indispensable recyclers.


    أساليب

    Density Estimates

    To evaluate the population density (i.e., number of individuals per unit area) of wild pigs throughout their global distribution, we compiled density estimates from the literature throughout its native and non-native ranges across each continent and island for which data were available (Supplementary Table S1). Previous research evaluated how population density of wild pigs varied across western Eurasia 42 and we incorporated these 54 estimates of population density into our analysis. In addition, we followed the methodological recommendation of Melis وآخرون. 42 . to average data when multiple estimates were available for >1 season or year at a study area. Island populations typically exhibit higher population density compared to mainland populations 76,77 . We thus compared estimates of wild pig population density between island and mainland populations if population density for islands was significantly higher than on the mainland, we focused on only evaluating mainland populations in subsequent analyses.

    Models evaluating and predicting species distributions can be improved by including areas of absence (a.k.a., pseudo-absence or background locations) or zero density to sample the full range of available landscape conditions 1 to predict the potential range of a species, absence locations should occur outside the environmental domain of the species, but within a reasonable distance of the species’ geographic range 78 . Because wild pigs have occurred within their native range for thousands of years, we assumed that populations were at equilibrium and the species had colonized available habitat associated with its geographic distribution. Thus, regions adjacent to its native distribution that were classified as unoccupied were assumed to be unsuitable for population persistence due to unfavorable environmental conditions. In addition, spatial sampling bias (i.e., uneven sampling across geographic extents) can be addressed by increasing the number of background locations in areas with greater sampling 73,74 . The majority of density estimates used in our study occurred within the wild pig’s native range of Europe and Asia and we focused sampling of background locations associated with this region. To include locations with estimates of zero density in our analyses, we used a three-step approach. First, we created a buffered region that occurred across the area between 100–1000 km around the boundary of the wild pig’s native range 79 . Next, we calculated the spatial extent of the native range and buffered regions. Lastly, accounting for the area of each region, we selected a random sample of locations within the buffered region that was proportional to the number of estimates used in the native terrestrial range of wild pigs. Based on this approach, we used 65 locations of zero density in our analyses that occurred across central Russia, Mongolia, western China, Saudi Arabia, and northern African countries. Zero density estimates were used in analyses relating wild pig density to landscape variables and excluded when comparing population density between island and mainland populations.

    Landscape Variables

    We considered a suite of biotic and abiotic landscape variables, which were divided into vegetation, predation, and climate factors (Table 1) that we hypothesized to influence population density of wild pigs. We used landscape variables that were available globally and, where possible, over long time periods (i.e., estimates averaged over several decades) that coincide with the density estimates we compiled for our analyses. Geospatial data layers were acquired through either Google Earth Engine 80 or were downloaded from online sources (Table 1).

    The biotic factors that we evaluated included agriculture, broadleaf forest, enhanced vegetation index (EVI), forest canopy cover, difference in the proportion between forest and agriculture (to characterize landscape heterogeneity), normalized difference vegetation index (NDVI), large carnivore richness, and unvegetated area (Table 1). We expected a positive relationship between density and all vegetation factors, except unvegetated area, due to their association with increased food availability, plant productivity, and cover. In addition, we expected a quadratic relationship between population density and agriculture because we predicted density to be greatest at moderate levels of agriculture (due to a mix of cover and food) and low at high levels of agriculture (due to a lack of adequate cover). Finally, we expected a negative relationship between population density and large carnivore richness.

    The abiotic factors that we evaluated included two measures of ecological energy regimes, actual evapotranspiration (the amount of water loss from evaporation and transpiration, which is related to plant productivity) and potential evapotranspiration (PET the amount of evaporation and transpiration that would occur with a sufficient water supply, considering solar radiation, air temperature, humidity, and wind speed 45 ). Actual evapotranspiration is a measure of water-energy balance and potential evapotranspiration is considered a measure of ambient energy and often highly correlated with temperature variables 81 . Although evapotranspiration variables can include elements of biotic (i.e., transpiration from plants) and abiotic (i.e., climate and water) factors, they were classified as abiotic for our analyses. In addition, we evaluated precipitation during dry and wet seasons, and annually, and temperature during summer and winter, and annually (Table 1). We predicted a positive relationship between density and precipitation variables due to associated increases in forage, water, and cover and quadratic relationships between density and evapotranspiration and temperature variables due to expected peak densities at intermediate levels and low densities at low and high levels.

    النمذجة

    We used data from the wild pig’s native and non-native range in our modeling. Although niche shifts between a species’ native and non-native range appear to be uncommon and it is often assumed that species exhibit niche stasis or conservatism 30,82,83,84 through space and time, models that use data only from a species’ native range can exhibit poor predictive power in the species’ non-native range 85,86,87 . Therefore, it is important to include data from the species’ entire distribution to increase the predictive ability of models across both the native and non-native ranges 32,88,89 . Because wild pigs have been established across much of their non-native range for an extended period of time (e.g., typically greater than a century), we assumed that populations used in our analyses had achieved a localized equilibrium with their environment.

    All geospatial data layers were evaluated using QGIS 90 and Google Earth Engine 80 and statistical analyses were conducted using R 91 . Because there is uncertainty about the exact location of studies and the scale in which processes might influence wild pig densities, we evaluated multiple scales for each covariate using 10, 20, and 40 km radius buffers around the location of each density estimate (Table 1). Thus a moving window approach was conducted so that each pixel within a spatial layer summarized the landscape within the buffered radius. To determine the best scale for analyses we used a multi-criteria approach. First, variables were centered and scaled to improve model fit 92 . Next, we considered quadratic relationships for landscape factors that were predicted to exhibit a curvilinear pattern (Table 1). Last, we selected the best scale and relationship for each covariate based on wild pig ecology, model comparisons using Akaike’s Information Criterion corrected for small sample size AICc 93 , and plots of residuals. Once the appropriate scale was determined for each variable (Table 1), we evaluated the Pearson correlation among all variables and excluded highly correlated variables (r > 0.70) from our final analysis.

    We used multiple linear regression to evaluate how population density was influenced by our final suite of biotic and abiotic factors (Table 1). The distribution of density estimates were right skewed, thus we log-transformed density estimates using the natural logarithm 42 . To compare the relative importance of biotic and abiotic factors and to determine parameter estimates of variables, we ranked all possible models using AICج, model-averaged parameter estimates (i.e., full conditional), and calculated variable importance values 93,94,95 . We used model weights and evidence ratios to evaluate if biotic factors improved model fit by comparing models including only abiotic factors to models also including biotic factors. Model averaged parameter estimates were used to create a predictive global map of wild pig density (1 km 2 resolution). This map displays the maximal potential density of wild pigs in relation to the biotic and abiotic factors used in our modeling and reflects predicted densities that would be achieved if wild pigs had access to all landscapes, their movements were unrestricted, and management activities did not suppress populations. We validated our model using mean squared prediction error (MSPE) 96 and k-fold cross validation and selected the number of bins based on Huberty’s rule of thumb (k = 4) 97 .


    شاهد الفيديو: مقدمة عن علم الميكروبيولوجي الأحياء المجهريه الدقيقه. Introduction to Microbiology (شهر نوفمبر 2022).