معلومة

10.3: الافتراس ، العواشب ، مبدأ الاستبعاد التنافسي - علم الأحياء

10.3: الافتراس ، العواشب ، مبدأ الاستبعاد التنافسي - 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.

الافتراس والحيوانات العاشبة طريقتان تستخدمهما الحيوانات للحصول على الطاقة ؛ طورت العديد من الأنواع دفاعات ضدها.

أهداف التعلم

  • يميز بين الافتراس والحيوانات العاشبة ويصف آليات الدفاع ضد كل منهما

النقاط الرئيسية

  • الافتراس ، وهو صيد الحيوانات الأخرى واستهلاكها للحيوانات ، غالبًا ما يُظهر أنماطًا دورية لأحجام أعداد الحيوانات المفترسة / الفريسة ؛ تزداد أعداد الحيوانات المفترسة عندما تكون أنواع الفرائس وفيرة.
  • العاشبة هي أكل المواد النباتية للحصول على الطاقة ويمكن أن تساعد النباتات في توزيع البذور.
  • طورت النباتات أشواكًا وسمومًا للدفاع ضد أكل الحيوانات العاشبة.
  • تستخدم الحيوانات الألوان الزاهية للإعلان عن أنها سامة ؛ تقليد للاختباء من الحيوانات المفترسة ؛ أو لديهم أشواك وقذائف وقشور لحماية أنفسهم.
  • تقليد باتيسي هو عندما تبدو الأنواع غير السامة مشابهة للأنواع السامة ، مما يردع هجمات الحيوانات المفترسة.

الشروط الاساسية

  • تمويه: تشابه كائن حي بمحيطه لتجنب اكتشافه
  • العاشبة: استهلاك الحيوانات للنباتات الحية
  • تقليد باتيسي: تشابه نوع أو أكثر من الأنواع غير السامة مع الأنواع السامة ، مثل ثعبان الملك القرمزي والثعبان المرجاني.

الافتراس والحيوانات العاشبة

تندرج معظم الحيوانات في واحدة من فئتين رئيسيتين عندما يتعلق الأمر بالحصول على الطاقة التي يحتاجونها للبقاء على قيد الحياة في البيئة: الافتراس أو الحيوانات العاشبة. يسمى الحيوان الذي يصطاد ويقتل ويأكل الحيوانات الأخرى بالمفترس. تشمل الأمثلة على الحيوانات المفترسة النمور والثعابين والصقور. من ناحية أخرى ، تشير الحيوانات العاشبة إلى الحيوانات التي تأكل المواد النباتية. ومن الأمثلة على ذلك الغزلان والفئران ومعظم الطيور المغردة. لحماية نفسها من آليات التغذية هذه ، طورت العديد من الكائنات الحية طرقًا تمنعها من الأكل.

الافتراس هو صيد الفريسة من قبل مفترسها. أعداد الحيوانات المفترسة والفرائس في المجتمع ليست ثابتة بمرور الوقت ؛ في معظم الحالات ، تختلف في الدورات التي يبدو أنها مرتبطة. يُرى المثال الأكثر تكرارًا لديناميات المفترس والفريسة في ركوب الدراجات في الوشق (المفترس) وأرنب الحذاء الثلجي (الفريسة) ، والتي تستند إلى بيانات محاصرة عمرها 200 عام تقريبًا من غابات أمريكا الشمالية. تدوم هذه الدورة من المفترس والفريسة ما يقرب من 10 سنوات ، مع تأخر عدد الحيوانات المفترسة من سنة إلى سنتين عن عدد الفريسة. مع زيادة أعداد الأرنب ، هناك المزيد من الطعام المتاح للوشق ، مما يسمح بزيادة عدد الوشق أيضًا. عندما ينمو سكان الوشق إلى مستوى العتبة ، فإنهم يقتلون الكثير من الأرانب البرية بحيث يبدأ عدد الأرانب في الانخفاض. ويتبع ذلك انخفاض في أعداد الوشق بسبب ندرة الغذاء. عندما يكون عدد الوشق منخفضًا ، يبدأ حجم عشيرة الأرنب في الزيادة ، على الأقل جزئيًا ، بسبب انخفاض ضغط الافتراس ، مما يؤدي إلى بدء الدورة من جديد.

يصف العاشب استهلاك الحشرات والحيوانات الأخرى للنباتات. على عكس الحيوانات ، لا يمكن للنباتات أن تتفوق على الحيوانات المفترسة أو تستخدم التقليد للاختباء من الحيوانات الجائعة. طورت بعض النباتات آليات للدفاع ضد الحيوانات العاشبة. طورت الأنواع الأخرى علاقات متبادلة ؛ على سبيل المثال ، يوفر النبات العشبي آلية لتوزيع البذور تساعد في تكاثر النبات.

آليات الدفاع ضد الافتراس والحيوانات العاشبة

يجب أن تأخذ دراسة المجتمعات في الاعتبار القوى التطورية التي تعمل على أفراد المجموعات السكانية المختلفة الموجودة داخلها. الأنواع ليست ثابتة ، ولكنها تتغير ببطء وتتكيف مع بيئتها عن طريق الانتقاء الطبيعي والقوى التطورية الأخرى. طورت الأنواع آليات عديدة للهروب من الافتراس والحيوانات العاشبة. قد تكون هذه الدفاعات ميكانيكية أو كيميائية أو فيزيائية أو سلوكية.

تعمل الدفاعات الميكانيكية ، مثل وجود الأشواك على النباتات أو القشرة الصلبة على السلاحف ، على تثبيط افتراس الحيوانات والحيوانات العاشبة من خلال التسبب في ألم جسدي للمفترس أو عن طريق منع المفترس جسديًا من التمكن من أكل الفريسة. يتم إنتاج الدفاعات الكيميائية من قبل العديد من الحيوانات والنباتات ، مثل قفاز الثعلب الذي يكون شديد السمية عند تناوله.

تستخدم العديد من الأنواع شكل أجسامها ولونها لتجنب اكتشافها من قبل الحيوانات المفترسة. عصا المشي الاستوائية هي حشرة لها لون وشكل غصين ، مما يجعل من الصعب جدًا رؤيتها عندما تكون ثابتة على خلفية أغصان حقيقية. في مثال آخر ، يمكن للحرباء تغيير لونها ليناسب محيطها. كلاهما أمثلة على التمويه: تجنب الكشف عن طريق المزج مع الخلفية.

تستخدم بعض الأنواع التلوين كوسيلة لتحذير الحيوانات المفترسة من أنها ليست جيدة للأكل. على سبيل المثال ، كاتربيلر عثة الزنجفر ، والضفدع ذو بطن النار ، والعديد من أنواع الخنافس لها ألوان زاهية تحذر من طعم كريه ، و / أو وجود مادة كيميائية سامة ، و / أو القدرة على اللدغة أو العض ، على التوالي. الحيوانات المفترسة التي تتجاهل هذا التلوين وتأكل الكائنات الحية ستختبر طعمها المزعج أو وجود مواد كيميائية سامة وتتعلم عدم أكلها في المستقبل. يسمى هذا النوع من الآليات الدفاعية التلوين الموضعي ، أو التلوين التحذيري.

بينما تتعلم بعض الحيوانات المفترسة تجنب أكل بعض الفرائس المحتملة بسبب تلوينها ، طورت الأنواع الأخرى آليات لتقليد هذا اللون لتجنب أكلها ، على الرغم من أنها قد لا تكون مزعجة لتناول الطعام أو تحتوي على مواد كيميائية سامة. في التقليد الباتيسي ، تقلد الأنواع غير الضارة التلوين التحذيري لنوع ضار. بافتراض أنهم يتشاركون في نفس الحيوانات المفترسة ، فإن هذا التلوين يحمي الكائنات غير المؤذية ، على الرغم من أنه ليس لديهم نفس المستوى من الدفاعات الفيزيائية أو الكيميائية ضد الافتراس مثل الكائن الحي الذي يحاكيهم. تحاكي العديد من أنواع الحشرات لون الدبابير أو النحل ، وهي حشرات لاذعة وسامة ، مما يثبط الافتراس.


