הגדרת גורמים אביוטיים וביוטיים

יחד מהווים גורמים אביוטיים וביוטיים מערכת אקולוגית. גורמים אביוטיים הם החלקים שאינם חיים בסביבה. אלה כוללים דברים כגון אור שמש, טמפרטורה, רוח, מים, אדמה ואירועים טבעיים כמו סופות, שריפות והתפרצויות געשיות. גורמים ביוטיים הם החלקים החיים בסביבה, כמו צמחים, בעלי חיים ומיקרואורגניזמים. יחד הם הגורמים הביולוגיים שקובעים את הצלחתו של המין. כל אחד מהגורמים הללו משפיע על אחרים, ושילוב של שניהם הכרחי כדי שמערכת אקולוגית תוכל לשרוד.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

גורמים אביוטיים וביוטיים מהווים יחד מערכת אקולוגית. גורמים אביוטיים או שאינם חיים הם אלה כמו אקלים וגיאוגרפיה. גורמים ביוטיים הם אורגניזמים חיים.

גורמים אביוטיים יכולים להיות אקלימיים, קשורים למזג האוויר, או אדאפיים, הקשורים לקרקע. גורמי האקלים כוללים טמפרטורת אוויר, רוח וגשם. גורמים אדאפיים כוללים גיאוגרפיה כמו טופוגרפיה ותכולת מינרלים, כמו גם טמפרטורת קרקע, מרקם, רמת לחות, רמת pH ואוורור.

גורמי אקלים משפיעים מאוד על צמחים ובעלי חיים שיכולים לחיות בתוך מערכת אקולוגית. דפוסי ותנאי מזג האוויר הקובעים מכתיבים את התנאים שבהם מינים צפויים לחיות. הדפוסים לא רק עוזרים ליצור את הסביבה אלא גם משפיעים על זרמי המים. לשינויים בכל אחד מגורמים אלה, כמו אלה המתרחשים במהלך תנודות מזדמנות כגון אל ניניו, יש השפעה ישירה ויכולים להיות להם השפעות חיוביות ושליליות כאחד.

שינויים בטמפרטורת האוויר משפיעים על הנביטה ועל דפוסי הגידול של הצמחים וכן על דפוסי הנדידה והתרדמות אצל בעלי חיים. אמנם שינויים עונתיים מתרחשים באקלים ממוזג רבים, אך לשינויים בלתי צפויים יכולים להיות תוצאות שליליות. למרות שמינים מסוימים יכולים להסתגל, שינויים פתאומיים עלולים לגרום להגנה מספקת מפני מצבים קשים (למשל, להיות בלי מעיל פרווה חורפי) או בלי מספיק חנויות מזון שיחזיקו מעמד לאורך עונה. בבתי גידול מסוימים, כמו למשל בשוניות אלמוגים, יתכן שהמינים אינם מסוגלים להעביר למקום מסביר פנים יותר. בכל המקרים הללו, אם הם לא מצליחים להסתגל, הם ימותו.

גורמים אדאפיים משפיעים על מיני צמחים יותר מבעלי חיים, וההשפעה גדולה יותר על אורגניזמים גדולים יותר מאשר על קטנים יותר. לדוגמא, משתנים כגון גובה משפיעים על מגוון הצמחים יותר מזה של חיידקים. זה נראה באוכלוסיות של עצי יער, כאשר הגובה, שיפוע הארץ, חשיפה לאור השמש והקרקע ממלאים תפקיד בקביעת אוכלוסיית מיני עצים מסוימים ביער. גורמים ביוטיים נכנסים לשחק. לנוכחות מיני עצים אחרים יש השפעה. צפיפות ההתחדשות של עצים נוטה להיות גבוהה יותר במקומות שבהם ישנם עצים אחרים מאותו המין בקרבת מקום. במקרים מסוימים, נוכחות של מינים מסוימים אחרים של עצים בקרבת מקום קשורה לרמות התחדשות נמוכות יותר.

מסות קרקע וגובה משפיעים על הרוח והטמפרטורה. לדוגמא, הר יכול ליצור שבר רוח, המשפיע על הטמפרטורה בצד השני. מערכות אקולוגיות בגבהים גבוהים חוות טמפרטורות נמוכות יותר מזו שבגבהים נמוכים יותר. במקרים קיצוניים, גובה יכול לגרום לתנאים ארקטיים או תת-ארקטיים גם בקווי רוחב טרופיים. הבדלים אלה בטמפרטורה יכולים לאפשר למין לנסוע מאחד מתאים סביבה לאחרת אם הדרך בין דורש נסיעה דרך גבהים משתנים עם בלתי אפשרי תנאים.

