Transcript ระบบนิเวศ (ECOSYSTEM)

ระบบนิเวศ (ECOSYSTEM)
ความหมายของระบบนิเวศ (Ecosystem)
ระบบนิ เวศเป็ นหน่ ว ยที่ ส ำคัญ ที่ สุ ดในกำรศึ กษำควำมสั ม พัน ธ์ ร ะหว่ำ ง
สิ่ งมีชีวิต และสิ่ งแวดล้อม เพรำะประกอบไปด้วยสิ่ งมีชีวิตหลำกหลำยชนิด มี
กำรแลกเปลี่ ย นสสำร แร่ ธ ำตุ และพลังงำนกับ สิ่ งแวดล้อ ม โดยผ่ำนห่ ว งโซ่
อำหำร (food chain) มีลำดับของกำรกินเป็ นทอด ๆ ทำให้สสำรและแร่ ธำตุมีกำร
หมุ นเวียนไปใช้ในระบบจนเกิ ดเป็ นวัฏจักร ทำให้มีกำรถ่ำยทอดพลังงำนไป
ตำมลำดับขั้นเป็ นช่วง ๆในห่ วงโซ่ อำหำรได้ กำรจำแนกองค์ประกอบของระบบ
นิ เวศ ส่ วนใหญ่จะจำแนกได้เป็ นสององค์ประกอบใหญ่ ๆ คือ องค์ประกอบที่มี
ชีวติ และองค์ประกอบที่ไม่มีชีวติ
องค์ ประกอบของระบบนิเวศ
กำรจำแนกองค์ประกอบของระบบนิเวศแยกตำมหน้ำที่ในระบบ ได้แก่พวกที่
สร้ำงอำหำรได้เอง (autotroph) และสิ่ งมีชีวติ ได้รับอำหำรจำกสิ่ งมีชีวติ อื่น (heterotroph)
องค์ประกอบที่มีชีวิต (biotic component) ได้แก่
1. ผูผ้ ลิต (producer or autotrophic) ได้แก่สิ่งมีชีวติ ที่สร้ำงอำหำรเองได้ จำก
สำรอนินทรี ยส์ ่ วนมำกจะเป็ นพืชที่มีคลอโรฟิ ลล์
2. ผูบ้ ริ โภค (consumer) ได้แก่สิ่งมีชีวติ ที่ไม่สำมำรถสร้ำงอำหำรเองได้
(heterotroph) ส่ วนใหญ่เป็ นสัตว์ที่กินสิ่ งมีชีวิตอื่นเป็ นอำหำร เนื่องจำกสัตว์เหล่ำนี้มี
ขนำดใหญ่จึงเรี ยกว่ำ แมโครคอนซูมเมอร์ (macroconsumer)
3. ผูย้ อ่ ยสลำยซำก (decomposer, saprotroph, osmotroph หรื อ microconsumer)
ได้แก่สิ่งมีชีวติ ขนำดเล็กที่สร้ำงอำหำรเองไม่ได้ เช่น แบคทีเรี ย เห็ด รำ (fungi)
และแอกทีโนมัยซี ท (actinomycete) ทำหน้ำที่ยอ่ ยสลำยซำกสิ่ งมีชีวิตที่ตำยแล้ว
ในรู ปของสำรประกอบโมเลกุลใหญ่ให้กลำยเป็ นสำรประกอบโมเลกุลเล็กในรูป
ของสำรอำหำร (nutrients) เพื่อให้ผผู ้ ลิตนำไปใช้ได้ใหม่อีก
องค์ประกอบที่ไม่มีชีวติ (abiotic component) ได้แก่
1. สำรอนินทรี ย ์ (inorganic substances) ประกอบด้วยแร่ ธำตุและสำรอนิ
นทรี ยซ์ ่ ึ งเป็ นองค์ประกอบสำคัญในเซลล์สิ่งมีชีวิต เช่น คำร์บอน ออกซิ เจน
คำร์ บอนไดออกไซด์ และน้ ำเป็ นต้น สำรเหล่ำนี้ มีกำรหมุนเวียนใช้ในระบบ
นิเวศ เรี ยกว่ำ วัฏจักรของสำรเคมีธรณี ชีวะ (biogeochemical cycle)
2. สำรอินทรี ย ์ (organic compound) ได้แก่สำรอินทรี ยท์ ี่จำเป็ นต่อชีวิต เช่น