10.3: الافتراس ، العواشب ، مبدأ الاستبعاد التنافسي - علم الأحياء

انقر هنا للقراءة عنها
رؤية الإيمان جاكسون

المزيد من الاشياء

الاستطلاع الحالي

نصائح القوالب

الفصل 53: إيكولوجيا المجتمع

مصطلحات تعريفات
تواصل اجتماعي أي تجمع للسكان في منطقة أو موطن بمجموعته الخاصة من الخصائص المحددة من خلال تكوين الأنواع ، مع بنية تحددها التفاعلات بين الأنواع
ثراء الأنواع عدد الأنواع التي يحتويها المجتمع
الوفرة النسبية الاختلافات مع وفرة الأنواع داخل المجتمع
الفرضية الفردية أ. مجتمع جليسون هو مجموعة من الأنواع الموجودة في نفس المنطقة لأن لديهم متطلبات غير حيوية مماثلة
فرضية تفاعلية F. E. كليمنتس المجتمع عبارة عن مجموعة من الأنواع المرتبطة ارتباطًا وثيقًا ، مقيدًا بالترابط من خلال التفاعلات الحيوية الإلزامية التي تجعل المجتمع يعمل كوحدة متكاملة - ككائن حي خارق
نموذج برشام يقترح Paul & amp Anne Ehrlich أن معظم الأنواع في المجتمع مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالأنواع الأخرى في شبكة الحياة. وبالتالي ، فإن تقليل أو زيادة وفرة نوع واحد في مجتمع ما يؤثر على العديد من الأنواع الأخرى
نموذج التكرار يقترح هنري جليسون أن معظم الأنواع في المجتمع لا ترتبط ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض ، وأن شبكة الحياة فضفاضة للغاية. الزيادة أو النقصان في نوع واحد في مجتمع ما له تأثير ضئيل على الأنواع الأخرى ، التي تعمل بشكل مستقل.
تفاعلات بين الأنواع العلاقات بين الأنواع في المجتمع
المنافسة بين الأنواع التنافس على الموارد بين النباتات ، بين الحيوانات ، أو بين المحللات عندما يكون هناك نقص في الموارد
مبدأ الاستبعاد التنافسي مفهوم أنه عندما تتنافس مجموعات من نوعين متشابهين على نفس المورد المحدود ، فإن مجموعة واحدة ستستخدم الموارد بشكل أكثر كفاءة وتتمتع بميزة إنجابية ستؤدي في النهاية إلى القضاء على السكان الآخرين.
مكانة بيئية مجموع استخدام الأنواع للموارد الحيوية وغير الحيوية في بيئتها والدور البيئي للكائن الحي / كيف يتناسب مع النظام البيئي
تقسيم الموارد تقسيم الموارد البيئية من خلال التعايش بين الأنواع بحيث يختلف مكان كل نوع عن طريق واحد أو أكثر من العوامل المهمة عن منافذ جميع الأنواع المتعايشة مع تمايز المنافذ التي تمكن الأنواع المتشابهة من التعايش داخل المجتمع
إزاحة الشخصية الميل إلى أن تكون الخصائص أكثر تباينًا في المجموعات المتعاطفة من نوعين منها في المجموعات التماثلية من نفس النوعين
الافتراس تفاعل بين الأنواع حيث يأكل أحد الأنواع ، المفترس ، الآخر ، الفريسة
العاشبة استهلاك المواد النباتية من قبل العاشبة
التطفل علاقة تكافلية يستفيد فيها المتكافل (الطفيلي) على حساب العائل من خلال العيش إما داخل العائل (كطفيل داخلي) أو خارج المضيف (كطفيل خارجي)
تلوين غامض التمويه يجعل من الصعب اكتشاف الفريسة المحتملة على خلفيتها
تلوين موضعي التلوين المشرق للحيوانات ذات الدفاعات الفيزيائية أو الكيميائية الفعالة التي تعمل بمثابة تحذير للحيوانات المفترسة
تقليد باتيسي نوع من المحاكاة تبدو فيه الأنواع غير الضارة (المستساغة) كأنواع سامة أو ضارة (غير مستساغة) للحيوانات المفترسة
موليريان تقليد نوعان أو أكثر من الأنواع غير المستساغة تشبه بعضها البعض. يفترض أن كل نوع يكتسب ميزة إضافية لأن تجميع الأرقام يجعل الحيوانات المفترسة تتعلم بسرعة أكبر لتجنب أي فريسة ذات مظهر معين
طفيلي كائن حي يمتص العناصر الغذائية من سوائل الجسم للمضيفين الأحياء
مضيف أكبر مشارك في علاقة تكافلية ، بمثابة منزل وتغذية للأذى المتعايش الذي تضرر أثناء التطفل
الطفيليات الداخلية الطفيليات التي تعيش داخل مضيفها مثل الديدان الشريطية وطفيليات الملاريا
الطفيليات الخارجية الطفيليات التي تتغذى على السطح الخارجي لمضيفها مثل البعوض والمن
التطفل تضع الطفيليات بيضًا على العائل الحي وتتغذى اليرقات على جسم المضيف ، وتقتلها في النهاية مثل الحشرات والدبابير
مسببات الأمراض الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض المشابهة للطفيليات مثل البكتيريا والفيروسات والاحتجاجات
التبادلية علاقة تكافلية يستفيد منها كلا المشاركين
معايشة التفاعل بين الأنواع يفيد فقط أحد المشاركين
التطور المشترك التأثير المتبادل على تطور نوعين مختلفين يتفاعلان مع بعضهما البعض ويؤثران بشكل متبادل على تكيفات كل منهما
الهيكل الغذائي علاقات التغذية المختلفة في النظام البيئي ، والتي تحدد مسار تدفق الطاقة ونمط الدورة الكيميائية
سلسلة غذائية المسار الذي يتم من خلاله نقل الطعام من المستوى الغذائي إلى المستوى الغذائي ، بدءًا من المنتجين
المستوى الغذائي أي من المستويات العديدة للسلسلة الغذائية ، والتي تعتمد أنواعها على مصدرها الغذائي الرئيسي. المستوى الغذائي الذي يدعم في النهاية كل الآخرين يتكون من autotrophs ، أو المنتجين الأساسيين
الشبكة الغذائية علاقات التغذية المتقنة والمترابطة في نظام بيئي
فرضية حيوية يقترح أن طول الذقن الغذائي محدود بسبب عدم كفاءة نقل الطاقة على طول السلسلة (فقط حوالي 10٪ من الطاقة المخزنة في المادة العضوية من أي مستوى غذائي يتم تحويلها إلى مادة عضوية في المستوى الغذائي التالي)
فرضية الاستقرار الديناميكي يشير إلى أن السلاسل الغذائية الطويلة أقل استقرارًا من السلاسل القصيرة. يتم تضخيم التقلبات في المستويات الغذائية المنخفضة عند مستويات أعلى من المحتمل أن تتسبب في انقراض كبار الحيوانات المفترسة.
هيمنة تلك الأنواع في المجتمع التي لديها أعلى وفرة أو أعلى كتلة حيوية (مجموع وزن جميع الأفراد في مجتمع ما)
الأنواع الرئيسية الأنواع التي لا تتواجد عادة بكثرة في المجتمع ولكنها تمارس سيطرة قوية على بنية المجتمع من خلال طبيعة أدوارها البيئية أو منافذها
نموذج من أسفل إلى أعلى نموذج لتنظيم المجتمع تتحكم فيه المغذيات المعدنية في تنظيم المجتمع لأن العناصر الغذائية تتحكم في أعداد النباتات ، والتي بدورها تتحكم في أعداد الحيوانات العاشبة ، والتي بدورها تتحكم في أعداد الحيوانات المفترسة (NVHP)
نموذج من أعلى إلى أسفل نموذج من التنظيم المجتمعي يتحكم فيه الافتراس في التنظيم المجتمعي لأن الحيوانات المفترسة تتحكم في الحيوانات العاشبة ، والتي بدورها تتحكم في النباتات ، والتي بدورها تتحكم في مستويات المغذيات وتسمى أيضًا نموذج الشلال الغذائي.
استقرار ميل المجتمع البيولوجي لمقاومة التغيير والعودة إلى تكوين الأنواع الأصلي بعد الاضطراب
نموذج عدم التوازن نموذج المجتمعات التي يُنظر فيها إلى المجتمعات على أنها تتغير باستمرار بعد تعرضها للاضطرابات
الاضطرابات قوة تغير المجتمع البيولوجي وعادة ما تزيل الكائنات الحية منه. تلعب الاضطرابات ، مثل العواصف أو الحرائق أو الفيضانات أو الجفاف أو الرعي الجائر أو الأنشطة البشرية ، أدوارًا محورية في هيكلة العديد من المجتمعات البيولوجية ، وتؤدي إلى تدمير المجتمعات ، وإزالة الكائنات الحية منها ، وتغيير توافر الموارد
تعاقب بيئي التحولات في تكوين الأنواع لمجتمع بيولوجي ، غالبًا بعد الاضطرابات البيئية للمجتمع ، إنشاء مجتمع بيولوجي في منطقة جرداء تقريبًا من الحياة (عبر الزمن البيئي)
الخلافة الأولية يبدأ في منطقة هامدة فعليًا حيث لم تتشكل التربة بعد ، مثل جزيرة بركانية جديدة أو على الركام (الركام) الذي خلفه تراجع الجليد. غالبًا ما تكون أشكال الحياة الوحيدة الموجودة في البداية هي البكتيريا ذاتية التغذية
الخلافة الثانوية يحدث حيث يتم تطهير مجتمع قائم من خلال بعض الاضطرابات التي تترك التربة سليمة
التنوع البيولوجي تنوع الأنواع
ثراء الأنواع عدد الأنواع المختلفة في المجتمع
الوفرة النسبية الاختلافات في وفرة الأنواع داخل المجتمع
عدم التجانس مقياس للتنوع البيولوجي مع مراعاة ثراء الأنواع والوفرة النسبية
منحنى منطقة الأنواع نمط التنوع البيولوجي ، الذي لاحظه ألكسندر فون همبولت لأول مرة ، مشيرًا إلى أنه كلما زادت المساحة الجغرافية للمجتمع الذي نقوم بأخذ عينات منه ، زاد عدد الأنواع

  • يُعرَّف المجتمع بأنه مجموعة من الأنواع التي تعيش بالقرب من بعضها البعض بما يكفي للتفاعل المحتمل.
  • تختلف المجتمعات في ثراء الأنواع ، وعدد الأنواع التي تحتويها ، والوفرة النسبية للأنواع المختلفة.

