اکولوژی چیست؟ - جلسه پنجم

اهداف جلسه:

• آشنایی با جایگاه اکولوژیک
• آشنایی با مطالعه جمعیت ها
• آشنایی با رشد جمعیت

وسایل مورد نیاز:

• کامپیوتر مجهز به اینترنت

مقدمه

با داشتن اطلاعات مفیدی که در جلسات گذشته در مورد اکولوژی، سلسله مراتب جانداران، انتقال انرژی از تولید کننده اولیه، چرخه حیات و چرخه تجزیه کنندگان عناصر، حیات بر روی کره زمین، خاک و همچنین توزیع حیات، در اختیار دارید می توانید به مباحث این جلسه بپردازید. در این جلسه در مورد جایگاه اکولوژی، مطالعه جمعیت ها و همچنین رشد جمعیت بحث خواهد شد.

با توجه به مطالبی که در جلسات قبل آموختید حتماً این سئوال در ذهنتان شکل گرفته که نقش اکولوژی در این میان چیست؟ در این جلسه قصد داریم به جایگاه اکولوژیک موجودات زنده بپردازیم.

5-1 جایگاه اکولوژیک

برای آنکه شخصی را بشناسیم، علاوه بر آدرس وی باید چیزهای بیش تری درباره او بدانیم. مثلاً به چه چیزهایی علاقه دارد؟ چگونه اوقات خود را می گذراند؟ مهم تر آنکه در جامعه چگونه زندگی می کند و رابطه اش با دیگر اعضای جامعه چگونه است؟ برای سایر موجودات زنده نیز می توان سئوالات مشابهی مطرح کرد. اگر آدرس، زیستگاه یک حیوان یا گیاه یعنی محلی باشد که در آن زندگی می کند، بنابراین فعالیت ها و سایر عواملی که از آنها یاد شد، مجموعاً جایگاه اکولوژیک گونه را مشخص می کند.

چارلز التون از نخستین اکووژیست هایی بود که "جایگاه اکولوژیک" را به عنوان "موقعیت عملکرد های یک موجود زنده در جامعه" شرح داد. در این حالت، کلمه "جایگاه اکولوژیک" عبارت است از روش هایی که یک گونه برای استفاده از منابع، جهت بقای خود مورد استفاده قرار می دهد. هم چنین، راه هایی که وجود یک گونه بر سایر موجودات اطراف او اثر می گذارد، جایگاه اکولوژیک نام دارد. مطالعات آزمایشگاهی و مشاهدات صحرایی انسان را به این شناخت هدایت کرده که هر گونه در طبیعت جایگاه اکولوژیک متفاوتی را اشغال نموده است. اعتقاد بر آن است که این عمل برای جلوگیری از رقابت بین گونه ها در هنگامی است که منابع محدود باشد. اگر دو گونه در رقابت مستقیم با یکدیگر قرار داشته باشند، ناچار یکی از آنها منقرض گشته یا مجبور است جایگاه اکولوژیک دیگری را بیابد.

هیچگاه دو گونه یک جایگاه اکولوژیکی را باهم اشغال نمی کنند اما استثناهایی هم وجود دارد. این موضوع به نام اصل "گوس" معروف است که به افتخار بیولوژیست روسی جی.اف.گوس نامگذاری شده. او این نظریه را از روی دو گونه میکروسکوپی به طور تجربی نشان داده است. او دو گونه تک یاخته را هنگام استفاده از منابع غذایی مورد بررسی قرار داد و نشان داد که گونه اول در مقایسه با دیگری امتیاز بیشتری دارد، چون بسیار سریع تر غذا را بدست می آورد. هنگامی که هر دو گونه در آزمایشگاه باهم رشد می کنند، گونه اول سریع تر جمعیت خود را افزایش داده و گونه دوم را از میدان بدر کرده و منقرض می سازد.

5-2 تقسیم منابع

بعضی از گروه های حیوانات نزدیک به هم، می توانند یک فضای جغرافیایی را اشغال کنند بدون آنکه برای منابع آن به رقابت بپردازند. علت آن است که این موجودات جایگاه های اکولوژیک مختلف، به ویژه منابع غذایی مختلفی را مورد استفاده قرار می دهند. به عنوان مثال در تصویر زیر اختلاف زیادی که بین این سه گونه سهره وجود دارد، نشان می دهد که تنوع غذایی آنها با یکدیگر متفاوت است. سهره سبز از مغز و بذر سخت که می تواند با منقار سخت و نوک تیزش آنها را خرد نماید، تغذیه می کند. سهره نوک کلفت عمدتاً از جوانه درختان میوه تغذیه می کند.

