מֵידָע

44.1: היקף האקולוגיה - ביולוגיה

44.1: היקף האקולוגיה - ביולוגיה


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

מיומנויות לפיתוח

  • הגדירו את האקולוגיה ואת ארבעת הרמות של מחקר אקולוגי
  • תאר דוגמאות לדרכים שבהן אקולוגיה דורשת שילוב של דיסציפלינות מדעיות שונות
  • הבחנה בין מרכיבים אביוטיים וביוטיים של הסביבה
  • להכיר את הקשר בין מרכיבים אביוטיים וביוטיים של הסביבה

אקולוגיה היא חקר האינטראקציות של אורגניזמים חיים עם סביבתם. מטרת הליבה אחת של האקולוגיה היא להבין את התפוצה והשפע של יצורים חיים בסביבה הפיזית. השגת מטרה זו דורשת שילוב של דיסציפלינות מדעיות בתוך ומחוץ לביולוגיה, כגון ביוכימיה, פיזיולוגיה, אבולוציה, מגוון ביולוגי, ביולוגיה מולקולרית, גיאולוגיה ואקלימטולוגיה. חלק מהמחקרים האקולוגיים מיישמים גם היבטים של כימיה ופיזיקה, והוא משתמש לעתים קרובות במודלים מתמטיים.

קישור ללמידה

שינויי אקלים יכולים לשנות את מקום חייהם של אורגניזמים, מה שיכול לפעמים להשפיע ישירות על בריאות האדם. צפו בסרטון ה-PBS "לחוש את ההשפעות של שינויי אקלים" בו חוקרים מגלים אורגניזם פתוגני החי הרחק מחוץ לטווח הרגיל שלו.

רמות של לימוד אקולוגי

כאשר לומדים דיסציפלינה כמו ביולוגיה, לעתים קרובות מועיל לחלק אותה לאזורים קטנים יותר הקשורים. לדוגמה, ביולוגים תאים המעוניינים באיתות תאים צריכים להבין את הכימיה של מולקולות האות (שהן בדרך כלל חלבונים) וכן את התוצאה של איתות התא. אקולוגים המתעניינים בגורמים המשפיעים על הישרדותו של מין בסכנת הכחדה עשויים להשתמש במודלים מתמטיים כדי לחזות כיצד מאמצי השימור הנוכחיים משפיעים על אורגניזמים בסכנת הכחדה. כדי לייצר קבוצה נכונה של אפשרויות ניהול, ביולוג שימור צריך לאסוף נתונים מדויקים, כולל גודל האוכלוסייה הנוכחי, גורמים המשפיעים על רבייה (כמו פיזיולוגיה והתנהגות), דרישות בית גידול (כגון צמחים וקרקעות), והשפעות אנושיות אפשריות על אנשים בסכנת הכחדה. האוכלוסייה ובית הגידול שלה (שעשויים להתקבל באמצעות מחקרים בסוציולוגיה ואקולוגיה עירונית). בתוך תחום האקולוגיה, חוקרים עובדים בארבע רמות ספציפיות, לפעמים בדיסקרטיות ולפעמים עם חפיפה: אורגניזם, אוכלוסייה, קהילה ומערכת אקולוגית (איור (PageIndex{1})).

אקולוגיה אורגניזמית

חוקרים הלומדים אקולוגיה ברמה האורגניזמית מתעניינים בהתאמות המאפשרות לאנשים לחיות בבתי גידול ספציפיים. התאמות אלו יכולות להיות מורפולוגיות, פיזיולוגיות והתנהגותיות. למשל, הפרפר הכחול של קרנר (Lycaeides melissa samuelis) (איור (PageIndex{2})) נחשב למומחה מכיוון שהנקבות מטילות ביצים (כלומר, מטילות ביצים) על תורמוס בר. הסתגלות מועדפת זו פירושה שהפרפר הכחול של קרנר תלוי מאוד בנוכחותם של צמחי תורמוס בר להמשך הישרדותו.

לאחר הבקיעה, זחללי הזחל מגיחים ומבלים ארבעה עד שישה שבועות בהאכלה אך ורק מתורמוס בר (איור (PageIndex{3})). הזחלים מתגשמים (עוברים מטמורפוזה) ומגיחים כפרפרים לאחר כארבעה שבועות. הפרפרים הבוגרים ניזונים מצוף פרחים של תורמוס בר וממיני צמחים אחרים. חוקר המעוניין לחקור פרפרים כחולים של קרנר ברמת האורגניזם עשוי, בנוסף לשאול שאלות על הטלת ביצים, לשאול שאלות לגבי הטמפרטורה המועדפת על הפרפרים (שאלה פיזיולוגית) או התנהגות הזחלים כשהם בשלבי זחל שונים ( שאלה התנהגותית).

אקולוגיה של אוכלוסייה

אוכלוסייה היא קבוצה של אורגניזמים משתלבים שהם בני אותו מין החיים באותו אזור באותו זמן. (אורגניזמים שכולם בני אותו המין נקראים בני משפחה.) אוכלוסייה מזוהה, בחלקה, לפי המקום שבו היא חיה, ולאזור האוכלוסייה שלה עשוי להיות גבולות טבעיים או מלאכותיים: גבולות טבעיים עשויים להיות נהרות, הרים או מדבריות , בעוד שדוגמאות לגבולות מלאכותיים כוללות דשא מכוסח, מבנים מעשה ידי אדם או כבישים. חקר האקולוגיה של האוכלוסייה מתמקד במספר הפרטים באזור וכיצד ומדוע גודל האוכלוסייה משתנה לאורך זמן. אקולוגים אוכלוסייה מעוניינים במיוחד לספור את הפרפר הכחול קרנר, למשל, מכיוון שהוא מסווג כסכנת הכחדה פדרלית. עם זאת, התפוצה והצפיפות של המין הזה מושפעות מאוד מהתפוצה ושפע של תורמוס הבר. חוקרים עשויים לשאול שאלות על הגורמים המובילים לדעיכת תורמוס הבר וכיצד הם משפיעים על פרפרים כחולים של קרנר. לדוגמה, אקולוגים יודעים שתורמוס הבר משגשג בשטחים פתוחים שבהם עצים ושיחים נעדרים במידה רבה. בסביבה טבעית, שריפות בר לסירוגין מסירות באופן קבוע עצים ושיחים, ועוזרות לשמור על השטחים הפתוחים שתורמוס הבר דורש. ניתן להשתמש במודלים מתמטיים כדי להבין כיצד דיכוי שריפות על ידי בני אדם הוביל לדעיכת הצמח החשוב הזה עבור הפרפר הכחול קרנר.