المفهوم 53.1 تشمل تفاعلات المجتمع المنافسة ، والافتراس ، والحيوانات العاشبة ، والتعايش ، والمرض

  • هناك عدد من التفاعلات الممكنة بين الأنواع التي تربط أنواع المجتمع.
  • يمكن ترميز التفاعلات بين الأنواع من خلال التأثيرات الإيجابية (+) أو السلبية (؟) للتفاعل على السكان الفرديين.
    • 0 يشير إلى أن السكان لا يتأثرون بالتفاعل.
    • قد يتغير تأثير التفاعل بين نوعين مع تغير الظروف.
    • عندما يتنافس نوعان على مورد ما ، تكون النتيجة ضارة لأحد النوعين أو كلا النوعين (؟ /؟)
    • ينص مبدأ الاستبعاد التنافسي على أن نوعين لهما احتياجات مماثلة لنفس الموارد المحدودة لا يمكن أن يتعايشا في نفس المكان.
    • في القياس الذي ذكره عالم البيئة يوجين أودوم ، موطن الكائن الحي هو "عنوانه" ، والموضع المناسب هو "مهنة" الكائن الحي.
    • على سبيل المثال ، يشمل مكانة سحلية الأشجار الاستوائية نطاق درجة الحرارة التي تتحملها ، وحجم الفروع التي تعيش عليها ، والوقت من اليوم الذي تكون فيه نشطة ، ونوع الحشرات التي تأكلها.
    • يمكن إعادة صياغة مبدأ الاستبعاد التنافسي ليقول إن نوعين لا يمكن أن يتعايشا في مجتمع ما إذا كانت منافذهما متطابقة.
    • ومع ذلك ، يمكن أن تتعايش الأنواع المتشابهة بيئيًا في المجتمع إذا كانت منافذها تختلف بطريقة واحدة أو أكثر.
    • المكانة الأساسية قد تختلف عن المكانة المحققة ، المكانة التي تحتلها الأنواع في الواقع في بيئة معينة.
    • تقسيم الموارد هو التمييز بين المنافذ التي تمكن نوعين متشابهين من التعايش في المجتمع.
    • إزاحة الشخصية هي ميل الخصائص إلى أن تكون أكثر تباينًا في المجموعات المتعاطفة من نوعين منها في المجموعات التماثلية من نفس النوعين.
    • يتضمن هذا التفاعل أيضًا تفاعلات مثل افتراس البذور ، حيث يأكل السوس الآكل للبذور بذور النباتات.
    • لدى الحيوانات المفترسة العديد من تكيفات التغذية ، بما في ذلك الحواس الحادة والأسلحة مثل المخالب ، والأنياب ، وخز ، أو السم للمساعدة في اصطياد الفريسة وإخضاعها.
    • عادة ما تكون الحيوانات المفترسة التي تلاحق الفريسة سريعة ورشيقة ، وغالبًا ما يتم تمويه أولئك الذين يرقدون في الكمين.
    • تشمل الدفاعات السلوكية الهروب والاختباء والدفاع عن النفس.
    • قد تستدعي مكالمات الإنذار العديد من الأفراد من أنواع الفرائس لمغادرة المفترس.
    • تطور التلوين التكيفي بشكل متكرر في الحيوانات.
      • التمويه أو التلوين الخفي يجعل من الصعب تحديد الفريسة على الخلفية.
      • تشمل الدفاعات الكيميائية الروائح والسموم.
      • غالبًا ما تظهر الحيوانات ذات الدفاعات الكيميائية المؤثرة تلوينًا موضعيًا تحذيريًا ساطعًا.
        • تحذر الحيوانات المفترسة من الاقتراب من الفريسة المحتملة ذات الألوان الزاهية.
        • في التقليد الباتيسي ، تحاكي الأنواع غير المؤذية المستساغة نموذجًا ضارًا وغير مستساغ.
        • في محاكاة مولر ، هناك نوعان أو أكثر من الأنواع غير المستساغة تشبه بعضها البعض.
          • يكتسب كل نوع ميزة إضافية لأنه من المرجح أن تواجه الحيوانات المفترسة فريسة غير مستساغة وتتعلم تجنب الفريسة بهذا المظهر.
          • تمتلك بعض السلاحف العضلية ألسنة تشبه الديدان المتذبذبة لجذب الأسماك الصغيرة.
          • تشمل العواشب الثدييات الكبيرة واللافقاريات الصغيرة.
          • العواشب لديها تكيفات متخصصة.
            • تحتوي العديد من الحشرات العاشبة على أجهزة استشعار كيميائية على أقدامها للتعرف على النباتات الغذائية المناسبة.
            • الحيوانات العاشبة في الثدييات لها أسنان متخصصة وجهاز هضمي لمعالجة الغطاء النباتي.
            • تعيش الطفيليات الداخلية داخل جسم الطفيليات الخارجية المضيفة وتعيش وتتغذى على السطح الخارجي للمضيف.
            • التطفل هو نوع خاص من التطفل تضع فيه حشرة (دبور عادة) بيضها على مضيفات حية أو في داخلها.
              • تتغذى اليرقات على جسم المضيف وتقتلها في النهاية.
              • عادةً ما تكون مسببات الأمراض عبارة عن بكتيريا أو فيروسات أو طلائعيات.
              • يمكن أيضًا أن تكون الفطريات والبريونات مسببة للأمراض.
              • العديد من مسببات الأمراض قاتلة.
              • تتضمن أمثلة التبادلية تثبيت النيتروجين بواسطة البكتيريا في العقيدات الجذرية للبقوليات وهضم السليلوز بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في أحشاء الثدييات المجترة وتبادل العناصر الغذائية في الفطريات الفطرية ، والجمع بين الفطريات وجذور النباتات.
              • يصعب توثيق التفاعلات المشتركة في الطبيعة لأن أي ارتباط وثيق بين الأنواع من المحتمل أن يؤثر على كلا النوعين ، ولو بشكل طفيف.
              • على سبيل المثال ، تعتبر أحيانًا أنواع "المشي لمسافات طويلة" ، مثل البرنقيل التي ترتبط بالحيتان ، متعايشة.
                • تستطيع البرنقيل التي تتنقل من مكان إلى آخر الوصول إلى ركيزة ويبدو أن تأثيرها ضئيل على الحوت.
                • ومع ذلك ، فإن البرنقيل قد يقلل بشكل طفيف من كفاءة حركة المضيف.
                • على العكس من ذلك ، قد يوفرون بعض التمويه.
                • يعمل التغيير في أحد الأنواع كقوة انتقائية على الأنواع الأخرى ، والتي يعمل تكيفها بدورها كقوة انتقائية على الأنواع الأولى.
                • يتطلب ارتباط التكيفات أن يكون التغيير الجيني في أحد المجموعات المتفاعلة من النوعين مرتبطًا بالتغير الجيني في المجموعة السكانية الأخرى.
                  • مثال على ذلك هو التعرف على الجين مقابل الجين بين نوع نباتي وأنواع من مسببات الأمراض الفتاكة.
                  • على النقيض من ذلك ، فإن التلوين الوراثي لأنواع مختلفة من ضفادع الأشجار وردود فعل النفور من الحيوانات المفترسة المختلفة ليست أمثلة على التطور المشترك.
                    • هذه تكيفات مع كائنات أخرى في المجتمع بدلاً من التغيرات الجينية المقترنة في نوعين متفاعلين.

                    المفهوم 53.2: تمارس الأنواع المهيمنة والأساسية ضوابط قوية على بنية المجتمع

                    تنوع الأنواع هو جانب أساسي من بنية المجتمع.