بنابراین منقار کوتاه و پهن این سهره برای قطع جوانه ها سازگار گردیده است. سهره نوک قیچی، نشان دهنده سازگاری ویژه ای برای تغذیه از دانه کاج است. پیچیدگی و درهم رفتن منقار ای سهره به شکلی است که برای بیرون آوردن مغز دانه های کاج مناسبت دارد. هنگامی که منقار را باز می کند، دو انتهای آن در شکاف های بین پوسته میوه قرار می گیرد. اینک اگر منقار را ببندد، چون دو انتها از یکدیگر دور می شوند، به پوسته ها فشار وارد کرده آنها را از هم دور می سازد. در این صورت، دانه درون آن آزاد شده و مورد استفاده پرنده قرار می گیرد.

مثال دیگری در ارتباط با گیاهان:

گزنه ها در اطراف سکونتگاه های قدیمی انسان، توده کودهای حیوانی، سوراخ های خرگوش ها و کلنی پرندگان دریایی رشد می کنند. چرا این مناطق برای تجمع گزنه ها مناسب است؟ پاسخ این سئوال در خاک نهفته است. گزنه ها خاک هایی را که از فسفات غنی است و در همه ی این زیستگاه ها وجود دارد، انتخاب کرده و آن جایگاه اکولوژیک خود را می یابند. گزنه ها سریعاً در چنین مناطقی رشد کرده، جایگزین گیاهان دیگر می شوند. به محض اینکه فسفات موجود در این زیستگاه ها مصرف گردد، دیگر این محل ها برای گزنه ها ایده آل نیست و سایر گیاهان به تدریج جایگزین آنها می گردند.

با رشد جمعیت و توزیع پراکندگی انسان ها، فعالیت ما باعث گسترش جایگاه های مختلف اکولوژیکی حیوانات شده است. روباه قرمز یکی از گونه هایی است که از گسترش شهرها و روستاها سود می برد. این حیوان که همه چیزخوار و فرصت طلب است و قدرت بینایی و بویایی زیادی دارد. جایگاه ویژه ای به دست آورده است. این حیوان با استفاده از مواد غذایی اضافی که در اطراف شهر ها وجود داردراغب است. هم چنین می تواند بدون اینکه تحت تعقیب باشد، وارد کوره راه ها و باغات شده از باقی مانده ها و غذاهای دور ریخته انسان استفاده کند.

5-3 جمعیت ها

آیا می دانید به چه دلیل جمعیت گونه ها افزایش یا کاهش می یابد؟ عللی که جمعیت گونه های خاص افزایش یا کاهش می یابد و دلایل این تغییرات، موضوع "پویایی جمعیت" را تشکیل می دهد. بررسی های دقیقی که بیانگر نوسان جمعیت ها باشد، نشان می دهد که حتی در هنگامی که به نظر می رسد عوامل طبیعی ثابت باشد، عواملی وجود دارد که می تواند اثرات مهمی بر حیات وحش وارد کند و باعث تغییرات فراوان گردد. لمینگ ها مثال زنده ای برای این موضوع هستند.

این جوندگان کوچک در نواحی سرد شمال کره زمین زندگی می کنند. هر سه یا چهار سال جمعیت آنها فوق العاده زیاد می شود به نحوی که می توان آنها را به تعداد زیاد در حال مهاجرت مشاهده کرد. به نظر می آید که این تغییر هنگامی رخ می دهد که غذا در محل زندگی شان رو به اتمام باشد. داستان خودکشی لمینگ ها پایه در این واقعیت دارد که آنها در مسیر رودخانه ها در جستجوی غذا شنا می کنند. هنگامی که به دریا می رسند، تلاش دارند از دریا نیز بگذرند و در نتیجه غرق می شوند.

جمعیت بسیاری از گونه ها در معرض افزایش یا کاهش قرار دارد، هرچند در این مورد سئوالات زیادی بدون جواب پیش رو داریم. وول حیوانی است که در بسیاری از مناطق در ارتباط با رشد دوره ای گیاهان تغییراتی شبیه جمعیت لمینگ ها دارد.

