بحث عن علم البيئة

علم البيئة

علم البيئة أو علم التبيؤ (بالإنجليزية: Ecology or Ecological Science) هو العلم المعني بالدراسة العلمية لعلاقة الإنسان ببيئته المادية المحيطة به، والعلاقات بين الكائنات الحية جميعها كالنباتات والحيوانات، وإيجاد الروابط الحيوية فيما بينها، وفيما بينها وبين البيئة المحيطة بها، والتي تؤثر على توزيعها وتوفرها في الطبيعة، كما يُقدم علم البيئة مجموعة من المعلومات حول فوائد النظم البيئية، وكيفية الحصول على بيئة صحية للأجيال في المستقبل من خلال استخدام الموارد الطبيعية بطريقة غير مؤذية للبيئة، وتتكون البيئة المحيطة للكائن الحي من: عوامل حية مثل الكائنات الحية الأخرى التي تتشارك معاً في نفس المواطن، وعوامل غير حية أو ما تُسمى بالخصائص الفيزيائية، ومن الأمثلة عليها المناخ والجيولوجيا.

فيما يأتي بعض الأمور والقضايا التي درسها علماء البيئة في هذا المجال:

• تكيف وتفاعل بعض أنواع الكائنات الحية مع بعضها البعض ومع بيئاتها المختلفة، والعمليات الحيوية المرافقة لها.
• تأثّر الكائنات الحية بالعوامل البيئية.
• توفّر الكائنات الحية في البيئة وتوزيعها فيها.
• التنوع البيولوجي في حدود النظام البيئي.

أهمية علم البيئة

هناك العديد من الأسباب لدراسة علم البيئة، منها:

• يؤثر علم البيئة بشكل كبير في حياة الإنسان وتطوره، حيث يوفّر المعلومات الحيوية لتفاعل الإنسان مع الطبيعة لإنتاج الغذاء، وإبقاء البيئة المحيطة به -مثل الماء، والهواء- نقية خالية من الشوائب، والحفاظ على استدامة التنوع البيولوجي ضمن ظروف المناخ المتغيرة، وتحقيق سبل الرفاهية والازدهار له.
• يوفّر علم البيئة دراسات حول أهمية تعايش الكائنات الحية مع بعضها البعض بطريقة سلمية من أجل الحفاظ على بيئاتها من التدهور والتدمير، كما تُساهم دراسات علم البيئة في الحفاظ على جميع أنواع الموارد الطبيعية من الاستنزاف، والحفاظ على مصادر الطاقة المهمة للكائنات الحية كالغذاء، والضوء، والإشعاع، وغيرها من الدمار، وفي النهاية ستستطيع الكائنات الحية العيش، والتعايش، والتواصل مع بعضها البعض، مما سيسهل سير جميع الأمور في مجراها الطبيعي بعد ذلك.
• يُساهم علم البيئة في مكافحة الأمراض والآفات من خلال تقديم وسائل لفهم آلية عمل الآفات، ونواقل الأمراض، مما يتيح للبشر معرفة التقنيات المناسبة لإدارة هذه الآفات والأمراض، ومثال على ذلك، تُعدّ أنثى حشرة البعوض من نوع (Anopheles Mosquito) ناقلة لمرض الملاريا، ومن أجل السيطرة عليه يجب دراسة وفهم جوانب تفاعل ناقل المرض (البعوضة) مع بيئته، من حيث أنسب الأوقات لتكاثره، والمنافسة فيما بين أنواعه، وجنسه (هل الناقل ذكر أم أنثى)، حيث يُساهم هذا في ابتكار طرق رائعة للتحكم في انتشاره.

مكونات البيئة

تتأثّر البيئة بمجموعة من العوامل أو المكونات، منها العوامل الحيويّة والعوامل غير الحيويّة:

إقرأ أيضا:كيف تستغل الطاقة الشمسية

• العوامل غير الحيويّة: (بالإنجليزية: Abiotic Factors) وتشمل العوامل الفيزيائيّة والكيميائيّة، ومثل: درجة الحرارة، والملوحة، ودرجة الحموضة، وتركيب التّربة، وأشعة الشمس، والمناخ، وغيرها.
• العوامل الحيويّة: (بالإنجليزية: Biotic Factors) وتشمل الكائنات الحيّة التي تتفاعل فيما بينها، وتُقسم إلى:
  • المُنتِجات: (بالإنجليزيّة: Producers) وهي الكائنات الحيّة ذاتية التغذية (بالإنجليزية: Autotrophs)، أي التي تصنع غذاءها بنفسها من خلال عملية البناء الضّوئيّ أو التّمثيل الضوئيّ (بالإنجليزية: Photosynthesis)، ومن الأمثلة على المُنتِجات: النّباتات والطّحالب التي تحتوي على صبغة الكلوروفيل، حيث تمتصّ صبغة الكلوروفيل أشعّة الشّمس وتستخدِمها لدمج غاز ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي مع الماء الذي يمتصه النّبات من التّربة، فتُحوّله إلى مواد عضويّة مثل: النّشا، والسّليلوز، والكربوهيدرات، وتحوّل عملية البناء الضّوئي طاقة أشعة الشّمس إلى طاقة مخزنّة في الرّوابط الكيميائيّة مع الأكسجين؛ مُشكِّلة بذلك مُنتجاً ثانويّاً يُعدّ المصدر المباشر وغير المباشر الذي يزوّد جميع الكائنات الحيّة في النّظام البيئي بالطّاقة، من الأمثلة الأخرى على المُنتِجات بعض أنواع البكتيريا التي تعيش في قاع المحيطات حيث لا وجود للشمس، فتنزل المياه السّاخنة إليها محملة بغاز كبريتيد الهيدروجين، وتستخدِم البكتيريا الحرارة الموجودة في الماء لتحويل هذا الغاز إلى غذاء، وتُسمّى هذه العملية التمثيل الكيميائيّ (بالإنجليزية: Chemosynthesis).
  • المُستهلِكات: (بالإنجليزيّة: Consumers) وهي الكائنات الحيّة التي لا تتمكّن من صنع غذائها بنفسها، وتحصل على الطّاقة اللازمة لها من خلال التغذّي على النّباتات أو الحيوانات وتُسمّى هذه الكائنات غَيرِّيَّة التغذية (بالإنجليزية: Heterotrophs)، وهناك نوع آخر من الكائنات الحيّة يتغذى على الكائنات الميتة، وعلى مخلّفات الكائنات الحيّة، ويُسمّى آكلات الحتات (بالإجليزية: Detritivore).
  • المُحلِّلات: (بالإنجليزيّة: Decomposers) وهي الكائنات الحيّة التي تحصل على الطاقة من خلال تَحلّل المركبات العضويّة المُعقَّدة في أجسام المخلوقات الميِّتة إلى جزيئات أبسط، فهي لا تلتهم المخلوقات الميتة مباشرة.

