ეკოლოგიის მიმოხილვა. ბიოტური და აბიოტური ფაქტორები. ეკოლოგიის განსხვავებული დონეები.

საკვანძო საკითხები

  • ეკოლოგია შეისწავლის იმას, თუ როგორ ურთერთქმედებენ ორგანიზმები ერთმანეთთან და თავიანთ ფიზიკურ გარემოსთან.
  • დედამიწაზე ორგანიზმების განაწილებასა და სიმრავლეს განაპირობებს ბიოტური, ცოცხალ ორგანიზმებთან დაკავშირებული, და აბიოტური, არაცოცხალი, ანუ ფიზიკური, ფაქტორები.
  • ეკოლოგია მრავალ საფეხურზე შეისწავლება, მათ შორის ორგანიზმის, პოპულაციის, თანასაზოგადოების, ეკოსისტემისა და ბიოსფეროს დონეზე.

კეთილი იყოს თქვენი მობრძანება ეკოლოგიაში!

ოდესმე გიხეტიალიათ ტყეში და შეგინიშნავთ იქ ერთად მცხოვრები ორგანიზმების საოცარი მრავალფეროვნება, დაწყებული გვიმრებითა და ხეებით და დამთავრებული სადილის თეფშის ზომის სოკოებით? ან გიმოგზაურიათ და გინახავთ, როგორ იცვლება პეიზაჟი ფანჯრის მიღმა: მუხნარს მაღალი ფიჭვნარი მოსდევს, მას კი ბალახოვანი მდელობი? თუკი ასეა, ესე იგი, გაგისინჯავთ ეკოლოგიის კლასიკური გემო — ბიოლოგიის იმ დარგისა, რომელიც იკვლევს, თუ როგორ ურთიერთქმედებენ ორგანიზმები ერთმანეთთან და თავიანთ ფიზიკურ გარემოსთან.
ეკოლოგია არაა მხოლოდ სახეობებით მდიდარი ტყეები, ხელუხლებელი ბუნება ან ფერწერული პერსპექტივები. ოდესმე გინახავთ, ვთქვათ, თქვენი საწოლის ქვეშ მცხოვრები ტარაკნები, თქვენს საშხაპეში გაჩენილი ობი ან თუნდაც თქვენს ფეხის თითებს შორის მცოცავი სოკო? თუკი ასეა, მაშინ მოქმედებაში გინახავთ ეკოლოგიის თანაბრად ვალიდური მაგალითები.

ბიოტური და აბიოტური ფაქტორები

ეკოლოგიის ერთ-ერთი მთავარი მიზანია, გაიგოს, როგორ და რა სიმრავლით არიან ცოცხალი ორგანიზმები განაწილებულნი ფიზიკურ გარემოში. მაგალითად, თქვენი სახლის უკანა ეზოში ან ახლომდებარე პარკში, სავარაუდოდ, სრულიად სხვაგვარი მცენარეები, ცხოველები და სოკოებია, ვიდრე, ვთქვათ, სამყაროს საპირისპირო ნაწილში მცხოვრები ხანის აკადემიის სხვა მოსწავლის ეზოში. მსგავსი კანონზომიერებები ბუნებაში განპირობებულია როგორც თვითონ ორგანიზმებს შორის, ისე ორგანიზმებსა და მათ ფიზიკურ გარემოებს შორის ურთიერთქმედებებით.
მაგალითისთვის დავუბრუნდეთ საშხაპის ობს. უფრო მეტად სავარაუდოა, რომ ობი საშხაპეში გაჩნდება, ვიდრე, ვთქვათ, თქვენს წინდების უჯრაში. რატომ შეიძლება, ასე ხდებოდეს?
  • შესაძლოა, ობს გასაზრდელად სჭირდებოდეს გარკვეული ოდენობის წყალი, რომელიც მხოლოდ საშხაპეშია. წყლის არსებობა აბიოტური, ანუ არაცოცხალი, ფაქტორის მაგალითია და მას შეუძლია, გავლენა იქონიოს ორგანიზმების განაწილებაზე.
  • შესაძლოა, ობი საშხაპეში არსებული მკვდარი კანის უჯრედებით იკვებება, რომლებიც ტანსაცმლის კარადაში არ არის. ორგანიზმთა მიერ წარმოებული საკვები ნივთიერებების ხელმისაწვდომობა ბიოტური, ანუ, ცოცხალ ორგანიზმებთან დაკავშირებული, ფაქტორის მაგალითია და მას შეუძლია, გავლენა იქონიოს განაწილებაზე.