                    • يمارس عدد صغير من الأنواع في المجتمع تحكمًا قويًا على هيكل المجتمع ، لا سيما على التكوين والوفرة النسبية وتنوع الأنواع.
                    • تنوع الأنواع في المجتمع هو تنوع الأنواع المختلفة من الكائنات الحية التي يتكون منها المجتمع.
                    • تنوع الأنواع له مكونان.
                      • ثراء الأنواع هو العدد الإجمالي للأنواع المختلفة في المجتمع.
                      • الوفرة النسبية للأنواع المختلفة هي النسبة التي يمثلها كل نوع من إجمالي الأفراد في المجتمع.
                      • تنوع الأنواع يعتمد على ثراء الأنواع والوفرة النسبية.

                      الهيكل الغذائي هو عامل رئيسي في ديناميات المجتمع.

                      • يتم تحديد البنية الغذائية للمجتمع من خلال علاقات التغذية بين الكائنات الحية.
                      • يُطلق على نقل الطاقة الغذائية إلى المستويات الغذائية من مصدرها في autotrophs (الكائنات الحية الضوئية عادةً) من خلال العواشب (المستهلكون الأساسيون) والحيوانات آكلة اللحوم (المستهلكون الثانويون والثالثيون) وفي النهاية إلى المُحلِّلات سلسلة غذائية.
                      • في عشرينيات القرن الماضي ، أدرك عالم الأحياء بجامعة أكسفورد تشارلز إلتون أن سلاسل الغذاء ليست وحدات معزولة ولكنها مرتبطة ببعضها البعض في شبكات غذائية.
                        • تستخدم شبكة الغذاء الأسهم لربط الأنواع وفقًا لمن يأكل من في المجتمع.
                        • قد ينسج نوع معين في الويب على أكثر من مستوى غذائي.
                        • يمكننا تجميع الأنواع في مجتمع معين في مجموعات وظيفية واسعة.
                          • على سبيل المثال ، يمكن تصنيف العوالق النباتية كمنتجين أساسيين في شبكة الغذاء المائية.
                          • أشار تشارلز إلتون إلى أن طول معظم السلاسل الغذائية لا يتجاوز أربعة أو خمسة روابط.
                          • تشير الفرضية النشطة إلى أن طول السلسلة الغذائية محدود بسبب عدم كفاءة نقل الطاقة على طول السلسلة.
                            • يتم تحويل حوالي 10٪ فقط من الطاقة المخزنة في المادة العضوية لكل مستوى غذائي إلى مادة عضوية في المستوى الغذائي التالي.
                            • تتنبأ الفرضية النشطة بأن السلاسل الغذائية يجب أن تكون أطول نسبيًا في الموائل ذات الإنتاجية الضوئية العالية.
                            • يتم تضخيم تقلبات السكان عند المستويات الغذائية المنخفضة عند مستويات أعلى ، مما يجعل كبار الحيوانات المفترسة عرضة للانقراض.
                              • في بيئة متغيرة ، يجب أن يكون كبار المفترسين قادرين على التعافي من الصدمات البيئية التي يمكن أن تقلل من الإمدادات الغذائية على طول الطريق حتى السلسلة الغذائية.
                              • قد يحدث التأثير المبالغ فيه لهذه الأنواع من خلال تفاعلاتها الغذائية أو من خلال تأثيرها على البيئة المادية.
                              • تقترح إحدى الفرضيات أن الأنواع السائدة ناجحة بشكل تنافسي في استغلال الموارد المحدودة.
                              • تشير فرضية أخرى إلى أن الأنواع السائدة هي الأكثر نجاحًا في تجنب الافتراس أو المرض.
                                • قد يفسر هذا سبب قدرة الأنواع الغازية على تحقيق مثل هذه الكتلة الحيوية العالية في بيئاتها الجديدة ، في غياب مفترساتها الطبيعية ومسببات الأمراض.
                                • إنهم يؤثرون على بنية المجتمع من خلال منافذهم البيئية الرئيسية.
                                • طور عالم البيئة روبرت باين من جامعة واشنطن لأول مرة مفهوم الأنواع الأساسية.
                                • أزال باين نجم البحر Pisaster ochraceous من مجتمعات المد والجزر الصخرية.
                                  • Pisaster هو حيوان مفترس على بلح البحر مثل Mytilus californianus ، وهو منافس متفوق للمساحة في مناطق المد والجزر.
                                  • بعد إزالة Paine Pisaster ، كان بلح البحر قادرًا على احتكار الفضاء واستبعاد اللافقاريات والطحالب الأخرى من مواقع التعلق.
                                  • عندما كانت نجوم البحر موجودة ، ظهر 15 إلى 20 نوعًا من اللافقاريات والطحالب في منطقة المد.
                                  • بعد الإزالة التجريبية لـ Pisaster ، انخفض تنوع الأنواع إلى أقل من 5 أنواع.
                                  • وبالتالي ، فإن Pisaster يعمل كنوع أساسي ، ويمارس تأثيرًا على بنية المجتمع غير متناسب مع وفرته.
                                  • مثال على هذا النوع هو القندس ، الذي يحول المناظر الطبيعية بقطع الأشجار وبناء السدود.
                                  • تعمل هذه الأنواع المؤثرة كمسهل لها تأثيرات إيجابية على بقاء الأنواع الأخرى وتكاثرها.

                                  يمكن التحكم في بنية المجتمع من الأسفل إلى الأعلى بواسطة العناصر الغذائية أو من الأعلى إلى الأسفل بواسطة الحيوانات المفترسة.

                                  • النماذج المبسطة القائمة على العلاقات بين المستويات الغذائية المتجاورة مفيدة لمناقشة كيفية تنظيم المجتمعات.
                                    • ضع في اعتبارك ثلاث علاقات محتملة بين النباتات (V للنباتات) والحيوانات العاشبة (H).
                                      • V - & gt H V & lt-- H V & lt ---- & gt H
                                      • تشير الأسهم إلى أن التغيير في الكتلة الحيوية على مستوى غذائي واحد يتسبب في حدوث تغيير في الكتلة الحيوية في المستوى الغذائي الآخر.
                                      • يفترض النموذج التصاعدي ارتباطات V - & gt H ، حيث يتحكم وجود أو عدم وجود المغذيات المعدنية (N) في أعداد النباتات (V) ، والتي تتحكم في أعداد الحيوانات العاشبة (H) ، والتي تتحكم في أعداد الحيوانات المفترسة (P).
                                        • النموذج المبسط التصاعدي هو N - & gt V - & gt H - & gt P.
                                        • تحد الحيوانات المفترسة من العواشب ، مما يحد من النباتات ، مما يحد من مستويات المغذيات من خلال امتصاص العناصر الغذائية أثناء النمو والتكاثر.
                                        • النموذج المبسط من أعلى إلى أسفل هو بالتالي N & lt-- V & lt-- H & lt-- P.
                                        • يُطلق على التحكم من أعلى إلى أسفل في بنية المجتمع أيضًا اسم نموذج الشلال الغذائي.
                                        • وبالتالي فإن تأثير أي تلاعب يتحرك إلى أسفل الهيكل الغذائي كسلسلة من + /؟ تأثيرات.
                                        • على سبيل المثال ، قد تكون جميع التفاعلات بين المستويات الغذائية متبادلة (& lt-- - & gt).
                                        • قد يتناوب اتجاه التفاعل مع مرور الوقت.
                                        • تختلف المجتمعات في الدرجة النسبية للتحكم من أسفل إلى أعلى ومن أعلى إلى أسفل.
                                        • أدى التلوث إلى تدهور بحيرات المياه العذبة في العديد من البلدان.
                                        • نظرًا لأن العديد من بحيرات المياه العذبة تبدو منظمة وفقًا للنموذج التنازلي ، فإن علماء البيئة لديهم وسائل محتملة لتحسين جودة المياه.
                                          • هذه الاستراتيجية تسمى المعالجة الحيوية.
                                          • في البحيرات التي تحتوي على ثلاثة مستويات غذائية ، قد يؤدي إزالة الأسماك إلى تحسين جودة المياه عن طريق زيادة العوالق الحيوانية وبالتالي تقليل أعداد الطحالب.
                                          • في البحيرات التي تحتوي على أربعة مستويات غذائية ، فإن إضافة أفضل المفترسات سيكون له نفس التأثير.

