درس ۱ · صفحهٔ ۱۶۳ تا ۱۷۱ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی
بوم‌سازگان
در این درس یاد می‌گیری اجزای بوم‌سازگان را تشخیص بدهی، مسیر انتقال ماده و انرژی و نقش تجزیه‌کنندگان را توضیح بدهی و رابطه‌های همزیستی، شکارگری و رقابت را در مثال‌های روزمره شناسایی کنی.
پیش از شروع
روباه که گل نمی‌خورد؛ پس چطور ممکن است زندگی‌اش به یک گیاه گل‌دار وابسته باشد؟
زنبور از گل غذا می‌گیرد، زنبورخوار زنبور را می‌خورد و ممکن است خودش شکار روباه شود. پس زندگی روباه هم از راه رابطه‌های غذایی به گیاه وابسته است؛ در این درس ردّ این ارتباط‌ها را می‌گیریم.
بوم‌سازگان؛ مجموعه‌ای از ارتباط‌ها
بوم‌سازگان؛ مجموعه‌ای از ارتباط‌ها
به یک گلدان کنار پنجره فکر کن. آیا فقط گیاهِ داخل آن مهم است؟ گیاه بدون آب، هوا و نور نمی‌تواند زنده بماند. در خاک گلدان هم ممکن است جانداران ریزی زندگی کنند که با چشم دیده نمی‌شوند.
برای شناخت بوم‌سازگان، باید سه چیز را کنار هم ببینی:
- اجزای زنده، مانند گیاه و جانداران ریز خاک؛
- اجزای غیرزنده، مانند آب، هوا، نور و دما؛
- تأثیر این اجزا بر یکدیگر؛ مثلاً آبِ خاک بر رشد گیاه اثر می‌گذارد و گیاه با جذب آب، مقدار آب خاک را تغییر می‌دهد.
پس بوم‌سازگان فقط مجموعه‌ای از جانداران نیست؛ بخش‌های غیرزنده و ارتباط میان اجزا هم جزو آن‌اند. لازم هم نیست خیلی بزرگ باشد: یک جنگل، یک دریاچه و حتی یک گلدانِ دارای گیاه می‌توانند بوم‌سازگان باشند. مهم، اندازه نیست؛ اجزا و اثرهای متقابل آنهاست.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۶۴
از تولیدکننده تا هرم انرژی
از تولیدکننده تا هرم انرژی
روباه لازم نیست گیاه بخورد تا به آن وابسته باشد؛ ممکن است خرگوشی را بخورد که از گیاه تغذیه کرده است!
تولیدکننده‌ها از مواد معدنی، مواد آلی می‌سازند. مثلاً گیاه با استفاده از آب و کربن‌دی‌اکسید و انرژی نور خورشید، مواد غذایی می‌سازد. مصرف‌کننده‌ها این توانایی را ندارند و ماده و انرژی موردنیازشان را با خوردن جانداران دیگر به دست می‌آورند. تولیدکننده‌ها فقط گیاهان نیستند؛ جلبک‌ها هم از تولیدکنندگان‌اند.
در یک زنجیره، گیاه خوراک ملخ و ملخ خوراک عنکبوت می‌شود. چون هر جاندار ممکن است چند نوع غذا یا چند شکارچی داشته باشد، زنجیره‌ها به هم وصل می‌شوند و شبکهٔ غذایی می‌سازند.
اما همهٔ ماده و انرژی یک تراز به تراز بعد نمی‌رسد؛ بخشی صرف فعالیت‌های جاندار می‌شود، مقداری از انرژی به صورت گرما به محیط می‌رود و همهٔ بدن جاندار هم خورده یا جذب نمی‌شود. به‌طور تقریبی، فقط درصد ماده و انرژی به تراز بعد منتقل می‌شود. پس هرچه بالاتر برویم، مقدار کمتری در دسترس است؛ برای همین این کاهش را با هرم ماده و انرژی نشان می‌دهند.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۶۵
بازگشت مواد به محیط
بازگشت مواد به محیط
اگر برگ‌های ریخته‌شده و بقایای جانداران هیچ‌وقت تجزیه نمی‌شدند، چه اتفاقی می‌افتاد؟ هم بقایا روی هم جمع می‌شدند و هم بخشی از مواد لازم برای زندگی، در آنها باقی می‌ماند.
تجزیه‌کنندگان، مانند انواعی از قارچ‌ها و باکتری‌ها، از بقایای جانداران انرژی می‌گیرند. آنها مواد آلیِ این بقایا را به مواد ساده‌تری مانند آب و کربن‌دی‌اکسید تبدیل می‌کنند. به این ترتیب، مواد به خاک، آب و هوا برمی‌گردند و دوباره در دسترس جانداران قرار می‌گیرند.
مثلاً برگ‌های افتاده در باغچه به‌تدریج تجزیه می‌شوند. بخشی از مواد حاصل به خاک برمی‌گردد و گیاه می‌تواند دوباره از آنها استفاده کند. پس تجزیه‌کنندگان فقط بقایا را از بین نمی‌برند؛ آنها در چرخهٔ مواد نقش دارند.