אקולוגיה קהילתית

קהילה ביולוגית מורכבת מהמינים השונים בתוך אזור, בדרך כלל מרחב תלת מימדי, ומהאינטראקציות בתוך ובין מינים אלה. אקולוגים קהילתיים מתעניינים בתהליכים המניעים את האינטראקציות הללו ובהשלכותיהן. שאלות על אינטראקציות דומות מתמקדות לעתים קרובות בתחרות בין בני אותו מין על משאב מוגבל. אקולוגים חוקרים גם אינטראקציות בין מינים שונים; חברים ממינים שונים נקראים הטרוספציפיים. דוגמאות לאינטראקציות הטרוספציפיות כוללות טרפה, טפילות, אוכלי עשב, תחרות והאבקה. לאינטראקציות אלו יכולות להיות השפעות ויסות על גדלי האוכלוסייה ויכולות להשפיע על תהליכים אקולוגיים ואבולוציוניים המשפיעים על המגוון.

לדוגמה, זחלי פרפר כחול קרנר יוצרים יחסים הדדיים עם נמלים. הדדיות היא צורה של מערכת יחסים ארוכת טווח שהתפתחה במקביל בין שני מינים וממנה כל מין מרוויח. כדי להתקיים הדדיות בין אורגניזמים בודדים, כל מין חייב לקבל תועלת מסוימת מהאחר כתוצאה מהקשר. חוקרים הראו שיש עלייה בהסתברות להישרדות כאשר זחלי פרפר כחול קרנר (זחלים) מטופלים על ידי נמלים. ייתכן שהסיבה לכך היא שהזחלים מבלים פחות זמן בכל שלב בחיים כשהם מטופלים על ידי נמלים, מה שמספק יתרון לזחלים. בינתיים, זחלי הפרפר הכחול קרנר מפרישים חומר עשיר בפחמימות המהווה מקור אנרגיה חשוב לנמלים. גם הזחלים הכחולים של קרנר וגם הנמלים נהנים מהאינטראקציה ביניהם.

אקולוגיה של המערכת האקולוגית

אקולוגיה של המערכת האקולוגית היא הרחבה של אקולוגיה של אורגניזמים, אוכלוסיות וקהילתיות. המערכת האקולוגית מורכבת מכל המרכיבים הביוטיים (היצורים החיים) באזור יחד עם המרכיבים האביוטים (הדברים שאינם חיים) של אותו אזור. חלק מהרכיבים האביוטיים כוללים אוויר, מים ואדמה. ביולוגים של מערכת אקולוגית שואלים שאלות לגבי האופן שבו חומרי מזון ואנרגיה מאוחסנים וכיצד הם נעים בין אורגניזמים והאטמוספירה, האדמה והמים שמסביב.

הפרפרים הכחולים של קרנר ותורמוס הבר חיים בבית גידול עקר אלון-אורן. בית גידול זה מאופיין בהפרעה טבעית ובקרקעות דלות בחומרי תזונה דלות בחנקן. זמינותם של חומרים מזינים היא גורם חשוב בתפוצת הצמחים החיים בבית גידול זה. חוקרים המתעניינים באקולוגיה של המערכת האקולוגית יכולים לשאול שאלות על חשיבותם של משאבים מוגבלים ותנועת משאבים, כגון חומרים מזינים, על אף החלקים הביוטיים והאביוטים של המערכת האקולוגית.

חיבור לקריירה

אֵקוֹלוֹג

קריירה באקולוגיה תורמת להיבטים רבים של החברה האנושית. הבנת סוגיות אקולוגיות יכולה לעזור לחברה לענות על הצרכים האנושיים הבסיסיים של מזון, מחסה ושירותי בריאות. אקולוגים יכולים לבצע את המחקר שלהם במעבדה ומחוצה לה בסביבות טבעיות (איור (PageIndex{4})). הסביבות הטבעיות הללו יכולות להיות קרובות לבית כמו הנחל העובר בקמפוס שלכם או רחוק כמו פתחי האוורור ההידרותרמיים בתחתית האוקיינוס ​​השקט. אקולוגים מנהלים משאבי טבע כגון אוכלוסיות צבי לבן זנב (Odocoileus virginianus) לציד או דוכני עצים של אספן (Populus spp.) לייצור נייר. אקולוגים עובדים גם כמחנכים המלמדים ילדים ומבוגרים במוסדות שונים כולל אוניברסיטאות, בתי ספר תיכוניים, מוזיאונים ומרכזי טבע. אקולוגים עשויים גם לעבוד בתפקידי ייעוץ המסייעים לקובעי מדיניות מקומיים, מדינתיים ופדרליים לפתח חוקים תקינים מבחינה אקולוגית, או שהם עשויים לפתח מדיניות וחקיקה אלה בעצמם. כדי להיות אקולוג צריך תואר ראשון, בדרך כלל במדעי הטבע. התואר הראשון מלווה לעתים קרובות בהכשרה מיוחדת או תואר מתקדם, בהתאם לתחום האקולוגיה שנבחר. לאקולוגים צריכים להיות גם רקע רחב במדעי הפיזיקה, כמו גם בסיס איתן במתמטיקה וסטטיסטיקה.

קישור ללמידה

בקר באתר זה כדי לראות את סטיבן וינג, אקולוג ימי מאוניברסיטת אוטגו, דן בתפקידו של אקולוג ובסוגי הנושאים שאקולוגים חוקרים.

סיכום

אקולוגיה היא חקר האינטראקציות של יצורים חיים עם סביבתם. אקולוגים שואלים שאלות על פני ארבע רמות של ארגון ביולוגי - אורגניזם, אוכלוסיה, קהילה ומערכת אקולוגית. ברמת האורגניזם, אקולוגים חוקרים אורגניזמים בודדים וכיצד הם מתקשרים עם סביבתם. ברמת האוכלוסייה והקהילה, אקולוגים חוקרים, בהתאמה, כיצד אוכלוסיית אורגניזמים משתנה לאורך זמן ואת הדרכים שבהן אוכלוסייה זו מקיימת אינטראקציה עם מינים אחרים בקהילה. אקולוגים החוקרים מערכת אקולוגית בוחנים את המינים החיים (המרכיבים הביוטיים) של המערכת האקולוגית וכן את החלקים הלא חיים (הרכיבים האביוטיים), כגון אוויר, מים ואדמה, של הסביבה.

אביוטי
מרכיבים לא חיים של הסביבה
ביוטי
מרכיבים חיים של הסביבה
בני מינו
פרטים שהם בני אותו מין
אֵקוֹלוֹגִיָה
חקר האינטראקציה בין יצורים חיים וסביבתם
הטרוספציפיים
פרטים שהם בני מינים שונים

רמות של לימוד אקולוגי

כאשר לומדים דיסציפלינה כמו ביולוגיה, לעתים קרובות מועיל לחלק אותה לאזורים קטנים יותר הקשורים. לדוגמה, ביולוגים תאים המעוניינים באיתות תאים צריכים להבין את הכימיה של מולקולות האות (שהן בדרך כלל חלבונים) וכן את התוצאה של איתות התא. אקולוגים המתעניינים בגורמים המשפיעים על הישרדותו של מין בסכנת הכחדה עשויים להשתמש במודלים מתמטיים כדי לחזות כיצד מאמצי השימור הנוכחיים משפיעים על אורגניזמים בסכנת הכחדה. כדי לייצר קבוצה נכונה של אפשרויות ניהול, ביולוג שימור צריך לאסוף נתונים מדויקים, כולל גודל האוכלוסייה הנוכחי, גורמים המשפיעים על רבייה (כמו פיזיולוגיה והתנהגות), דרישות בית גידול (כגון צמחים וקרקעות), והשפעות אנושיות אפשריות על אנשים בסכנת הכחדה. האוכלוסייה ובית הגידול שלה (שעשויים להתקבל באמצעות מחקרים בסוציולוגיה ואקולוגיה עירונית). בתוך תחום האקולוגיה, חוקרים עובדים בארבע רמות ספציפיות, לפעמים בדיסקרטיות ולפעמים עם חפיפה: אורגניזם, אוכלוסייה, קהילה ומערכת אקולוגית (איור 1).

