النظام البيئي والطاقة والعلاقات الغذائية

هدف الدرس

التمييز بين مستويات التنظيم، وتتبع انتقال الغذاء والطاقة دون الخلط بين أنواع الأهرام.

الفهرس

• من الجماعة إلى النظام البيئي
• المنتجات والمستهلكات ومسار الغذاء
• التحلل ودوران المواد
• أهرام الطاقة والأعداد والكتلة

من الجماعة إلى النظام البيئي

الفرد كائن واحد، والجماعة أفراد من النوع نفسه في منطقة وزمن معينين. يضم المجتمع الحيوي جماعات الأنواع المختلفة، بينما يضم النظام البيئي المجتمع والعوامل غير الحية والتفاعلات المتبادلة بينها. لذلك لا يساوي النظام البيئي قائمة بأسماء الحيوانات الموجودة في المكان.

في حديقة، تمثل أفراد نوع من الأشجار جماعة، وتكوّن الأشجار والطيور والحشرات والكائنات الأخرى مجتمعًا. وعند إدخال التربة والماء والضوء وتفاعلاتها يصبح الوصف وصفًا لنظام بيئي. قد تكون الحدود المختارة صغيرة أو واسعة؛ المهم توضيح ما يشمله الوصف.

المنتجات والمستهلكات ومسار الغذاء

تصنع المنتجات مادتها العضوية اعتمادًا على مصدر للطاقة. تستخدم النباتات والطحالب الضوء في البناء الضوئي، وتستخدم بعض الكائنات الدقيقة طاقة التفاعلات الكيميائية دون اعتماد مباشر على ضوء الشمس. أما المستهلكات فتحصل على الغذاء من كائنات أخرى.

المستوى الغذائي علاقة داخل مسار محدد. الحيوان الذي يأكل نباتًا وحيوانًا قد يشارك في أكثر من مستوى. وتمثل السلسلة مسارًا، بينما تجمع الشبكة مسارات مترابطة. يشير السهم الغذائي إلى انتقال الطاقة من الكائن المأكول إلى الآكل، وليس إلى اتجاه مطاردة المفترس للفريسة.

التحلل ودوران المواد

تدخل البقايا والفضلات في علاقات غذائية أيضًا. تفكك المحللات المادة العضوية وتعيد عناصرها إلى الوسط، فتتيح استخدام المغذيات في دورات لاحقة. لذلك لا تعمل المحللات في نهاية سلسلة واحدة فقط؛ تصل إليها بقايا من مستويات متعددة.

تدور العناصر بين الأحياء والوسط، لكن الطاقة لا تدور بالطريقة نفسها. تستخدم الكائنات جزءًا من الطاقة في وظائفها ويتبدد جزء على هيئة حرارة. هذا الفرق يفسر حاجة الأنظمة إلى مصدر متجدد للطاقة مع إمكان إعادة استخدام عناصر المادة.

أهرام الطاقة والأعداد والكتلة

يقارن هرم الأعداد عدد الأفراد، ويقارن هرم الكتلة الحية كمية المادة الحية، ويقارن هرم الطاقة انتقال الطاقة خلال زمن محدد. هذه مقاييس مختلفة؛ فلا يصح استبدال أحدها بالآخر أو استنتاج حجم الفرد من مقدار الطاقة.

هرم الطاقة قائم؛ يقل المتاح للانتقال مع صعود المستويات. أما الأعداد والكتلة فقد تظهر لهما صور معكوسة في بعض النظم. شجرة كبيرة واحدة، مثلًا، قد تدعم حشرات كثيرة، فلا يلزم أن يكون عدد المنتجين أكبر دائمًا. كما أن نسبة انتقال الطاقة ليست ثابتة لكل سلسلة؛ النسبة التقريبية التعليمية لا تصلح قانونًا مطلقًا لكل كائن وبيئة.

الخلاصة

خلاصة الدرس: النظام البيئي يجمع المجتمع ووسطه. الشبكة توضح انتقال الغذاء، والتحلل يعيد المواد، والطاقة والأعداد والكتلة مقاييس لا تتطابق بالضرورة.