سمات النظم الإيكولوجية: تحليل شامل

هيكلية التدرج الإيكولوجي

يصف مصطلح “التسلسل الهرمي الإيكولوجي” التفاعلات المعقدة بين الكائنات الحية وغير الحية. هذه الهيكلية، التي بدأت كأداة لفهم الكائنات الفردية وعلاقاتها ببيئتها، تطورت لتصبح وسيلة شاملة لفهم الروابط بين جميع الكائنات والعلاقات المتبادلة. تتكون هذه الهيكلية من خمسة مستويات متميزة:

• المستوى الأول: يركز على دراسة الكائنات الحية بشكل منفرد، وفهم كيفية تفاعلها مع محيطها. مثال: كيف يساعد طول عنق الزرافة في الحصول على الغذاء من الأشجار العالية.
• المستوى الثاني: يدرس التجمعات الحيوية التي تعيش في منطقة جغرافية محددة، مع التركيز على العلاقات بين هذه الكائنات.
• المستوى الثالث: يتناول المجتمعات الحيوية والعلاقات بين الأنواع المختلفة، بما في ذلك ديناميكيات المفترس والفريسة، والتطفل، والتنافس بين الأنواع.
• المستوى الرابع: يركز على العناصر غير الحية في البيئة وتفاعلاتها مع الكائنات الحية، بما في ذلك البحيرات والغابات.
• المستوى الخامس: وهو أعلى مستوى، يشمل المحيط الحيوي بأكمله، ويدرس جميع النظم الإيكولوجية على الأرض وتفاعلاتها، بما في ذلك المناخ والجيولوجيا والمحيطات والتلوث البشري وتأثيراتها على الكائنات الحية.

التنوع الحيوي في النظم الإيكولوجية

يشير مفهوم التنوع البيولوجي إلى التنوع الكبير في الكائنات الحية وأنظمتها الإيكولوجية على كوكب الأرض، بما في ذلك البيئات البحرية والمائية. لا يقتصر هذا المفهوم على وصف التنوع بين المجموعات فحسب، بل يشمل أيضًا التنوع داخل هذه المجموعات.

يعتبر التنوع البيولوجي أساسيًا لرفاهية الإنسان، فهو يشمل جميع الموارد الطبيعية التي يستفيد منها الإنسان، مثل الهواء النظيف، والتربة الخصبة، والمياه، والأراضي المنتجة، والمناخ المناسب، والموارد البحرية.

يشمل التنوع البيولوجي جميع الأنظمة الإيكولوجية التي تخضع لإدارة الإنسان وتلك التي لا تخضع لها. تشمل الأنظمة غير المُدارة الأراضي البرية والمحميات الطبيعية، بينما تشمل الأنظمة المُدارة المزارع وأحواض تربية الأحياء المائية والمراعي والحدائق الحضرية. تصنف الكائنات الحية باستخدام التصنيف العددي والخصائص الوظيفية، وتدرس العلاقات بينها وتأثيراتها على البيئة. يقاس التنوع البيولوجي باستخدام مقاييس متعددة، بما في ذلك عدد الأنواع الموجودة في النظام الإيكولوجي.

ثبات النظام الإيكولوجي

يتأثر استقرار النظام الإيكولوجي بالتغيرات البيئية المختلفة، مثل تغير المناخ والأنشطة البشرية التي تؤدي إلى انقراض الحيوانات بمعدلات عالية، مما يقلل من التنوع البيولوجي. أي خلل في النظام الإيكولوجي يؤثر على جميع الكائنات الحية. على سبيل المثال، تنتج النباتات الأكسجين من خلال عملية التمثيل الضوئي، وهو أمر ضروري لحياة العديد من المستهلكين. أي تغيير في النباتات سيؤثر سلبًا على إنتاج الأكسجين وعلى المستهلكين الذين يعتمدون عليه.

للحفاظ على استقرار النظام الإيكولوجي وتوازنه الطبيعي، هناك حاجة إلى عناصر أساسية مثل الطاقة والغذاء. استهلاك هذه العناصر دون تنويع سيؤدي إلى اختفائها وانهيار النظام الإيكولوجي. تجدر الإشارة إلى أن أعداد الكائنات الحية في النظام البيئي المتوازن تختلف، حيث تكون أعداد الفرائس دائمًا أكبر من أعداد المفترسين لضمان وجود غذاء كافٍ للمفترسين.

تختلف النظم الإيكولوجية في تنوعها وأعداد الكائنات الحية وتوزيعها، ويتم تصنيفها لتسهيل دراستها وتحديد الخصائص المشتركة. هذه النظم مستقرة بشكل طبيعي، ولكن أي خلل يؤثر سلبًا على هذا الاستقرار.

مستوى ترتيب النظام الإيكولوجي

يصف تنظيم النظام الإيكولوجي الطرق البسيطة والمعقدة لوصف العلاقات بين الكائنات الحية. النظام الإيكولوجي مقسم إلى مستويات متعددة:

