معلومة

8.1: نطاق علم البيئة - علم الأحياء

8.1: نطاق علم البيئة - 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.

مهارات التطوير

  • تحديد علم البيئة والمستويات الأربعة للبحث البيئي
  • صف أمثلة للطرق التي تتطلب البيئة من خلالها تكامل التخصصات العلمية المختلفة
  • التمييز بين المكونات اللاأحيائية والحيوية للبيئة
  • التعرف على العلاقة بين المكونات اللاأحيائية والحيوية للبيئة

علم البيئة هو دراسة تفاعلات الكائنات الحية مع بيئتها. أحد الأهداف الأساسية لعلم البيئة هو فهم توزيع ووفرة الكائنات الحية في البيئة المادية. يتطلب تحقيق هذا الهدف تكامل التخصصات العلمية داخل وخارج علم الأحياء ، مثل الكيمياء الحيوية ، وعلم وظائف الأعضاء ، والتطور ، والتنوع البيولوجي ، والبيولوجيا الجزيئية ، والجيولوجيا ، وعلم المناخ. تطبق بعض الأبحاث البيئية أيضًا جوانب الكيمياء والفيزياء ، وكثيراً ما تستخدم النماذج الرياضية.

ارتباط بالتعلم

يمكن أن يغير تغير المناخ مكان عيش الكائنات الحية ، مما قد يؤثر بشكل مباشر في بعض الأحيان على صحة الإنسان. شاهد فيديو PBS بعنوان "الشعور بآثار تغير المناخ" حيث يكتشف الباحثون كائنًا مسببًا للأمراض يعيش بعيدًا عن نطاقه الطبيعي.

مستويات الدراسة البيئية

عندما تتم دراسة تخصص مثل علم الأحياء ، فمن المفيد غالبًا تقسيمه إلى مناطق أصغر ذات صلة. على سبيل المثال ، يحتاج علماء بيولوجيا الخلية المهتمون بإشارات الخلية إلى فهم كيمياء جزيئات الإشارة (التي تكون عادةً بروتينات) وكذلك نتيجة إشارات الخلية. قد يستخدم علماء البيئة المهتمون بالعوامل التي تؤثر على بقاء الأنواع المهددة بالانقراض نماذج رياضية للتنبؤ بكيفية تأثير جهود الحفظ الحالية على الكائنات الحية المهددة بالانقراض. لإنتاج مجموعة سليمة من خيارات الإدارة ، يحتاج عالم بيولوجيا الحفظ إلى جمع بيانات دقيقة ، بما في ذلك حجم السكان الحالي ، والعوامل التي تؤثر على التكاثر (مثل علم وظائف الأعضاء والسلوك) ، ومتطلبات الموائل (مثل النباتات والتربة) ، والتأثيرات البشرية المحتملة على المعرضين للخطر. السكان وموائلها (التي يمكن اشتقاقها من خلال الدراسات في علم الاجتماع والبيئة الحضرية). ضمن مجال علم البيئة ، يعمل الباحثون على أربعة مستويات محددة ، أحيانًا بشكل منفصل وأحيانًا مع تداخل: الكائن الحي ، والسكان ، والمجتمع ، والنظام البيئي (الشكل ( PageIndex {1} )).

علم البيئة العضوية

يهتم الباحثون الذين يدرسون علم البيئة على مستوى الكائنات الحية بالتكيفات التي تمكن الأفراد من العيش في موائل معينة. يمكن أن تكون هذه التكيفات مورفولوجية وفسيولوجية وسلوكية. على سبيل المثال ، فراشة كارنر الزرقاء (Lycaeides ميليسا صموليس) (الشكل ( PageIndex {2} )) يعتبر متخصصًا لأن الإناث تفضل وضع البيض (أي تضع البيض) على الترمس البري. يعني هذا التكيف التفضيلي أن فراشة كارنر الزرقاء تعتمد بشكل كبير على وجود نباتات الترمس البرية لاستمرار بقائها.

بعد الفقس ، تظهر اليرقات اليرقية وتقضي أربعة إلى ستة أسابيع تتغذى فقط على الترمس البري (الشكل ( PageIndex {3} )). تشرنق اليرقات (تخضع للتحول) وتظهر كفراشات بعد حوالي أربعة أسابيع. تتغذى الفراشات البالغة على رحيق أزهار الترمس البري وأنواع النباتات الأخرى. يمكن للباحث المهتم بدراسة فراشات كارنر الزرقاء على مستوى الكائن الحي ، بالإضافة إلى طرح أسئلة حول وضع البيض ، أن يطرح أسئلة حول درجة الحرارة المفضلة للفراشات (سؤال فسيولوجي) أو سلوك اليرقات عندما تكون في مراحل مختلفة من اليرقات ( سؤال سلوكي).

البيئة السكان

السكان هو مجموعة من الكائنات الحية المتزاوجة التي هي أعضاء من نفس النوع تعيش في نفس المنطقة في نفس الوقت. (تسمى الكائنات الحية التي تنتمي جميعها إلى نفس النوع الكائنات المحددة.) يتم تحديد السكان ، جزئيًا ، حسب المكان الذي تعيش فيه ، وقد يكون لمنطقة تعدادها حدود طبيعية أو اصطناعية: قد تكون الحدود الطبيعية عبارة عن أنهار أو جبال أو صحاري ، في حين أن أمثلة الحدود الاصطناعية تشمل قص العشب ، أو الهياكل التي من صنع الإنسان ، أو الطرق. تركز دراسة علم البيئة السكانية على عدد الأفراد في منطقة ما وكيف ولماذا يتغير حجم السكان بمرور الوقت. يهتم علماء البيئة السكانية بشكل خاص بإحصاء فراشة كارنر الزرقاء ، على سبيل المثال ، لأنها مصنفة على أنها مهددة بالانقراض فيدراليًا. ومع ذلك ، فإن توزيع وكثافة هذا النوع يتأثر بشدة بتوزيع ووفرة الترمس البري. قد يطرح الباحثون أسئلة حول العوامل التي تؤدي إلى تراجع الترمس البري وكيف تؤثر هذه على فراشات كارنر الزرقاء. على سبيل المثال ، يعرف علماء البيئة أن الترمس البري يزدهر في المناطق المفتوحة حيث الأشجار والشجيرات غائبة إلى حد كبير. في البيئات الطبيعية ، تزيل حرائق الغابات المتقطعة الأشجار والشجيرات بانتظام ، مما يساعد في الحفاظ على المناطق المفتوحة التي يتطلبها الترمس البري. يمكن استخدام النماذج الرياضية لفهم كيف أدى إخماد حرائق الغابات من قبل البشر إلى تراجع هذا النبات المهم بالنسبة لفراشة كارنر الزرقاء.

يتكون المجتمع البيولوجي من الأنواع المختلفة داخل منطقة ما ، وعادة ما يكون الفضاء ثلاثي الأبعاد ، والتفاعلات داخل هذه الأنواع وفيما بينها. يهتم علماء البيئة المجتمعيون بالعمليات التي تقود هذه التفاعلات وعواقبها. غالبًا ما تركز الأسئلة حول التفاعلات المحددة على المنافسة بين أعضاء من نفس النوع لمورد محدود. يدرس علماء البيئة أيضًا التفاعلات بين الأنواع المختلفة ؛ تسمى أعضاء الأنواع المختلفة الأنواع غير المتجانسة. تتضمن أمثلة التفاعلات غير النوعية الافتراس والتطفل والحيوانات العاشبة والمنافسة والتلقيح. يمكن أن يكون لهذه التفاعلات تأثيرات تنظيمية على أحجام السكان ويمكن أن تؤثر على العمليات البيئية والتطورية التي تؤثر على التنوع.