โปรตี น คำร์ โ บไฮเดรต ไขมัน และซำกสิ่ ง มี ชี วิ ต เน่ ำ เปื่ อยทับ ถมกันในดิ น
(humus) เป็ นต้น
3 .สภำพภูมิอำกำศ (climate regime) ได้แก่ปัจจัยทำงกำยภำพที่มีอิทธิ พล
ต่อสิ่ งแวดล้อม เช่ น อุณหภู มิ แสง ควำมชื้ น อำกำศ และพื้นผิวที่ อยู่อำศัย
(substrate) ซึ่ งรวมเรี ยกว่ำ ปั จจัยจำกัด (limiting factors)
ระดับการกินอาหาร (trophic levels)
ควำมสัมพันธ์ของกำรกินอำหำรเป็ นตัวกำหนดเส้นทำงของกำรไหลของ
พลังงำนและวัฏจักรเคมีของระบบนิ เวศ จำกกำรวิเครำะห์กำรกินอำหำรใน
ระบบนิ เวศทำให้นักนิ เวศวิทยำสำมำรถ แบ่งชนิ ดของระบบนิ เวศออกได้
ตำมแหล่งอำหำรหลักของระดับกำรกิน(trophic level)
1. ระดับการกินอาหาร และห่ วงโซ่ อาหาร (trophic level and food web) ลำดับ
กำรถ่ำยทอดอำหำรจำกระดับหนึ่ งไปสู่ อีกระดับเรี ยกว่ำ ห่วงโซ่อำหำร (food chain)
สัตว์พวก herbivore เป็ นสัตว์กินพืช สำหร่ ำยและแบคทีเรี ย จัดเป็ นผูบ้ ริ โภค
แรกเริ่ ม (primary consumers) (carnivore) ซึ่ งจะกินผูบ้ ริ โภค เรี ยกว่ำผูบ้ ริ โภค
ลำดับสอง (secondary consumers) ได้แก่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ขนำดเล็ก สัตว์ฟัน
แทะ นก กบ และ แมงมุม สิ งโตและสัตว์ใหญ่ที่กินพืช( herbivores) ที่กินแพลงค์
ตอนสัตว์ (zooplankton) รวมถึงสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังใต้ทอ้ งน้ ำ ระดับกำรกินที่
สู งขึ้นมำอีกคือผูบ้ ริ โภคลำดับสำม(tertiary consumers) ได้แก่งู ที่กินหนู บำงแห่ง
อำจมีผบู ้ ริ โภคลำดับสี่ (quaternary consumers) ได้แก่นกฮูกและปลำวำฬ
ห่วงโซ่อำหำรจะไม่สมบูรณ์ถำ้ ไม่มีผยู ้ อ่ ยสลำย(detritivore หรื อ
decomposer) ได้แก่ จุลินทรี ย ์ (โพรแคริ โอต และ ฟังไจ) ซึ่ งจะเปลี่ยน อินทรี ยสำร
เป็ นอนินทรี ยสำร ซึ่ งพืชและผูผ้ ลิตอื่น ๆสำมำรถ นำกลับไปใช้ได้อีก พวก
scavenger คือสัตว์ที่กินซำก เช่น ไส้เดือนดิน สัตว์ฟันแทะและแมลงที่กินซำก
ใบไม้ สัตว์ที่กินซำกอื่นๆได้แก่ ปูเสฉวน ปลำดุก และอีแร้ง เป็ นต้น
- ห่วงโซ่อำหำรจะไม่สมบูรณ์ถำ้ ไม่มีผยู ้ อ่ ยสลำย(detritivore หรื อ decomposer)
ได้แก่ จุลินทรี ย ์ (โพรแคริ โอต และ ฟังไจ) ซึ่ งจะเปลี่ยน อินทรี ยสำรเป็ นอนินท
รี ยสำร ซึ่ งพืชและผูผ้ ลิตอื่น ๆสำมำรถ นำกลับไปใช้ได้อีก พวก scavenger คือ
