קהילה (אקולוגיה): הגדרה, מבנה, תיאוריה ודוגמאות

אקולוגיה קהילתית הוא המחקר והתיאוריה כיצד אוכלוסיות של אורגניזמים מתקשרים זה עם זה ומגיבים לסביבתם הלא-חיה. כתת-משנה של המחקר הכללי באקולוגיה, תחום התמחות זה בוחן את הארגון והתפקוד של קהילות ביולוגיות.

אקולוגים קהילתיים מגנים על הסביבה ומצילים מינים מהכחדה על ידי הערכה וניטור של תנאים סביבתיים כמו התחממות כדור הארץ.

אחת ההגדרות הפורמליות הראשונות של אקולוגיה קהילתית הוצעה על ידי פרופסור קורנל רוברט ויטאקר בשנת 1975. ויטאקר אפיין את האקולוגיה הקהילתית כמכלול של אורגניזמים חיים אשר מתקיימים ויוצרים קהילה עם מבנה ייחודי והרכב מינים. הידיעה כיצד קהילה מתפקדת חיונית לקידום ושימור מגוון ביולוגי.

האקולוגיה הקהילתית בוחנת כיצד אורגניזמים המצויים יחדיו מתקשרים ומתחרים בנישה או במיקום גיאוגרפי מסוים כמו חורש, ערבה או אגם. אקולוגיה קהילתית מקיפה את כל האוכלוסיות מכל המינים החיים יחד באותו אזור.

אקולוגים קהילתיים חוקרים אינטראקציות אקולוגיות ושוקלים דברים כמו כיצד להתערב כאשר אוכלוסיית צבאים גוברת הורסת את השכבה המופרזת של יערות.

אקולוגיה קהילתית כוללת סוגים רבים של אינטראקציות אקולוגיות הממשיכות להשתנות לאורך זמן. א

באופן דומה, א ריף אלמוגים הקהילה כוללת מספר עצום של מינים שונים של אלמוגים, דגים ואצות. שפע ו הפצה הם כוחות חזקים המעצבים את הקהילה הביולוגית.

אקולוגיה קהילתית מתמקדת כיצד יחסי גומלין בין מינים שונים משפיעים על הבריאות, הצמיחה, הפיזור והשפע של המערכת האקולוגית. ברמה הקהילתית, מינים תלויים לרוב זה בזה. מספר רשתות מזון קצרות נפוצות ברוב הקהילות הביולוגיות. רשתות מזון לעתים קרובות חופפים ויוצרים אתרי אוכל של יצרנים וצרכנים.

מדענים אמריקאים, אירופאים ובריטים מחזיקים זה מכבר רבים תיאוריות שונות על ההגדרה של אקולוגיה קהילתית, שכונתה לראשונה סוציולוגיה של צמחים. במאה ה -20 הדעות היו שונות האם נישות אקולוגיות היו קהילות אורגניזם מאורגנות בעצמן או מכלולים אקראיים של מינים ששגשגו בגלל תכונותיהם המיוחדות.

עד המאה ה -21 התרחבו תיאוריות וכללו רעיונות כמו תורת המטה-קהילה המתמקד במבנים קהילתיים וב- תורת האבולוציה המשלב עקרונות של ביולוגיה אבולוציונית לתוך אקולוגיה קהילתית.

תיאוריית האקולוגיה הקהילתית המתקיימת כיום מבוססת על ההנחה כי קהילות אקולוגיות הן תוצאה של סוגים שונים של תהליכי הרכבה. תהליכי הרכבה כוללים הסתגלות, התייחסות בביולוגיה אבולוציונית, תחרות, קולוניזציה, גובה, אקלים, הפרעות בית גידול וסחף אקולוגי.

תורת האקולוגיה הקהילתית מתרחבת תורת הנישה, שקשור לאורגניזם שיש לו מקום ותפקיד ספציפי במערכת אקולוגית.

עושר מינים מתייחס לעושר, או למספר, של מינים שנמצאו. לדוגמה, ספירת ציפורים שנתית עשויה להניב עושר מינים של 63 מינים שונים של ציפורים שנצפו במרכז הטבע. נקר פילאטי אחד נחשב כ- 50 צ'יקיידים לקביעת עושר המינים באזור.

עושר המינים אינו גורם למספר היחידים שנמצא בכל מינים. מספר וסוג המינים הקיימים בקהילה גדל בהדרגה לעבר קו המשווה. עושר המינים פוחת כלפי אזור הקוטב. פחות מיני צמחים ובעלי חיים מותאמים לביומים קרים.

מגוון המינים בוחן את המגוון הביולוגי הכללי. מגוון המינים מודד את עושר המינים כמו גם את מספר המינים היחסי הקיים. מגוון מינים גבוה מאפיין קהילות אקולוגיות יציבות. שינויים פתאומיים או משמעותיים בקהילה כמו זרם טורפים יכולים לשבש את האיזון האקולוגי טורף-טרף ולהפחית את מגוון המינים.

אקולוגים קהילתיים חוקרים את האינטראקציה בין מבנה לאורגניזמים. המבנה מתאר מאפיינים של נישות אקולוגיות, עושר מינים והרכב מינים. המינים מתקשרים זה עם זה ועם סביבתם בדרכים רבות ושונות, כגון מתחרים על משאבים סופיים או עבודה משותפת כדי ללכוד משחק. דינמיקת האוכלוסייה ממלאת תפקיד מרכזי בקהילות.

