عوامل نمو الكائنات الحية

·        المجموعة الحيوية(Biological  Population)  

تعرف المجموعة الحيوية على انها مجموعة من افراد النوع الواحد التي تعيش في نفس المكان والتي تكون قادرة على التزاوج فيما بينها .

Population: group of organisms of the same species, living at the same area,    and can freely interbreed.

o               ومن الأمثلة على المجموعة الحيوية examples of biological populations :

-         مجموعة طيور تعيش على شجرة group of pigeons living on the same tree  a

-         سرب أسماك يعيش في نهر group of salmon fishes in a river  a

-         قطيع من الذئاب في غابة a group of wolves living in a forest  

·         لماذا تعيش الكائنات الحية في  مجموعات Why do u think that individuals living in populations  

1.                 لتكون أكثر نجاحا في التزاوج ورعاية الصغار To become more successful in breeding and rearing their young.

2.     الحماية من الاعداء عن طريق التجمع To gain protection through grouping.

3.     البحث عن مصادر جديدة للغذاء To locate new food recourses  .

لكن مع زيادة عدد افراد الجماعة الحيوية ، يبدأ التنافس Competition  بين الأفراد بسبب نقصان الغذاء والمكان  ، ويكون بعض افراد الجماعة اكثر تكيفا more adapted وقدرة على المنافسة more competitive  من الاخرين ، وبالتالي فان تلك الأفراد تكون أقدر على البقاء وتوريث هذه القدرة إلى الابناء عبر الجينات .

·       العـــوامل التــي تحــدد نمــو الجمــاعـــة الحيــويـــــــة :

Factors that determine population growth:

يتوقف معدل نمو الجماعة الحيوية خلال فترة زمنية محددة على العوامل الاتية :

          ‌أ-         معدل الولادات Birth Rate  وهو القدرة التكاثرية للجماعة الحيوية

       ‌ب-      معدل الوفيات Mortality  وهو معدل موت الافراد في الجماعة الحيوية .

        ‌ج-       الاستيطان Immigration  وهو حركة الافراد إلى داخل المجموعة الحيوية .

         ‌د-        الهجرة Emigration  وهو حركة الافراد خارج المجموعة الحيوية

كيف تنمو الجماعة الحيوية؟   How Populations Grow ?

ما الذي يحدث عندما يستعمر نوع معين من الكائنات الحية منطقة جديدة ؟ إذا كانت الظروف ملائمة فإن معدل الولادات birth rate سيزداد ويفوق معدل الوفيات mortality rate ويصبح النمو في حجم الجماعة أسياً (كالمتوالية الهندسية) Exponential growth  حيث يتضاعف حجم الجماعة في وحدة الزمن ، على سبيل المثال ، خلال سنة يتضاعف العدد من (15) إلى (30) ومن (30) إلى (60) في السنة التي تليها وهكذا .

وبالتالي فإن هذا النمو الطردي يؤدي إلى حدوث انفجار عددي numerical explosion  في حجم الجماعة الحيوية .

تستطيع جماعة من الطحالب population of algae النمو  بصورة أسية exponentially  بصورة كبيرة وسريعة إذا كانت الظروف البيئية الملائمة كالحراراة والضوء والغذاء متوافرة ، لكن بمجرد نقصان اي منها وتحولها إلى عامل محدد للنمو Limiting Factor  يبدأ حجم ونمو الجماعة من الطحالب بالتناقص بنفس السرعة التي نما بها.

ان اردنا تمثيل هذا النمو بالرسم البياني فإننا نحصل على منحنى يشبه الحرف (J) يسمى

Curve J-Shaped Growth او منحنى الثورة والانفجار السكاني ، تمتلك بعض الحشرات التي تنتج عددا كبيرا من الاجيال في السنة الواحدة منحنى نمو كهذا.

يتضمن نمو الجماعة الحيوية Population growth ثلاثة عوامل رئيسية هي :

       ‌أ-   القدرة الحيوية للمجتمع Biotic Potential  ويقصد بها أعلى معدل تكاثر تحققه الجماعة إذا توافر لها جميع المكانيات التي تحتاجها .