على سبيل المثال ، تشكل يرقات الفراشة الزرقاء من كارنر علاقات متبادلة مع النمل. التبادلية هي شكل من أشكال العلاقة طويلة الأمد التي نشأت بين نوعين والتي يستفيد منها كل نوع. لكي توجد التبادلية بين الكائنات الحية الفردية ، يجب أن يحصل كل نوع على بعض الفوائد من الآخر كنتيجة للعلاقة. أظهر الباحثون أن هناك زيادة في احتمالية البقاء على قيد الحياة عندما يقوم النمل برعاية يرقات الفراشة الزرقاء كارنر (اليرقات). قد يكون هذا بسبب أن اليرقات تقضي وقتًا أقل في كل مرحلة من مراحل الحياة عندما يعتني بها النمل ، مما يوفر ميزة لليرقات. وفي الوقت نفسه ، تفرز يرقات الفراشة الزرقاء كارنر مادة غنية بالكربوهيدرات وهي مصدر طاقة مهم للنمل. تستفيد كل من يرقات كارنر الزرقاء والنمل من تفاعلها.

علم البيئة النظام البيئي

بيئة النظام البيئي هي امتداد لبيئة الكائنات الحية والسكان والمجتمع. يتكون النظام البيئي من جميع المكونات الحيوية (الكائنات الحية) في منطقة إلى جانب المكونات اللاأحيائية (الكائنات غير الحية) لتلك المنطقة. تتضمن بعض المكونات اللاأحيائية الهواء والماء والتربة. يطرح علماء بيولوجيا النظام البيئي أسئلة حول كيفية تخزين العناصر الغذائية والطاقة وكيفية انتقالها بين الكائنات الحية والجو المحيط والتربة والمياه.

تعيش فراشات كارنر الزرقاء والترمس البري في بيئة قاحلة من خشب البلوط والصنوبر. يتميز هذا الموطن باضطراب طبيعي وتربة فقيرة بالمغذيات منخفضة في النيتروجين. يعد توافر العناصر الغذائية عاملاً مهمًا في توزيع النباتات التي تعيش في هذا الموطن. يمكن للباحثين المهتمين ببيئة النظام الإيكولوجي طرح أسئلة حول أهمية الموارد المحدودة وحركة الموارد ، مثل العناصر الغذائية ، على الرغم من الأجزاء الحيوية وغير الحيوية من النظام البيئي.

الاتصال الوظيفي

عالم البيئة

تساهم مهنة في علم البيئة في العديد من جوانب المجتمع البشري. يمكن أن يساعد فهم القضايا البيئية المجتمع على تلبية احتياجات الإنسان الأساسية من الغذاء والمأوى والرعاية الصحية. يمكن لعلماء البيئة إجراء أبحاثهم في المختبر وخارج البيئات الطبيعية (الشكل ( PageIndex {4} )). يمكن أن تكون هذه البيئات الطبيعية قريبة من المنزل مثل التيار الذي يمر عبر الحرم الجامعي الخاص بك أو بعيدًا مثل الفتحات الحرارية المائية في قاع المحيط الهادئ. يدير علماء البيئة الموارد الطبيعية مثل مجموعات الغزلان ذات الذيل الأبيض (Odocoileus virginianus) للصيد أو الحور الرجراج (Populus spp.) تقف الأخشاب لإنتاج الورق. يعمل علماء البيئة أيضًا كمعلمين يقومون بتدريس الأطفال والبالغين في مؤسسات مختلفة بما في ذلك الجامعات والمدارس الثانوية والمتاحف ومراكز الطبيعة. قد يعمل علماء البيئة أيضًا في مناصب استشارية لمساعدة صانعي السياسات المحليين والولائيين والفدراليين على تطوير قوانين سليمة بيئيًا ، أو قد يطورون تلك السياسات والتشريعات بأنفسهم. لكي تصبح عالم بيئة يتطلب درجة جامعية ، عادة في العلوم الطبيعية. غالبًا ما يتبع الدرجة الجامعية تدريب متخصص أو درجة متقدمة ، اعتمادًا على مجال البيئة المختار. يجب أن يكون لعلماء البيئة أيضًا خلفية واسعة في العلوم الفيزيائية ، بالإضافة إلى أساس سليم في الرياضيات والإحصاء.

ارتباط بالتعلم

قم بزيارة هذا الموقع لرؤية ستيفن وينج ، عالم البيئة البحرية من جامعة أوتاجو ، وناقش دور عالم البيئة وأنواع القضايا التي يستكشفها علماء البيئة.

ملخص

علم البيئة هو دراسة تفاعلات الكائنات الحية مع بيئتها. يطرح علماء البيئة أسئلة عبر أربعة مستويات من التنظيم البيولوجي - الكائن الحي ، والسكان ، والمجتمع ، والنظام البيئي. على مستوى الكائنات الحية ، يدرس علماء البيئة الكائنات الحية الفردية وكيفية تفاعلها مع بيئاتها. على مستوى السكان والمجتمع ، يستكشف علماء البيئة ، على التوالي ، كيف تتغير مجموعة الكائنات الحية بمرور الوقت والطرق التي يتفاعل بها هذا المجتمع مع الأنواع الأخرى في المجتمع. يدرس علماء البيئة الذين يدرسون نظامًا بيئيًا الأنواع الحية (المكونات الحيوية) للنظام البيئي بالإضافة إلى الأجزاء غير الحية (المكونات اللاأحيائية) ، مثل الهواء والماء والتربة ، من البيئة.

لا حيوي
المكونات غير الحية للبيئة
حيوي
المكونات الحية للبيئة
محددات
الأفراد الذين ينتمون إلى نفس النوع
علم البيئة
دراسة التفاعل بين الكائنات الحية وبيئتها
الأنواع غير المتجانسة
الأفراد الذين هم أعضاء في الأنواع المختلفة

علم البيئة العضوية

يهتم الباحثون الذين يدرسون علم البيئة على مستوى الكائنات الحية بالتكيفات التي تمكن الأفراد من العيش في موائل معينة. يمكن أن تكون هذه التكيفات مورفولوجية ، وفسيولوجية ، وسلوكية. على سبيل المثال ، فراشة كارنر الزرقاء (Lycaeides ميليسا صموليس) يعتبر (الشكل) متخصصًا لأن الإناث تفضل وضع البيض (أي تضع البيض) على الترمس البري. يعني هذا التكيف التفضيلي أن فراشة كارنر الزرقاء تعتمد بشكل كبير على وجود نباتات الترمس البرية من أجل بقائها المستمر.