สัตว์ที่กินซำก เช่น ไส้เดือนดิน สัตว์ฟันแทะและแมลงที่กินซำกใบไม้ สัตว์ที่กิน
ซำกอื่นๆได้แก่ ปูเสฉวน ปลำดุก และอีแร้ง เป็ นต้น
2. สายใยอาหาร (food web) ระบบนิเวศจำนวนน้อยที่ประกอบไปด้วยห่วงโซ่
อำหำรเดี่ยวๆโดยไม่มีสำขำย่อยๆ ผูบ้ ริ โภคแรกเริ่ มหลำยรู ปแบบมักจะกินพืชชนิด
เดียวกันและผูบ้ ริ โภคแรกเริ่ มชนิ ดเดียวอำจกินพืชหลำยชนิ ดดังนั้นสำขำย่อยของ
ห่วงโซ่อำหำรจึงเกิดขึ้นในระดับกำรกินอื่นๆด้วย สิ่ งมีชีวติ ทีก่ ินทั้งพืชและสัตว์
รวมทั้งมนุษย์ดว้ ย(omnivore) จะกินทั้งผูผ้ ลิตและผูบ้ ริ โภคในระดับกำรกินต่ำงๆ
ดังนั้นควำมสัมพันธ์เชิงกำรกินอำหำรในระบบนิ เวศจึงถูกถักทอให้มคี วำมละเอียด
ซับซ้อนมำกยิง่ ขึ้นจนกลำยเป็ นสำยใยอำหำร (food web)
ภำพ สำยใยอำหำรแบบไม่ซบั ซ้อน ทิศทำงหัวลูกศรหมำยถึง ใครบริ โภคใคร
(ผูท้ ี่อยูต่ ำแหน่งต้นของลูกศรจะถูกกินโดยผูท้ ี่อยูต่ ำแหน่งปลำยลูกศร)และ
ทิศทำงกำร เคลื่อนย้ำยของสำรอำหำรจะถูกส่ งผ่ำนไปตำมทิศทำงของลูกศร
3. ปฏิสัมพันธ์ ระหว่ างประชากรต่ างชนิดกัน (Interspecific Interactions in
Community)
สิ่ งมีชีวติ ทั้งหลำยในสังคมต้องมีปฏิสัมพันธ์กนั อำจมีท้ งั พึ่งพำและแก่งแย่งกัน
ควำมสัมพันธ์ในรู ปแบบต่ำงๆทำให้สิ่งมีชีวิตมีวถิ ีชีวติ ที่แตกต่ำงกันซึ่ งแบ่งได้เป็ น
3 แบบใหญ่ๆได้แก่ กำรแก่งแย่ง (competition) กำรล่ำเหยือ่ (predation) และภำวะ
อยูร่ ่ วมกัน (symbiosis) ซึ่ งแต่ละแบบทำหน้ำที่เป็ นองค์ประกอบของสิ่ งแวดล้อม
เพื่อปรับตัวด้ำนวิวฒั นำกำร ผ่ำนทำงกำรคัดเลือกธรรมชำติมำ กำรเรี ยนรู ้ถึง
ควำมสัมพันธ์ของสิ่ งมีชีวติ ในรู ปแบบต่ำงๆดังกล่ำว ทำให้เข้ำใจถึงกำร
เปลี่ยนแปลงประชำกรในสิ่ งแวดล้อมได้ดีข้ ึน
ภำพ ปฏิสัมพันธ์ระหว่ำงสัตว์ชนิ ดต่ำงๆ ของสังคมในทุ่งหญ้ำซำวันนำ
(Savanna) ในประเทศเคนยำ
4. การแก่ งแย่ งระหว่ าง สปี ชีส์ (Competition between Species) เมื่อประชำกรของ
สังคมมี สองสปี ชี ส์ หรื อมำกกว่ำและ อำศัยแหล่งทรัพยำกรจำกัดที่คล้ำยกันเรี ยกว่ำมี
กำรแก่งแย่งระหว่ำงปี ชีส์เกิดขึ้น
กำรแก่ งแย่งระหว่ำงพำรำมี เซี ย ม 2
ชนิ ดในห้องปฏิ บตั ิกำร (กรำฟบน) เมื่ อ
เลี้ยงแยกกัน
และให้แบคทีเรี ยเป็ น
อำหำรจำนวนคงที่ทุกวัน ประชำกรของ
พำรำมี เซี ยมทั้งสองเจริ ญถึงจุ ด carrying
capacity แต่ ถ ้ำ น ำพำรำมี เ ซี ย มทั้ง สอง
ชนิ ดมำเลี้ ยงไว้ดว้ ยกัน (กรำฟ ล่ำง) P.
