ביואנוזה: מאפיינים, רכיבים, סוגים ודוגמאות - ביולוגיה - 2025

Biocenosis , קהילה ביולוגית, או קהילה אקולוגית הוא קיבוץ של אוכלוסיות של אורגניזמים שחיים באזור משותף. בהגדרה זו יש לנו באופן מרומז שיש לתחום את האזור על מנת להגדיר את הקהילה. ברוב המקרים, התיחום הוא שרירותי בלבד.

קהילות מתאפיינות בכך שהן מורכבות ביותר, מכיוון שיש שונות בכל רמות ארגון (פרט, אוכלוסיה, מינים וכו '). זאת בנוסף לעובדה שאנשים מקיימים אינטראקציה במספר רב של דרכים, כולל תחרות, הדדיות, טורף או קומנסליזם, בין היתר.

מקור: Key45

יתר על כן, תיחום קהילה הוא (עבור חלק מחברים) נושא שנוי במחלוקת, שכן קיומה של הקהילה כיחידה ביולוגית מוטל בספק.

ענף הביולוגיה שמטרתו ללמוד את הקהילה כרמת ארגון נקרא אקולוגיה קהילתית, המבקש לפרט היבטים כמו הרכב ומגוון המינים בהם. זה כולל מחקר של שני מינים או יותר שנמצאים באותו אזור, הערכת האינטראקציות והתחרות.

אקולוגים מנסים להבין את תפקודן של קהילות, להסיק כיצד לנהל אותן וכך לשמור על המגוון הביולוגי.

הִיסטוֹרִיָה

בתחילת המאה העשרים היה דיון חשוב שקשור לאופי היישובים.

באותה תקופה היו שני חזיונות קיצוניים והפוכים: אחד מהם התייחס לקהילות כאל אורגניזם, שבו היחידים המרכיבים אותם הקימו קשרים עמוקים מאוד ביניהם.

הקשר האמין כי הם כה קיצוניים, עד שניתן היה לסווג קהילות בדיוק כפי שמסווגות אורגניזמים: תוך שימוש בטקסונומיה לינאית.

ההשקפה ההפוכה הייתה אינדיבידואליסטית לחלוטין, בטענה שלכל אורגניזם היו תכונות ספציפיות המאפשרות לו לאכלס אזור מסוים.

בעקבות רעיון זה, קהילה מורכבת ממגוון מינים בעלי תכונות או תווים דומים, ולכן התקיימו יחד באותו האזור. תומך רעיון זה היה חה גליסון. נכון לעכשיו, מה שהכי קרוב לחזון המודרני הם רעיונותיו של מחבר זה.

מאפיינים

בתחום הביולוגיה, קהילה מוגדרת כסט של שתי אוכלוסיות או יותר, אשר מקיימות אינטראקציה באזור מוגדר. מדובר בישויות דינמיות ביותר, המגיעות בגדלים שונים וברמות שונות של אינטראקציה שונות.

אוכלוסיות הן קבוצות של אורגניזמים השייכים לאותו המין, ואוכלוסיות שונות ניתן למצוא ביישובים. כך, בכל אחת מהסביבות הללו אנו מוצאים גם בעלי חיים, צמחים וגם מיקרואורגניזמים.

בשלב הבא נתאר את ההיבטים הבולטים ביותר של קהילה ביולוגית, מבחינת המבנה שלה והקשרים המרובים והמורכבים המתרחשים בתוכה.

מבנה ורכיבים

ישנם ארבעה פרמטרים עקרוניים המשמשים ביולוגים לתיאור מבנה הקהילה. אלה הם: עושר המינים שלהם, יחסי הגומלין ביניהם, מגוון המינים ותכונותיהם הגופניות.

עושר מינים

הראשון מבין אלה הוא הקל ביותר לכימות, ומורכב מספירת מספר המינים הקיימים בתוך הקהילה אותה תרצו ללמוד.

ככל שיש לקהילה יותר מינים, כך היא עשירה יותר. באופן כללי, הקהילות העשירות ביותר ממוקמות באזורים הסמוכים לקו המשווה.