ה פירמידת אנרגיה מראה כיצד אנרגיה נוצרת ומועברת על ידי אורגניזמים המרכיבים את שרשרת המזון. יצרנים הטרוטרופיים של אנרגיית מזון שמישה מהשמש מהווים את הבסיס הרחב של הפירמידה.

צרכנים ראשוניים כמו אוכלי עשב אינם יכולים להכין מזון לתדלוק תאיהם ועליהם לאכול יצרנים כדי לחיות. צרכנים משניים הם טורפים שאוכלים צרכנים ראשוניים. צרכנים שלישוניים זוללים צרכנים משניים, אך לטורף האפקס שבראש הפירמידה אין אויבים טבעיים.

א שרשרת המזון מייצג את זרימת אנרגיית המזון בקהילה. למשל, פיטופלנקטון נאכל על ידי דגים שעלולים להיתפס ולבשל על ידי אדם. רק 10 אחוזים מהאנרגיה הנצרכת מועברת בכל רמה טרופית, ולכן פירמידת האנרגיה אינה הפוכה. מפרקים ממלאים תפקיד על ידי פירוק אורגניזמים מתים כדי לשחרר חומרים מזינים לסביבה.

בביולוגיה, אינטראקציות בין-ספציפיות מתייחסות לדרכי האינטראקציה בין המינים בקהילתם. ההשפעה של אינטראקציות כאלה על מינים שונים עשויה להיות חיובית, שלילית או ניטרלית עבור אחד או שניהם. סוגים רבים של אינטראקציות מתרחשים בקהילה אקולוגית ומשפיעים על דינמיקת האוכלוסייה.

אלה כמה דוגמאות לסוגי האינטראקציות האלה:

• הדדיות: שני המינים נהנים מאינטראקציה, כמו חיידקים במעי שמאיצים את העיכול (+ / +).

• קומנסליזם: מין אחד מרוויח מבלי להשפיע על השני, כמו עכביש שמסתובב ברשת על צמח (+ / 0).

• טְפִילוּת: מין אחד מרוויח, אך השני נפגע, כגון חיידקים פתוגניים (+/-).

• טורף: מין אחד טורף את השני להישרדות (+/-).

• תַחֲרוּת: שני מינים נלחמים על משאבים מוגבלים (- / -).

גם לשינויים קטנים בטבע יכולים להיות השפעות גדולות על האקולוגיה הקהילתית. למשל, המבנה מושפע מגורמים כמו שינויי טמפרטורה קלים, הפרעות בבית הגידול, זיהום, אירועי מזג אוויר ואינטראקציה בין המינים.

שפע יחסי של אוכל הוא גורם מייצב בקהילות. בדרך כלל קיימת מערכת איזון צ'קים של מזון וצריכה.

מיני יסוד, כמו אלמוגים בקהילת שונית אלמוגים, ממלאים תפקיד מרכזי באקולוגיה של הקהילה ובמבנה העיצוב. שוניות האלמוגים מכונות בדרך כלל "יערות גשם של הים" מכיוון שהם מספקים מזון, מחסה, אזורי רבייה והגנה עד 25 אחוז מכלל החיים הימיים, על פי מוזיאון סמיתסוניאן להיסטוריה של הטבע. האיומים על שוניות האלמוגים כוללים שינויי אקלים, זיהום, דיג יתר ומינים פולשניים.

מיני קיסטון כמו זאבים משפיעים עמוקות על מבנה הקהילה ביחס לשפע המינים האחרים. אם מוסרים אותם, אובדן טורפי המפתח משנה את הקהילה כולה באופן דרמטי. טורפים שומרים על אוכלוסיות אחרות בבדיקה שאחרת היו רועות יתר על המידה ומאיימות על מיני צמחים וכתוצאה מכך אובדן מזון ובית גידול. אוכלוסיית יתר יכולה להוביל גם לרעב ולמחלות.

מינים פולשניים הם פולשים שאינם ילידי בית הגידול ומשבשים את הקהילה. סוגים רבים של מינים פולשניים כמו מולה הזברה, הורסים מינים מקומיים. מינים פולשניים צומחים במהירות ומפחיתים את המגוון הביולוגי, מה שמחליש את כלל קהילת בעלי החיים והצמחים בתוך אותה נישה.

רצף אקולוגי היא סדרת שינויים לאורך זמן במבנה הקהילה המשפיעים על הדינמיקה הקהילתית ומעודדים התאספות של צמחים ובעלי חיים. רצף ראשוני מתחיל עם הכנסת אורגניזמים ומינים, בדרך כלל על סלע שנחשף לאחרונה. מינים חלוצים כמו חזזיות על סלע מגיעים במקום הראשון.

רצף משני קורה כאשר מתבצעת הסבה מחדש מסודרת באזור שהיה מיושב בעבר לפני שיבוש. למשל, לאחר שריפת השדה מבזבז שטח, חיידקים משנים את האדמה, צמחים נובטים משורשים וזרעים, שיחים ושיחים מקימים, ואחריהם שתילי עצים. צמחייה מספקת מבנה אנכי ואופקי המושך ציפורים ובעלי חיים לקהילה הביולוגית.