aurelia มี กำรแข่งขันเมื่ อได้รับอำหำร
และทำให้ P. caudatum สู ญพันธุ์ไป
5. การล่ าเหยื่อ (predation) ในชี วิตประจำวัน คำว่ำ สังคม ดูจะมีควำมอ่อนโยน
ละมุนละม่อมเป็ นกำรช่วยเหลือกันอย่ำงอบอุ่น เรี ยกว่ำ community spirit ในทำง
กลับกัน ควำมเป็ นจริ งแบบดำร์ วิน (Darwinian Realities) ของกำรแก่งแย่งและผูล้ ่ำ
ซึ่ งสิ่ งมี ชีวิตหนึ่ งจะกิ นสิ่ งมี ชีวิตอื่ นๆ ปฏิ สั มพันธ์ ระหว่ำงสิ่ งมี ชีวิตต่ำงชนิ ดกัน
เรี ยกว่ำ ผูล้ ่ำ(predator) และชนิ ดที่เป็ นอำหำร เรี ยกว่ำเหยื่อ(prey) พืชที่ถูกสัตว์กิน
เป็ นอำหำร และกำรแทะเล็มหญ้ำถึงแม้จะไม่ถูกทำลำยทั้งต้นก็จดั เป็ นเหยื่อเช่นกัน
ลักษณะของผูล้ ่ำและเหยื่อเป็ นองค์ประกอบทำงวิวฒั นำกำรที่ จำเป็ นต้องอยู่รอด
กำรคัดเลือกโดยธรรมชำติเป็ นตัวกลัน่ กรองกำรปรับตัวทั้งของเหยื่อและผูล้ ่ำ เช่น
ลักษณะกำรมีอุง้ เล็บ ฟันและ เขี้ยวที่แหลมคม มีเหล็กไนที่มีสำรพิษ หรื อมีต่อมพิษ
ที่สำมำรถทำให้เหยื่อสยบลงได้ บำงชนิ ดมี กำรพรำงตัวเพื่อใช้ล่อเหยื่อให้หลงผิด
หรื อตำยใจ
กำรป้องกันตัวของพืชต่อสิ่ งมีชีวติ กินพืช (herbivore) เพรำะพืชไม่อำจจะวิ่งหนี
ได้ จึงต้องมีโครงสร้ำงที่เป็ นหนำมและขนแข็ง พืชบำงชนิ ดสร้ำงสำรนิ โคตินและ
สำรมอร์ ฟีน บ้ำงก็ผลิ ตสำรเคมี เลี ยนแบบฮอร์ โมนสั ตว์ ท ำให้สั ตว์ที่ห ลงมำกิ น
ได้รับอันตรำยและเกิ ดอำกำรผิดปกติข้ ึนในพัฒนำกำรของร่ ำงกำย หรื ออำจถึงแก่
ชีวิตได้
สัตว์จะใช้วิธีกำรหลำยอย่ำงในกำรป้ องกันตัวเองจำกผูล้ ่ำ อำทิ เช่น กำรหลบหนี
กำรซ่ อนตัว กำรหนี เอำตัวรอดเป็ นพฤติ กรรมกำรตอบสนองต่ อผูล้ ่ำอย่ำงปกติ
นอกจำกนี้ ยงั มีกำรใช้เสี ยงเตือน กำรเลียนแบบ กำรเสแสร้งเพื่อหลอกให้เหยือ่ ตำม
ไป รวมทั้งกำรรวมกลุ่มเพื่อต่อสู ้กบั ผูล้ ่ำเป็ นต้น
กำรรวมตัวกัน( mobbing) นกกำสองตัวกำลังร่ วมกันขับไล่เหยีย่ วซึ่ งมักจะมำกินไข่
และทำลำยลูกอ่อนของอนกกำ
• วิธีกำรปกป้องลูกของนกคิลเดียร์ (Killdeer) เมื่อมีสัตว์หรื อคนมำรบกวน
• แม่นกจะแสร้งทำเป็ นปี กหักและบินออกจำกรังไป เป็ นกำรหลอกล่อเหยือ่ ให้ตำม
ไป
• ผลก็คือทำให้เกิดควำมปลอดภัยกับลูกอ่อนที่อยูใ่ นรัง
• กำรพรำงตัว (camouflage) กบใบไม้สีน้ ำตำลดำทำตัวให้กลมกลืนกับสี ของใบไม้
แห้งบนพื้นป่ ำ
• สี สดใสสะดุดตำของกบพิษลูกธนู (poison arrow frogs) ผูล้ ่ำทั้งหลำยรู ้พิษสงที่
ผิวหนังของกบพวกนี้ เป็ นอย่ำงดี ซึ่ ง นำยพรำนแถบอเมริ กำใต้ใช้ลูกดอกจุ่มพิษนี้
เพื่อปลิดชีพสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนำดใหญ่
