سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
در این درس قصد داریم با مفهوم انتقال انرژی از تولید کننده اولیه به سایر جانداران و همچنین با شبکه های غذایی آشنا شویم. ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : الهام گارسچی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

اکولوژی چیست؟ - جلسه دوم

اهداف جلسه:

• آشنایی با مفهوم انتقال انرژی از تولید کننده اولیه
• آشنایی با هرم انرژی
• آشنایی با شبکه های غذایی
• آشنایی با چرخه حیات و چرخه تجزیه کنندگان

 

وسایل مورد نیاز:

• کامپیوتر مجهز به اینترنت
• باغچه حیات مدرسه یا منزل
• ذره بین

 

مقدمه

با مطالعه جلسه اول این پژوهش بخشی از سئوالات تان پاسخ داده شد و با مفهوم اکولوژی و سلسله مراتب جانداران آشنا شدید. در ادامه با تولید کنندگان اولیه در طبیعت که گیاهان می باشند و هم چنین نحوه ذخیره سازی انرژی در آنها نیز آشنا شدید. در این درس قصد داریم با مفهوم انتقال انرژی از تولید کننده اولیه به سایر جانداران و هم چنین با شبکه های غذایی آشنا شویم.

 

2-1 انتقال انرژی از تولید کننده اولیه

با مطالعه درس گذشته حتماً این سئوال برایتان پیش آمده که انرژی ذخیره شده توسط گیاهان چگونه به جانداران دیگر منتقل می شود؟ در تمام اکوسیستم ها انرژی توسط تولید کنندگان اولیه یعنی گیاهان گرفته و ذخیره می شود. مقداری از این انرژی با خوردن گیاه توسط حیوانات منتقل می گردد که به آنها مصرف کنندگان اولیه می گویند. در مرحله بعد حیواناتی هستند که با خوردن حیوانات دیگر تغذیه می کنند. این جانداران در واقع انرژی را به صورت دست دوم از گیاهان و به واسطه مصرف کنندگان اولیه به دست می آورند و به این دلیل مصرف کنندگان ثانوی خوانده می شوند. در بعضی محیط ها مصرف کنندگان ثانوی نیز توسط حیوانات دیگر خورده می شوند که به این گروه، مصرف کنندگان سومین یا مرحله سوم می گویند.
 


اکولوژیست ها هر یک از این مراحل را به نام سطح غذایی می شناسند. در هر مرحله، مقداری انرژی به سطح بعدی منتقل گشته در نهایت به صورت مواد گیاهی یا گوشت در بدن حیوانات ذخیره می گردد. همواره مقداری از انرژی در جریان انتقال از یک سطح به سطح دیگر از دست می رود. مقدار مواد زنده ای که در سطح غذایی وجود دارد، به عنوان گیاهان ثابت چه به صورت گیاه و چه جانور شناخته می شود. این تولیدات نشان دهنده مقدار انرژی بالقوه ای است که برای سطح بعدی در دسترس است. مقدار گیاهان ثابت را توده زنده یا بیومسمی نامند که عبارت از تعداد گیاهان و حیوانات موجود در هر سطح غذایی می باشند. اکولوژیست ها این ارقام را به منظور مقایسه اکوسیستم ها و شناخت چگونگی کارکرد آنها مورد استفاده قرار می دهند. 

 


همواره در جریان انتقال انرژی از سطحی به سطح دیگر، انرژی از دست می رود. اکولوژیست ها محاسبه کرده اند که فقط حدود 10 درصد انرژی سطح پائین به سطح بالاتر انتقال می یابد. بدین معنی که مقدار انرژی ذخیره شده در تولید گنندگان اولیه به سرعت از بین می رود و مقدار خیلی کمی از آن به سطح بالاتر منتقل می گردد. در هر سطح غذایی، موجودات زنده انرژی را در بدن خود ذخیره می کنند و از آن در فعالیت های حیاتی خود برای زندگی استفاده کرده مقداری را نیز به صورت حرارت در هوا رها می کنند. انرژی هرگز نمی تواند در یک اکوسیستم چرخش کند و مجدداً به جای اول برگردد زیرا تنها مواد خام چرخش می کنند.

 

2-2 هرم انرژی

چون انرژی هنگام انتقال از یک سطح غذایی به سطح دیگر از بین می رود، می توان وضعیت انتقال انرژی را از سطوح پایین به بالا به صورت هرمی نشان داد که در هر انتقال از مقدار آن کاسته می شود.
 


این دو هرم، وضعیت نسبی انتقال انرژی را در دو اکوسیستم نشان می دهد. در هرم بالا انتقال انرژی به نحو کارایی صورت گرفته مخصوصاً بین تولید کنندگان و مصرف اولیه به علت اینکه مواد گیاهی غالباً چوبی بوده و به سهولت و تماماً توسط حیوانات خورده نمی شوند، لذا، انتقال انرژی در اکوسیستم های ساحلی بهتر از اکوسیستم های جنگلی صورت می گیرد. در ساحل مواد غذایی از بین نمی رود، چون مواد گیاهی آن سریع تر هضم شده و انرژی آن به صورت مفید تری به وسیله موجودات بالای هرم مصرف می شود. 
 