ممکن است این موضوع را بدین صورت توضیح داد که افزایش جمعیت وول بیش از عناصر غذایی موجود در محیط زیست است و در نتیجه مقدار آن به علت مصرف پی در پی به شدت کاهش می یابد. در شرایط سرد مناطق شمالی که تجزیه به کندی صورت می گیرد، این عناصر غذایی بسیار دیر به خاک باز می گردد. در نتیجه، رشد گیاهان کم می شود و تنها زمانی که جوندگان مهاجرت کنند، گیاهان فرصت تجدد حیات می یابند. به محض اینکه گیاهان رشد کردند، دوباره جوندگان باز می گردند و این دوره مجدداً تکرار می شود.

5-4 نمونه برداری از جمعیت

فهمیدن رفتار حیوانات، ماهی ها، آفات نباتی، محصولات زراعی و موجودات نادر برای تولید غذا و حفاظت از محیط زیست بسیار سودمند است. مطالعه جمعیت ها، گردآوری اطلاعاتی در مورد تعداد افراد آن جمعیت، تعداد افرادی که در یک منطقه خاص وجود دارند (تراکم جمعیت)، تغییرات جمعیت با گذشت زمان و میزان زاد و ولد و مرگ و میر را شامل می شود. از آنجا که جمع آوری اطلاعات کامل از تمام افراد جمعیت مقدور نیست، باید با دستگیری تعدادی از آنها اطلاعات لازم را تخمین زد و به کل جمعیت تعمیم داد. چنین نمونه برداری هایی اساس فهم علمی را در مورد جمعیت ها تشکیل می دهد.

برای آنکه بتوان حرکت و عادات و رفتار جانور را مطالعه و ردیابی کرد، بر بدن آن علامت های گذاشته می شود. اما باید برای این کار روش مناسبی انتخاب نمود تا باعث تغییر رفتار حیوان نشود. برای پرندگان معمولاً از حلقه هایی در پایشان استفاده می کنند. برای ماهی ها از علامتی که روی باله هایشان نصب می گردد، و برای پستانداران از علامت هایی در گوش آنها استفاده می شود. می توان به حیوانات بزرگ تر دستگاه فرستنده کوچکی را نصب کرد و از طریق یک دستگاه گیرنده، حرکات آنها را مورد بررسی قرار داد.

با توجه به مطالبی که بیان شد حتماً برایتان جالب است که بدانید به طرق مختلف می توان سن حیوانات را تعیین کرد. به عنوان مثال، با مشاهده فرسایش دندان های پستانداران این کار صورت می گیرد. در مورد ماهی ها این کار را با استفاده از حلقه های روی فلس آنها انجام می دهند. این حلقه ها همه ساله در فصل زمستان به صورت تیره تری در می آیند و نشان می دهد که رشد ماهی آهسته تر انجام گرفته است. از این طریق اکولوژیست ها می توانند ساخت سنی جمعیت ماهی ها را به دست آورده و چگونگی تغییرات آنها را با گذشت زمان محاسبه و تعیین کنند که چند ماهی را در سال می توان صید کرد بدون اینکه به جمعیت آنها لطمه وارد شود.

برای صید و مطالعه پرندگان و ماهی ها از تور استفاده می کنند، ولی برای پستانداران باید از تله استفاده کرد ولی باید به نحوی تله را درست کرد که هنگام رها کردن، جانور آسیب نبیند. برای این منظور، معمولاً خوراک مناسبی در قفس قرار می دهند تا حیوان به طرف آن جلب گردد. خوب است بدانید جمع آوری اطلاعات طولانی مدت درباره جمعیت ها ممکن است سال ها از اکولوژیست ها وقت بگیرد.

تکلیف1:

درباره نمونه برداری از پرندگان و پستانداران تحقیق نمایید. نتایج تحقیقتان را همراه عکس برای ما ارسال نمایید.

تکلیف2:

مطالبی در اواخر درس در مورد تشخیص سن جانداران به صورت مختصر ارائه شد، در این باره کامل تحقیق نمایید و نتایج را برای ما ارسال نمایید.

محل بازدید/ اردو/ خرید:

برای کسب اطلاع بیش تر در زمینه تنوع جانوری و همچنین نمونه برداری جانوران، از موزه آثار طبیعی و حیات وحش هفت چنار بازدید نمایید. اطلاعات کامل این موزه را در لینک زیر مشاهده نمایید.

http://www.tebyan.net/newindex.aspx?pid=145187

منابع مطالعه:  برای کسب اطلاع بیش تر در زمینه نمونه برداری جانداران و همچنین تشخیص سن، بخش سوم 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