עושר גבוה זה נובע ככל הנראה מכמות הקרינה הגדולה של השמש (ובכך מגדילה את התפוקה של אורגניזמים פוטוסינתטיים), מהטמפרטורה הגבוהה, מהווריאציות הבודדות בטמפרטורה וכמויות הגשמים הגדולות באזורים אלה.

לעומת זאת ככל שמתקרבים לקטבים, עושר המינים פוחת, מכיוון שהסביבה נחשבת פחות תורמת להתפתחות וביסוס החיים.

אינטראקציות

הגורם השני הוא סכום האינטראקציות הקיימות בין כל אחד מהמינים המרכיבים את הקהילה. אינטראקציות עמיתים בדרך כלל מתחילות ללמוד ואז נוצרת רשת. רשתות אלה יכולות להכיל את כל סוגי האינטראקציות עליהן נעסוק בהמשך.

מגוון המינים

פרמטר הגיוון נקבע על פי השפע היחסי (עד כמה המינים אחידים מבחינת המאפיינים שלהם) ומספר המינים הקיימים בקהילה.

הוצע כי יציבות הקהילה קשורה באופן יחסי לגיוון שאנו מוצאים בה. עם זאת, זה נחשב כי כלל זה לא תמיד חל.

מבחינה מתמטית, יש סדרה של מדדים המאפשרים לכמת את המגוון של המינים של ביוסנוזה. בין המפורסמים והמשומשים ביותר בספרות יש לנו מדד סימפסון ומדד שאנון-וינר.

תכונות פיזיות

לבסוף יש לנו את התכונות הפיזיות של הקהילה, כולל גורמים ביוטיים ואביוטיים.

ככל שהמבנה הקהילתי מגביר את מורכבותו (בין אם בגלל מספר רב של מינים או אינטראקציות ביניהם), ניתן ליישם תוכנות מחשב לאפיין אותו.

האם כל המינים בקהילה חשובים לא פחות?

מבחינה אקולוגית לא לכל המינים בקהילה יש משקל או חשיבות זהים.

לחלקם חשיבות רבה בהרבה, ומשפיעים באופן לא פרופורציונאלי על השפע והמגוון של שאר המינים. אלה נקראים מיני אבן המזל.

ניסוי מפורסם באקולוגיה קהילתית בוצע באמצעות כוכב הים השייך למין Pisaster ochraceus כאורגניזם המחקר. על ידי הוצאת הכוכב מהקהילה הטבעית שלו, מינים של המולה שהוא צרך החלו להתגבר ללא פרופורציה.

המולה השפיע לרעה על מספר משמעותי של מינים, והפחית את עושר המינים של הקהילה. מסיבה זו, P. Ochraceus נחשב למין מפתח בביוסנוזיס זה.

ביבשת אירופה, עטלפים ממשפחת הפטרופודים הם גם מינים מרכזיים, מכיוון שהם אחראים על האבקה ופיזור זרעים של מספר ניכר של צמחים.

סוגים

ישנם שני סוגים עיקריים של קהילות: גדולים ומינוריים. קהילה גדולה יותר מוגדרת כקהילה גדולה מספיק בגודל כדי לקיים ולווסת את עצמה באופן עצמאי. לדוגמה, הקהילות שאנו מוצאים בבריכה או ביער.

הקהילות הגדולות מורכבות בתורן מקהילות קטנות יותר, המכונות גם חברות. אלה קטנים בהרבה מבחינת גודלם ואינם מסוגלים לפרנס את עצמם, מכיוון שהם תלויים ביישובים שכנים.

מערכות יחסים בין אנשים בביו-קואנוזיס ודוגמאות

בקהילות ישנן מספר דרכים בהן חבריה יכולים ליצור אינטראקציה, וזה קורה ללא הרף. פעמים רבות גורל אוכלוסיה מתקשר ישירות לאינטראקציה שלה עם קבוצה אחרת של מינים, אם על ידי החלפת חומרים מזינים, באמצעות תחרות, או על ידי אספקת בתי גידול לבן לוויה.