فراشة كارنر الزرقاء (Lycaeides ميليسا صموليس) هي فراشة نادرة تعيش فقط في المناطق المفتوحة مع عدد قليل من الأشجار أو الشجيرات ، مثل عشب الصنوبر وسافانا البلوط. يمكنها فقط أن تضع بيضها على نباتات الترمس. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة J & amp K Hollingsworth، USFWS)

بعد الفقس ، تظهر اليرقات اليرقية وتقضي أربعة إلى ستة أسابيع تتغذى فقط على الترمس البري (الشكل). تشرنق اليرقات (تخضع للتحول) وتظهر كفراشات بعد حوالي أربعة أسابيع. تتغذى الفراشات البالغة على رحيق أزهار الترمس البري وأنواع النباتات الأخرى. يمكن للباحث المهتم بدراسة فراشات كارنر الزرقاء على مستوى الكائن الحي ، بالإضافة إلى طرح أسئلة حول وضع البيض ، طرح أسئلة حول درجة الحرارة المفضلة للفراشات (سؤال فسيولوجي) أو سلوك اليرقات عندما تكون في مراحل مختلفة من اليرقات ( سؤال سلوكي).

الترمس البري (لوبينوس بيرينس) هو النبات المضيف لفراشة كارنر الزرقاء.


35.1 نطاق علم البيئة

في هذا القسم سوف تستكشف الأسئلة التالية:

  • ما هي علم البيئة ، وما هي المستويات الأربعة للبحث البيئي؟
  • ما هي الأمثلة على الطرق التي تتطلب البيئة من خلالها تكامل التخصصات العلمية المختلفة؟
  • ما هي أمثلة المكونات الحيوية وغير الحيوية للبيئة؟

اتصال لدورات AP ®

علم البيئة هي دراسة التفاعلات بين الكائنات الحية وبيئتها. وهذا يشمل العلاقات بين الكائنات الحية من نفس النوع وكذلك بين الأنواع المختلفة. أحد الأهداف الأساسية لعلم البيئة هو فهم توزيع ووفرة الكائنات الحية التي تعيش على الأرض. تدمج البيئة العديد من التخصصات العلمية بالإضافة إلى علم الأحياء ، بما في ذلك البيولوجيا الجزيئية وعلم وظائف الأعضاء والتطور والتنوع البيولوجي والجيولوجيا وعلم المناخ. تطبق بعض الأبحاث البيئية أيضًا جوانب الكيمياء والفيزياء ، وكثيراً ما تستخدم النماذج الرياضية.

المعلومات المقدمة والأمثلة الموضحة في القسم تدعم المفاهيم الموضحة في الفكرة الكبيرة 4 من إطار منهج علم الأحياء AP ®. توفر أهداف التعلم AP ® المدرجة في إطار المنهج الدراسي أساسًا شفافًا لدورة AP ® Biology ، وتجربة معملية قائمة على الاستفسار ، وأنشطة تعليمية ، وأسئلة اختبار AP ®. يدمج هدف التعلم المحتوى المطلوب مع واحد أو أكثر من الممارسات العلمية السبعة.

فكرة كبيرة 4 تتفاعل النظم البيولوجية ، وهذه الأنظمة وتفاعلاتها تمتلك خصائص معقدة.
الفهم الدائم 4 التفاعلات داخل النظم البيولوجية تؤدي إلى خصائص معقدة.
المعرفة الأساسية 4-أ -6 تؤدي التفاعلات بين الكائنات الحية وبيئتها إلى حركة المادة والطاقة.
ممارسة العلوم 1.4 يمكن للطالب استخدام التمثيلات والنماذج لتحليل المواقف أو حل المشكلات نوعًا وكميًا.
هدف التعلم 4.15 يستطيع الطالب استخدام التمثيلات المرئية لتحليل المواقف أو حل المشكلات نوعياً لتوضيح كيف تؤدي التفاعلات بين الأنظمة الحية وبيئتها إلى حركة المادة والطاقة.

ارتباط بالتعلم

يمكن أن يغير تغير المناخ مكان عيش الكائنات الحية ، مما قد يؤثر بشكل مباشر في بعض الأحيان على صحة الإنسان. شاهد فيديو PBS بعنوان "الشعور بآثار تغير المناخ" حيث يكتشف الباحثون كائنًا مسببًا للأمراض يعيش بعيدًا عن نطاقه الطبيعي.

  1. تم إدخال الفطر عن غير قصد في أمريكا الشمالية من قبل المسافرين
  2. اكتسبت هذه الفطريات خصائص مسببة للأمراض بمرور الوقت.
  3. نتج المرض عن مخالطة المصابين
  4. بدأ الفطر في النمو أكثر في المناخات الباردة حيث ارتفعت درجات الحرارة بسبب الاحتباس الحراري.

مستويات الدراسة البيئية

عندما تتم دراسة تخصص مثل علم الأحياء ، فمن المفيد غالبًا تقسيمه إلى مناطق أصغر ذات صلة. على سبيل المثال ، يحتاج علماء بيولوجيا الخلية المهتمون بإشارات الخلية إلى فهم كيمياء جزيئات الإشارة (التي تكون عادةً بروتينات) وكذلك نتيجة إشارات الخلية. قد يستخدم علماء البيئة المهتمون بالعوامل التي تؤثر على بقاء الأنواع المهددة بالانقراض نماذج رياضية للتنبؤ بكيفية تأثير جهود الحفظ الحالية على الكائنات الحية المهددة بالانقراض. لإنتاج مجموعة سليمة من خيارات الإدارة ، يحتاج عالم بيولوجيا الحفظ إلى جمع بيانات دقيقة ، بما في ذلك حجم السكان الحالي ، والعوامل التي تؤثر على التكاثر (مثل علم وظائف الأعضاء والسلوك) ، ومتطلبات الموائل (مثل النباتات والتربة) ، والتأثيرات البشرية المحتملة على المعرضين للخطر. السكان وموائلها (التي يمكن اشتقاقها من خلال دراسات في علم الاجتماع والبيئة الحضرية). ضمن مجال علم البيئة ، يعمل الباحثون على أربعة مستويات محددة ، أحيانًا بشكل منفصل وأحيانًا مع تداخل: الكائن الحي ، والسكان ، والمجتمع ، والنظام البيئي (الشكل 35.2).

علم البيئة العضوية

يهتم الباحثون الذين يدرسون علم البيئة على مستوى الكائن الحي بالتكيفات التي تمكن الأفراد من العيش في موائل معينة. يمكن أن تكون هذه التكيفات مورفولوجية ، وفسيولوجية ، وسلوكية. على سبيل المثال ، فراشة كارنر الزرقاء (Lycaeides ميليسا صموليس) (الشكل 35.3) يعتبر متخصصًا لأن الإناث تفضل وضع البيض (أي تضع البيض) على الترمس البري. يعني هذا التكيف التفضيلي أن فراشة كارنر الزرقاء تعتمد بشكل كبير على وجود نباتات الترمس البرية من أجل بقائها المستمر.

بعد الفقس ، تظهر اليرقات اليرقية وتقضي أربعة إلى ستة أسابيع تتغذى فقط على الترمس البري (الشكل 35.4). تشرنق اليرقات (تخضع للتحول) وتظهر كفراشات بعد حوالي أربعة أسابيع. تتغذى الفراشات البالغة على رحيق أزهار الترمس البري وأنواع النباتات الأخرى. يمكن للباحث المهتم بدراسة فراشات كارنر الزرقاء على مستوى الكائن الحي ، بالإضافة إلى طرح أسئلة حول وضع البيض ، طرح أسئلة حول درجة الحرارة المفضلة للفراشات (سؤال فسيولوجي) أو سلوك اليرقات عندما تكون في مراحل مختلفة من اليرقات ( سؤال سلوكي).