შემთხვევის შესწავლა: წითელი პანდა

მოდით, ბიოტური და აბიოტური ფაქტორების იდეა სხვა ორგანიზმს მოვარგოთ, ისეთს, რომელსაც, წესით, საველე ეკოლოგი შეისწავლიდა. წითელი პანდები ენოტების შორეული ნათესავები არიან და მხოლოდ აღმოსავლეთ ჰიმალაიში ბინადრობენ. დროის უმეტეს ნაწილს ხეებზე ატარებენ და უმთავრესად ვეგეტარიანული კვების რაციონი აქვთ. ბოლო წლებში წითელი პანდების რაოდენობამ მნიშვნელოვნად იკლო, რის გამოც გარემოს დამცველებმა ისინი გადაშენების პირას მყოფი სახეობების სიაში შეიყვანეს1,2^{1,2}.
რა არის ის მთავარი ფაქტორები, რომლებმაც განაპირობეს რაოდენობის ასეთი ცვლილება? ეკოლოგებმა აღმოაჩინეს, რომ ბიოტური ფაქტორებმა, როგორებიცაა, მაგალითად, ხეების ჭრა და შინაური ძაღლების დაავადებების გავრცელება, გადამწყვეტი როლი ითამაშეს წითელი პანდების პოპულაციის კლებაში2^2. დღემდე აბიოტური ფაქტორები ნაკლებად მნიშვნელოვან როლს თამაშობდნენ, მაგრამ ტემპერატურის ცვლილებამ შეიძლება, მომავალში გამოიწვიოს საცხოვრებელი გარემოს დაკარგვა3^3.
იმ მთავარი ფაქტორების გარკვევა, რომელთა გამოც იკლო წითელი პანდების რაოდენობამ, ეხმარება ეკოლოგებს, შეიმუშაონ ბუნების დაცვის გეგმები ამ სახეობისთვის.

როგორ სვამენ კითხვებს ეკოლოგები?

ბუნების შესახებ კითხვების დასასმელად — როგორიცაა, მაგალითად, „რატომ იკლებს წითელი პანდების რაოდენობა?“ — ეკოლოგები მიმართავენ ბიოლოგიისა და მასთან დაკავშირებული დისციპლინების მრავალ სფეროს, მათ შორის: ბიოქიმიას, ფიზიოლოგიას, ევოლუციას, ქცევით ბიოლოგიასა და მოლეკულურ ბიოლოგიას, აგრეთვე გეოლოგიას, ქიმიასა და ფიზიკას.
ბუნებისმეტყველები, სავარაუდოდ, იყვნენ პირველი ეკოლოგები — ჯერ კიდევ ბერძენ ფილოსოფოს არისტოტელედან მოყოლებული! მიუხედავად ამისა, დღევანდელი ეკოლოგები არიან ზუსტი, რაოდენობითი მეცნიერები. ისინი ატარებენ კონტროლირებად ექსპერიმენტებს, იყენებენ სტატისტიკებს, რათა მონაცემთა დიდ ბაზაში იპოვონ გარკვეული კანონზომიერებები და ააგონ ეკოლოგიური ურთიერთობების მათემატიკური მოდელები.