                                          المفهوم 53.3 يؤثر الاضطراب على تنوع الأنواع وتكوينها

                                          • الاستقرار هو ميل المجتمع للوصول إلى تكوين ثابت نسبيًا للأنواع والحفاظ عليه على الرغم من الاضطرابات.
                                            • يبدو أن العديد من المجتمعات تتميز بالتغيير وليس الاستقرار.
                                            • يمكن أن تكون العواصف أو الحرائق أو الفيضانات أو الجفاف أو الصقيع أو الأنشطة البشرية أو الرعي الجائر من الاضطرابات.
                                            • يمكن أن تخلق الاضطرابات فرصًا للأنواع التي لم تشغل من قبل موائل في المجتمع.
                                            • يمكن أن تؤدي الاضطرابات الصغيرة النطاق إلى تعزيز التباين البيئي وبالتالي الحفاظ على تنوع الأنواع في المجتمع.

                                            البشر هم أكثر عوامل الاضطراب انتشارًا.

                                            • تسبب الأنشطة البشرية اضطرابات أكثر مما تسببه الأحداث الطبيعية.
                                              • عطلت التنمية الزراعية الأراضي العشبية الشاسعة في مرج أمريكا الشمالية.
                                              • أدى قطع الأشجار وإزالتها من أجل التنمية الحضرية إلى تقليل مساحات الغابات الكبيرة إلى قطع صغيرة من قطع الأخشاب المنفصلة في جميع أنحاء أمريكا الشمالية وأوروبا.
                                              • تختفي الغابات الاستوائية المطيرة بسبب قطع الأشجار.

                                              التعاقب البيئي هو تسلسل تغييرات المجتمع بعد الاضطراب.

                                              • التعاقب البيئي هو الانتقال في تكوين الأنواع في المناطق المضطربة عبر الزمن البيئي.
                                              • تبدأ الخلافة الأولية في منطقة هامدة حيث لم تتشكل التربة بعد ، مثل جزيرة بركانية أو الركام الذي تركه خلفه مع تراجع الأنهار الجليدية.
                                                • في البداية ، قد تكون بدائيات النوى ذاتية التغذية فقط موجودة.
                                                • بعد ذلك ، تستعمر الطحالب والأشنات وتتسبب في نمو التربة.
                                                • بمجرد وجود التربة ، تنبت الأعشاب والشجيرات والأشجار من البذور المنفوخة أو المنقولة من المناطق المجاورة.
                                                • تنمو الأنواع العشبية أولاً ، من البذور التي تحملها الرياح أو التي تنقلها الحيوانات.
                                                • تحل الشجيرات الخشبية محل الأنواع العشبية ، ويتم استبدالها بدورها بأشجار الغابات.

                                                1. قد يسهل الوصول المبكر ظهور الأنواع المتأخرة عن طريق تغيير البيئة.

                                                2. قد تمنع الأنواع المبكرة إنشاء أنواع لاحقة.

                                                3. قد تتحمل الأنواع المبكرة الأنواع المتأخرة ولكنها لا تعيق أو تساعد على استعمارها.

                                                المفهوم 53.4 تؤثر العوامل البيوجغرافية على التنوع البيولوجي للمجتمع

                                                • هناك عاملان رئيسيان يرتبطان بالتنوع البيولوجي للمجتمع (تنوع الأنواع) وهما الموقع الجغرافي وحجمه.
                                                • في خمسينيات القرن التاسع عشر ، أشار كل من تشارلز داروين وألفريد والاس إلى أن الحياة النباتية والحيوانية كانت أكثر وفرة وتنوعًا في المناطق الاستوائية.
                                                  • كما أشاروا إلى أن الجزر الصغيرة أو النائية بها أنواع أقل من الجزر الكبيرة أو تلك القريبة من القارات.

                                                  ينخفض ​​ثراء الأنواع عمومًا على طول التدرج الاستوائي القطبي.

                                                  • تدعم الموائل الاستوائية أعدادًا أكبر بكثير من أنواع الكائنات الحية مقارنة بالمناطق المعتدلة والقطبية.
                                                  • ما الذي يسبب هذه التدرجات؟
                                                    • ربما يكون العاملان الرئيسيان هما التاريخ التطوري والمناخ.
                                                    • المجتمعات المدارية بشكل عام أقدم من المجتمعات المعتدلة أو القطبية.
                                                    • موسم النمو في المناطق الاستوائية أطول بحوالي خمس مرات من موسم النمو في مجتمع التندرا.
                                                      • وهكذا فإن الزمن البيولوجي يسير أسرع بخمس مرات في المناطق المدارية.
                                                      • يمكن الجمع بين مدخلات الطاقة الشمسية وتوافر المياه كمقياس للتبخر ، وتبخر المياه من التربة بالإضافة إلى نتح المياه من الخطط.
                                                        • يعتبر التبخر الفعلي ، الذي تحدده كمية الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة وتوافر المياه ، أعلى بكثير في المناطق الحارة ذات الأمطار الغزيرة مقارنة بالمناطق ذات درجات الحرارة المنخفضة أو هطول الأمطار.
                                                        • يتم تحديد التبخر المحتمل ، وهو مقياس لتوافر الطاقة ، من خلال كمية الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة.
                                                        • ثراء الأنواع من النباتات والحيوانات يرتبط بكل من مقاييس التبخر.

                                                        ثراء الأنواع مرتبط بالحجم الجغرافي للمجتمع.

                                                        • يحدد منحنى منطقة الأنواع ما قد يبدو واضحًا: فكلما كبرت المنطقة الجغرافية للمجتمع ، زاد عدد الأنواع.
                                                          • توفر المناطق الأكبر تنوعًا أكبر في الموائل والموائل الدقيقة مقارنة بالمناطق الأصغر.

                                                          يعتمد ثراء الأنواع في الجزر على حجم الجزيرة والمسافة من البر الرئيسي.

                                                          • بسبب حجمها وعزلتها ، توفر الجزر فرصًا ممتازة لدراسة بعض العوامل البيوجغرافية التي تؤثر على تنوع الأنواع في المجتمعات.
                                                          • تشمل "الجزر" الجزر المحيطية وكذلك الجزر الموائل على الأرض ، مثل البحيرات أو قمم الجبال أو أجزاء الغابات الطبيعية.
                                                          • وبالتالي ، فإن الجزيرة هي أي بقعة محاطة ببيئة غير مناسبة لأنواع "الجزيرة".
                                                          • طور روبرت ماك آرثر وإي أو ويلسون فرضية عامة عن الجغرافيا الحيوية للجزيرة لتحديد المحددات الرئيسية لتنوع الأنواع في جزيرة بمجموعة معينة من الخصائص الفيزيائية.
                                                          • تخيل جزيرة محيطية حديثة التكوين تستقبل أنواعًا مستعمرة من البر الرئيسي البعيد.
                                                          • سيحدد عاملان عدد الأنواع التي تعيش في الجزيرة في النهاية:
                                                            1. معدل هجرة الأنواع الجديدة إلى الجزيرة.
                                                            2. معدل انقراض الأنواع في الجزيرة.
                                                          • تؤثر سمتان فيزيائيتان للجزيرة على معدلات الهجرة والانقراض:
                                                            1. حجمه.
                                                            2. بعده عن البر الرئيسى.
                                                          • الجزر الصغيرة لديها معدلات هجرة أقل لأن المستعمرين المحتملين أقل احتمالا لحدوثها.
                                                          • تتمتع الجزر الصغيرة بمعدلات انقراض أعلى لأنها تمتلك موارد أقل وموائل أقل تنوعًا لتقسيم الأنواع المستعمرة.
                                                          • الجزر الأقرب إلى البر الرئيسي سيكون لديها معدل هجرة أعلى من الجزر البعيدة.
                                                          • سيقلل وصول المستعمرين من نوع معين من فرصة انقراض الأنواع.
                                                          • في أي وقت من الأوقات ، تتأثر معدلات الهجرة والانقراض في الجزيرة أيضًا بعدد الأنواع الموجودة بالفعل.
                                                            • مع زيادة عدد الأنواع ، من غير المرجح أن يمثل أي فرد يصل إلى الجزيرة نوعًا جديدًا.
                                                            • مع وجود المزيد من الأنواع ، تزداد معدلات الانقراض بسبب الاحتمال الأكبر للاستبعاد التنافسي.
                                                            • يرتبط عدد الأنواع عند نقطة التوازن هذه بحجم الجزيرة وبعدها عن البر الرئيسي.
                                                            • على مدى فترات أطول ، قد تؤدي الاضطرابات اللاأحيائية مثل العواصف والتغيرات التطورية التكيفية والانتواع إلى تغيير تكوين الأنواع وهيكل المجتمع في الجزر.

                                                            Concept 53.5 Contrasting views of community structure are the subject of continuing debate


                                                            Niches and How They Influence Competition

                                                            Resources are often limited within a habitat and multiple species may compete to obtain them. All species have an ecological niche in the ecosystem, which describes how they acquire the resources they need and how they interact with other species in the community. ال competitive exclusion principle states that two species cannot occupy the same niche in a habitat. In other words, different species cannot coexist in a community if they are competing for all the same resources.

