ملخص درس ديناميكية الجماعة الاحيائية علوم الثاني عشر العام - نموذج 3
ديناميكية الجماعة الإحيائية
خصائص الجماعة الاحيائية:
تعيش الانواع جميعها في مجموعات تسمى بالجماعات الاحيائية التي تتمتع بخصائص معينة مثل كثافة الجماعة الإحيائية وتوزيعها المكانی ومعدل نموها، فائدتهم انهم يعملوا على تصنيف الجماعات الاحيائية من البكتريا والحيوانات والنباتات.
1- كثافة الجماعة الاحيائية: يقصد بها عدد الكائنات الحية في كل وحدة مساحة مثل طائر بلشون الماشية الذي عندما يقترب من الجاموس تزداد كثافته وعندما يبتعد عن الجاموس ، فتكون كثافة طائر البلشون صفرا
2- التوزيع المكاني (الانتشار): يقصد به انتشار الجماعة الاحيائية في منطقة محددة ، وينقسم الى ثلاثة أنواع وهم (المنتظم والتكتلي و العشوائي)
فالانتشار المنتظم مثل الدب الاسود. والانتشار التكتلي مثل اليبسون الأمریکي. و الانتشار العشوائي مثل الغزال ابيض الذيل الذي ينتشر على مسافات لا يمكن توقعها. ولا ننسى العامل الأساسي الذي يتحكم في انتشار جميع الكائنات الحية وهو الغذاء
نطاقات الجماعة الاحيائية
لا تشغل الجماعة الاحيائية كل المواطن البينية في الغلاف الجوي ، فيوجد مثل طائر هاواي الباحث عن العسل ينتشر ويتوزع في نطاق محدود جدا لكن على عكسه طائر الشاهين الذي ينتشر في نطاق واسع جدا وهو يتواجد في كل القارات ما عدا القارة القطبية الجنوبية. الكائنات الحية تتكيف مع العوامل الحيوية والغير حيوية فتوجد بعض الأنواع التي ليس عندها القدرة على توسيع نطاق جماعتها الإحيائية وهذا لسببين هما عدم تكيفها مع الظروف غير الحيوية في منطقة التوسع. وقد يجعل لهذه الأنواع اختلاف في مستويات درجة الحرارة او مستوى الرطوبة او معدل الهطول السنوي وايضا العوامل الحيوية مثل الكائنات المفترسة والكائنات الحية المنافسة والطفيليات التي تشكل تهديدا لهذه الأفراد، وتجعل من المواقع الجديدة اماكن صعبة للبقاء.
إن كثافة الجماعة الاحيائية تصف عدد الأفراد التي تعيش في مساحة معينة لكن التوزيع المكاني او الانتشار فهو يصف كيفية انتشار الأفراد في هذه المساحة. أما نطاق الجماعة الاحيائية، فيصف توزيع الأنواع
العوامل المحددة للجماعة الإحيائية
هي العوامل الحيوية وغير الحيوية التي تمنع استمرار زيادة الجماعة الاحيائية الى ما لا نهاية فمثلا مصدر الغذاء اذا تناقص فيؤدي الى تغيير عدد الأفراد القادرين على البقاء في منطقة محددة وايضا يتسبب في نقصان في حجمها ، واذا زاد الغذاء قد يؤدي الى زيادة في حجم الجماعة الاحيائية ، العوامل المحددة للجماعة الإحيائية تنقسم لنوعان: عوامل تعتمد على الكثافة وعوامل لا تعتمد على الكثافة.
عوامل لا تعتمد على الكثافة فهو عامل لا يعتمد على عدد أفراد الجماعة الاحيائية في وحدة المساحة وغالبا ما يكون عامل غير حيوي الذي يتضمن احوال الطقس: الجفاف أو الفيضانات او الارتفاع والانخفاض في درجة الحرارة.
تعد حرائق التيجان الشجرية من العوامل التي لا تعتمد على الكثافة وقد تؤدي شده الحرارة الناتجة عن حرائق التيجان الشجرية تدمير اشجار صنوبر البونديروزا المكتملة النمو: وهي من الانواع السائدة في غابات غرب الولايات المتحدة الامريكية وقد تؤدي هذه النيران الى القضاء على النباتات الصغيرة التي تستهلك العناصر والمواد المغذية فبالتالي ستكون اشجار صنوبر البونديروزا تنمو بأكثر صحة
الانسان له دور مهم في تغيير معالم سطح الأرض فمثلا نهر كولورادو الذي قام عليه بانشطة أدت الى قلة كمية المياة وتغير درجة حرارتها مثل بناء السدود و بناء الحواجز المائية واضاف انواع من الأسماك الى النهر التي ادت الى تغير العوامل الحيوية فيه ولهذه التغيرات انخفضت عدد اسماك الشوب بشكل كبير وكادت أن تختفي أثناء فترة الستينات من القرن العشرين وايضا تلوث الماء والهواء من انشطة الانسان قد يحد من حجم الجماعات الاحيائية
عوامل تعتمد على الكثافة فهو عامل يعتمد على عدد افراد الجماعة الإحيائية في وحدة المساحة، وغالبا ما تكون العوامل التي تعتمد على الكثافة حيوية مثل الافتراس والمرض والطفيليات والتنافس. اجريت دراسة بشأن العوامل التي تعتمد على الكثافة على الجماعات الاحيائية للذئاب والموظ في جزيرة رويال ووضحت العلاقة بين اعداد الكائنات المفترسة والفرائس مع مرور الوقت، فكلما انخفض عدد الذئاب ازدادت أعداد الموظ
المرض: فعندما يكون عدد افراد الجماعة كبير وكثافتها مرتفعة تنتشر الأمراض بسهولة وتنتقل من فرد إلى آخر ومثله على الجماعات البشرية التنافس: عندما يزداد حجم الجماعة الإحيائية تصبح الموارد محدودة مثل الغذاء او المساحة فبالتالي سوف تتنافس الكائنات الحية بشكل كبير والذي يؤدي إلى انخفاض في كثافة الجماعة الاحيائية او انتقال الأفراد من مكان إلى آخر لكي يبحث عن موارد جديدة، ومع قلة العدد تقل خطورة التنافس. مثال على اكثر الحيوانات تنافس على الموارد (قوارض اللاموس) وهي ثدييات صغيرة تتكاثر بأعداد كبيرة عند توافر الغذاء وعند قلته يموت عدد كبير مما يؤدي الى نقص الجماعة الإحيائية وتعيش في اقليم التندرا الاحيائي .