البيئة السكان

السكان هو مجموعة من الكائنات الحية المتزاوجة التي هي أعضاء من نفس النوع تعيش في نفس المنطقة في نفس الوقت. (تسمى الكائنات الحية التي تنتمي جميعها إلى نفس النوع المواصفات.) يتم تحديد السكان ، جزئيًا ، حسب المكان الذي يعيشون فيه ، وقد يكون لمنطقة تعدادها حدود طبيعية أو اصطناعية: قد تكون الحدود الطبيعية عبارة عن أنهار أو جبال أو صحاري ، في حين تشمل أمثلة الحدود الاصطناعية العشب المقص ، والهياكل التي من صنع الإنسان ، أو الطرق. تركز دراسة علم البيئة السكانية على عدد الأفراد في منطقة ما وكيف ولماذا يتغير حجم السكان بمرور الوقت. يهتم علماء البيئة السكانية بشكل خاص بإحصاء فراشة كارنر الزرقاء ، على سبيل المثال ، لأنها مصنفة على أنها مهددة بالانقراض فيدراليًا. ومع ذلك ، فإن توزيع وكثافة هذا النوع يتأثر بشدة بتوزيع ووفرة الترمس البري. قد يطرح الباحثون أسئلة حول العوامل التي تؤدي إلى تراجع الترمس البري وكيف تؤثر هذه على فراشات كارنر الزرقاء. على سبيل المثال ، يعرف علماء البيئة أن الترمس البري يزدهر في المناطق المفتوحة حيث الأشجار والشجيرات غائبة إلى حد كبير. في البيئات الطبيعية ، تزيل حرائق الغابات المتقطعة الأشجار والشجيرات بانتظام ، مما يساعد في الحفاظ على المناطق المفتوحة التي يتطلبها الترمس البري. يمكن استخدام النماذج الرياضية لفهم كيف أدى إخماد حرائق الغابات من قبل البشر إلى تراجع هذا النبات المهم بالنسبة لفراشة كارنر الزرقاء.

دعم المعلم

مع استمرار ارتفاع عدد السكان واستمرار البنية التحتية للتعامل مع هذا النمو السكاني ، تتوسع الحدود بين مجموعات الحيوانات. يتم تقسيم الحيوانات التي كانت في يوم من الأيام مجموعة واحدة من خلال هياكل مثل الطرق السريعة. تحاول العديد من الأماكن علاج هذا الاضطراب في النظام البيئي من خلال إنشاء ممرات فوقية للحياة البرية. يتم بناء أحد هذه الجسور في سياتل. لمزيد من المعلومات ، اقرأ مقالة سياتل تايمز.

إيكولوجيا المجتمع

يتكون المجتمع البيولوجي من الأنواع المختلفة داخل منطقة ما ، وعادة ما يكون الفضاء ثلاثي الأبعاد ، والتفاعلات داخل هذه الأنواع وفيما بينها. يهتم علماء البيئة المجتمعيون بالعمليات التي تقود هذه التفاعلات وعواقبها. غالبًا ما تركز الأسئلة حول التفاعلات المحددة على المنافسة بين أعضاء من نفس النوع لمورد محدود. علماء البيئة أيضا دراسة التفاعلات بين مختلف الأنواع الأعضاء من الأنواع المختلفة تسمى الأنواع غير المتجانسة. تتضمن أمثلة التفاعلات غير النوعية الافتراس والتطفل والحيوانات العاشبة والمنافسة والتلقيح. يمكن أن يكون لهذه التفاعلات تأثيرات تنظيمية على أحجام السكان ويمكن أن تؤثر على العمليات البيئية والتطورية التي تؤثر على التنوع.

على سبيل المثال ، تشكل يرقات الفراشة الزرقاء من كارنر علاقات متبادلة مع النمل. التبادلية هي شكل من أشكال العلاقة طويلة الأمد التي نشأت بين نوعين والتي يستفيد منها كل نوع. لكي توجد التبادلية بين الكائنات الحية الفردية ، يجب أن يحصل كل نوع على بعض الفوائد من الآخر كنتيجة للعلاقة. أظهر الباحثون أن هناك زيادة في احتمالية البقاء على قيد الحياة عندما يقوم النمل برعاية يرقات الفراشة الزرقاء كارنر (اليرقات). قد يكون هذا بسبب أن اليرقات تقضي وقتًا أقل في كل مرحلة من مراحل الحياة عندما يعتني بها النمل ، مما يوفر ميزة لليرقات. وفي الوقت نفسه ، تفرز يرقات الفراشة الزرقاء كارنر مادة غنية بالكربوهيدرات وهي مصدر طاقة مهم للنمل. تستفيد كل من يرقات كارنر الزرقاء والنمل من تفاعلها.

علم البيئة النظام البيئي

بيئة النظام البيئي هي امتداد لبيئة الكائنات الحية والسكان والمجتمع. يتكون النظام البيئي من جميع حيوي المكونات (الكائنات الحية) في منطقة جنبًا إلى جنب مع لا حيوي مكونات (كائنات غير حية) لتلك المنطقة. تتضمن بعض المكونات اللاأحيائية الهواء والماء والتربة. يطرح علماء بيولوجيا النظام البيئي أسئلة حول كيفية تخزين العناصر الغذائية والطاقة وكيفية انتقالها بين الكائنات الحية والجو المحيط والتربة والمياه.

تعيش فراشات كارنر الزرقاء والترمس البري في بيئة قاحلة من خشب البلوط والصنوبر. يتميز هذا الموطن باضطراب طبيعي وتربة فقيرة بالمغذيات منخفضة في النيتروجين. يعد توافر العناصر الغذائية عاملاً مهمًا في توزيع النباتات التي تعيش في هذا الموطن. يمكن للباحثين المهتمين ببيئة النظام الإيكولوجي طرح أسئلة حول أهمية الموارد المحدودة وحركة الموارد ، مثل العناصر الغذائية ، على الرغم من الأجزاء الحيوية وغير الحيوية من النظام البيئي.

الاتصال الوظيفي

عالم البيئة

تساهم مهنة في علم البيئة في العديد من جوانب المجتمع البشري. يمكن أن يساعد فهم القضايا البيئية المجتمع على تلبية احتياجات الإنسان الأساسية من الغذاء والمأوى والرعاية الصحية. يمكن لعلماء البيئة إجراء أبحاثهم في المختبر وخارج البيئات الطبيعية (الشكل 35.5). يمكن أن تكون هذه البيئات الطبيعية قريبة من المنزل مثل التيار الذي يمر عبر الحرم الجامعي الخاص بك أو بعيدًا مثل الفتحات الحرارية المائية في قاع المحيط الهادئ. يدير علماء البيئة الموارد الطبيعية مثل مجموعات الغزلان ذات الذيل الأبيض (Odocoileus virginianus) للصيد أو الحور الرجراج (حور spp.) تقف الأخشاب لإنتاج الورق. يعمل علماء البيئة أيضًا كمعلمين يقومون بتدريس الأطفال والبالغين في مؤسسات مختلفة بما في ذلك الجامعات والمدارس الثانوية والمتاحف ومراكز الطبيعة. قد يعمل علماء البيئة أيضًا في مناصب استشارية لمساعدة صانعي السياسات المحليين والولائيين والفدراليين على تطوير قوانين سليمة بيئيًا ، أو قد يطورون تلك السياسات والتشريعات بأنفسهم. لكي تصبح عالم بيئة يتطلب درجة جامعية ، عادة في العلوم الطبيعية. غالبًا ما يتبع الدرجة الجامعية تدريب متخصص أو درجة متقدمة ، اعتمادًا على مجال البيئة المختار. يجب أن يكون لعلماء البيئة أيضًا خلفية واسعة في العلوم الفيزيائية ، بالإضافة إلى أساس سليم في الرياضيات والإحصاء.