                                                            An example of this principle is shown below with two protozoan species: Paramecium aurelia و Paramecium caudatum. When grown individually in the laboratory, they both thrive. When they are placed together in the same test tube (habitat), P. aurelia outcompetes P. caudatum for food, leading to the latter’s eventual extinction.

                                                            Paramecium aurelia (graph a) and Paramecium caudatum (graph b) grow well individually, but when they compete for the same resources, the P. aurelia outcompetes the P. caudatum. In graph c, the top growth curve is P. aurelia and the bottom growth curve is P. caudatum.

                                                            Does competition between two species that share a similar niche always result in one dying off? Try out the Virtual Biology Lab’s simulation of barnacle competition. Once on the website, read through the background information and the tutorial. Then run the experiment- feel free to keep the variables consistent or see what happens when you change them.


                                                            Examples of Limiting Factors

                                                            Resources

                                                            Resources such as food, water, light, space, shelter and access to mates are all limiting factors. If an organism, group or population does not have enough resources to sustain it, individuals will die through starvation, desiccation and stress, or they will fail to produce offspring.

                                                            In the case of photosynthesizing organisms such as plants, light is a vitally important limiting factor, essential for their growth. This is most prominent in understory plants of a forest, where photon energy from light is made less available, as it is unable to penetrate through higher canopy levels. However, many different plants are adapted to withstand different levels of light, allowing them to survive with less light energy input.

                                                            As well as light, growth of plants is limited by the availability of the nutrients nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K) and sulfur (S). Each plant needs a specifically balanced ratio of these nutrients in order to survive. If one of the nutrients is not present in sufficient amounts, this is considered the limiting factor to growth.

                                                            The limiting resource within an ecosystem determines the القدرة على التحمل (indicated in ecology by the letter, “K”), which is the maximum number of individuals in a population that a habitat can support without environmental degradation.

                                                            In an ecosystem with unlimited resources, no predators and no disease, populations may experience exponential growth. The carrying capacity therefore acts as a moderator of population size once limiting resources start to become depleted by increasing numbers of individuals, منافسة غير محددة occurs and the growth rate of the population begins to slow as individuals die or fail to reproduce. Eventually the growth rate levels off at a plateau – this plateau is the carrying capacity. Once the carrying capacity of an environment has been reached, individuals may begin to search for resources elsewhere, migrating away from the original population and creating new populations. If the populations become separated indefinitely, this can lead to انتواع.

                                                            Environmental Conditions

                                                            Limiting factors are also present as environmental conditions. Two of the most prominent examples are temperature and precipitation these are widely affected by the climate, and seasonal changes within the climate. The effect that each factor has on a particular organism is determined by each individual species’ life history traits.

                                                            Maintaining a correct body temperature is vitally important for almost all organisms in order to perform metabolic functions effectively. With many organisms, this means they can only inhabit certain depths, as in marine organisms, certain elevations, as in mountain dwelling animals and plants, and certain latitudes of the earth, i.e. the tropics or the Northern hemisphere.

                                                            Although sunlight tends to be a factor which controls the temperature of a habitat, and thus affects photosynthesis in terms of photon energy, correct temperature is also important for catalyzing الانزيمات in photosynthetic reactions. Above the optimum temperature, enzymes are catalyzed at an increased rate, which can lead to denaturing of the enzymes. وهذا ما يسمى ب light independent reaction. Increased temperature also leads to desiccation of leaves, as it causes increased evapotranspiration and removes too much water from the plant. Conversely, if temperatures fall too low, frost may form on leaves, which damages the cell walls and cell contents.

                                                            The amount of precipitation in an environment is also important for plants. The absorption of water as a resource is vital for plant growth and other functions, so lack of rainfall can lead to wilting, scorching and damaged cells. Precipitation is also important because many plants are evolved to withstand different amounts of atmospheric humidity. As the thin, tough leaves of cacti make them specifically adapted to surviving in hot and arid conditions, too much rainfall can affect their ability to reproduce, which in turn restricts the population growth. Too much rainfall may also flood the soil, reducing the amount of oxygen available to the roots, causing root loss or leaving the plants susceptible to fungal damage.

                                                            Biotic factors

                                                            As well as resource and climatic factors affecting population growth, biotic factors such as الافتراس, herbivory, التطفل, and interspecific and intraspecific competition, are also limiting factors these tend to be density dependent factors.

                                                            Parasitism, like disease, is generally more destructive to large, dense populations because the parasite is able to effectively parasitize more individuals if they are in close contact. Within tropical ecosystems, the Cordyceps fungus is a prominent parasite, and has many strains specialized on different species. Because it is such a successful parasite, it keeps many populations down, working as a limiting factor, and it is thought to be one of the main reasons that most species in tropical rainforests are نادر. The availability of host species, which the Cordyceps fungus can parasitize, is a limiting factor for the fungus.

                                                            The population density of predators and prey are limiting factors for each of these parties. If a population, for example deer, reaches high numbers because there has been an increase in a resource that is their limiting factor – such as increased tree growth after a warm summer – their predators, for example, wolves, will experience an increase in their food source. The wolf population, with a surplus of deer to eat, may then be able to reproduce more freely, increasing their own population. As the population of wolves increases, they will require the high number of deer, which was available as their limiting factor when the population grew. As the wolves heavily predate the deer populations, the resources will eventually become scarce, and the wolf population will no longer be sustainable. As wolves die, pressure on the deer population is reduced and the numbers will be able to increase again thus the cycle continues.

                                                            Human Limiting Factors

                                                            The increase in human population is responsible for placing many limiting factors on species that did not historically exist. Density dependent limiting factors such as decreased availability of space due to deforestation is a global issue, causing decline and extinctions in many populations. Resources are also increasingly scarce due to hunting and leaching of nutrients from soil, which causes intraspecific and interspecific competition within and between populations. Removal of predators has also disturbed the balance of natural biotic, cycle of predators and prey in some cases, prey animals have been able to thrive in the absence of predators, exceeding the carrying capacity of ecosystems and causing environmental damage. Predators have also been introduced as الأنواع الغازية into ecosystems, putting pressure on prey populations and thus on the prey’s natural predators.

                                                            There are also many density independent factors that have been caused by humans. Leaking pollutants and other habitat destruction has destroyed entire ecosystems. بداية تغير المناخ as a result of burning fossil fuels, is rapidly increasing global temperatures, as well as changing weather patterns and increasing the rate of natural disaster events, such as hurricanes, floods, fires and more.


                                                            Defense Mechanisms Against Predation and Herbivory

                                                            The study of communities must consider evolutionary forces that act on the members of the various populations contained within it. Species are not static, but slowly changing and adapting to their environment by natural selection and other evolutionary forces. Species have evolved numerous mechanisms to escape predation and herbivory. These defenses may be mechanical, chemical, physical, or behavioral.

                                                            Mechanical defenses, such as the presence of thorns on plants or the hard shell on turtles, discourage animal predation and herbivory by causing physical pain to the predator or by physically preventing the predator from being able to eat the prey. Chemical defenses are produced by many animals as well as plants, such as the foxglove which is extremely toxic when eaten.

                                                            Many species use their body shape and coloration to avoid being detected by predators. The tropical walking stick is an insect with the coloration and body shape of a twig which makes it very hard to see when stationary against a background of real twigs. In another example, the chameleon can, within limitations, change its color to match its surroundings. Both of these are examples of camouflage, or avoiding detection by blending in with the background.

                                                            Some species use coloration as a way of warning predators that they are not good to eat. For example, the cinnabar moth caterpillar, the fire-bellied toad, and many species of beetle have bright colors that warn of a foul taste, the presence of toxic chemicals, and/or the ability to sting or bite, respectively. Predators that ignore this coloration and eat the organisms will experience their unpleasant taste or presence of toxic chemicals and learn not to eat them in the future. This type of defensive mechanism is called aposematic coloration, or warning coloration.

                                                            While some predators learn to avoid eating certain potential prey because of their coloration, other species have evolved mechanisms to mimic this coloration to avoid being eaten, even though they themselves may not be unpleasant to eat or contain toxic chemicals. In Batesian mimicry, a harmless species imitates the warning coloration of a harmful one. Assuming they share the same predators, this coloration then protects the harmless ones, even though they do not have the same level of physical or chemical defenses against predation as the organism they mimic. Many insect species mimic the coloration of wasps or bees, which are stinging, venomous insects, thereby discouraging predation.

                                                            In Müllerian mimicry, multiple species share the same warning coloration, but all of them actually have defenses. In Emsleyan/Mertensian mimicry, a deadly prey mimics a less dangerous one, such as the venomous coral snake mimicking the nonvenomous milk snake. This type of mimicry is extremely rare and more difficult to understand than the previous two types. For this type of mimicry to work, it is essential that eating the milk snake has unpleasant but not fatal consequences. Then, these predators learn not to eat snakes with this coloration, protecting the coral snake as well. If the snake were fatal to the predator, there would be no opportunity for the predator to learn not to eat it, and the benefit for the less toxic species would disappear.