ეკოლოგია მრავალ სხვადასხვა მასშტაბში

ეკოლოგიის დისციპლინის ფარგლებში მკვლევრები ხუთ ვრცელ დონეზე მუშაობან, ზოგჯერ სრულიად განცალკევებულად, ზოგჯერ კი - ნაწილობრივი გადაფარვით: ორგანიზმი, პოპულაცია, თანასაზოგადოება, ეკოსისტემა და ბიოსფერო.
მოდით, უფრო დაწვრილებით შევისწავლოთ თითოეული დონე.
  • ორგანიზმი: ორგანიზმული ეკოლოგები შეისწავლიან ადაპტაციებს, სასარგებლო ნიშან-თვისებებს, რომლებიც ბუნებრივი გადარჩევის შედეგად ინერგება და რომლებიც ორგანიზმებს საშუალებას აძლევს, იცხოვრონ ცალკეულ ჰაბიტატში. ეს ადაპტაციები შეიძლება იყოს მორფოლოგიური, ფიზიოლოგიური ან ქცევითი.
  • პოპულაცია: პოპულაცია არის ჯგუფი ერთისა და იმავე სახეობის ორგანიზმებისა, რომლებიც ერთდროულად ცხოვრობენ ერთსა და იმავე გარემოში. პოპულაციური ეკოლოგები შეისწავლიან პოპულაციების ზომას, სიმჭიდროვესა და სტრუქტურას და მათ ცვლილებას დროთა განმავლობაში.
  • თანასაზოგადოება: ბიოლოგიური თანასაზოგადოება მოიცავს სხვადასხვა სახეობის ყველა პოპულაციას, რომელიც მოცემულ გარემოში ბინადრობს. თანასაზოგადოებრივი ეკოლოგები კონცენტრირდებიან პოპულაციებს შორის არსებულ ურთიერთობებზე და თანასაზოგადოების ჩამოყალიბებაში ამ ურთიერთობების გავლენაზე.
  • ეკოსისტემა: ეკოსისტემა მოიცავს ცალკეული გარემოს ყველა ორგანიზმს, თანასაზოგადოებასა და აბიოტურ ფაქტორებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ ამ თანასაზოგადოებაზე. ეკოსისტემის ეკოლოგები ხშირად კონცენტრირდებიან ენერგიის ნაკადზე და საკვები ნივთიერებების რეცირკულაციაზე.
  • ბიოსფერო: ბიოსფერო არის პლანეტა დედამიწა, რომელსაც ეკოლოგიურ სისტემად განვიხილავთ. ბიოსფეროს დონეზე მომუშავე ეკოლოგები სწავლობენ გლობალურ კანონზომიერებებს — მაგალითად, სახეობათა განაწილებას ან კლიმატს — ეკოსოსტემებს შრის ურთიერთობებს და იმ მოვლენებს, რომლებიც დედამიწის მთელ სფეროზე ახდენენ გავლენას, მაგალითად, კლიმატის ცვლილებას.
ეკოლოგიის ხუთი დონე, უმცირესიდან უდიდესამდე, ზემოთაა ჩამოთვლილი. ისინი პროგრესულადაა აგებული — პოპულაციები შედგება ინდივიდებისგან; თანასაზოგადოებები პოპულაციებისგან შედგება; ეკოსისტემები აერთიანებენ თანასაზოგადოებებსა და მათ გარემოს; და ასე შემდეგ. ორგანიზაციის თითოეულ დონეს აქვს ახალშეძენილი თვისებები, ის თვისებები, რომლებიც ამ დონის შემადგენელ ნაწილებს არ გააჩნიათ, მაგრამ რომლებიც ჩნდებიან ამ ნაწილებს ურთიერთობებისა და ურთიერთკავშირების შედეგად.
ეკოლოგიური კვლევის დონეები სხვადასხვაგვარ წარმოდგენას გვიქმნის იმის შესახებ, თუ როგორ ურთიერთქმედებენ ორგანიზმები ერთმანეთსა და საკუთარ გარემოსთან. ამ დონეებს ისე განვიხილავ ხოლმე, როგორც სხვადასხვა სიმძლავრის მქონე გამადიდებელ შუშებს. თუკი ნამდვილად გაინტერესებთ, თუ რა ხდება ცალკეულ ეკოლოგიურ სისტემაში, ერთზე მეტი შუშის გამოყენება მოგიწევთ!
იტვირთება