איור 1. אקולוגים חוקרים בכמה רמות ביולוגיות של ארגון. (קרדיט "אורגניזמים": שינוי עבודה על ידי “Crystl”/Flickr קרדיט "אקוסיסטמס": שינוי עבודה של טום קרלייל, מטה שירות הדגים וחיות הבר בארה"ב קרדיט "ביוספירה": נאס"א)


מבוא

למה ללמוד אקולוגיה? אולי אתה מעוניין ללמוד על עולם הטבע וכיצד יצורים חיים הסתגלו לתנאים הפיזיים של סביבתם. או, אולי אתה רופא עתידי המבקש להבין את הקשר בין בריאות המטופלים שלך לבין סביבתם.

בני אדם הם חלק מהנוף האקולוגי, ובריאות האדם היא חלק חשוב מהאינטראקציה האנושית עם סביבת החיים הפיזית והחיים שלנו. מחלת ליים, למשל, משמשת כדוגמה אחת המודרנית לקשר בין הבריאות שלנו לעולם הטבע (איור 44.1). המכונה באופן רשמי יותר כ-Lym borreliosis, מחלת ליים היא זיהום חיידקי שיכול להיות מועבר לבני אדם כאשר הם ננשכים על ידי קרצית הצבי (Ixodes scapularis במזרח ארה"ב, ו Ixodes pacificus לאורך חוף האוקיינוס ​​השקט). קרציות צבי הן הראשוניות וקטורים (וקטור הוא אורגניזם המעביר פתוגן) למחלה זו. עם זאת, לא כל הקרציות נושאות את הפתוגן, ולא כל קרציות הצבי נושאות את החיידקים שיגרמו למחלת ליים בבני אדם. כמו כן, הקרציות I. scapularis ו פסיפיקוס יכולים להיות מארחים אחרים מלבד צבאים. למעשה, מתברר כי הסתברות לזיהום תלוי בסוג הפונדקאי שעליו מתפתחת הקרצייה: שיעור גבוה יותר של קרציות שחיות על עכברים לבן רגל נושאות את החיידק מאשר קרציות שחיות על צבאים. ידע על הסביבות וצפיפות האוכלוסייה שבהן נמצא המין המארח בשפע יעזור לרופא או לאפידמיולוג להבין טוב יותר כיצד מועברת מחלת ליים וכיצד ניתן להפחית את שכיחותה.

כ-Amazon Associate אנו מרוויחים מרכישות מתאימות.

רוצה לצטט, לשתף או לשנות את הספר הזה? ספר זה הוא Creative Commons Attribution License 4.0 ואתה חייב לייחס את OpenStax.

    אם אתה מפיץ מחדש את כל הספר הזה או חלק ממנו בפורמט מודפס, עליך לכלול בכל עמוד פיזי את הייחוס הבא:

  • השתמש במידע שלהלן כדי ליצור ציטוט. אנו ממליצים להשתמש בכלי ציטוט כמו זה.
    • מחברים: מרי אן קלארק, מתיו דאגלס, יונג צ'וי
    • מוציא לאור/אתר: OpenStax
    • שם הספר: ביולוגיה 2ה
    • תאריך פרסום: 28 במרץ 2018
    • מיקום: יוסטון, טקסס
    • כתובת האתר של הספר: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/1-introduction
    • כתובת האתר של המדור: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/44-introduction

    © 7 בינואר 2021 OpenStax. תוכן ספרי לימוד שהופק על ידי OpenStax מורשה תחת רישיון Creative Commons Attribution License 4.0. שם OpenStax, לוגו OpenStax, כריכות ספרים של OpenStax, שם OpenStax CNX והלוגו של OpenStax CNX אינם כפופים לרישיון Creative Commons ואין לשכפל אותם ללא הסכמה מראש ובכתב מאוניברסיטת רייס.


    חיבור לקריירה

    אֵקוֹלוֹגקריירה באקולוגיה תורמת להיבטים רבים של החברה האנושית. הבנת סוגיות אקולוגיות יכולה לעזור לחברה לענות על הצרכים האנושיים הבסיסיים של מזון, מחסה ושירותי בריאות. אקולוגים יכולים לבצע את המחקר שלהם במעבדה ומחוצה לה בסביבות טבעיות (איור). הסביבות הטבעיות הללו יכולות להיות קרובות לבית כמו הנחל העובר בקמפוס שלכם או רחוק כמו פתחי האוורור ההידרותרמיים בתחתית האוקיינוס ​​השקט. אקולוגים מנהלים משאבי טבע כגון אוכלוסיות צבי לבן (Odocoileus virginianus) לציד או אספן (פופולוס spp.) דוכני עץ לייצור נייר. אקולוגים עובדים גם כמחנכים המלמדים ילדים ומבוגרים במוסדות שונים כולל אוניברסיטאות, בתי ספר תיכוניים, מוזיאונים ומרכזי טבע. אקולוגים עשויים גם לעבוד בתפקידי ייעוץ המסייעים לקובעי מדיניות מקומיים, מדינתיים ופדרליים לפתח חוקים תקינים מבחינה אקולוגית, או שהם עשויים לפתח מדיניות וחקיקה אלה בעצמם. כדי להיות אקולוג צריך לפחות תואר ראשון, בדרך כלל במדעי הטבע. התואר הראשון מלווה לעתים קרובות בהכשרה מיוחדת או תואר מתקדם, בהתאם לתחום האקולוגיה שנבחר. לאקולוגים צריכים להיות גם רקע רחב במדעי הפיזיקה, כמו גם בסיס איתן במתמטיקה וסטטיסטיקה.

    אקולוג נוף זה משחרר חמוס שחור רגל לבית הגידול המקומי שלו כחלק ממחקר. (קרדיט: USFWS Mountain Prairie Region, NPS)


    44.1: היקף האקולוגיה - ביולוגיה

    בסוף סעיף זה, תוכל לבצע את הפעולות הבאות:

    • הגדר את האקולוגיה ואת ארבע הרמות הבסיסיות של מחקר אקולוגי
    • תאר דוגמאות לדרכים שבהן אקולוגיה דורשת שילוב של דיסציפלינות מדעיות שונות
    • הבחנה בין מרכיבים אביוטיים וביוטיים של הסביבה
    • להכיר את הקשר בין מרכיבים אביוטיים וביוטיים של הסביבה

    אקולוגיה היא חקר האינטראקציות של אורגניזמים חיים עם סביבתם. מטרת הליבה אחת של האקולוגיה היא להבין את התפוצה והשפע של יצורים חיים בסביבה הפיזית. השגת מטרה זו מחייבת שילוב של דיסציפלינות מדעיות בתוך ומחוץ לביולוגיה, כגון מתמטיקה, סטטיסטיקה, ביוכימיה, ביולוגיה מולקולרית, פיזיולוגיה, אבולוציה, מגוון ביולוגי, גיאולוגיה ואקלימטולוגיה.