مشابه چنین هرمی را می توان برای مواد غذایی در نظر گرفت که سطوح غذایی یک اکوسیستم را نشان دهد. تعداد سطوح متغییر است، اما به علت محدود بودن میزان انرژی و افت انرژی در هر سطح غذایی، به ندرت بیش از 6 سطح در غذایی در هر اکوسیستم یافت می شود. هرم غذایی در شکل زیر گوشه ای از جنگل را نشان می دهد. در این هرم غذایی، جغد جنگلی شکارگر بالاترین حد است. این جغد هم مصرف کننده سطح سومین است و هم مصرف کننده ثانوی است چون از راسو، موش و وول تغذیه می کند. راسو ها نیز از جوندگان کوچک یعنی موش ها و وول تغذیه می کنند. جوندگان کوچک مصرف کنندگان اولیه اند چون از مواد گیاهی به صورت علوفه، بذر و میوه استفاده می کنند.

 

2-3 شبکه های غذایی

اکولوژیست ها برای آنکه بدانند انرژی چگونه به اکوسیستم وارد شده و در آن می چرخد، ضروری است روابط غذایی بین موجودات زنده در اکوسیستم را بشناسند. انتقال انرژی غذا از طریق گیاهان به مراحلی که در آن مرتباً می خورند و خورده می شوند را زنجیره غذایی می گویند. در یک زنجیره ساده، گیاه توسط گیاهخوار خورده می شود، مجدداً گیاهخوار توسط گوشتخوار خورده می شود. در طبیعت زنجیره های غذایی متعدد و پیچیده ای وجود دارد که به یکدیگر ازتباط دارند. این مجموعه زنجیره غذایی پیچیده را شبکه غذایی می گویند. در تصویر زیر یک شبکه غذایی اقیانوس را می بینید که حیوانات زیادی از سطوح مختلف غذایی تغذیه می کنند. به عنوان مثال کاکایی نقره ای از طیف وسیعی از گونه های شکار تغذیه می کند. 
 


تعداد بسیار اندکی از حیوانات تنها از یک گونه تغذیه می کنند. وابستگی انحصاری یک گونه به گونه ی دیگر، مخاطرات بسیار دارد. این زنجیره غذایی، طیف غذاهایی را که گونه های مختلف می خورند، نشان می دهد. فلش ها نشان می دهد که چه گونه ای گونه ی دیگر را می خورد. حتی این شبکه نسبتاً پیچیده نیز نشان دهنده بعضی از روابط است نه تمام ارتباط درون شبکه.

 

2-4 چرخه حیات

تمام موجودات زنده درنهایت می میرند. از نظر اکولوژی، مواد شیمیایی تشکیل دهنده بدن موجودات از زمین به امانت گرفته شده و هنگام مرگ باز پس داده می شود. تمام موادی که هر حیوان اعم از یک پشه کوچک تا یک فیل بزرگ، می گیرند از طریق تغذیه است که بعداً به صورت مواد زاید به زمین برگردانده می شود. مواد مرده یا مواد زاید، مواد غذایی گروهی از جانداران را تشکیل می دهد که به آنها تجزیه کنندگان می گویند.

 

 

این موجودات شامل باکتری ها، قارچ ها و موجودات ریزی هستند که مواد زاید را در طبیعت شکسته و به مواد ریز تری تبدیل می کنند و بالاخره آنها را به خاک، هوا یا آب برمی گردانند تا مجدداً در دسترس موجودات زنده قرار گیرند. بدون وجود دی اکسید کربن که حاصل این تجزیه است، تمام حیات گیاهی از بین می رود. بدون اکسیژنی که گیاهان پس می دهند و بدون غذایی که تولید می کنند، حیات متوقف گشته و تمام موجودات از گرسنگی می میرند. تجزیه کنندگان حلقه حیاتی چرخه طبیعی حیات و مرگ هستند.


بیش تر مواد زاید و مرده گیاهی مانند جوانه ها و ساقه ها،سلولز دارند. صفحات کتاب هابب که در اختیار دارید از مواد فیبری و سلولزی که از گیاهان به خصوص و درختان بدست آمده، ساخته شده است. همانند شکر و نان، سلولز یک هیدرات کربن است. این مواد حاوی کربن یا عنصر اساسی مورد نیاز حیات است. تعداد کمی از حیوانات می توانند ملکول های هیدارت ها را شکسته و مورد استفاده قرار دهند. تجزیه کنندگان اصلی سلولز، باکتری ها بوده که بعضی از آنها درون معده حیوانات دیگر زندگی می کنند. قارچ ها نیز می توانند بعضی از ملکول های هیدرات ها را بشکنند و بعضی از آنها که کپک یا زنگ نام دارند، بر روی گیاهان رشد می کنند.