                                                            Goldilocks principle in biology: Fine-tuning the 'just right' signal load

                                                            In the fairy tale "Goldilock and the Three Bears," the girl Goldilock goes to the bears' house where she finds three bowls of porridge, but only one has the "just right" temperature, and in the same way within biology, you can find the "just right" conditions -- called the Goldilocks principle. This is precisely what an international research team has done by demonstrating that in order to get the "just right" amount of signalling for symbiosis in the roots of legumes, a specific enzyme called chitinase (CHIT5) must be present.

                                                            Trying to transfer to other types of plants.

                                                            More specifically, in their new studies, the researchers found that the chitinase CHIT5 present in legume roots is required for Nod factor hydrolysis and functional symbiosis. Their work reveals a new and crucial role of the legume host in modulating levels of specific rhizobial Nod factor morphogens during cortical infection to ensure functional symbiosis.

                                                            Morphogens are key signals for organized development in multicellular organisms. The crucial role of self-produced morphogens like retinoic acid or transformation growth factor-beta during embryo development has been long demonstrated. Molecules of microbial nature have also been shown to induce a morphogenetic response in symbiotic eukaryotic hosts, and recently gained an increased attention following the increased focus on microbiome studies. The nitrogen-fixing root nodules are lateral organs induced by a microbial morphogen. In their new studies, the researchers reveal for the first time that a developmental switch in the legume plant is ensured by the host-controlled modulation of microbial morphogen, Nod factor.

                                                            Deepening our understanding of Nod factor signalling

                                                            Nod factors have been known for decades as signalling molecules produced by rhizobia to trigger and enable dinitrogen-fixing symbiosis. In addition to their signalling capacity, Nod factors have been considered morphogens based on their effect on host developmental programmes nodule organogenesis and infection thread formation. The researchers have found that the model legume Lotus japonicus modulates the levels of the Nod factor morphogen via CHIT5 to control colonisation of nodule primordia.

                                                            chit5 mutants display an unbalanced symbiotic signalling reminiscent of what is seen in developmental arrest at an early primordia stage. We believe that our work provides the basis for a novel layer of symbiosis research, enabling a deeper understanding of Nod factor signalling during cortical infection with direct consequences for the switch to nitrogen-fixing status. This knowledge becomes especially essential in the context of the research group's current ambitious engineering projects aiming at transferring the nitrogen fixation ability to non-legumes, which could potentially have great agricultural importance.


                                                            Examples of Ecological Niches

                                                            Kirtland’s Warbler

                                                            Kirtland’s warbler is a rare bird that lives in small areas in Michigan’s northern Lower and Upper Peninsulas. The niche of Kirtland’s warbler is the jack pine forest, and the forest must have very specific conditions. Jack pine forests with areas of over 80 acres are ideal for this species. Specifically, these forests must have dense clumps of trees with small areas of grass, ferns and small shrubs in between. Kirtland’s warbler nests on the ground beneath the branches when the tree is about 5 feet tall, or around 5-8 years old. When the tree reaches about 16-20 feet tall, the lower branches start to die, and the bird will no longer nest beneath the tree branches.

                                                            Jack pine forests remained virtually undisturbed during Michigan’s lumber boom in the early 1800s because white pine was a much more valuable. The consistent availability of young jack pines for nesting was generated by naturally occurring wildfires in this habitat. When the lumber boom ended in the late 1800s, the wildfires continued and allowed the jack pine to spread and create more habitat for Kirtland’s warbler. The species population reached its peak from 1885-1900. Humans began to alter this niche by fighting and putting out forest fires. Over time, this severely affected the Kirtland’s warbler population. Large areas of jack pine forest were designated for habitat management via logging, burning, seeding and replanting in the 1970s, and the species recovered.


                                                            The image above shows a female Kirtland’s Warbler, Dendroica kirtlandii.

                                                            Dung Beetle

                                                            As the name implies, dung beetles eat dung, both as adults and as larvae. They live on all continents except Antarctica. Dung is plentiful throughout the world, and over time, the dung beetle has learned to exploit it as a resource, and create its own niche. Dung beetles are known for the way in which they roll dung into a ball before transporting it. These balls area buried in an underground burrow to either be stored as food or used as brooding balls. The female lays eggs in the brooding ball and the larvae hatch inside. When they reach adult size, the beetles dig out of the ball and work their way to the soil surface. The actions of dung beetles serve several important functions in their habitat. Digging burrows and tunnels turns over and aerates the soil. The buried dung releases nutrients into the soil that benefits other organisms. In addition, the beetle’s use of dung leaves less available for flies to breed on, thus controlling some of the fly population.


                                                            The image above shows Kheper nigroaeneus, the Large Copper Dung Beetle, on a ball of dung.

                                                            Xerophytic Plants

                                                            المتطرفون

                                                            Organisms can create ecological niches in some of the most inhospitable places on earth. Extremophiles are organisms, primarily eukaryotes, adapted to and thriving in areas of environmental extremes. The suffix -phile comes from the Greek word philos, which means loving. The type of extreme environment describes these organisms. Some examples are acidophiles (best growth between pH 1 and pH 5), thermophiles (best growth between 140°F and 176°F), barophiles (best growth at high pressures) and endolithic (growing within rock). Some organisms, called polyextremophiles, have adapted to more than one extreme. The study of extremophiles is important to the understanding of how life originated on earth and what life could be like in other worlds. Extremophiles are also important in biotechnology because their enzymes (called extremozymes) are used under extreme production conditions.

                                                            1. A niche is _________________.
                                                            A. a succulent plant.
                                                            ب. another name for a pile of beetle dung.
                                                            ج. the role or job that a species has within a habitat.
                                                            د. none of the above.

                                                            2. Which rule states that two species cannot occupy the same ecological niche in a habitat if they are competing for the same resources?
                                                            A. The competitive exclusion principle.
                                                            ب. Natural selection.
                                                            ج. The theory of general relativity.
                                                            د. Evolutionary biology.

                                                            3. An extremophile species is _________________ if it grows best at a low pH.
                                                            A. thermophilic
                                                            ب. acidophilic
                                                            ج. barophilic
                                                            د. endolithic


                                                            4.2 niches and community interactions.

                                                            3 community interactions community interactions take many forms, including competition: Chapter 4.2 biology niches and communities assessm… After learning each topic, come here, work it out and grow in confidence for your exam. Biology chapter 4 lesson plans & worksheets reviewed by. Navigate to your page and exercise. 'practice does not make perfect, only perfect practice makes perfect. Benefits one species but has no effect on the other mutualism: Building on top of the other sciences, biologists study the physical structures, chemical processes, and the evolution. The snakes will eat the sparrow for food. Key questions what is a niche? A 12 page pack of worksheets that have been produced for use in key stage 4. Name class date 4.2niches and community interactionslesson objectivesdefine niche.describe the role competition plays in shaping communities.describe the role predation and herbivory play in shaping communities.identify the three types of symbiotic relationships in nature.lesson. Studyres contains millions of educational documents, questions and answers, notes about species uses these factors to survive and reproduce analogy of a niche: The answers are found on the powerpoint. 3 community interactions community interactions take many forms, including competition: © houghton mifflin harcourt publishing company. Though interactions occur between a few cells at a time, the outcomes of these interchanges have ramifications that ripple through many orders of magnitude, and. What are the three primary ways that organisms depend on each other?. 4.2 niches and community interactions. Published by henry clarke modified over 4 years ago. A biology exam preparation portal. 4.2 niches and community interactions a niche is the range of physical and biological conditions in which a species lives and the way the species the competitive exclusion principle states that no two species can occupy exactly the same niche in exactly the same habitat at exactly the same time. Give an example of resources a squirrel might need. Benefits parasite but harms host commensalism: • the whole class • eal students (early stage, advanced stage) • late arrivals in. Identify the three types of symbiotic relationships in nature. Welcome to the biology worksheets answers website. Our experts hail from the highest accolades of the education in their. 4.2 niches and community interactions. The range of physical and biological conditions in which a species lives and the way the species obtains what it needs to states that no 2 species can occupy exactly the same niche in exactly the same habitat at exactly the same time. Right ventricle pumps blood into the lungs through the pulmonary artery.


                                                            10.3: Predation, Herbivory, and the Competitive Exclusion Principle - Biology

                                                            Organisms occupy different places in part because each species has a range of conditions under which it can grow and reproduce. These conditions help define where and how an organism lives.

                                                            Every species has its own range of tolerance.