מינרלים כמו רמות סידן וחנקן משפיעים על זמינות מקורות המזון. רמת הגזים כמו חמצן ופחמן דו חמצני באוויר מכתיבים אילו אורגניזמים יכולים לחיות שם. הבדלים בשטח כמו מרקם קרקע, הרכב וגודל גרגרי החול יכולים גם הם להשפיע על יכולתו של מינים לשרוד. לדוגמה, בעלי חיים נוברים דורשים סוגים מסוימים של שטח כדי ליצור את בתיהם, ויש אורגניזמים שדורשים אדמה עשירה בעוד שאחרים מצליחים יותר בשטח חול או סלעי.

במערכות אקולוגיות רבות גורמים אביוטיים הם עונתיים. באקלים ממוזג, שינויים נורמליים בטמפרטורה, במשקעים ובכמות אור השמש היומי משפיעים על יכולתם של אורגניזמים לצמוח. יש לכך השפעה לא רק על חיי הצומח אלא גם על המינים הנשענים על הצמחים כמקור מזון. מיני בעלי חיים עשויים לעקוב אחר דפוס פעילות והירדמות או להתאים את עצמם לתנאים המשתנים באמצעות מעיל, תזונה ושינויים בשומן בגוף. תנאים משתנים מעודדים שיעורי גיוון גבוהים בין מינים במערכת אקולוגית. זה יכול לעזור בייצוב אוכלוסיות.

היציבות הסביבתית של מערכת אקולוגית משפיעה על אוכלוסיית המינים המכנים אותה בית. שינויים בלתי צפויים עשויים לשנות בעקיפין את רשת המזון מכיוון שתנאים משתנים הופכים אותו לאירוח יותר או פחות ולהשפיע אם מין מסוים יתבסס. בעוד שגורמים אביוטיים רבים מתרחשים באופן צפוי למדי, חלקם מתרחשים לעיתים רחוקות או ללא אזהרה. אלה כוללים אירועים טבעיים כמו בצורות, סופות, שיטפונות, שריפות והתפרצויות געש. לאירועים אלה יכולה להיות השפעה רבה על הסביבה. כל עוד הם אינם מתרחשים בתדירות גבוהה או בשטח גדול מדי, ישנם יתרונות לאירועים טבעיים אלה. כאשר הם מרווחים בצורה אופטימלית, אירועים אלה יכולים להועיל מאוד ולהצעיר את הסביבה.

בצורת ממושכת משפיעה לרעה על המערכת האקולוגית. באזורים רבים צמחים אינם יכולים להסתגל לדפוסי הגשם המשתנים והם מתים. זה משפיע גם על אורגניזמים בהמשך שרשרת המזון שנאלצים להעביר לאזור אחר או לבצע שינויים בתזונה על מנת לשרוד.

סופות מספקות משקעים הכרחיים, אך גשם כבד, גשם, ברד, שלג ורוחות עזות עלולים לפגוע או להרוס עצים וצמחים, עם תוצאות סביבתיות מעורבות. בעוד שנזק לאורגניזמים עלול להתרחש, דילול זה של ענפים או יערות יכול לסייע בחיזוק המינים הקיימים ולספק מקום לגידול מינים חדשים. מצד שני, גשמים עזים (או נמס שלג מהיר) עלולים לגרום לשחיקה מקומית, ולהחליש את מערכת התמיכה.

שיטפונות יכולים להועיל. מי שיטפונות מספקים מזון לצמחים שאחרת עשויים שלא לקבל מספיק מים. משקעים שאולי התמקמו בערוצי נהרות מחולקים מחדש וממלאים את חומרי המזון בקרקע, מה שהופך אותה לפורייה יותר. האדמה שהופקדה לאחרונה יכולה גם לסייע במניעת סחף. כמובן שגם שיטפונות גורמים נזק. מי שיטפונות גבוהים עלולים להרוג בעלי חיים וצמחים, וחיים ימיים עלולים לעקור למות כאשר המים נסוגים בלעדיהם.