    קישור ללמידה

    שינויי אקלים יכולים לשנות את מקום חייהם של אורגניזמים, מה שיכול לפעמים להשפיע ישירות על בריאות האדם. צפו בסרטון ה-PBS "לחוש את ההשפעות של שינויי אקלים" בו חוקרים מגלים אורגניזם פתוגני החי הרחק מחוץ לטווח הרגיל שלו.

    רמות של לימוד אקולוגי

    כאשר לומדים דיסציפלינה כגון ביולוגיה, לעתים קרובות מועיל לחלק אותה לאזורים קטנים יותר הקשורים. לדוגמה, ביולוגים תאים המעוניינים באיתות תאים צריכים להבין את הכימיה של מולקולות האות (שהן בדרך כלל חלבונים) וכן את התוצאה של איתות התא. אקולוגים המתעניינים בגורמים המשפיעים על הישרדותו של מין בסכנת הכחדה עשויים להשתמש במודלים מתמטיים כדי לחזות כיצד מאמצי השימור הנוכחיים משפיעים על אורגניזמים בסכנת הכחדה.

    כדי לייצר מערכת תקינה של אפשרויות ניהול, א ביולוג שימור צריך לאסוף נתונים מדויקים, כולל גודל האוכלוסייה הנוכחית, גורמים המשפיעים על רבייה (כמו פיזיולוגיה והתנהגות), דרישות בית גידול (כגון צמחים וקרקעות), והשפעות אנושיות אפשריות על האוכלוסייה בסכנת הכחדה ובית הגידול שלה (שעשויים להתקבל באמצעות מחקרים ב- סוציולוגיה ואקולוגיה עירונית). בתוך תחום האקולוגיה, חוקרים עובדים בארבע רמות כלליות, שלעתים חופפות. רמות אלו הן אורגניזם, אוכלוסייה, קהילה ומערכת אקולוגית ((איור)).

    איור 1. אקולוגים לומדים בכמה רמות ביולוגיות של ארגון. (קרדיט "אורגניזמים": שינוי עבודה על ידי yeowatzup"/קרדיט Flickr "אוכלוסיות": שינוי עבודה על ידי “Crystl”/Flickr קרדיט "קהילות": שינוי עבודה על ידי שירות דגים וחיות בר של ארה"ב קרדיט "אקולוגיות": שינוי של עבודתו של טום קרלייל, מטה שירות הדגים וחיות הבר בארה"ב קרדיט "ביוספירה": נאס"א)

    אקולוגיה אורגניזמית

    חוקרים הלומדים אקולוגיה ברמה האורגניזמית מתעניינים בהתאמות המאפשרות לאנשים לחיות בבתי גידול ספציפיים. התאמות אלו יכולות להיות מורפולוגיות, פיזיולוגיות והתנהגותיות. למשל, הפרפר הכחול של קרנר (Lycaeides melissa samuelis) ((איור)) נחשב למומחה כי הנקבות בלבד oviposit (כלומר, להטיל ביצים) על תורמוס בר (לופינוס פרניס). דרישה והתאמה ספציפית זו פירושה שהפרפר הכחול של קרנר תלוי לחלוטין בנוכחותם של צמחי תורמוס בר לצורך הישרדותו.

    איור 2. פרפר כחול קרנר (Lycaeides melissa samuelis) הוא פרפר נדיר החי רק בשטחים פתוחים עם מעט עצים או שיחים, כמו עקר אורנים וסוואנות אלון. הוא יכול להטיל את הביצים שלו רק על צמחי תורמוס. (קרדיט: שינוי עבודה מאת J & K Hollingsworth, USFWS)

    לאחר הבקיעה, הזחלים (בשלב הראשון) מגיחים ומבלים ארבעה עד שישה שבועות בהאכלה אך ורק מתורמוס בר ((איור)). הזחלים מצטלמים כדבוע כדי לעבור את השלב האחרון של המטמורפוזה ומגיחים כפרפרים לאחר כארבעה שבועות. הפרפרים הבוגרים ניזונים מצוף פרחי תורמוס הבר וממיני צמחים אחרים, כמו עשב חלב. בדרך כלל יש שני דגלים של כחול קרנר בכל שנה.

    חוקר המעוניין לחקור פרפרים כחולים של קרנר ברמת האורגניזם עשוי, בנוסף לשאול שאלות על דרישות הטלת ביצים, לשאול שאלות לגבי טמפרטורת תעופה ביתית חזה המועדפת על הפרפרים (שאלה פיזיולוגית), או התנהגות הזחלים כשהם נמצאים שלבי זחל שונים (שאלה התנהגותית).

    איור 3. תורמוס הבר (Lupinus perennis) הוא הצמח המארח היחיד הידוע לפרפר הכחול קרנר.

    אקולוגיה של אוכלוסייה

    אוכלוסייה היא קבוצה של אורגניזמים מתרבים שהם בני אותו מין החיים באותו אזור באותו זמן. (אורגניזמים שכולם בני אותו המין נקראים בני משפחה.) אוכלוסיה מזוהה, בחלקה, לפי המקום שבו היא חיה, ולאזור האוכלוסייה שלה עשוי להיות גבולות טבעיים או מלאכותיים. גבולות טבעיים עשויים להיות נהרות, הרים או מדבריות, בעוד שגבולות מלאכותיים עשויים להיות דשא מכוסח, מבנים מעשה ידי אדם או כבישים. המחקר של אקולוגיה של אוכלוסיה מתמקד במספר הפרטים באזור וכיצד ומדוע גודל האוכלוסייה משתנה לאורך זמן.

    לדוגמה, אקולוגים של אוכלוסיות מעוניינים במיוחד לספור את הפרפר הכחול קרנר מכיוון שהוא מסווג כמין בסכנת הכחדה פדרלית. עם זאת, התפוצה והצפיפות של מין זה מושפעות מאוד מהתפוצה ושכיחות של תורמוס הבר, ומהסביבה הביופיזית שסביבו. חוקרים עשויים לשאול שאלות על הגורמים המובילים לדעיכת תורמוס הבר וכיצד הם משפיעים על פרפרים כחולים של קרנר. לדוגמה, אקולוגים יודעים שתורמוס הבר משגשג בשטחים פתוחים שבהם עצים ושיחים נעדרים במידה רבה. בסביבה טבעית, שריפות בר לסירוגין מסירות באופן קבוע עצים ושיחים, ועוזרות לשמור על השטחים הפתוחים שתורמוס הבר דורש. ניתן להשתמש במודלים מתמטיים כדי להבין כיצד דיכוי שריפות על ידי בני אדם הוביל לדעיכת הצמח החשוב הזה עבור הפרפר הכחול קרנר.

    אקולוגיה קהילתית

    קהילה ביולוגית מורכבת מהמינים השונים בתוך אזור, בדרך כלל מרחב תלת מימדי, ומהאינטראקציות בתוך ובין מינים אלה. אקולוגים קהילתיים מתעניינים בתהליכים המניעים את האינטראקציות הללו ובהשלכותיהן. שאלות על בן משפחה אינטראקציות מתמקדות לעתים קרובות בתחרות בין בני אותו מין על משאב מוגבל. אקולוגים חוקרים גם אינטראקציות בין בני מינים שונים של מינים שונים נקראים הטרוספציפיים. דוגמאות לאינטראקציות הטרוספציפיות כוללות טרפה, טפילות, אוכלי עשב, תחרות והאבקה. לאינטראקציות אלו יכולות להיות השפעות ויסות על גדלי האוכלוסייה ויכולות להשפיע על תהליכים אקולוגיים ואבולוציוניים המשפיעים על המגוון.

    לדוגמה, זחלי פרפר כחול קרנר יוצרים יחסים הדדיים עם נמלים (במיוחד פורמייקה spp). הדדיות היא צורה של מערכת יחסים ארוכת טווח שהתפתחה במקביל בין שני מינים וממנה כל מין מרוויח. כדי להתקיים הדדיות בין אורגניזמים בודדים, כל מין חייב לקבל כמה להפיק תועלת מהאחר כתוצאה מהקשר. חוקרים הראו שיש עלייה בהישרדות כאשר נמלים מגינות על זחלי הפרפר הכחול של קרנר (זחלים) מפני חרקים ועכבישים קדומים, פעולה המכונה "טיפול". ייתכן שהסיבה לכך היא שהזחלים מבלים פחות זמן בכל שלב בחיים כשהם מטופלים על ידי נמלים, מה שמספק יתרון לזחלים. בינתיים, כדי למשוך את הנמלים, זחלי הפרפר הכחול קרנר מפרישים פרומונים דמויי נמלים וחומר עשיר בפחמימות המהווה מקור אנרגיה חשוב לנמלים. גם הזחלים הכחולים של קרנר וגם הנמלים נהנים מהאינטראקציה ביניהם, אם כי מיני הנמלים הנלוות עשויים להיות אופורטוניסטיים חלקית ולהשתנות על פני טווח הפרפר.

    אקולוגיה של המערכת האקולוגית

    אקולוגיה של המערכת האקולוגית היא הרחבה של אקולוגיה של אורגניזמים, אוכלוסיות וקהילתיות. המערכת האקולוגית מורכבת מכל המרכיבים הביוטיים (היצורים החיים) באזור יחד עם הרכיבים האביוטים (הדברים הלא חיים) של אותו אזור. חלק מהרכיבים האביוטיים כוללים אוויר, מים ואדמה. ביולוגים של מערכות אקולוגיות שואלים שאלות על האופן שבו חומרי מזון ואנרגיה מאוחסנים וכיצד הם נעים בין אורגניזמים ודרך האטמוספירה, האדמה והמים שמסביב.

    הפרפרים הכחולים של קרנר ותורמוס הבר חיים בבית גידול עקר אלון-אורן. בית גידול זה מאופיין בהפרעה טבעית ובקרקעות דלות בחומרי תזונה דלות בחנקן. זמינותם של חומרים מזינים היא גורם חשוב בתפוצת הצמחים החיים בבית גידול זה. חוקרים המתעניינים באקולוגיה של המערכת האקולוגית יכולים לשאול שאלות לגבי החשיבות של משאבים מוגבלים ותנועת משאבים, כגון חומרים מזינים, על אף החלקים הביוטיים והאביוטים של המערכת האקולוגית.

    חיבור לקריירה

    קריירה באקולוגיה תורמת להיבטים רבים של החברה האנושית. הבנת סוגיות אקולוגיות יכולה לעזור לחברה לענות על הצרכים האנושיים הבסיסיים של מזון, מחסה ושירותי בריאות. אקולוגים יכולים לבצע את מחקריהם במעבדה ומחוצה לה בסביבות טבעיות ((איור)). הסביבות הטבעיות הללו יכולות להיות קרובות לבית כמו הנחל העובר בקמפוס שלכם או רחוק כמו פתחי האוורור ההידרותרמיים בתחתית האוקיינוס ​​השקט. אקולוגים מנהלים משאבי טבע כגון אוכלוסיות צבי לבן (Odocoileus virginianus) לציד או אספן (פופולוס spp.) דוכני עץ לייצור נייר. אקולוגים עובדים גם כמחנכים המלמדים ילדים ומבוגרים במוסדות שונים כולל אוניברסיטאות, בתי ספר תיכוניים, מוזיאונים ומרכזי טבע. אקולוגים עשויים גם לעבוד בתפקידי ייעוץ המסייעים לקובעי מדיניות מקומיים, ממלכתיים ופדרליים לפתח חוקים תקינים מבחינה אקולוגית, או שהם עשויים לפתח מדיניות וחקיקה אלה בעצמם. כדי להיות אקולוג צריך לפחות תואר ראשון, בדרך כלל במדעי הטבע. התואר הראשון מלווה לעתים קרובות בהכשרה מיוחדת או תואר מתקדם, בהתאם לתחום האקולוגיה שנבחר. לאקולוגים צריכים להיות גם רקע רחב במדעי הפיזיקה, כמו גם בסיס איתן במתמטיקה וסטטיסטיקה.

    איור 4. אקולוג נוף זה משחרר חמוס שחור רגל אל בית הגידול המקומי שלו כחלק ממחקר. (קרדיט: USFWS Mountain Prairie Region, NPS)

    קישור ללמידה

    בקר באתר זה כדי לראות את סטיבן וינג, אקולוג ימי מאוניברסיטת אוטגו, דן בתפקידו של אקולוג ובסוגי הנושאים שאקולוגים חוקרים.

    סיכום מדור

    אקולוגיה היא חקר האינטראקציות של יצורים חיים עם סביבתם. אקולוגים שואלים שאלות הכוללות ארבע רמות של ארגון ביולוגי כללי - אורגניזם, אוכלוסיה, קהילה ומערכת אקולוגית. ברמת האורגניזם, אקולוגים חוקרים אורגניזמים בודדים וכיצד הם מתקשרים עם סביבתם. ברמת האוכלוסייה והקהילה, אקולוגים חוקרים, בהתאמה, כיצד אוכלוסיית אורגניזמים משתנה לאורך זמן ואת הדרכים שבהן אוכלוסייה זו מקיימת אינטראקציה עם מינים אחרים בקהילה. אקולוגים החוקרים מערכת אקולוגית בוחנים את המינים החיים (המרכיבים הביוטיים) של המערכת האקולוגית וכן את החלקים הלא חיים (הרכיבים האביוטיים), כגון אוויר, מים ואדמה, של הסביבה.


    זה אפשרי, אבל תלוי איפה אנחנו נמצאים בעולם. באנטארקטיקה, המערכת האקולוגית הימית מנוהלת כיום כמכלול במסגרת הסכם בינלאומי לשימור משאבי חיים. זה מקל על ההבנה של קהילות ימיות והאינטראקציות ביניהן, כמו גם עוזר לנטר מקרוב מינים מאוימים.

    כשליש ממיני עופות היער אינם יכולים לחיות בשרידים קטנים של יערות. העופות הקטנים יותר, כמו רובן היער, ישתמשו בכתמים קטנים עד 10 דונם והמינים הגדולים ביותר, כמו ציפורן חומת-לחיים, זקוקים לטלאים גדולים מ-10 קמ"ר. יערות ברחבי העולם כיום ממשיכים להתנקות ולהומר לשימושי קרקע שונים. לדוגמה, עד שנת 2005, יותר מ-80% מהיער הגבוה בגאנה נוקה תוך 100 שנים בלבד. למרבה המזל, חוקרים השתמשו במחקרים אקולוגיים כדי לייעץ לגבי ההשפעות שיש להמרת קרקע על מינים מקומיים.


    אקולוגיה אורגניזמית

    חוקרים הלומדים אקולוגיה ברמה האורגניזמית מתעניינים בהתאמות המאפשרות לאנשים לחיות בבתי גידול ספציפיים. התאמות אלו יכולות להיות מורפולוגיות, פיזיולוגיות והתנהגותיות. למשל, הפרפר הכחול של קרנר (Lycaeides melissa samuelis) (איור) נחשב למומחה מכיוון שהנקבות מטילות ביצים (כלומר מטילות ביצים) על תורמוס בר. הסתגלות מועדפת זו פירושה שהפרפר הכחול של קרנר תלוי מאוד בנוכחותם של צמחי תורמוס בר להמשך הישרדותו.

    הפרפר הכחול של קרנר (Lycaeides melissa samuelis) הוא פרפר נדיר שחי רק בשטחים פתוחים עם מעט עצים או שיחים, כמו עקרות אורנים וסוואנות אלון. הוא יכול להטיל את הביצים שלו רק על צמחי תורמוס. (קרדיט: שינוי עבודה מאת J & K Hollingsworth, USFWS)

    לאחר הבקיעה, זחללי הזחל מגיחים ומעבירים ארבעה עד שישה שבועות בהאכלה אך ורק מתורמוס בר (איור). הזחלים מתגלים (עוברים מטמורפוזה) ומגיחים כפרפרים לאחר כארבעה שבועות. הפרפרים הבוגרים ניזונים מצוף פרחים של תורמוס בר וממיני צמחים אחרים. חוקר המעוניין לחקור פרפרים כחולים של קרנר ברמת האורגניזם עשוי, בנוסף לשאול שאלות על הטלת ביצים, לשאול שאלות לגבי הטמפרטורה המועדפת על הפרפרים (שאלה פיזיולוגית) או התנהגות הזחלים כשהם בשלבי זחל שונים ( שאלה התנהגותית).

    תורמוס הבר (לופינוס פרניס) הוא הצמח המארח של הפרפר הכחול קרנר.


    234 היקף האקולוגיה

    בסוף סעיף זה, תוכל לבצע את הפעולות הבאות:

    • הגדר את האקולוגיה ואת ארבע הרמות הבסיסיות של מחקר אקולוגי
    • תאר דוגמאות לדרכים שבהן אקולוגיה דורשת שילוב של דיסציפלינות מדעיות שונות
    • הבחנה בין מרכיבים אביוטיים וביוטיים של הסביבה
    • להכיר בקשר בין מרכיבים אביוטיים וביוטיים של הסביבה

    אקולוגיה היא חקר האינטראקציות של אורגניזמים חיים עם סביבתם. מטרת הליבה אחת של האקולוגיה היא להבין את התפוצה והשפע של יצורים חיים בסביבה הפיזית. השגת מטרה זו דורשת שילוב של דיסציפלינות מדעיות בתוך ומחוץ לביולוגיה, כגון מתמטיקה, סטטיסטיקה, ביוכימיה, ביולוגיה מולקולרית, פיזיולוגיה, אבולוציה, מגוון ביולוגי, גיאולוגיה ואקלימטולוגיה.

    שינויי אקלים יכולים לשנות את מקום חייהם של אורגניזמים, מה שיכול לפעמים להשפיע ישירות על בריאות האדם. צפו בסרטון PBS "להרגיש את ההשפעות של שינויי אקלים" בו חוקרים מגלים אורגניזם פתוגני החי הרחק מחוץ לטווח הרגיל שלו.

    רמות של לימוד אקולוגי

    כאשר לומדים דיסציפלינה כמו ביולוגיה, לעתים קרובות מועיל לחלק אותה לאזורים קטנים יותר הקשורים. לדוגמה, ביולוגים של תאים המעוניינים באיתות תאים צריכים להבין את הכימיה של מולקולות האות (שהן בדרך כלל חלבונים) וכן את התוצאה של איתות התא. אקולוגים המתעניינים בגורמים המשפיעים על הישרדותו של מין בסכנת הכחדה עשויים להשתמש במודלים מתמטיים כדי לחזות כיצד מאמצי השימור הנוכחיים משפיעים על אורגניזמים בסכנת הכחדה.

    כדי לייצר מערכת תקינה של אפשרויות ניהול, א ביולוג שימור צריך לאסוף נתונים מדויקים, כולל גודל האוכלוסייה הנוכחית, גורמים המשפיעים על רבייה (כמו פיזיולוגיה והתנהגות), דרישות בית גידול (כגון צמחים וקרקעות), והשפעות אנושיות אפשריות על האוכלוסייה בסכנת הכחדה ובית הגידול שלה (שעשויים להתקבל באמצעות מחקרים ב- סוציולוגיה ואקולוגיה עירונית). בתוך תחום האקולוגיה, חוקרים עובדים בארבע רמות כלליות, שלעתים חופפות. רמות אלו הן אורגניזם, אוכלוסייה, קהילה ומערכת אקולוגית ((איור)).


    אקולוגיה אורגניזמית

    Researchers studying ecology at the organismal level are interested in the adaptations that enable individuals to live in specific habitats. These adaptations can be morphological, physiological, and behavioral. For instance, the Karner blue butterfly (Lycaeides melissa samuelis) ((Figure)) is considered a specialist because the females only oviposit (that is, lay eggs) on wild lupine (Lupinus perennis). This specific requirement and adaptation means that the Karner blue butterfly is completely dependent on the presence of wild lupine plants for its survival.


    After hatching, the (first instar) caterpillars emerge and spend four to six weeks feeding solely on wild lupine ((Figure)). The caterpillars pupate as a chrysalis to undergo the final stage of metamorphosis and emerge as butterflies after about four weeks. The adult butterflies feed on the nectar of flowers of wild lupine and other plant species, such as milkweeds. Generally there are two broods of the Karner blue each year.