ارتباط بالتعلم

قم بزيارة هذا الموقع لرؤية ستيفن وينج ، عالم البيئة البحرية من جامعة أوتاجو ، وناقش دور عالم البيئة وأنواع القضايا التي يستكشفها علماء البيئة.


نطاق علم البيئة

علم البيئة هي دراسة تفاعلات الكائنات الحية مع بيئتها. أحد الأهداف الأساسية لعلم البيئة هو فهم توزيع ووفرة الكائنات الحية في البيئة المادية. يتطلب تحقيق هذا الهدف تكامل التخصصات العلمية داخل وخارج علم الأحياء ، مثل الكيمياء الحيوية ، وعلم وظائف الأعضاء ، والتطور ، والتنوع البيولوجي ، والبيولوجيا الجزيئية ، والجيولوجيا ، وعلم المناخ. تطبق بعض الأبحاث البيئية أيضًا جوانب الكيمياء والفيزياء ، وكثيراً ما تستخدم النماذج الرياضية.

مستويات الدراسة البيئية

عندما تتم دراسة تخصص مثل علم الأحياء ، فمن المفيد غالبًا تقسيمه إلى مناطق أصغر ذات صلة. على سبيل المثال ، يحتاج علماء بيولوجيا الخلية المهتمون بإشارات الخلية إلى فهم كيمياء جزيئات الإشارة (التي تكون عادةً بروتينات) وكذلك نتيجة إشارات الخلية. قد يستخدم علماء البيئة المهتمون بالعوامل التي تؤثر على بقاء الأنواع المهددة بالانقراض نماذج رياضية للتنبؤ بكيفية تأثير جهود الحفظ الحالية على الكائنات الحية المهددة بالانقراض. لإنتاج مجموعة سليمة من خيارات الإدارة ، يحتاج عالم بيولوجيا الحفظ إلى جمع بيانات دقيقة ، بما في ذلك حجم السكان الحالي ، والعوامل التي تؤثر على التكاثر (مثل علم وظائف الأعضاء والسلوك) ، ومتطلبات الموائل (مثل النباتات والتربة) ، والتأثيرات البشرية المحتملة على المعرضين للخطر. السكان وموائلها (التي يمكن اشتقاقها من خلال الدراسات في علم الاجتماع والبيئة الحضرية). ضمن مجال علم البيئة ، يعمل الباحثون على أربعة مستويات محددة ، أحيانًا بشكل منفصل وأحيانًا مع تداخل: الكائن الحي ، والسكان ، والمجتمع ، والنظام البيئي (الشكل 1).

الشكل 1: يدرس علماء البيئة في عدة مستويات بيولوجية للتنظيم. (الائتمان "الكائنات الحية": تعديل العمل بواسطة & # 8220Crystl & # 8221 / Flickr credit "الأنظمة البيئية": تعديل العمل بواسطة Tom Carlisle ، مقر US Fish and Wildlife Service ، الائتمان "biosphere": NASA. & # 8220this image & # 8221 by OpenStax مرخص بموجب CC BY 4.0)

علم البيئة العضوية

يدرس الباحثون علم البيئة في المستوى العضوي يهتمون بالتكيفات التي تمكن الأفراد من العيش في موائل معينة. يمكن أن تكون هذه التكيفات مورفولوجية وفسيولوجية وسلوكية. على سبيل المثال ، فراشة كارنر الزرقاء (Lycaeides ميليسا صموليس) (الشكل 2) يعتبر متخصصًا لأن الإناث تفضل وضع البيض (أي تضع البيض) على الترمس البري. يعني هذا التكيف التفضيلي أن فراشة كارنر الزرقاء تعتمد بشكل كبير على وجود نباتات الترمس البرية لاستمرار بقائها.

الشكل 2: فراشة كارنر الزرقاء (Lycaeides melissa samuelis) هي فراشة نادرة تعيش فقط في المناطق المفتوحة مع عدد قليل من الأشجار أو الشجيرات ، مثل جراد الصنوبر وسافانا البلوط. يمكنها فقط أن تضع بيضها على نباتات الترمس. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة J & amp K Hollingsworth، USFWS. & # 8220Lycaeides melissa samuelis & # 8221 بواسطة OpenStax مرخص بموجب CC BY 4.0)

بعد الفقس ، تظهر اليرقات اليرقية وتقضي أربعة إلى ستة أسابيع تتغذى فقط على الترمس البري (الشكل 3). تشرنق اليرقات (تخضع للتحول) وتظهر كفراشات بعد حوالي أربعة أسابيع. تتغذى الفراشات البالغة على رحيق أزهار الترمس البري وأنواع النباتات الأخرى. يمكن للباحث المهتم بدراسة فراشات كارنر الزرقاء على المستوى العضوي ، بالإضافة إلى طرح أسئلة حول وضع البيض ، أن يطرح أسئلة حول درجة الحرارة المفضلة للفراشات (أ فسيولوجية سؤال) أو سلوك اليرقات عندما تكون في مراحل اليرقات المختلفة (أ سلوكي سؤال).

الشكل 3: الترمس البري (Lupinus perennis) هو النبات المضيف لفراشة كارنر الزرقاء. (الائتمان: & # 8220Lupinus perennis & # 8221 بواسطة OpenStax مرخص بموجب CC BY 4.0)

البيئة السكان

أ تعداد السكان هي مجموعة من الكائنات الحية المتزاوجة التي هي أعضاء من نفس النوع تعيش في نفس المنطقة في نفس الوقت. (تسمى الكائنات الحية التي تنتمي جميعها إلى نفس النوع الكائنات النوعية.) يتم تحديد السكان ، جزئيًا ، حسب المكان الذي تعيش فيه. قد يكون لمنطقتها حدود طبيعية أو اصطناعية: قد تكون الحدود الطبيعية عبارة عن أنهار أو جبال أو صحاري ، بينما تشمل أمثلة الحدود الاصطناعية العشب المقصوص أو الهياكل التي من صنع الإنسان أو الطرق. تركز دراسة علم البيئة السكانية على عدد الأفراد في منطقة ما وكيف ولماذا يتغير حجم السكان بمرور الوقت. يهتم علماء البيئة السكانية بشكل خاص بإحصاء فراشة كارنر الزرقاء ، على سبيل المثال ، لأنها مصنفة على أنها مهددة بالانقراض فيدراليًا. ومع ذلك ، فإن توزيع وكثافة هذا النوع يتأثر بشدة بتوزيع ووفرة الترمس البري. قد يطرح الباحثون أسئلة حول العوامل التي تؤدي إلى تراجع الترمس البري وكيف تؤثر هذه على فراشات كارنر الزرقاء. على سبيل المثال ، يعرف علماء البيئة أن الترمس البري يزدهر في المناطق المفتوحة حيث تغيب الأشجار والشجيرات إلى حد كبير. في البيئات الطبيعية ، تزيل حرائق الغابات المتقطعة الأشجار والشجيرات بانتظام ، مما يساعد في الحفاظ على المناطق المفتوحة التي يتطلبها الترمس البري. يمكن استخدام النماذج الرياضية لفهم كيف أدى إخماد حرائق الغابات من قبل البشر إلى تراجع هذا النبات المهم بالنسبة لفراشة كارنر الزرقاء.