- به باغچه حیات مدرسه یا منزل خود سری بزنید و با ذره بین از نزدیک شاهد چرخه حیات و چرخه تجزیه کنندگان در آن باشید.

 

2-5 چرخه تجزیه کنندگان

در هر اکوسیستم همواره موادی زائد بوجود می آید که شاخ و برگ افتاده بر روی زمین، فضله حیوانات و هم چنین حیوانات مرده را شامل می شود. به این مواد مجموعاً خرده ریز می گویند. به موجودات ریزی که این مواد را می خورند، ریزه خوار گفته می شود، موجودات ریز می توانند مقدار زیادی مواد کوچک و درشت را خرد و هضم کرده، به صورت مدفوع خارج سازند. اینها مواد را به صورتی درمی آورند که به سادگی توسط قارچ ها و باکتری ها مصرف شده و تبدیل به ترکیبات ساده می شوند. بعضی از این موجودات ریزه خوار عبارتند از: خرخاکی ها، حلزون ها، کرم ها، چندپایان و دم حلقه ای ها.
 


کرم ها نقش ویژه و مهمی در فرایند تجزیه سطح زمین دارند. کرم ها برگ های مرده را در روی زمین می خورند و بخشی از آنها را به صورت فضولات به خاک باز می گردانند، یا در واقع مواد هضم شده آنها به خاک برگردانده می شود و به وسیله باکتری ها و قارچ ها مصرف شده و گردش برگ های افتاده بر روی زمین پایان می یابد. هم چنین کرم ها، خاک را برگردانده مواد زیرین را به سطح خاک می آورند و امکان اکسیژن گیری خاک را فراهم می کنند. بنابراین کرم ها در حاصل خیزی خاک نقش مهمی دارند. در خاک های مناطق معتدله در هر متر مربع ممکن است حدود 70 عدد کرم وجود داشته باشد. علاوه بر ریزه خواران، موجودات ریز میکروسکوپی نیز وجود دارند که در تجزیه مواد نقش دارند.
 


باکتری ها موجوداتی کوچک و میکروسکوپی هستند که بدون چشم مسلح دیده نمی شوند. اینها عموماً بیماری زا می باشند اما اهمیت زیادی در تجزیه مواد دارند. هنگامی که جمعیت آنها زیاد می شود، تشکیل لکه های رنگی می دهند که لکه های رنگین روی برگ درختان نمونه ای از آنها است. آنها در شرایط مرطوب خیلی خوب عمل می کنند و جمعیت شان بسیار زیاد می شود و بعضی از آنها در شرایط غیر هوازی نیز رشد می کنند. مانند قارچ ها، باکتری ها نیز از خود آنزیم هایی ترشح می کنند و از این طریق مواد را هضم کرده می توانند به وسیله سلول هایشان آنها را جذب کنند.
تصویر زیر نشان دهنده شمایی از جریان انرژی و مواد در یک جنگل است.
  


تکلیف1:
  یک مصرف کننده سطح سوم را انتخاب کنید و مصرف کننده ثانویه و اولیه آن را بیابید. سطوح غذایی این اکوسیستم را به صورت یک هرم غذایی همراه با گزارش مفصل تهیه نموده و برای ما ارسال نمایید.


تکلیف2:  به تمام موجودات، اعم از گیاهان و جانوران اطراف محل زندگی خود دقت نمایید. یک شبکه غذایی منظم و پیچیده از این موجودات تهیه نمایید. همراه با تصویر و توضیحات برای ما ارسال نمایید.


محل بازدید/ اردو/ خرید: 

برای یافتن یک شبکه غذایی منظم و پیچیده، به اطراف محل زندگی خود با دقت بنگرید و روابط پیچیده موجودات را بنگرید.

 

منابع مطالعه: 

جهت مطالعه بیشتر در زمینه انتقال انرژی و هرم غذایی، بخش دوم از کتاب اکولوژی، ترجمه: احمد کریمی، انتشارات انجمن ملی حفاظت منابع طبیعی را مطالعه نمایید.

 

بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان
تهیه: الهام گارسچی - تنظیم:  مریم فروزان کیا

 

 

اکولوژی چیست؟ - جلسه اول
اکولوژی چیست؟ - جلسه دوم
اکولوژی چیست؟ - جلسه سوم
اکولوژی چیست؟ - جلسه چهارم
اکولوژی چیست؟ - جلسه پنجم
اکولوژی چیست؟ - جلسه ششم
اکولوژی چیست؟ - جلسه هفتم
اکولوژی چیست؟ - جلسه هشتم

 

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین