العلاقات في الأنظمة البيئية

الدرس الثاني

العلاقات في الأنظمة البيئية

أنظر وأتساءل

اصطاد الثعبان السحلية؛ فالسحلية هي الفريسة، وكلاهما يحتاج إلى الطاقة ليعيش وينمو. فما مصدر هذه الطاقة؟

استكشف
نشاط استقصائي

ما مقدار الطاقة التي تستهلكها المخلوقات الحية؟

الهدف:
عمل نموذج يوضح انتقال الطاقة من مخلوق حي إلى آخر في النظام البيئي.

الخطوات:

• أعمل في مجموعة مكونة من أربعة طلاب، وأكتب على البطاقات الكلمات التالية: الشمس، نبات، آكل نبات، آكل اللحوم كما في الشكل.

• أقيس. أقص شريطًا من ورق التجليد طوله متر، ليمثل كمية الطاقة التي يستخدمها المخلوق الحي، وأضع علامة عند كل ١٠ سم على طول الشريط.

• أعمل نموذجًا. يأخذ كل طالب بطاقة. يمرر الطالب الذي يحمل بطاقة الشمس شريط الطاقة كاملًا إلى الطالب الذي يحمل بطاقة النبات.

• يقوم الطالب الذي يحمل بطاقة النبات بقطع ١٠ سم من الشريط، ويعطيه الطالب الذي يحمل بطاقة آكل النبات، ويبقي الجزء الأكبر من شريط الطاقة لديه.

• يقوم الطالب الذي يحمل بطاقة آكل النبات بقطع ١ سم من شريط الطاقة، ويمرره إلى الطالب الذي يحمل بطاقة آكل اللحوم ويبقي الجزء الأكبر من شريط الطاقة لديه.

أستخلص النتائج

• أستنتج. لماذا يقطع شريط الطاقة قبل تمريره؟

• أستخدم الأرقام. ما كمية الطاقة المتبقية لآكل اللحوم مقارنة بالنبات وبآكل النبات؟

أستكشف أكثر

ما الذي أتوقع حدوثه إذا لم يصنع النبات الغذاء؟ أصمم تجربة لاكتشف ذلك.

أحتاج إلى:
قلم تخطيط
أقلام تلوين
مقص
بطاقات
مسطرة مترية
شريط ورقي

أقرأ وأتعلم

كيف تعتمد المخلوقات الحية بعضها على بعض؟

لقد جعل الله تعالى لكل مخلوق حي دورًا يؤديه في النظام البيئي لاستمرار حياته وحياة غيره من المخلوقات. وقد اهتم العلماء بدراسة العلاقات بين هذه المخلوقات والأدوار التي تؤديها في المجتمع الحيوي لفهم النظام البيئي.

المنتجات

تعتمد كل المخلوقات الحية في النظام البيئي على المنتجات، وهي مخلوقات حية تصنع غذاءها بنفسها مستخدمة طاقة الشمس.

أهم المنتجات على اليابسة النباتات الخضراء، ومنها الأشجار والأعشاب. أما في المحيطات والبحيرات فالمنتجات الرئيسة هي الطحالب.

أقرأ وأتعلم

السؤال الأساسي
كيف تحصل المخلوقات الحية على الطاقة؟

المفردات
المنتج
المستهلك
المحلل
السلسلة الغذائية
الشبكة الغذائية
التنافس
هرم الطاقة

مهارة القراءة
الاستنتاج

الأدوار في النظام البيئي

تصنع المنتجات غذاءها مستخدمة أشعة الشمس.
تتغذى المستهلكات على المنتجات.
تحلل المحللات بقايا المخلوقات الحية وأجسامها بعد موتها.

نشاط

المحللات

• أبلل أربعة أنواع من الأطعمة بالماء، وأضع كلًا منها في كيس بلاستيكي.

• أغلق الأكياس وأضعها في مكان دافئ ومظلم.

أحذر. لا أفتح الأكياس بعد إغلاقها.

• ألاحظ الأكياس كل يوم، وأسجل ملاحظاتي في جدول.

• أتواصل. كيف تغيرت الأطعمة؟ وماذا حدث؟

المستهلكات

المخلوقات الحية التي لا تستطيع صنع غذائها بنفسها تسمى مستهلكات، ومنها الطيور والثدييات التي تستمد طاقتها من مخلوقات حية أخرى.

ويمكن تصنيف المستهلكات تبعًا لنوع الغذاء الذي تحصل عليه؛ فهناك آكلة الأعشاب وهي تأكل المنتجات فقط، ومنها القوارض والأرانب والغزلان.

وبعض الحيوانات تتغذى على المنتجات والمستهلكات وتسمى القوارت، ومنها الراكون وبعض الطيور والدببة.

وهناك الحيوانات الآكلة للحوم، ومنها القط والأسد والنمر وسمك القرش وبعض الطيور، وهي حيوانات تتغذى على الحيوانات الآكلة للأعشاب، وعلى القوارت.