    A researcher interested in studying Karner blue butterflies at the organismal level might, in addition to asking questions about egg laying requirements, ask questions about the butterflies’ preferred thoracic flight temperature (a physiological question), or the behavior of the caterpillars when they are at different larval stages (a behavioral question).


    Population Ecology

    A population is a group of interbreeding organisms that are members of the same species living in the same area at the same time. (Organisms that are all members of the same species are called conspecifics .) A population is identified, in part, by where it lives, and its area of population may have natural or artificial boundaries. Natural boundaries might be rivers, mountains, or deserts, while artificial boundaries may be mowed grass, manmade structures, or roads. המחקר של population ecology focuses on the number of individuals in an area and how and why population size changes over time.

    For example, population ecologists are particularly interested in counting the Karner blue butterfly because it is classified as a federally endangered species. However, the distribution and density of this species is highly influenced by the distribution and abundance of wild lupine, and the biophysical environment around it. Researchers might ask questions about the factors leading to the decline of wild lupine and how these affect Karner blue butterflies. For example, ecologists know that wild lupine thrives in open areas where trees and shrubs are largely absent. In natural settings, intermittent wildfires regularly remove trees and shrubs, helping to maintain the open areas that wild lupine requires. Mathematical models can be used to understand how wildfire suppression by humans has led to the decline of this important plant for the Karner blue butterfly.

    Community Ecology

    A biological community consists of the different species within an area, typically a three-dimensional space, and the interactions within and among these species. Community ecologists are interested in the processes driving these interactions and their consequences. Questions about conspecific interactions often focus on competition among members of the same species for a limited resource. Ecologists also study interactions between various species members of different species are called heterospecifics . Examples of heterospecific interactions include predation, parasitism, herbivory, competition, and pollination. These interactions can have regulating effects on population sizes and can impact ecological and evolutionary processes affecting diversity.

    For example, Karner blue butterfly larvae form mutualistic relationships with ants (especially Formica spp). Mutualism is a form of long-term relationship that has coevolved between two species and from which each species benefits. For mutualism to exist between individual organisms, each species must receive כמה benefit from the other as a consequence of the relationship. Researchers have shown that there is an increase in survival when ants protect Karner blue butterfly larvae (caterpillars) from predaceous insects and spiders, an act known as “tending.” This might be because the larvae spend less time in each life stage when tended by ants, which provides an advantage for the larvae. Meanwhile, to attract the ants, the Karner blue butterfly larvae secrete ant-like pheromones and a carbohydrate-rich substance that is an important energy source for the ants. Both the Karner blue larvae and the ants benefit from their interaction, although the species of attendant ants may be partially opportunistic and vary over the range of the butterfly.

    אקולוגיה של המערכת האקולוגית

    Ecosystem ecology is an extension of organismal, population, and community ecology. The ecosystem is composed of all the biotic components (living things) in an area along with the abiotic components (nonliving things) of that area. Some of the abiotic components include air, water, and soil. Ecosystem biologists ask questions about how nutrients and energy are stored and how they move among organisms and through the surrounding atmosphere, soil, and water.

    The Karner blue butterflies and the wild lupine live in an oak-pine barren habitat. This habitat is characterized by natural disturbance and nutrient-poor soils that are low in nitrogen. The availability of nutrients is an important factor in the distribution of the plants that live in this habitat. Researchers interested in ecosystem ecology could ask questions about the importance of limited resources and the movement of resources, such as nutrients, though the biotic and abiotic portions of the ecosystem.

    Ecologist A career in ecology contributes to many facets of human society. Understanding ecological issues can help society meet the basic human needs of food, shelter, and health care. Ecologists can conduct their research in the laboratory and outside in natural environments ((Figure)). These natural environments can be as close to home as the stream running through your campus or as far away as the hydrothermal vents at the bottom of the Pacific Ocean. Ecologists manage natural resources such as white-tailed deer populations (Odocoileus virginianus) for hunting or aspen (פופולוס spp.) timber stands for paper production. Ecologists also work as educators who teach children and adults at various institutions including universities, high schools, museums, and nature centers. Ecologists may also work in advisory positions assisting local, state, and federal policymakers to develop laws that are ecologically sound, or they may develop those policies and legislation themselves. To become an ecologist requires at least an undergraduate degree, usually in a natural science. The undergraduate degree is often followed by specialized training or an advanced degree, depending on the area of ecology selected. Ecologists should also have a broad background in the physical sciences, as well as a solid foundation in mathematics and statistics.


    Visit this site to see Stephen Wing, a marine ecologist from the University of Otago, discuss the role of an ecologist and the types of issues ecologists explore.

    Section Summary

    Ecology is the study of the interactions of living things with their environment. Ecologists ask questions that comprise four levels of general biological organization—organismal, population, community, and ecosystem. At the organismal level, ecologists study individual organisms and how they interact with their environments. At the population and community levels, ecologists explore, respectively, how a population of organisms changes over time and the ways in which that population interacts with other species in the community. Ecologists studying an ecosystem examine the living species (the biotic components) of the ecosystem as well as the nonliving portions (the abiotic components), such as air, water, and soil, of the environment.

    סקירת שאלות

    Which of the following is a biotic factor?

    The study of nutrient cycling though the environment is an example of which of the following?

    1. organismal ecology
    2. population ecology
    3. community ecology
    4. ecosystem ecology

    שאלות חשיבה ביקורתית

    Ecologists often collaborate with other researchers interested in ecological questions. Describe the levels of ecology that would be easier for collaboration because of the similarities of questions asked. What levels of ecology might be more difficult for collaboration?

    Ecologists working in organismal or population ecology might ask similar questions about how the biotic and abiotic conditions affect particular organisms and, thus, might find collaboration to be mutually beneficial. Levels of ecology such as community ecology or ecosystem ecology might pose greater challenges for collaboration because these areas are very broad and may include many different environmental components.

    The population is an important unit in ecology as well as other biological sciences. How is a population defined, and what are the strengths and weaknesses of this definition? Are there some species that at certain times or places are not in populations?

    It is beneficial to consider a population to be all of the individuals living in the same area at the same time because it allows the ecologist to identify and study all of the abiotic and biotic factors that may affect the members of the population. However, this definition of a population could be considered a drawback if it prohibits the ecologist from studying a population’s individuals that may be transitory, but still influential. Some species with members that have a wide geographic range might not be considered to be a population, but could still have many of the qualities of a population.

    מילון מונחים


    44.1: The Scope of Ecology - Biology

    Количество зарегистрированных учащихся: 9.9 тыс.