إيكولوجيا المجتمع

بيولوجي تواصل اجتماعي يتكون من أنواع مختلفة داخل منطقة ما ، عادةً ما يكون فضاء ثلاثي الأبعاد ، والتفاعلات داخل هذه الأنواع وفيما بينها. يهتم علماء البيئة المجتمعيون بالعمليات التي تقود هذه التفاعلات وعواقبها. غالبًا ما تركز الأسئلة حول التفاعلات المحددة على المنافسة بين أعضاء من نفس النوع لمورد محدود. علماء البيئة أيضا دراسة التفاعلات بين مختلف الأنواع الأعضاء من الأنواع المختلفة تسمى الأنواع غير المتجانسة. تتضمن أمثلة التفاعلات غير النوعية الافتراس والتطفل والحيوانات العاشبة والمنافسة والتلقيح. يمكن أن يكون لهذه التفاعلات تأثيرات تنظيمية على أحجام السكان ويمكن أن تؤثر على العمليات البيئية والتطورية التي تؤثر على التنوع.

على سبيل المثال ، تشكل يرقات الفراشة الزرقاء من كارنر علاقات متبادلة مع النمل. أ التبادلية هو شكل من أشكال العلاقة طويلة الأمد التي نشأت بين نوعين والتي يستفيد منها كل نوع. لكي توجد التبادلية بين الكائنات الحية الفردية ، يجب أن يحصل كل نوع على بعض الفوائد من الآخر كنتيجة للعلاقة. أظهر الباحثون أن هناك زيادة في احتمالية البقاء على قيد الحياة عندما يقوم النمل برعاية يرقات الفراشة الزرقاء كارنر (اليرقات). قد يكون هذا بسبب أن اليرقات تقضي وقتًا أقل في كل مرحلة من مراحل الحياة عندما يعتني بها النمل ، مما يوفر ميزة لليرقات. وفي الوقت نفسه ، تفرز يرقات الفراشة الزرقاء كارنر مادة غنية بالكربوهيدرات وهي مصدر طاقة مهم للنمل. تستفيد كل من يرقات كارنر الزرقاء والنمل من تفاعلها.

علم البيئة النظام البيئي

بيئة النظام البيئي هي امتداد لبيئة الكائنات الحية والسكان والمجتمع. ال النظام البيئي يتكون من جميع حيوي المكونات (الكائنات الحية) في منطقة جنبًا إلى جنب مع لا حيوي مكونات (كائنات غير حية) لتلك المنطقة. تتضمن بعض المكونات اللاأحيائية الهواء والماء والتربة. يطرح علماء بيولوجيا النظام البيئي أسئلة حول كيفية تخزين العناصر الغذائية والطاقة وكيفية انتقالها بين الكائنات الحية والجو المحيط والتربة والمياه.

تعيش فراشات كارنر الزرقاء والترمس البري في بيئة قاحلة من خشب البلوط والصنوبر. يتميز هذا الموطن باضطراب طبيعي وتربة فقيرة بالمغذيات منخفضة في النيتروجين. يعد توافر العناصر الغذائية عاملاً مهمًا في توزيع النباتات التي تعيش في هذا الموطن. يمكن للباحثين المهتمين ببيئة النظام الإيكولوجي طرح أسئلة حول أهمية الموارد المحدودة وحركة الموارد ، مثل العناصر الغذائية ، على الرغم من الأجزاء الحيوية وغير الحيوية من النظام البيئي.

الصلة المهنية: عالم البيئة

تساهم مهنة في علم البيئة في العديد من جوانب المجتمع البشري. يمكن أن يساعد فهم القضايا البيئية المجتمع على تلبية احتياجات الإنسان الأساسية من الغذاء والمأوى والرعاية الصحية. يمكن لعلماء البيئة إجراء أبحاثهم في المختبر وخارج البيئات الطبيعية (الشكل 4). يمكن أن تكون هذه البيئات الطبيعية قريبة من المنزل مثل التيار الذي يمر عبر الحرم الجامعي الخاص بك أو بعيدًا مثل الفتحات الحرارية المائية في قاع المحيط الهادئ. يدير علماء البيئة الموارد الطبيعية مثل مجموعات الغزلان ذات الذيل الأبيض (Odocoileus virginianus) للصيد أو الحور الرجراج (حور spp.) تقف الأخشاب لإنتاج الورق. يعمل علماء البيئة أيضًا كمعلمين يقومون بتدريس الأطفال والبالغين في مؤسسات مختلفة بما في ذلك الجامعات والمدارس الثانوية والمتاحف ومراكز الطبيعة. قد يعمل علماء البيئة أيضًا في مناصب استشارية لمساعدة صانعي السياسات المحليين والولائيين والفدراليين على تطوير قوانين سليمة بيئيًا ، أو قد يطورون تلك السياسات والتشريعات بأنفسهم. يتطلب أن تصبح عالم بيئة الحصول على درجة جامعية ، وعادة ما تكون في العلوم الطبيعية. غالبًا ما يتبع الدرجة الجامعية تدريب متخصص أو درجة متقدمة ، اعتمادًا على مجال البيئة المختار. يجب أن يكون لعلماء البيئة أيضًا خلفية واسعة في العلوم الفيزيائية ، بالإضافة إلى أساس سليم في الرياضيات والإحصاء.

الشكل 4: يقوم عالم بيئة المناظر الطبيعية هذا بإطلاق نمس أسود القدمين في موطنه الأصلي كجزء من دراسة. (الائتمان: USFWS Mountain Prairie Region ، NPS. & # 8220 هذه الصورة & # 8221 بواسطة OpenStax مرخصة بموجب CC BY 4.0)

ملخص

علم البيئة هو دراسة تفاعلات الكائنات الحية مع بيئتها. Ecologists ask questions across four levels of biological organization—organismal, population, community, and ecosystem. At the organismal level, ecologists study individual organisms and how they interact with their environments. At the population and community levels, ecologists explore, respectively, how a population of organisms changes over time and the ways in which that population interacts with other species in the community. Ecologists studying an ecosystem examine the living species (the biotic components) of the ecosystem as well as the nonliving portions (the abiotic components), such as air, water, and soil, of the environment.


Ecology: Questions and Answers on Ecology

الجواب. According to Haeckel (1869) ecology is “the science treating the reciprocal relations of organisms and the external world”. Warming (1905) defined ecology as “the study of organisms in relation to their environment”.

س 2. Give the names of five foreign ecologists of international fame.

الجواب. Haeckel, Warming, Odum, Clements, Taylor.