المحللات

تقوم بعض المخلوقات بتحليل المواد الميتة للحصول على الطاقة، وتسمى هذه المخلوقات المحللات، ومنها الديدان والبكتيريا والفطريات.

تقوم المحللات بإعادة المواد إلى النظام البيئي بوصفها مواد مغذية.

أختبر نفسي

أستنتج. ماذا يمكن أن يحدث في حالة غياب المنتجات؟

التفكير الناقد. هل تحصل المستهلكات على طاقتها مباشرة من الشمس؟ أوضح ذلك.

حيوان آكل نبات
حيوان قارت
حيوان آكل لحوم

ما السلسلة الغذائية؟

يحتاج كل مخلوق حي إلى طاقة ليعيش وينمو. وقد جعل الله تعالى لكل مخلوق مصدرًا للحصول على الطاقة التي يحتاج إليها. قال تعالى:
﴿وَكَأَيِّن مِّن دَابَّةٍ لَا تَحْمِلُ رِزْقَهَا اللَّهُ يَرْزُقُهَا وَإِيَّاكُمْ وَهُوَ السَّمِيعُ الْعَلِيمُ﴾

ومصدر الطاقة في النظام البيئي هو الشمس.

أنظر إلى الحيوانات في الصور الواردة في هذا الدرس. ليس من بينها حيوان يستطيع أخذ الطاقة مباشرة من الشمس؛ فالشمس مصدر الطاقة التي تختزن في المنتجات، وتنتقل منها إلى المستهلكات، ومنها إلى المحللات، وبذلك تنتقل الطاقة من مخلوق إلى آخر فيما يسمى السلسلة الغذائية.

السلسلة الغذائية على اليابسة

تبدأ السلسلة الغذائية على اليابسة عادة بالأعشاب والأشجار وغيرها من النباتات الخضراء. فنبات الشوك في الصورة المجاورة منتج. أما السروع والسحلية والبومة فجميعها مستهلكات.

وعندما تموت هذه المستهلكات تقوم المحللات بتحليل أنسجتها الميتة إلى مواد أساسية تستعملها المخلوقات الحية من جديد.

اقرأ الشكل

كيف تنتقل الطاقة في هذه السلسلة؟
إرشاد: تشير الأسهم إلى المستهلك التالي.

سلسلة غذائية على اليابسة

بومة
سحلية
سرعوف «المنتس»
يرقة
نبات الشوك

السلسلة الغذائية في بركة

تشبه السلسلة الغذائية في البركة السلسلة الغذائية على اليابسة، إذ تبدأ بالطحالب والنباتات الخضراء التي تلتقط طاقة الشمس خلال عملية البناء الضوئي، وتخزن الطاقة في الخلايا على شكل سكر.

تتغذى آكلات الأعشاب كبعض الحشرات «الذبابة المائية مثلًا» على الطحالب. وتستخدم الحشرات الأكسجين لإطلاق الطاقة المخزونة في الطحالب، للقيام بوظائف الحياة الأساسية، ومنها الحركة.

وهناك آكلات لحوم كالأسماك تستطيع القفز لالتقاط الحشرات، فتستفيد بذلك من الطاقة المخزونة في أجسامها. وتصطاد بعض الطيور ـ ومنها مالك الحزين ـ هذه الأسماك للحصول على الطاقة.

وكما يتضح من تتبع السلسلة الغذائية فإن جزءًا من الطاقة الشمسية قد وصل إلى مالك الحزين عبر هذه السلسلة.

سلسلة غذائية في بركة

مالك الحزين
سمكة الشمس
ذبابة مائية
طحالب

أختبر نفسي

أستنتج. لماذا يعد مصطلح السلسلة الغذائية وصفًا جيدًا لتوضيح العلاقات بين المخلوقات الحية؟

التفكير الناقد. ما أكبر سلسلة غذائية يمكن أن تضعها؟ أرسم مخططًا توضح فيه سلسلتك الغذائية؟

ما الشبكة الغذائية؟

تعد سلاسل الغذاء نموذجًا جيدًا لتمثيل كيفية انتقال الطاقة على شكل غذاء، ولكن هذا النموذج يبين مسارًا واحدًا لنقل الطاقة. ومعظم الأنظمة البيئية لها سلاسل غذاء متداخلة. وينتج عن تداخل السلاسل الغذائية معًا الشبكة الغذائية، وهي توضح ترابط سلاسل الغذاء في النظام البيئي، وتوضح أيضًا تصنيف المخلوقات الحية بحسب العلاقات الغذائية بينها.

توضح شبكات الغذاء العلاقة بين المفترس والفريسة. المفترس هو آكل اللحوم الذي يصطاد ليحصل على طعامه. أما المخلوق الحي الذي تم اصطياده فهو الفريسة. في معظم الشبكات الغذائية تكون المخلوقات الحية مفترسة لمخلوقات معينة وفريسة لمخلوقات أخرى، كما يوضح المخطط في هذه الصفحة.