ביולוגים מסווגים אינטראקציות בהתאם להשפעת הכושר של מין אחד על השני ולהפך. כושר, או גישה ביולוגית, מוגדר כיכולתו של אדם להוליד צאצאים קיימא ופוריה.

קומנסליזם

בקומנסליזם, מין אחד מרוויח (כלומר יש השפעה חיובית על כושר האוכלוסייה) מהאינטראקציה, בעוד שהמין האחר המעורב אינו מושפע. בפועל, מערכת יחסים תקופתית קשה מאוד לבדיקה, מכיוון שמעט מערכות יחסים מתורגמות לשינוי כושר אפס.

קשר מסוג זה נמצא בצמחים הנקראים אפיפיטים. אורגניזמים אלה ממוקמים על ענפים של כמה עצים גבוהים כדי לקבל אור שמש, ולקבל תועלת ישירה. העץ אינו מושפע מנוכחות הצמח.

מערכת היחסים תימשך כ"קומנסאל "כל עוד מספר האפיפיטים אינו גבוה במיוחד. אם המספר יגדל בכמויות משמעותיות החוסמות את אור השמש לעץ, שני המינים יתחילו להתחרות.

תַחֲרוּת

כאשר שני מינים רודפים אחר משאב משותף, שמסיבה כלשהי מוגבלת, הם יתחרו לרכוש אותו. באקולוגיה ידוע ששני מינים אינם יכולים להתחרות ללא הגבלת זמן: האחד יעקור את האחר. זה ידוע כעיקרון ההדרה התחרותי.

התרחיש האחר האפשרי של שני המינים להיות באהדה הוא שאחד מהשניים משנה מאפיין שמפחית את התחרות.

לדוגמה, אם שני מיני ציפורים משתמשים באותו משאב (נניח זרע מסוים) הם יתמודדו על מזון. אם שני המינים דומים מאוד מבחינה אקולוגית, עליהם להיות מופרדים לאורך ציר כלשהו של הגומחה על מנת לקיים דו קיום.

מכיוון שלתחרות יש השלכות שליליות על הכושר של המין, הברירה הטבעית תפעל בתוקף כדי להימנע ממנה. שינוי אבולוציוני זה בשימוש במשאבים שנגרם כתוצאה מקיומם של תחרות במשך כמה דורות נקרא בידול נישה.

הפחתת הכושר לא תמיד בסדר גודל זהה למתחרים. אם מישהו מהזן הוא עדיף, הכושר שלו יקטן במידה פחותה מזו של בן לווייתו.

צְרִיכָה

צריכת מין אחד על ידי אחר יכולה ללבוש צורה של עשבייה, טורף או טפיליות. בכל התרחישים הללו, האורגניזם הרוכש או סופג את החומרים המזינים מקבל יתרון בכושרו, בעוד שהמין הנצרך או הפועל כמארח מושפע לרעה.

מבחינה אבולוציונית, קיומם של מערכות יחסים אנטגוניסטיות אלה בין מינים יכול להוביל למספר תרחישים. הראשון שבהם, ואינטואיטיבי יותר, הוא שאחד המינים בסופו של דבר מכבה את טרפו או מארחו.

השלכות אבולוציוניות: מירוצי נשק

שנית, לחצים סלקטיביים הדדיים מתורגמים להופעתם של "כלי נשק" חדשים וטובים יותר בכל אחד מהזן, ויוצרים מירוץ חימוש. בתוכו, כל מין המעורב באינטראקציה מגביר את היעילות של כלי הנשק שלהם.

לדוגמא, צמחים מפתחים מנגנוני הגנה כימיים כנגד עשבוני עשב, ואלה מפתחים מנגנוני ניקוי רעלים. כאשר עולה רעל חדש באוכלוסיית צמחים, הצרכנים (במקרה של מרוץ חימוש) ישפרו את אסטרטגיות הגמילה שלהם.

כך גם ביחסים בין טורפים לטרף שלהם: בכל פעם שמשפרים את כישוריהם בתנועה, גם המקביל משפר זאת.