• مستوى الأفراد والكائنات الحية: يدرس شكل الكائن ووظائفه وسلوكه وتوزيعه وتكيفه مع الظروف البيئية المختلفة، بالإضافة إلى دورة حياته وتكاثره ونموه.
• مستوى السكان: يدرس المجموعة البيئية للأفراد من نفس النوع الذين يعيشون في نفس المنطقة الجغرافية وفي نفس الوقت. تختلف هذه المجموعة في الصفات الوراثية. يدرس هذا المستوى أيضًا العلاقة بين هذه المجموعات، مثل علاقة المفترس والفريسة، أو الطفيل والمضيف، أو العلاقة التبادلية أو التنافسية.
• مستوى المجتمع: يدرس جميع الكائنات الحية التي تعيش في نفس المنطقة الجغرافية وفي نفس الوقت. على سبيل المثال، تعيش مجموعات الأسماك والسلمون وسرطان البحر والرنجة في مكان واحد، مما يجعلها مجتمعًا بيئيًا.
• مستوى النظم الإيكولوجية: يدرس تفاعل المجتمع مع البيئة المادية، بما في ذلك تبادل الطاقة وإعادة تدوير العناصر.
• مستوى المناطق الأحيائية: يدرس مجموعة النظم الإيكولوجية التي تشترك في عدد من الخصائص المتشابهة، وغالبًا ما تكون وحدات إقليمية كبيرة تحتوي على أنواع معينة من الكائنات وتتعرض لمناخ متشابه.
• مستوى المحيط الحيوي: يدرس جميع النظم الإيكولوجية التي تواجدت على كوكب الأرض منذ نشأتها. ينقسم المحيط الحيوي إلى ثلاثة أقسام فرعية: الغلاف المائي (المحيطات)، والغلاف الصخري (المعادن)، والغلاف الجوي (المناخ).

تفاعل الكائنات الحية في البيئة

يعتبر التصاق أسماك اللزاق بأسماك القرش مثالاً على تفاعل الكائنات الحية، حيث تلتصق لتناول بقايا طعامها. لا تتأثر أسماك القرش بالتصاق هذه الأسماك الصغيرة لأنها لا تنافسها على الطعام. يُعرف هذا التفاعل باسم التعايش.

يمكن تقسيم تفاعلات الكائنات الحية إلى أربعة أنواع رئيسية:

• تفاعل المنافسة: يضر كلا الطرفين.
• تفاعل الافتراس: يستفيد طرف على حساب الآخر.
• تفاعل التعايش: يستفيد طرف دون أن يتضرر الطرف الآخر.
• التفاعل التبادلي: يستفيد كلا الطرفين.

تنبع أهمية التفاعلات بين الكائنات الحية من أهمية النظام البيئي نفسه. تؤدي هذه التفاعلات إلى تدفق الطاقة عبر الكائنات الحية عبر الشبكة الغذائية. تعود هذه الطاقة إلى البيئة غير الحية عندما تموت الكائنات الحية، لتبدأ دورة حياة جديدة. يُعرف تفاعل الكائنات الحية مع النظام البيئي بالتكيف.

ترابط عناصر النظام الإيكولوجي

النظام الإيكولوجي هو مجموعة متكاملة من الكائنات التي تتفاعل وتعتمد على بعضها البعض لخلق دورة حياة لكل كائن حي. كل عنصر يعتمد على عنصر آخر بشكل مباشر أو غير مباشر. على سبيل المثال، تتكيف بعض الحيوانات والنباتات للعيش في بيئة معتدلة توفر جميع الظروف الطبيعية. عند حدوث تغيير في النظام أو نقل الكائن إلى نظام آخر، قد يؤدي ذلك إلى موته. لا يشترط أن يكون النظام الإيكولوجي كبيرًا، فقد يكون صغيرًا جدًا.

يعتبر نمو أشجار النخيل في الصحراء مثالاً على ذلك، حيث تنمو بسبب حاجتها إلى درجات حرارة مرتفعة. تنمو أشجار الغابات الاستوائية على خط الاستواء لأنها تحتاج إلى كميات كبيرة من الماء ودرجات حرارة مرتفعة لتنمو بأحجام كبيرة.

مكونات حية وغير حية في البيئة

يضم النظام الإيكولوجي كائنات حية (مثل الحيوانات والنباتات والحشرات والبكتيريا) وعناصر غير حية (مثل الصخور والتربة والماء وأشعة الشمس). تتكيف هذه العناصر معًا للحفاظ على بقائها واستمراريتها. تنمو الكائنات الحية وتتكاثر وتتغذى وتتفاعل، بينما تساعد العناصر غير الحية الكائنات الحية على العيش، وتمثل أساس تدفق الطاقة والمغذيات.

تصنف الكائنات الحية ضمن عوائل ومجموعات. يتميز النظام الإيكولوجي الصحي المتوازن بأنه مستقر ومرن ومستدام، حيث تتفاعل جميع مكوناته معًا اعتمادًا على الوقت والفصول.

تتفاعل جميع الكائنات الحية وغير الحية معًا بطرق مختلفة للبقاء على قيد الحياة. يعكس هذا التفاعل توازن النظام الإيكولوجي وصحته. قسم العلماء النظم الإيكولوجية إلى تصنيفات عديدة وقاموا بتبسيط خصائصها لتشمل جميع الكائنات الحية أو غير الحية، ووضحوا التفاعلات بينها وعلاقتها بالاستمرارية، وفسروا سبب وجود كائن ما في بيئة معينة وتكيفه معها دون غيره.

المراجع

• Kevin Wandrei,”What Is the Ecological Hierarchy?”,seattlepi, Retrieved 19/8/2021. Edited.
• “Biodiversity & Human Well-being”,greenfacts, Retrieved 19/8/2021. Edited.
• Elsa E. Cleland ,”Biodiversity and Ecosystem Stability”,nature, Retrieved 19/8/2021. Edited.
• “Stability and Structure of Ecosystem (With Diagrams)”,biologydiscussion, Retrieved 19/8/2021. Edited.
• “6 Levels of Ecological Organization: What and What are they?”,lifepersona, Retrieved 19/8/2021. Edited.
• Adrianne Jerrett (22/11/2019),”Interactions in the Ecosystem”,SCIENCING, Retrieved 20/8/2021. Edited.
• “Ecosystem”,NATIONAL GEOGRAPHIC, Retrieved 19/8/2021. Edited.
• Mariecor Agravante (23/4/2018),”Living and Nonliving Things in the Ecosystem”,sciencing, Retrieved 19/8/2021. Edited.