س 3. Give the names of five Indian workers on ecology.

الجواب. R. Mishra, G.S. Puri, S.C. Pandeya, P.S. Ramakrishnan, R.S. Ambasth.

Q. 4. Define autecology.

الجواب. The science dealing with the relation of individual species to its environment is called autecology.

Q. 5. What is synecology?

الجواب. The study of the groups of organisms in relation with their environment is made under synecology.

Q. 6. What are the basic branches of synecology?

الجواب. Population ecology, Community ecology, Biome ecology, Ecosystem ecology, etc.

Q. 7. What are the types of ecological factors?

الجواب. Climatic factors (light, temperature, rainfall, humidity, etc.), Topographic factors, edaphic factors and biotic factors.

Q. 8. What is phytogeography?

الجواب. The science which deals with the geographical distribution of plants is called phytogeography.

Q. 9. Define genecology.

الجواب. The study of ecology which deals with the variations of species based upon their genetic potentialities.

Q. 10. What are the chief topographic factors?

الجواب. The important topographic factors are height of mountains, direction of mountains and valleys, steepness of the slopes, exposure of slope, etc.

Q. 11. What do you know about edaphic factors?

الجواب. The ecological factors in which we study the structure and composition of soil, as well as its chemical and physical characters.

Q. 12. Define a soil profile.

الجواب. Soil profile is an imaginary longitudinal section of the soil showing its different regions. The different regions are horizon ‘A’, horizon ‘B’, horizon ‘C’ and horizon ‘D’. The soil is actually devisible into top soil and sub-soil.

Q. 13. What are the range of diameters of particles of clay, silt and fine sandy soil?

الجواب. Clay soil – Less than 0.002 m.m.

Fine sandy soil -0.02-0.20 m.m.

Q. 14. What are the types of soil erosion?

الجواب. Chief types of soil erosion are water erosion (sheet erosion, rill erosion, and gully erosion), wind erosion, landslides or slip erosion, and over felling and overgrazing.

Q. 15. Define in brief the soil conservation.

الجواب. Various methods of checking the soil erosion are studied under soil conservation.

Q. 16. Name some free-floating hydrophytes.

الجواب. Azolla, Eichhornia, Lemna, Pistia, Salvinia, Spirodella, Wolfia, etc.

Q. 17. Name only four rooted-submerged hydrophytes.

الجواب. Hydrilla, Isoetes, Potamogeton and Vallisneria.

Q. 18. Name some succulent xerophytes.

الجواب. Opuntia, Aloe, Agave, Euphorbia splendens, Cereus, Mammalaria, etc.

Q. 19. Name some ephemeral annual xerophytes.

الجواب. Argemonemaxicana, Solanum xanthocarpum, Cassia tora, etc.

Q. 20. Define ecological succession.

الجواب. Sequential occurrence of communities over a period of time in the same area is called ‘ecological succession’.

Q. 21. What are the sequential stages of a hydrosere or hydrarch?

الجواب. Phytoplankton stage, Rooted-submerged stage, Rooted-floating stage, Reed-swamp stage, Sedge-meadow stage, Woodland stage and Forest stage or Climax.

Q. 22. What are the sequential stages of a xerosere on rock?

الجواب. Crustose lichen stage, Foliose lichen stage, Moss stage, Herb stage, Shrub stage and Forest stage or Climax.

Q. 23. What are the types of ecological pyramids?

الجواب. Pyramids of number, pyramids of biomass and pyramids of energy.

Q. 24. Define pollution?

الجواب. According to E.P. Odum (1971) the “pollution is an undesirable change in the physical, chemical or biological characteristics of our air, land and water that may or will waste or deteriorate our raw material resources”.

Q. 25. What are the various agencies of pollution?

الجواب. Sewage, industrial wastes, smoke, automobile exhausts, herbicides, insecticides, noise and radioactive substances are the main agencies of pollution.


Department of Biology

The 21st century will be the age of biology, extending a century-long revolution in the biological sciences, with the future quality of human existence being strongly dependent on future advances in the life sciences. Key historic developments in agriculture, medicine, and technology have reduced human mortality rates, causing a human population explosion. This, in turn, has driven accelerating demands for basic and applied biological knowledge, particularly in cellular-molecular-and-developmental-biology with implications for medicine, agriculture, genetic engineering, and forensic science and in evolution-and-ecology with implications for the conservation of natural resources and restoration of ecosystems severely disturbed by human activities.

Demand for undergraduate programs in biology has been increasing and will continue to do so because of a vital need for graduates with focus and training in the biological sciences, particularly in the core areas related to medicine, cellular-molecular-and-developmental-biology, and evolution-and-ecology.


Ecology: from cells to Gaia

This course presents the principles of evolution and ecology for citizens and students interested in studying biology and environmental sciences. It discusses major ideas and results. Recent advances have energised these fields with evidence that has implications beyond their boundaries: ideas, mechanisms, and processes that should form part of the toolkit of all biologists and educated citizens. Major topics covered by the course include fundamental principles of ecology, how organisms interact with each other and their environment, evolutionary processes, population dynamics, communities, energy flow and ecosystems, human influences on ecosystems, and the integration and scaling of ecological processes through systems ecology. This course will also review major ecological concepts, identify the techniques used by ecologists, provide an overview of local and global environmental issues, and examine individual, group and governmental activities important for protecting natural ecosystems. The course has been designed to provide information, to direct the student toward pertinent literature, to identify problems and issues, to utilise research methodology for the study of ecology and evolution, and to consider appropriate solutions and analytical techniques. Needed Learner Background: general biology and a good understanding of English. This course has the following expectations and results: 1) covers the theoretical and practical issues involved in ecology and evolution, 2) conducting surveys and inventories in ecology, 3) analyzing the information gathered, 4) and applying their analysis to ecological and conservation problems.

Рецензии

such a nice course, presentation is so good , specially thanks to university "Tomsk State University".

It is very useful to understand about the biodiversity and it is fabulous

In this module, after an introduction about the meaning and a brief history of Ecology, we will see how plant and animal adapt and interact with their environment and how these interactions changes life histories and populations. Then we will focus on interspecific competition and we will understand that the avoidance of competition is a more common pattern in ecology than pure competition.