יישומי צרכנים

על ידי הכרת רשת האינטראקציות של קהילה מסוימת, תוכלו להפיק את המרב מאותו מידע. לדוגמא, כאשר ברצונכם לחסל מזיקים (מגידול או מאזור), ניתן להציג את הצרכן הטבעי של המזיק כדי לחסל אותו ללא יישום של כימיקלים רעילים על המערכת האקולוגית.

מודול זה של הדברה נקרא סוכני בקרת ביולוגית והוכח כיעיל למדי באזורים בהם הוא מיושם.

הדדיות

הסוג האחרון של אינטראקציה מתרחש כאשר שני המינים המעורבים מביאים יתרונות כושר.

הדוגמא הקלאסית היא הקשר בין צמחים לסוכנים המאביקים שלהם. הראשונים זוכים לתגמול אנרגטי והצמחים מצליחים לפזר את הגמטים שלהם. המאביקים יכולים להיות חרקים, ציפורים או עטלפים.

דוגמא נוספת להדדיות מתרחשת בין חיידקים מקבעים חנקן לבין הצמחים בהם חיידקים אלה גדלים. הצמח שלוקח את תפקיד המארח מספק הגנה וחומרים מזינים (כמו סוכרים) לחיידקים, וזה נותן את האמוניום או החנקה שהוא זקוק להם.

מבחינה היסטורית, סוג זה של קשר נקרא סימביוזה ושני המינים השיגו תועלת מאלו. כיום למונח סימביוזה משמעות רחבה הרבה יותר ומשמשים לתיאור הקשר ההדוק בין שני מינים.

לא דוגמה לאלטרואיזם

לבסוף, חשוב לציין כי במערכות יחסים הדדיות אנו לא מוצאים ששני מינים הם אלטרואיסטיים זה עם זה. במהלך האינטראקציה, כל מין מנסה לשמור על התועלת עד למקסימום והעלויות למינימום.

לכן, כשמדובר במערכות יחסים הדדיות, אופייני להתבונן בהתפתחות של מאפיינים המבקשים להונות את בן זוגם.

לדוגמה, מינים מסוימים של פרחים מייצרים מבנים בהירים וצבעוניים שמושכים מאביקים אך אינם מכילים צוף. ישנן דוגמאות מרובות למבנים מורכבים - חלקם אפילו מצליחים לדמות צורה של חרק נקבי כך שהזכר מנסה להתמודד עם הפרח.

באופן דומה, יש בעלי חיים שגונבים צוף מפרחים ואינם מבצעים את שירות האבקה, מכיוון שהם פותחים חור בפרח ואינם באים במגע עם אבקה.

הפניות

1. Freeman, S. (2017). מדע ביולוגי. פירסון חינוך.
2. Gauch, HG, & Guch Jr, HG (1982). ניתוח רב משתנים באקולוגיה קהילתית. הוצאת אוניברסיטת קיימברידג '.
3. ג'קסיץ ', פ' (2007). אקולוגיה קהילתית. מהדורות UC.
4. Lawton, JH, & Kinne, O. (2000). אקולוגיה קהילתית בעולם משתנה. אולדנדורף, גרמניה: המכון לאקולוגיה.
5. מורין, PJ (2009). אקולוגיה קהילתית. ג'ון וויילי ובניו.
6. נאס, א '(1990). אקולוגיה, קהילה ואורח חיים: מתווה של אקוסופיה. עיתונות אוניברסיטת קיימברידג '.
7. Vellend, M. (2010). סינתזה רעיונית באקולוגיה קהילתית. הסקירה הרבעונית של הביולוגיה, 85 (2), 183-206.
8. Verhoef, HA, and Morin, PJ (Edds.). (2010). אקולוגיה קהילתית: תהליכים, מודלים ויישומים. הוצאת אוניברסיטת אוקספורד.
9. ווב, CO, Ackerly, DD, McPeek, MA, & Donoghue, MJ (2002). פילוגניות ואקולוגיה קהילתית. סקירה שנתית של אקולוגיה ושיטתיות, 33 (1), 475-505.