• แตน(yellow jacket wasp)(ซ้ำย) และ ผึ้ง (cuckoo bee) (ขวำ) ซึ่ งมีรูปร่ ำงคล้ำยกัน
มำก (Mullerial mimicry) ต่ำงก็มีเหล็กไนสำมำรถปล่อยสำรพิษออกมำ ทำให้ ผูล้ ่ำ
ไม่กล้ำเข้ำใกล้
6.ความสั มพันธ์ แบบการอยู่ร่วมกัน (symbiotic relationships) กำรอยูร่ ่ วมกันเป็ น
ปฏิสัมพันธ์ระหว่ำงสปี ชีส์ ซึ่ งสปี ชีส์หนึ่ ง เรี ยกว่ำ symbiont อำศัยอยูบ่ นอีกสปี ชีส์หนึ่ ง
ซึ่ งเรี ยกว่ำ โฮสต์ (host) มี 2 แบบ คือ แบบปรสิ ต (parasitism) และแบบ ภำวะพึ่งพำ
(mutualism)
•ไลเคนบนเปลือกไม้ เป็ นกำรอยูร่ ่ วมกันของ รำ กับ สำหร่ ำย โดยรำ ให้ที่อยูอ่ ำศัยและ
ควำมชื้น ส่ วน สำหร่ ำย ช่วยสังเครำะห์อำหำร
7. ภาวะปรสิ ต (parasitism) สิ่ งมีชีวิตหนึ่ งได้ประโยชน์ในขณะที่อีกฝ่ ำยหนึ่งได้รับ
อันตรำยโดยปกติ สิ่ งมีชีวิตที่มีขนำดเล็กกว่ำจะได้รับสำรอำหำรจำกโฮสต์ ซึ่ งเป็ น
รู ปแบบพิเศษแบบหนึ่ งของกำรล่ำเหยื่อ พยำธิ ตวั ตืด โพรโทซัวก่อโรคไข้มำเลเรี ย
เป็ นตัวอย่ำงของปรสิ ตภำยใน ส่ วนปรสิ ตภำยนอก ได้แก่ยุงดูดเลือดของสัตว์เลี้ยง
ลูกด้วยนม และ เพลี้ยต่ำงๆที่ ดูดน้ ำเลี้ยงจำกพืช กำรคัดเลือกโดยธรรมชำติ เป็ นผู ้
กลัน่ กรองควำมสัมพันธ์ระหว่ำงปรสิ ตกับโฮสต์ ปรสิ ตจำนวนมำก โดยเฉพำะ
จุลินทรี ยไ์ ด้ปรับตัวเป็ นตัวเบียฬจำเพำะ (specific host )
• พยำธิ ตวั ตืด (Taenia pisiformis) สำมำรถทำให้เกิดกำรอุดตันในลำไส้ (ข) ส่ วนหัว
และตะขอของพยำธิตวั ตืดใช้ยดึ เกำะลำไส้เพื่อดูดอำหำรจำกผนังลำไส้ของโฮสต์
8.ภาวะพึ่งพา (mutualism) เป็ นกำรอยู่ร่วมกันที่ ต่ำงฝ่ ำยต่ำงได้ประโยชน์
ร่ วมกัน เช่น สำหร่ ำย ( algae) กับรำ(fungi) ในพวกไลเคน (lichen) ปูเสฉวน
และดอกไม้ทะเล ไมคอไรซำในรำกพืช มดอำศัยบนต้นอะเคเซี ย (Acacia sp.)
และโพรโทซัวอำศัยอยูใ่ น ลำไส้ปลวก เป็ นต้น
ภำวะพึ่งพำระหว่ำงนกเอี้ยงหงอน กับควำย นกเอี้ยงอำศัยกำรกินอำหำรจำก
ปรสิ ตภำยนอก(ectoparasite) บนหลังควำย ส่ วนควำยได้รับกำรกำจัดปรสิ ตออกไป
9.ภาวะอิ ง อาศั ย หรื อ ภาวะเกื้ อ กู ล (commensalism) เป็ นกำรอยู่ ร่ ว มกัน ของ
สิ่ งมีชีวิต 2 ชนิ ด ที่ฝ่ำยหนึ่ งได้ประโยชน์ส่วน อีกฝ่ ำยไม่ได้และไม่เสี ยประโยชน์
เช่น พลูด่ำงกับต้นไม้ใหญ่ กล้วยไม้กบั ต้นไม้ ปลำฉลำมกับเหำฉลำม (shark sucker
ภำวะอิงอำศัยหรื อภำวะเกื้อกูล ระหว่ำงกล้วยไม้กบั ต้นไม้ใหญ่ (ซ้ำย) และ
พลูด่ำงกับต้นไม้(ขวำ)
ภำวะอิงอำศัยหรื อภำวะเกื้อกูลระหว่ำงปลำฉลำมวำฬกับเหำฉลำม
จัดทำโดย
นำงสำวอัญชลี ทองใบ รหัส 52181510149
สำขำวิทยำศำสตร์ทวั่ ไป ปี 2