الطفيليات: فهي حشرات تقوم بنقل الأمراض من فرد إلى آخر مثل (الوسيط) فتؤثر بضرر كبير على الجماعة الاحيائية كبيرة الحجم، فهي مثل الأمراض تزيد مع زيادة كثافة الجماعة الاحيائية
معدل نمو الجماعة الاحيائية
من اهم خصائصه هو معدل نموه
معدل نمو الجماعة الاحيائية هو مقدار سرعة نمو الجماعة الإحيائية
معدل المواليد احد الخصائص الجماعة الإحيائية التي يجب علينا معرفته أو تقديره ويقصد به عدد المواليد خلال فترة زمنية محددة ويجب علينا معرف معدل الوفيات او عدد الوفيات في الجماعة الإحيائية خلال فترة زمنية محددة الانفصال او الخروج من جماعة احيائية مصطلح يستخدمه العلماء للتعبير عن عدد الأفراد اللذين يغادرون الجماعة الاحيائية
اما الانضمام او الدخول في جماعة احيائية مصطلح يستخدمه العلماء للتعبير عن عدد الأفراد الذين ينظمون الى الجماعة الإحيائية
أن بعض الحالات الجماعات الاحيائية تبقى بالحجم نفسه تقريبا من سنة الى اخرى لتكوين فهم أفضل لسبب الجماعات الإحيائية يجب مراجعة نموذجين رياضيين لنمو الجماعة الاحيائية هما نموذج النمو الاسي نموذج النمو اللوجيستي
نموذج النمو الأسي
لاحظ الشكل 1 لاحظ كيف ينمو جماعة الفئران الأحيائية في حال انعدام وجود عوامل محددة في بيئتها لنفترض أن زوجا من الفئران تزاوج وانتج اثنين من الصغار وان الصغيرين قادرين على التزاوج خلال أشهر
اذا كان جميع الأبناء على قيد الحياة حتى التزاوج فسيكون النمو بطيئا ف البداية تعرف بمرحلة النمو البطيء ثم يتسارع لان اجمالي عدد الأفراد القادرين على التزاوج قد ازداد وبعد عامين من اجراء التجربة ستزداد جماعة الاحيائية لتصبح اكثر من ثلاثة ملايين فأر لاحظ الشكل 1 مرة اخرى ستلاحظ انه عندما يبدأ التكاثر الفئران يصبح الرسم البياني على حرف ل النمو الاسي ويحدث النمو الاسي عندما يتناسب طرديا مع حجم الجماعة الإحيائية تنمو جميع الجماعات الإحيائية نموا اسيا
ايضا ستلاحظ انه خلال طور التباطؤ يكون استخدام الموارد المتوافرة اسيا لذلك تصبح الموارد بسرعة وتصبح الجماعة الإحيائية أبطأ
نموذج النمو اللوجيستي
ينمو العديد من الجماعات كما في النموذج الموضح في الشكل الفترة الزمنية وليس النموذج الموضح في الشكل 1 لاحظ ان الرسمين البيانيين يتشابهان في بعض مراحل الفترة الزمنية غير انه في الرسم البياني الثاني ينحني على حرف s ممثلا النمو اللوجيستي يحدث عندما يتباطأ نمو الجماعة الاحيائية او يتوقف بعد النمو الاسي عند قدرة استيعابية يتوقف الازدياد في الحجم عندما يقل عدد المواليد عن عدد الوفيات او عندما يزيد معدل الانفصال أو الخروج من جماعة احيائية عن معدل الانضمام او الدخول في جماعة احيائية اخرى
القدرة الاستيعابية
لاحظ الشكل 2 مرة اخرى ستلاحط أن مستويات النمو التنظيمية تثبت عند خط معين يسمى بالقدرة الاستيعابية القدرة الاستيعابية هي اكبر عدد من افراد نوع ما تستطيع البيئة دعمه على مدى طويل
ما الذي يحدد القدرة الاستيعابية ؟ توافر الطاقة والماء والأكسجين والمواد المغذية
فعندما تنمو الجماعات الاحيائية في بيئة تتوافر الموارد يزيد عدد المواليد على عدد الوفيات مما يؤدي إلى وصول الجماعة الاحيائية سريعا الى مستوى القدرة الاستيعابية او تخطيها له