      ‌ب-  المقاومة البيئية للموطن Environmental Resistance of Habitat  ، وتتضمن جميع العوامل التي تساهم في تحديد واعاقة نمو الجماعات الحيوية  مثل:

-         تراكم الفضلات accumulation of wastes

-          نقص المساحات  ونقص الغذاء lack of space and food recourses  

-         الظروف المناخية السيئة unfavorable environmental conditions  

-   عوامل حيوية Biotic Factors  مثل وجود الاعداء  predators ، المنافسة competition ، التطفل parasitism ، والمرض diseases .

                   ‌ج-       الطاقة الاستيعابية للبيئة :Carrying capacity of the environment ( k)

حين يتوقف معدل النمو growth rate عن الزيادة ، ويحدث اتزان equilibrium بين معدل الولادات و معدل الوفيات نقول بأن الجماعة الحيوية قد وصلت لحالة استقرار تسمى ( الطاقة الاستيعابية carrying capacity ) للبيئة  ، والمقصود بالطاقة الاستيعابية Carrying capacity  أنها أقصى حجم للجماعة الحيوية تستطيع البيئة دعمه غذائيا والمحافظة عليه .

·        منحنى النمو (S) The S-Shaped Curve

عندما تواجه الجماعة الحيوية مقاومة بيئية environmental resistance من نوع ما مثل نقص الغذاء ، فإن معدل نموها يتباطأ إلى ان يصل إلى الطاقة الاستيعابية (Carrying capacity  )

المنحنى (S) S-Shaped Curve  يصف بصورة مثالية نمو وديناميكية الجماعة الحيوية التي تستوطن بيئة جديدة .

حيث يبدأ النمو ضعيفا وبطيئا أثناء محاولة الكائن الحي التكيف مع البيئة الجديدة ثم يبدأ النمو بالتسارع مع وجود القليل من المقاومة البيئية ، ثم يبدأ المنحنى والنمو بالتناقص والتباطؤ حتى الوصول إلى الطاقة الاستيعابية ، إذا حدث نقص في احد العوامل المساعدة على النمو ، فإن ذلك يحد من تسارع النمو ويؤدي إلى تناقص في منحنى النمو. ويمكنك ملاحظة مراحل النمو المختلفة في الشكل (5).  

Work sheet

·        المجموعة الحيوية Biological  Population)   )

تعرف المجموعة الحيوية على انها ................................................

...................................................................................

Population: …………………………………………………………….…….

………………………………………………………………………..………

………………………………………………………………………..……....

o                            ومن الأمثلة على المجموعة الحيوية examples of biological populations:

1-...........................................................................................

2-...........................................................................................

3-...........................................................................................

·         لماذا تعيش الكائنات الحية في مجموعات Why do u think that individuals living in populations  

1-

2-

3-

لكن مع زيادة عدد افراد الجماعة الحيوية ، يبدأ التنافس Competition  بين الأفراد بسبب نقصان الغذاء والمكان  ، ويكون بعض افراد الجماعة اكثر تكيفا more adapted وقدرة على المنافسة more competitive  من الاخرين ، وبالتالي فان تلك الأفراد تكون أقدر على البقاء وتوريث هذه القدرة إلى الابناء عبر الجينات .

·       العـــوامل التــي تحــدد نمــو الجمــاعـــة الحيــويـــــــة :

Factors that determine population growth:

يتوقف معدل نمو الجماعة الحيوية خلال فترة زمنية محددة على العوامل الاتية :

          ‌ه-        ....................................................................................

         ‌و-        ....................................................................................

         ‌ز-       ....................................................................................

        ‌ح-       ....................................................................................

كيف تنمو الجماعة الحيوية؟   How Populations Grow ?

1- ارسم منحنى النمو الاسي للجماعة السكانية واذكر أمثله من البيئة؟

.