شبكة غذائية في المحيط

الشمس
عوالق نباتية وحيوانية
طائر النورس
سمكة السردين
سمكة التونة
الدلفين
الحوت القاتل

اقرأ الشكل

أي مفترس في الشبكة الغذائية له أكبر عدد من الفرائس؟
إرشاد: أتتبع الأسهم من الفريسة إلى المفترس.

التنافس

قد يأخذ المخلوق الحي في الشبكة الغذائية موقعًا في أكثر من سلسلة غذائية، وفي هذه الحالة يحدث التنافس، وهو صراع بين المخلوقات الحية على الطعام والماء وجميع احتياجاتها الأخرى.

أنظر إلى الشبكة الغذائية على اليابسة. هناك آكلات أعشاب مختلفة، منها الغزال والطيور الصغيرة والفأر والأرنب والبقرة. ماذا يحدث إذا تغذت هذه المخلوقات الحية جميعها على النبات نفسه؟ سوف تتنافس جميعها على الغذاء، وقد يستفيد أحدها، بينما يموت الآخر، إلا إذا وجد مصدرًا آخر للغذاء.

والتنافس ليس مقصورًا على الحيوانات فقط، بل تتنافس النباتات الصغيرة والأزهار مع الأشجار الطويلة في الغابة للحصول على أشعة الشمس والمواد المغذية.

وقد يكون التنافس بين أفراد المجموعة الواحدة؛ فقد نشاهد تنافس مجموعة من العصافير في حديقة ما على ثمار بعض النباتات وبذورها. ومع كل هذا التنافس فإن جميع المخلوقات الحية تعد جزءًا من شبكة غذائية ضخمة.

شبكة غذائية على اليابسة

نسر
عصفور
غزال
بقرة
ثعلب
أرنب
ثعبان
فأر

أختبر نفسي

أستنتج. أي الحيوانات في الشبكة الغذائية في المحيط يتنافس مع الحوت القاتل على الأسماك؟

التفكير الناقد. أستنتج أربع سلاسل غذائية مختلفة من شبكة الغذاء في الشكل عن اليسار.

ما هرم الطاقة؟

يوضح هرم الطاقة كمية الطاقة في كل مستوى من شبكة الغذاء؛ فالمنتجات تكون دائمًا في قاعدة الهرم؛ حيث تستعمل كميات قليلة من الطاقة الشمسية لصنع الغذاء. تحرق الخلايا النباتية بعض الطعام الذي تصنعه، وتخزن الباقي في سيقانها وأوراقها وجذورها.

المستوى الثاني في الهرم يوضح المستهلكات؛ حيث تستهلك كميات كبيرة لتبقى على قيد الحياة؛ وذلك لأن ١٠٪ من طاقة النبات تنتقل إلى آكلات الأعشاب.

أين تذهب بقية الطاقة؟ بعض الطاقة يفقد على شكل حرارة؛ وذلك عندما تهضم الحيوانات الأنسجة النباتية، وبعض أنسجة النبات لا يمكن هضمها، لذا يتم التخلص منه على شكل فضلات.

وتمثل القوارت «آكلات النباتات واللحوم» المستويات الأخرى من الهرم الغذائي؛ ففي كل مستوى تفقد المستهلكات حوالي ٩٠٪ من الطاقة المتبقية. لذا تحصل المخلوقات الحية في قمة الهرم على أقل كمية من الطاقة المستمدة من الشمس.

أختبر نفسي

أستنتج. لماذا يكون عدد المنتجات في شبكات الغذاء أكثر من المستهلكات؟

التفكير الناقد. السلسلة الغذائية في المحيط تحتوي على مخلوقات حية آكلة لحوم أكثر من السلسلة الغذائية على اليابسة. لماذا؟

هرم الطاقة

منتجات
مستهلكات

حقيقة
آكلات اللحوم ليس لديها طاقة أكثر من آكلات الأعشاب.

كتابة علمية

صداقة الحشرة والشجرة

من عجائب خلق الله وعظمة تدبيره أن المخلوقات الحية يحتاج بعضها إلى بعض، وينتفع بعضها ببعض؛ فهناك حشرة تسمى العثة، وشجرة اسمها اليوكا، وهما صديقتان؛ لا تستطيع إحداهما أن تعيش من دون الأخرى؛ حيث تحتاج الشجرة إلى ما ينقل إلى زهرتها حبوب اللقاح لكي تتكاثر. وقد سخر الله لها تلك الحشرة لتقوم بهذا الدور. وفي الوقت نفسه تضع الحشرة بيضها داخل الزهرة فتكون حاضنة له. وتتغذى صغار الحشرة على بذور الشجرة التي تنمو مع الصغار. وهكذا تنقل الحشرة حبوب اللقاح إلى الشجرة، بينما توفر الشجرة الطعام والمسكن لصغار الحشرة! فسبحان الخالق المدبر!