    Участвовать бесплатно

    This course presents the principles of evolution and ecology for citizens and students interested in studying biology and environmental sciences. It discusses major ideas and results. Recent advances have energised these fields with evidence that has implications beyond their boundaries: ideas, mechanisms, and processes that should form part of the toolkit of all biologists and educated citizens. Major topics covered by the course include fundamental principles of ecology, how organisms interact with each other and their environment, evolutionary processes, population dynamics, communities, energy flow and ecosystems, human influences on ecosystems, and the integration and scaling of ecological processes through systems ecology. This course will also review major ecological concepts, identify the techniques used by ecologists, provide an overview of local and global environmental issues, and examine individual, group and governmental activities important for protecting natural ecosystems. The course has been designed to provide information, to direct the student toward pertinent literature, to identify problems and issues, to utilise research methodology for the study of ecology and evolution, and to consider appropriate solutions and analytical techniques. Needed Learner Background: general biology and a good understanding of English. This course has the following expectations and results: 1) covers the theoretical and practical issues involved in ecology and evolution, 2) conducting surveys and inventories in ecology, 3) analyzing the information gathered, 4) and applying their analysis to ecological and conservation problems.

    Рецензии

    such a nice course, presentation is so good , specially thanks to university "Tomsk State University".

    It is very useful to understand about the biodiversity and it is fabulous

    Module 1. The Scope of Ecology

    In this module, after an introduction about the meaning and a brief history of Ecology, we will see how plant and animal adapt and interact with their environment and how these interactions changes life histories and populations. Then we will focus on interspecific competition and we will understand that the avoidance of competition is a more common pattern in ecology than pure competition.

    Преподаватели

    Roberto Cazzolla Gatti

    Ph.D., Associate Professor in Ecology and Biodiversity

    Текст видео

    Hi learners. Welcome to my course, Ecology from cells to Gaia. We will start to define what is ecology. As the great Russian biologist Dobzhansky said, "Nothing in biology makes sense except in the light of evolution." But at the same time, very little in evolution makes sense except in the light of ecology. Ecology provides the stage direction through which the evolutionary play is performed. Ecologists and evolutionary biologist needs a thorough understanding of each other's disciplines to make sense of the key patterns and processes. Ecology in a certain sense is a science that attempts to describe and explain patterns and processes that occur in the biosphere. So it also attempts to make predictions about the future events based on the past history and current circumstances. Ecology is also environmentalism. Even if we always say that ecology is not environmentalism, but environmentalism is a social cultural movement dedicated to protecting and preserving the environment, which must be based on the ecological science. So ecology is the base of environmentalists. As for Rachel Carson's book Silent Spring, remember it was the beginning on the environmental movement. And this means that if scientists provide good ecology, environmentalist argue with ecologists and vice versa. But we don't have to forget that the first ecologists have been and are indigenous people. In 1945, Aldo Leopold started to be a kind of first civilized person to talk about ecology. And you can see him in the different pictures. He is in this one, in the Forest Service Crew in 1911 in Arizona, when he started to wonder about the natural environment and its protection. Other founders of ecology were Ernst Haeckel, for instance, Frederic Clements. They started to think about how the nature works and how ecology is organized. That's why we recognize now the ecological organization. Ecology deals with five levels of ecological organization. The first level is the basic level, that is about individual organisms. The second level is about population, so individuals of the same species. The third regards communities, a greater or lesser number or populations. The fourth is ecosystem, where the community are packed together with the same physical environment, and the fifth is planet Earth, which is also called biosphere. We recognize in ecology, an ecological succession, so every environment follows a kind of common pattern. Ecologists also work on a variety of time scales. In fact ecological succession, for example, may be studied doing the decomposition of animal dunk, weeks or during the period of climate change since the last ice age, so millennia. So you see two different, very different time scales. The normal period of our research program, usually three or five years may often miss important patterns that occur on long time scales, meaning ecological studies involve careful observation and monitoring in the natural environment of the changing of abundances, and or one or more species over time or through space or both. Establishing the causes of patterns observed, often requires many productive field experiments. Ecology is also a science of dependency, because everything is a kind of relationship between science and probabilistic science can be defined as the science that can be based also on statistical grounds. Many definitions of ecology have been proposed, and probably the first one was that of Haeckel in 1870, and he said that by ecology we mean "the body of knowledge concerning the economy of nature, the investigation of the total relations of the animals both to its organic and inorganic environment." Then Tansley in 1904 said that ecology "is those relationships of plants with their surroundings and with one another, which depends directly upon differences on habitat among plants." So you see two different definitions for animals and for plants in the past. Then Elton in 1927, said that ecology "is the new name for a very old subject. It simply means scientific natural history." More modern definitions are those of Andrew Wharton in 1961. He said that ecology "is the scientific study of the distribution and abundance of organisms" and Krebs in 1972 and then again in 2008 said that "ecology is the scientific study of the interaction that determines the distribution of and abundance of organisms." A more modern definition is that provided by Townsend and other authors in 2003 when they said that "ecology is the scientific study of the distribution and abundance of organisms, and the interaction that determines the distribution and their abundance." So as you see, the definition moved from the animal concept to the plant, to a general environment and to the interaction of the organisms that live in the environment. So with the biotic and abiotic system. So there was more integration during time, and nowadays we see that ecology is a science of the world system. So I have a question for you. Please search your library for a variety of definitions of ecology. Which one is the most appropriate and why? Ecology is also the science of diversity. Life is represented on earth by the diversity of species. And early interest in this diversity mainly existed among explorers and collectors. And the idea that diversity has arisen by evolution, from the earliest ancestors over geological time, was not seriously discussed until the first half of the nineteenth century. At that time, Charles Darwin and Alfred Russell Wallace, strongly influenced by having read Malthus' book, independently proposed that natural selection constituted a force that would drive a process of evolution. We can see natural selection in action within species, in the variation within species over their geographical range, and even over very short distances where we can detect powerful selective forces in action, and recognize ecologically specialized races within species. Natural selection does not normally lead to the original species, unless it's coupled with the reproductive isolation of population from each other. תהליך זה נקרא speciation. Changing climate, particularly during the Ice Age or Pleistocene, bear a lot of the responsibility for the present patterns of distribution of plants and animals. On a longer time scale, many distributions make sense only once we realize that while major evolutionary developments where occurring, populations were being split and separated, and land areas were moving across climatic zones. But biodiversity to many hypotheses have been suggested. Derivate hypothesis by Paul Ehrlich asserts that each species lost like a rivet in an airplane wing can decrease ecosystem function, the working of the whole airplane, although the decreasing rate is slow, more species are eliminated. In this hypothesis, any loss of biodiversity is clearly noticeable. The second hypothesis is called passenger and crew hypothesis by Brian Walker. It's also known as the redundancy hypothesis and suggests that species are like pilots and passengers in an airplane and not rivets. The best way to conserve all species in the ecosystem, is to ensure the continued functioning of that ecosystem, and this strategy in turn calls for special attention to be paid to functional groups that are represented by only one or two species such as pilots, that is functionally groups in which there is little or no redundancy. Iɽ like to recommend you to follow my course on total biological diversity theories, majors and data sampling techniques, free available on Coursera to explore more about biodiversity and evolution. Thanks for your attention. See you at the next lecture.


    צפו בסרטון: מערכת אקולוגית (אוֹקְטוֹבֶּר 2022).