                                                            Tolerance
                                                            The ability to survive and reproduce under a range of environmental circumstances

                                                            When an environmental condition, such as temperature, extends in either direction beyond an organism s optimum range, the organism experiences stress. لماذا ا؟ Because it must expend more energy to maintain homeostasis, and so has less energy left for growth and reproduction. Organisms have an upper and lower limit of tolerance for every environmental factor. Beyond those limits, the organism cannot survive. A species tolerance for environmental conditions, then, helps determine its address or موطن.

                                                            الموطن
                                                            The general place where an organism lives or can be found

                                                            Describing a species habitat tells only part of its story. Ecologists also study a species ecological occupation where and how it makes a living. This idea of occupation is encompassed in the idea of an organism s niche.

                                                            Niche
                                                            A full range of physical and biological conditions in which an organism lives and the way in which the organism uses those conditions

                                                            A niche describes not only what an organism does, but also how it interacts with biotic and abiotic factors in the environment. A niche is the range of physical and biological conditions in which a species lives and the way the species obtains what it needs to survive and reproduce. Understanding niches is important to understanding how organisms interact to form a community.

                                                            Resources and the Niche
                                                            المصطلح الموارد can refer to any necessity of life, such as water, nutrients, light, food, or space. For plants, resources can include sunlight, water, and soil nutrients all of which are essential to survival. For animals, resources can include nesting space, shelter, types of food, and places to feed.

                                                            Physical Aspects of the Niche
                                                            Part of an organism s niche involves the abiotic factors it requires for survival. Most amphibians, for example, lose and absorb water through their skin, so they must live in moist places. If an area is too hot and dry, or too cold for too long, most amphibians cannot survive.

                                                            Biological Aspects of the Niche
                                                            Biological aspects of an organism s niche involve the biotic factors it requires for survival. When and how it reproduces, the food it eats, and the way in which it obtains that food are all examples of biological aspects of an organism s niche. Birds on Christmas Island, a small island in the Indian Ocean, for example, all live in the same habitat but they prey on fish of different sizes and feed in different places. Thus, each species occupies a distinct niche.

                                                            What is meant by a species' موطن?

                                                            What is meant by a species' niche?

                                                            What are the physical aspects of a niche?

                                                            The Competitive Exclusion Principle

                                                            Direct competition between different species almost always produces a winner and a loser and the losing species dies out. One series of experiments demonstrated this using two species of single-celled organisms. When the species were grown in separate cultures under the same conditions, each survived, as shown in Figure 4 6. But when both species were grown together in the same culture, one species outcompeted the other. The less competitive species did not survive.

                                                            Experiments like this one, along with observations in nature, led to the discovery of an important ecological rule the competitive exclusion principle.

                                                            The Competitive Exclusion Principle
                                                            No two species can occupy exactly the same niche in exactly the same habitat at exactly the same time.

                                                            If two species attempt to occupy the same niche, one species will be better at competing for limited resources and will eventually exclude the other species. As a result, if we look at natural communities, we rarely find species whose niches overlap significantly.

                                                            • By causing species to divide resources, competition helps determine the number and kinds of species in a community and the niche each species occupies.

                                                            Predation, Herbivory, and Keystone Species
                                                            How do predation and herbivory shape communities?

                                                            Virtually all animals, because they are not primary producers, must eat other organisms to obtain energy and nutrients. Yet if a group of animals devours all available food in the area, they will no longer have anything to eat! That s why predator-prey and herbivore-plant interactions are very important in shaping communities.

                                                            Predator-Prey Relationships

                                                            • Predators can affect the size of prey populations in a community and determine the places prey can live and feed.

                                                            1. Predict Suppose a bacterial infection killed off most of the prey in 1950 on the graph. How would this affect the predator and prey growth curves at point between 1950 and 1960?

                                                            2. Predict Suppose a sudden extended cold spell destroys almost the entire predator population in 2005 on the graph. How would the next cycle of the prey population appear on the graph?

                                                            Herbivore-Plant Relationships

                                                            • Herbivores can affect both the size and distribution of plant populations in a community and determine the places that certain plants can survive and grow.

                                                            In the cold waters off the Pacific coast of North America, for example, sea otters devour large quantities of sea urchins. Urchins, in turn, are herbivores. Their favorite food is kelp, giant algae that grow in undersea forests.

                                                            A century ago, sea otters were nearly eliminated by hunting. Unexpectedly, the kelp forest nearly vanished. ماذا حدث؟ Without otters as predators, the sea urchin population skyrocketed. Armies of urchins devoured kelp down to bare rock. Without kelp to provide habitat, many other animals, including seabirds, disappeared. Clearly, otters were a keystone species in this community. After otters were protected as an endangered species, their population began to recover. As otters returned, the urchin populations dropped, and kelp forests began to thrive again. Recently, however, the otter population has been falling again, and no one knows why.

                                                            How does predation affect a community?

                                                            Symbioses
                                                            What are the three primary ways that organisms depend on each other?

                                                            Any relationship in which two species live closely together is called symbiosis, which means living together. Biologists recognize three main classes of symbiotic relationships in nature: mutualism, parasitism, and commensalism.

                                                            تكافل
                                                            A relationship in which the individuals of two species live close together

                                                            The sea anemone s sting has two functions: to capture prey and to protect the anemone from predators. Even so, certain fish manage to snack on anemone tentacles. The clownfish, however, is immune to anemone stings. When threatened by a predator, clownfish seek shelter by snuggling deep into tentacles that would be deadly to most other fish, as seen in the striking image below. But if an anemone-eating species tries to attack their living home, the spunky clownfish dart out and fiercely chase away fish many times their size. This kind of relationship between species in which both benefit is known as التبادلية.

                                                            Small marine animals called barnacles often attach themselves to a whale s skin, as seen below. The barnacles perform no known service to the whale, nor do they harm it. Yet the barnacles benefit from the constant movement of water that is full of food particles past the swimming whale. هذا مثال على commensalism.

                                                            معايشة
                                                            A symbiotic relationship in which one organism benefits and the other is neither helped nor harmed


                                                            This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (91935303, 31525017, 31871706, 31961133002), the National Key Research and Development Program of China (2016YFD0100803), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (2662019QD050), the Beijing Scholars Program (BSP041), the 2115 Talent Development Program of China Agricultural University, and the 111 Project Crop genomics and Molecular Breeding (B20051) and partly supported by the open funds of the National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement.

                                                            Yingjie Xiao, Shuqin Jiang, Qian Cheng and Xiaqing Wang contributed equally to this work.

                                                            الانتماءات

                                                            National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, China

                                                            Yingjie Xiao, Xiaqing Wang, Feng Qiao, Jingyun Luo, Wenqiang Li, Haijun Liu, Wenyu Yang, Wenhao Song & Jianbing Yan

                                                            National Maize Improvement Center, Department of Crop Genomics and Bioinformatics, College of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing, 100193, China

                                                            Shuqin Jiang, Jun Yan & Xiangfeng Wang

                                                            Key Laboratory of Biology and Genetics Improvement of Maize in Arid Area of Northwest Region, Ministry of Agriculture, Northwest A&F University, Shaanxi, China

                                                            Beijing Key Laboratory of Maize DNA Fingerprinting and Molecular Breeding, Beijing Academy of Agricultural & Forestry Sciences, Beijing, 100097, China

                                                            Xiaqing Wang, Ruyang Zhang & Jiuran Zhao

                                                            College of Life Science, Hebei Agricultural University, Baoding, 071001, China

                                                            United States Department of Agriculture-Agricultural Research Service, Corn Host Plant Resistance Research Unit, Box 9555, MS, 39762, Mississippi State, USA

                                                            Hubei Hongshan Laboratory, Wuhan, 430070, China

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

                                                            مساهمات

                                                            J-B.Y. and X-F.W. designed and supervised the project. ج. supervised the field trials. J.Y. and Y.M. developed the NCII population. X-Q.W., R.Z., F.Q., W.S., and W.L. performed the field trials and collected phenotypes. X-Q.W. and F.Q. prepared the DNA for sequencing. J.L., S.L., and H.L. performed SNP variant calling. Y-J.X. performed hybrid genotype imputation. Y-J.X., S.J., Q.C., and C.M. performed the phylogenic analyses, phenotype processing, genomic selection prediction, GWAS analysis and QTL interaction analysis. J.Y. and W-Y.Y. performed GWAS simulation analysis. Y-J.X., S.J., and Q.C. performed molecular design and haplotype analysis. Y-J.X., X-F.W., M.L.W., and J-B.Y. wrote the manuscript. The authors read and approved the final manuscript.

                                                            Corresponding authors


                                                            شاهد الفيديو: التفاعلات بين الجماعات الأحيائية. الأحياء. علم البيئة (ديسمبر 2022).