לאש יש גם השפעות מזיקות ומועילות על מערכת אקולוגית. חיי צמחים ובעלי חיים עלולים להיפצע או למות. אובדן מבני שורשים חיים עלול לגרום לשחיקה ולהשקעה מאוחרת יותר של דרכי המים. גזים מזיקים עשויים להיות מיוצרים ועלולים להוביל על ידי רוחות, המשפיעים גם על מערכות אקולוגיות אחרות. חלקיקים העלולים לפגוע בסופו של דבר בנתיבי מים יכולים להיות נצרכים על ידי חיי מים, ומשפיעים לרעה על איכות המים. עם זאת, אש גם יכולה להצעיר ליער. זה מטפח צמיחה חדשה על ידי פיצוח מעילי זרעים פתוחים והפעלת נביטה או על ידי הנעה של תרמילי עץ בחופה לפתוח ולשחרר זרעים. האש מפנה את הסבך, מפחיתה את התחרות על שתילים ומספקת מצע טרי לזרעים עשירים בחומרים מזינים.

התפרצויות געשיות מביאות בתחילה להרס, אך חומרי המזון העשירים בקרקע וולקנית מועילים בהמשך לחיי הצומח. מצד שני, עלייה בחומציות המים ובטמפרטורה עלולה להזיק לחיים במים. ציפורים עשויות לחוות בית גידול אבוד, ודפוסי הנדידה שלהם עלולים להיות משובשים. התפרצות מכריחה גם מספר גזים לאטמוספירה שיכולים להשפיע על רמות החמצן ולהשפיע על מערכות הנשימה.

כל האורגניזמים החיים, מאורגניזמים מיקרוסקופיים ועד לבני אדם, הם גורמים ביוטיים. אורגניזמים מיקרוסקופיים הם השפע ביותר מאלה ומופצים באופן נרחב. הם ניתנים להתאמה גבוהה, ושיעורי הרבייה שלהם מהירים ומאפשרים להם ליצור אוכלוסייה גדולה תוך זמן קצר. גודלם עובד לטובתם; הם יכולים להתפזר על שטח גדול במהירות, דרך גורמים אביוטיים כמו זרמי רוח או מים, או על ידי נסיעה בתוך או על אורגניזמים אחרים. הפשטות של האורגניזמים מסייעת גם ליכולת ההסתגלות שלהם. התנאים הדרושים לצמיחה הם מועטים, כך שהם יכולים לשגשג בקלות במגוון גדול יותר של סביבות.

גורמים ביוטיים משפיעים על סביבתם ועל זה. נוכחותם או היעדרם של אורגניזמים אחרים משפיעים על כך שמין צריך להתמודד על מזון, מחסה ומשאבים אחרים. מינים שונים של צמחים עשויים להתחרות על אור, מים וחומרים מזינים. ישנם חיידקים ווירוסים העלולים לגרום למחלות העלולות להועבר למינים אחרים ובכך להוריד את האוכלוסייה. חרקים מועילים הם המאביקים העיקריים של יבולים, אך לאחרים יש פוטנציאל להשמיד יבולים. חרקים עשויים גם לשאת מחלות, חלקן יכולות להיות מועברות למינים אחרים.

נוכחותם של טורפים משפיעה על המערכת האקולוגית. ההשפעה שיש לכך תלויה בשלושה גורמים: מספר הטורפים בסביבה נתונה, האופן שבו הם מתקשרים עם טרף וכיצד הם מתקשרים עם טורפים אחרים. קיומם של מיני טורפים רבים במערכת אקולוגית עשוי להשפיע זה על זה או לא, תלוי בכך על מקור המזון המועדף עליהם, גודל בית הגידול ותדירות וכמות המזון נדרש. ההשפעה הגדולה ביותר נעשית כאשר שני מינים או יותר צורכים את אותו הטרף.

דברים כמו זרמי רוח או מים יכולים להעביר מיקורואורגניזמים וצמחים קטנים ולאפשר להם להקים מושבות חדשות. התפשטות מינים זו יכולה להועיל למערכת האקולוגית כולה מכיוון שהיא יכולה להיות אספקת מזון גדולה יותר לצרכנים ראשוניים. עם זאת, זו יכולה להיות בעיה כאשר מינים מבוססים נאלצים להתחרות במידע חדש על משאבים ומינים פולשניים אלה משתלטים ומשבשים את איזון המערכת האקולוגית.