یادت باشد: مواد دوباره به محیط برمی‌گردند، اما انرژی چرخه ندارد؛ تجزیه‌کنندگان هم انرژی مصرف می‌کنند و بخشی از آن به صورت گرما به محیط منتقل می‌شود.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۶۶
همزیستی؛ سود برای چه کسی؟
همزیستی؛ سود برای چه کسی؟
وقتی دو جاندار با هم زندگی می‌کنند، آیا حتماً هر دو سود می‌برند؟ نه! همزیستی همیشه به معنی سود دوطرفه نیست. برای شناخت نوع رابطه، سود و زیان هر جاندار را جداگانه بررسی کن:
- همسفرگی: یکی سود می‌برد و دیگری نه سود می‌برد و نه زیان می‌بیند؛ مثل ماهی‌های کوچکی که پس‌ماندهٔ شکار کوسه را می‌خورند، بدون آنکه بر کوسه اثری بگذارند.
- همیاری: هر دو سود می‌برند؛ مثلاً زنبور از گل شهد می‌گیرد و با جابه‌جایی گرده به تولیدمثل گیاه کمک می‌کند.
- انگلی: انگل سود می‌برد، ولی میزبان آسیب می‌بیند؛ مثل کنه‌ای که خون انسان را می‌مکد.
گلسنگ هم نمونهٔ جالبی از همیاری قارچ و جلبک است: قارچ مواد معدنی را برای جلبک فراهم می‌کند و جلبک با فتوسنتز، کربوهیدرات مورد نیاز هر دو را می‌سازد.
پس هر بار با یک رابطه روبه‌رو شدی، بپرس: «جاندار اول چه چیزی به دست می‌آورد؟ جاندار دوم چطور؟»
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۶۷
شکار، پنهان‌شدن و رقابت
شکار، پنهان‌شدن و رقابت
شکارچی با شکار جانوران دیگر غذا به دست می‌آورد؛ اما لازم نیست همیشه دنبال طعمه بدود! شقایق دریایی در جای خود ثابت است و شکار می‌کند. تعداد شکارچیان نیز به تعداد جانورانی وابسته است که غذای آنها هستند؛ کم‌شدن شکار می‌تواند غذای در دسترس شکارچیان را کاهش دهد.
در مقابل، بعضی جانوران ویژگی‌هایی دارند که احتمال شکارشدنشان را کم می‌کند. مثلاً حشرهٔ برگی میان برگ‌ها به‌سختی دیده می‌شود. این استتار است؛ استتار می‌تواند شکارچی را هم از دید شکار پنهان کند.
حالا دو پرنده را تصور کن که در باغچه دنبال حشره می‌گردند. اگر نیازشان مشابه باشد و از منبع غذایی مشترکی استفاده کنند، با هم رقابت دارند؛ حتی اگر نجنگند! رقابت هم میان افراد یک گونه و هم میان گونه‌های متفاوت رخ می‌دهد و می‌تواند بر سر غذا، آب یا محل زندگی باشد.
یکی از راه‌های کاهش رقابت، استفاده از منبع مشترک در زمان‌های متفاوت است: جغد شب شکار می‌کند و شاهین روز؛ پس با وجود غذای مشابه، رقابتشان کمتر می‌شود.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۷۰
مثال حل‌شده
در یک هرم ماده، مقدار مادهٔ تولیدکنندگان است. اگر در هر انتقال حدود درصد ماده به تراز بعد برسد، مقدار ماده در تراز دومین مصرف‌کنندگان تقریباً چقدر خواهد بود؟
مسیر را مشخص می‌کنیم: تولیدکنندگان، اولین مصرف‌کنندگان و سپس دومین مصرف‌کنندگان؛ پس دو انتقال داریم.
برای رسیدن به اولین مصرف‌کنندگان، مقدار اولیه را در ضرب می‌کنیم: .
برای رسیدن به دومین مصرف‌کنندگان، دوباره همین کار را انجام می‌دهیم: .
پاسخ را بررسی می‌کنیم: مقدار ماده در هر تراز کمتر شده است؛ نباید درصد انتقال را فقط یک بار برای دو تراز به کار ببریم.
نکات مهم
- بوم‌سازگان از جانداران، عوامل غیرزنده و اثرهای متقابل آنها تشکیل می‌شود؛ یک گلدان هم می‌تواند بوم‌سازگان باشد.
- در شبکهٔ غذایی، تولیدکنندگان پایهٔ تأمین ماده و انرژی‌اند، حدود درصد به تراز بعدی منتقل می‌شود و تجزیه‌کنندگان مواد بقایا را به محیط برمی‌گردانند.
- رابطهٔ جانداران می‌تواند همزیستی، شکارگری یا رقابت باشد؛ سود و زیان دو طرف نوع همزیستی را مشخص می‌کند و تفاوت زمان استفاده از منابع می‌تواند رقابت را کاهش دهد.