                                           Time                                             

تستطيع جماعة من الطحالب population of algae النمو  بصورة أسية exponentially  بصورة كبيرة وسريعة إذا كانت الظروف البيئية الملائمة كالحرارة والضوء والغذاء متوافرة ، لكن بمجرد نقصان اي منها وتحولها إلى عامل محدد للنمو Limiting Factor  يبدأ حجم ونمو الجماعة من الطحالب بالتناقص بنفس السرعة التي نما بها.

 س \ مثل هذا النمو بالرسم البياني فإننا نحصل على منحنى يشبه الحرف (J) يسمى

Curve J-Shaped Growth او منحنى الثورة والانفجار السكاني ؟

 يتباطئ نمو الجماعة الحيوية بفضل المقاومة الحيوية ، ويتحدد ذلك بعاملين هما :

1.     العامل غير الحيوي Abiotic Factor

2.     العامل الحـــــيوي  Biotic Factor   

·        أولا : العامل غير الحيوي ( البيئية )  Abiotic Factor

يتضمن العامل غير الحيوي جميع الظروف البيئية غير الحية مثل درجة الحرارة temperature ، الجفاف  drought ، العوامل الجوية weather conditions ، وغيرها ، فعدم توفير المسكن او المأوى (shelter)  يعرض الحيوانات لخطر الظروف المناخية القاسية ، والنباتات تحتاج دائما إلى مقدار معين من الاضاءة للقيام بالبناء الضوئي والنمو بالشكل المثالي والصحيح ، ويؤثر نقص الاكسجين في عدد الكائنات المائية ، كما ان تلوث المياه يقتل عدد كبير من الكائنات المائية.

·        ثانيا : العوامل الحيوية Biotic Factors

وتشمل هذه العوامل جميع الكائنات الحية في النظام البيئي all organisms in an ecosystem وما يدور بينهما من تفاعلات وعــلاقات ، فالنباتات والحيوانات تتافس فيما بينها عندما يحدث نقــص في الحاجات الاساسية لها مثل المسكن والغذاء والضوء والماء.

فالمفترسات predators ممكن ان تقلل من حجم مجموعات الطرائد preys ، كما ان الامراض تنتشر بسرعة اكبر في المجتمعات ذات الكثافة السكانية الكبيرة ، كما تقلل الطفليات parasites من قدرة العوامل الخاصة بها على البقاء والتكاثر .

لذا فالعوامل المحددة لحجم المجتمع السكاني الحيوي أما ان تكون :

أ‌.       عوامل معتمدة على الكثافة Density dependent factors         

ب‌.   عوامل غير معتمدة على الكثافة Density independent factors

أ‌.        العوامل المعتمدة على الكثافة Density dependent factors :

و هي تلك التي تختلف حدة تأثيرها على الجماعة الحيوية حسب حجم هذه الجماعة وبالتالي فإن حجم (أو كثافة ) الجماعة الحيوية تتحكم في معدلات النمو .

فعلى سبيل المثال  بالنسبة لكمية ثابتة من الغذاء ، فإن الفرد الواحد في الجماعة السكانية كبيرة الحجم سيحصل على كميات قليلة من الغذاء وبالتالي فإن معدل نمو الجماعة سوف يتباطأ .

ومن العوامل المعتمدة على الكثافة ايضا : الفراغ space، المنافسة competition  ، الافتراس

 predation ، والطفيليات و الأمراض parasites and diseases .

-         ملاحظة: العوامل المعتمدة على الكثافة هي عوامل حيوية دائما .

Density dependent factors are Biotic Factors Always

ب‌.    العوامل غير المعتمدة على الكثافة Density independent factors :

و هي العوامل و الظروف المؤثرة في الحجم السكاني لجميع النباتات و الحيوانات بصرف النظر عن حجم الجماعة الحيوية. فعلى سبيل المثال يؤثر البرد الشديد على جميع الطيور في سرب من البط وبغض النظر عن عددها، كما يؤثر حدوث بركان في منطقة معينة في أعداد الكائنات في تلك المنطقة، حيث لن يؤثر عدد الكائنات الحية على حجم الدمار الواقع.  وقد تكون  العوامل غير المعتمدة على الكثافة غير حيوية abiotic مثل التلوث pollution او حيوية biotic مثل الأمراض القاتلة mortal diseases.