במקרים מסוימים, גורמים ביוטיים יכולים למנוע מגורמים אביוטיים לבצע את עבודתם. אוכלוסיית יתר של מין יכולה להשפיע על גורמים אביוטיים ולהשפיע לרעה על מינים אחרים. אפילו האורגניזם הקטן ביותר, כמו פיטופלנקטון, יכול להרוס מערכת אקולוגית אם הוא רשאי לאכלס יתר על המידה. זה נראה ב"פריחת אצות חומות ", כאשר מספר יתר של אצות מתאסף על פני השטח מים ולמנוע מאור השמש להגיע לאזור שמתחת, ובכך להרוג את כל החיים מתחת לשטח מים. ביבשה, נראה מצב דומה כאשר חופת עצים צומחת לכיסוי שטח גדול, וחוסמת למעשה את השמש מלהגיע לחיי הצמח שמתחת.

בארקטי ובאנטארקטיקה לא רק טמפרטורות קרות קיצוניות, אלא שהטמפרטורות הללו משתנות גם לפי עונה. במעגל הארקטי, סיבוב כדור הארץ מאפשר לשמש מינימלית להגיע אל פני השטח, וכתוצאה מכך עונת גידול קצרה. לדוגמא, עונת הגידול במפלט הלאומי לחיות הבר בארקטי היא 50 עד 60 יום בלבד עם טווח טמפרטורות של 2 עד 12 מעלות צלזיוס. כאשר המעגל הארקטי מכוון הרחק מהשמש, לחורפים יש ימים קצרים, עם טמפרטורות שבין -34 ל -51 מעלות צלזיוס (-29 ל -60 F). רוחות עזות (עד 160 קמ"ש, או כ- 100 מייל לשעה) מפלגות צמחים וחיות חשופים עם גבישי קרח. בעוד שכיסוי השלג מספק יתרונות מבודדים, התנאים הקיצוניים אינם מאפשרים גידול צמחים חדש.

גורמים ביוטיים הם מעטים בארקטי. התנאים מאפשרים רק צמחים נמוכים עם מבני שורש רדודים. לרוב אלה עלים ירוקים כהים עד אדומים אשר סופגים יותר אור שמש ומתרבים ללא מין, באמצעות ניצנים או שיבוט, ולא מינית באמצעות זרעים. רוב חיי הצמחים צומחים ממש מעל לפרפרוסט, מכיוון שהאדמה נמצאת כמה סנטימטרים מתחת. בגלל הקיץ הקצר מאוד, צמחים ובעלי חיים מתרבים במהירות. בעלי חיים רבים נודדים; לאלה החיים במפלט הארקטי הלאומי לחיות הבר נוטים להיות נספחים קטנים יותר וגופות גדולות יותר מעמיתיהם הדרומיים המאפשרים להם להישאר חמים. לרוב היונקים יש גם שכבת שומן מבודדת וגם מעיל מגן העמיד בפני קור ושלג.

בקצה הטמפרטורה האחר, מדבריות יבשים מציבים אתגרים גם לגורמים ביוטיים. אורגניזמים חיים זקוקים למים כדי לשרוד, והגורמים האביוטיים במדבר (טמפרטורה, אור שמש, טופוגרפיה והרכב אדמה) אינם נוחים לכל מינים פרט למעט. טווח הטמפרטורות של רוב המדבריות האמריקאיות הגדולות הוא בין 20 ל -49 מעלות צלזיוס (68 עד 120F). רמות המשקעים נמוכות, והגשמים אינם עקביים. האדמה נוטה להיות גסה וסלעית ללא מעט מים תת קרקעיים. אין מעט חופה, וחיי הצומח נוטים להיות קצרים ודלילים. חיי בעלי החיים נוטים גם הם להיות קטנים יותר, ומינים רבים מבלים את ימיהם במחילה, ומופיעים רק בלילות הקרירים יותר. סביבה זו אמנם חיובית לסוקולנטים כגון קקטוסים, אך צמחים פויקילואידריים שורדים על ידי שמירה על מצב רדום בין הגשמים. לאחר גשם, הם הופכים לפעילים פוטוסינתטיים ומתרבים במהירות לפני שהם שוב מניחים את המצב הרדום.