Преподаватели

Roberto Cazzolla Gatti

Текст видео

[MUSIC] Hi, learners. Welcome to the fifth lecture of my course, Ecology: From Cells to Gaia. Today, we will talk about interspecific competition and the avoidance of competition. So what is interspecific competition? The essence of interspecific competition is that individuals of one species suffer a reduction in community survivorship, or growth, as a result of exploitation of resources, or interferences by individuals of other species. Species are often excluded by interspecific competition from location at which they could exist perfectly, while in absence of interspecific competition. With exploitation competition, the more successful competitor is the one that more effectively explore shared resources. Two species exploiting two resources can compete, but still coexist when each species holds one of the resources at a level that is too low for effective exploitation by the other species. Two species exploiting the same resources can compete, but still coexist when each species holds one of the resources at the level that is too low for effective exploitation by the other species. A fundamental niche is a combination of condition and resources that allows species to exist when considered in isolation from any other species. Where as, its realized niche is the combination of condition on resources that allow it to exist in the presence of other species that might be harmful to its existence, especially interspecific competitors. The competitive exclusion principle states, that if two competing species coexist in a stable environment, then they do so as a result of differentiation of their realized niches. If however, there is no such differentiation, or if it's precluded by the habit, then one competing species will eliminate, or exclude the other. However, whenever we've seen coexisting species with different niches, it is not reasonable to jump to the conclusion that this is this principle in operation. The only true test for whether the competition occurs between species is to manipulate the abundance of each competitor and observe the response of its counterparts. Environments are usually a patchwork of favorable and favored by habitats, and these patches are often only available temporary. Patches often appear at unpredictable time and in unpredictable places. Under such variable conditions, competition may only rarely run in its course. Although species may not be competing now, the ancestors may have competed in the past. We can expect species to have evolved their characteristics that ensure that they compete less, or not at all, with members of the other species. Coexisting present day competitors and coexisting species that have evolved in avoidance of a competition can look at least superficially the same. By working something that cannot be observed directly, the ghost of competition past, it is impossible to prove an evolutionary effect of interspecific competition. However, careful observation status is sometimes revealed patterns that are difficult to explain in any other way. Interspecific competition tends to structure communities by acting within guilds that our group of species exploit in the same class or resource in a similar fashion. Niche complementarity can be discerned in some communities where coexisting species that occupy a similar position along a niche dimension tend to differ along another dimension. Nitches can be differentiated through differential resource utilization. In many cases, however, differential resource utilization expresses itself as either microhabitat differentiation between the species, or a difference in their geographic distribution. Alternatively, differential resources utilization may have expressed itself as a temporal separation between species. Niches can also be differentiated on the basis of conditions. These two can express itself as a either a microhabitat differentiation, or a difference in geographic distribution, or a temporal separation. So now, we need to say the truth about competition. Surveys of published studies of competition indicate that the current competition is widespread, but these exaggerate to an unknown extent the true frequency of competition. The theory on interspecific competition predicts that the natures of competing species should be arranged regularly, rather than randomly, in the niche space. This reflects that they should be more distinctable phologically than expected by chance, and that competitors should be negatively associated in their distribution. Models have been developed to determine what the community part would look like in the absence of interspecific competition. Real communities are sometimes structured in a way that makes an influence of the avoidance of competition difficult to deny. So at the end of this first module, I have some other questions for you. First one is, try to define the fundamental niche and the realizing niche. How do these concepts help us to understand the effect of competition? Second, try to define niche complementarity, and with the help of an example, explain how it may help to account for the coexistence of many species in a community. So thanks for your attention, and see you to the next module. [MUSIC]


علم البيئة

Ecology, or ecological science, is the scientific study of the distribution and abundance of living organisms and how the distribution and abundance are affected by interactions between the organisms and their environment.

The environment of an organism includes both physical properties, which can be described as the sum of local abiotic factors such as insolation (sunlight), climate, and geology, as well as the other organisms that share its habitat.

Ecology is usually considered a branch of biology, the general science that studies living organisms.

Organisms can be studied at many different levels, from proteins and nucleic acids (in biochemistry and molecular biology), to cells (in cellular biology), to individuals (in botany, zoology, and other similar disciplines), and finally at the level of populations, communities, and ecosystems, to the biosphere as a whole these latter strata are the primary subjects of ecological inquiries.

Ecology is a multi-disciplinary science.

Because of its focus on the higher levels of the organization of life on earth and on the interrelations between organisms and their environment, ecology draws heavily on many other branches of science, especially geology and geography, meteorology, pedology, chemistry, and physics.

Thus, ecology is considered by some to be a holistic science, one that over-arches older disciplines such as biology which in this view become sub-disciplines contributing to ecological knowledge.


Environmental Biology: Scope and It&rsquos Application

“Environmental biology” is often considered synonymous for “ecology”. Describing the scope of ecology, Odum wrote in 1963: “it is the aim of this small book to outline those basic principles of environmental biology that are of interest, as well as of vital concern, to all of us”.

He further mentioned, the special term for the environmental biology field of interest is ecology, a word derived from the Greek root “oikos” meaning “house”.

Thus literally, ecology is the study of “houses” or more broadly, “environments”. Because ecology is concerned especially with the biology of groups of organisms and with functional processes on the lands, in the oceans, and in fresh waters, it is more in keeping with the modem emphasis to define ecology as the study of the structure and function of nature. It should be thoroughly understood that mankind is a part of nature, since we are using the word nature to include the living world.”

Thus, ecological studies focus on how individual organisms interact with their environment, or how ecological populations or communities interact with their environment. Study of how organisms are adapted to respond to temperature or other factors of their physical environment is an example of such a focus.

This approach is called eco-physiology or physiological ecology. Organisms of the same species living in the same place and time constitute an ecological population. All the populations of a natural habitat are linked to one another by several types of interactions including feeding relationships. These interacting populations form ecological communities and their study is called community ecology.

A community plus its environment forms an interacting entity called an ecosystem, which is considered as a unit in the study of ecology. Although ecology has shown tremendous progress during the past 50-60 years, its main focus has been on various types of ecosystems – terrestrial, fresh water, marine and on how human activity has influenced these ecosystems.

The ecosystems ecology, for obvious reasons, is even now the most important subfield of ecology. Some other subfields are landscape ecology and restoration ecology (Fig. 1.2). The former focuses on how ecological processes operate on large spatial scales.

A landscape may be defined as a large area that includes one or more ecosystems. Restoration ecology focuses on restoring or re-establishing species and ecosystems after human perturbation. However, some questions in ecology can be better answered in evolutionary terms and this subfield of ecology, referred to as evolutionary ecology, focuses on interpretation of the structure and function of organisms, populations, communities and ecosystems in the context of evolutionary theory.

As stated earlier, “environmental biology” is a term often used for “ecology”. Thus, these two words depict the same thing and they appear like the two sides of the same coin. When the coin is tossed many times, there are chances that each side (head/tail) comes almost 50:50. In other words, “environmental biology” represents another shade (may be slightly lighter or darker) of the colour of “ecology”.

However, ecology is deeply rooted in biology and in classical ecology often the focus is mainly on the “ecosystem studies” (energy flow and productivity) but in environmental biology the focus is on the “biological organisms of environment” and their eco-physiological adaptations and interactions. For example, if we use the phrase “environmental biology of fish”.

It will mean how the fish species of a particular environment (pond, lake, river, estuary, and ocean) are interacting with the environmental factors, both biotic and abiotic which of these factors govern their distribution and abundance, and how these factors have influenced their adaptations and life history strategies. We also know that it is not only the environment and its physical and biotic factors which affect the organism but the organism is also able to modify the environment to a certain extent (Gaia Hypothesis).

The hypothesis states that the earth’s atmosphere would not support life without regulation by the totality of life in the biosphere (Lovelock and Margulis, 1974 Lovelock, 1988 Mann, 1991). Some major study areas of environmental biology are indicated. (Fig. 1.3)


شاهد الفيديو: علم البيئة السلوكات الاساسية السلوك الغريزي الاستاذ احمد الهشوم (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Duc

    برافو ، ببساطة فكرة رائعة

  2. Dirn

    نعم أنت! توقف عن ذلك!

  3. Adorjan

    هذا رأي قيمة للغاية.

  4. Eadgard

    إنه متوافق ، القطعة المثيرة للإعجاب



اكتب رسالة