فروع دراسة علم البيئة

تتعدد الجوانب التي يدرسها علم البيئة، ويتمّ تصنيفها إلى عدّة فروع على النحو الآتي:

إقرأ أيضا:الأحجار الكريمة

• علم البيئة العالمي: (بالإنجليزية: Global Ecology)، يدرس هذا العلم التفاعلات بين النظم البيئية للأرض، والغلاف الجوي، واليابسة، والمحيطات، ومعرفة تأثير هذه التفاعلات على الكوكب.
• علم بيئة المناظر الطبيعية: (بالإنجليزية: Landscape Ecology)، ويدرس العديد مكونات النظم البيئية، مثل: الكائنات، والمواد، وتبادل الطاقة، ويحدد أثر البشر في وظائف وبنية المناظر الطبيعة.
• علم بيئة النظم البيئية: (بالإنجليزية: Ecosystem Ecology)، ويهدف إلى دراسة المكونات الحية وغير الحية وعلاقتها مع البيئة، كما يبحث في آلية عمل النظم البيئة والتفاعلات الخاصة بها، وغيرها من الأمور.
• علم بيئة الجماعة، أو المجتمع البيئي: (بالإنجليزية: Community Ecology)، ويبحث في كيفية تأثير التفاعلات بين الكائنات الحية في تغيير بنية المجتمع، بحيث يتكون هذا المجتمع على الأقل من مجموعتين مختلفتين من الكائنات الحية التي تعيش معاً في منطقة جغرافية معينة.
• علم البيئة التجمعي: (بالإنجليزية: Population Ecology)، يُعرّف السكان حسب علم الأحياء بأنّهم مجموعة من الأشخاص الموجودين معاً في مكان معين وزمن معين، والذين يتأثر عددهم بعدة عوامل، منها: عدد المواليد والهجرة، ويختص علم البيئة المجتمعي بدراسة تغيّر حجم السكان والعوامل المؤثرة في التكوين الجيني لهم، بالإضافة إلى دراسة التوزيع والكثافة السكانية بهدف معرفة إذا ما كان هناك أنواع معرضة للخطر، واتخاذ آلية لضبط الأعداد، وسد النقص إن وجد في بيئة معينة.
• علم البيئة العضوي: (بالإنجليزية: Organismal Ecology)، ويبحث في علم وظائف الأعضاء (بالإنجليزية: Physiology)، والمورفولوجيا أو علم التشكُّل (بالإنجليزية: Morphology)، والتكيف السلوكي، وتصرفات الكائن الفردي، وردة فعله تجاه التحديات البيئية، كما يرى هذه العلم تفاعل الكائنات الفردية مع المكونات الحية وغير الحية الموجودة في بيئاتها ومدى تكيفها معها ضمن محيطها.
• علم البيئة الجزيئي: (بالإنجليزية: Molecular Ecology)، ويختص بدراسة إنتاج البروتينات، وتأثيرها في الكائن الحي والبيئة الخاصة به، ومن الأمثلة على ذلك الحمض النووي (بالإنجليزية: DNA)، وهو أحد أشكال البروتينات التي تتفاعل مع بعضها البعض ومع البيئة المحيطة لها، وقد ينتج في بعض الأحيان عن هذه التفاعلات ظهور كائنات حية معقدة.
• علم البيئة السّلوكيّ: (بالإنجليزية: Behavioral Ecology) يبحث في الأساس التّطوّريّ والبيئيّ لسلوك الحيوان، ودور السّلوك في تكيّف الحيوان مع بيئته.
• علم البيئة الطبي: (بالإنجليزية: Medical Ecology) يبحث في قضايا صحّة البشر التي تتعلّق بالاضطرابات البيئيّة.
• علم البيئة التّطوريّ: (بالإنجليزية: Evolutionary Ecology) يبحث في تاريخ تطور الأنواع والتّفاعل فيما بينها.
• علم اللغويات البيئية: (بالإنجليزية: Ecolinguistics) يبحث في العلاقة بين اللغة والبيئة.
• علم البيئة الإنساني: (بالإنجليزية: Human ecology)، هو أحد فروع علم البيئة الفرعية ويختص بدراسة تأثير الإنسان وأنشطته البشرية على أنظمة البيئة، والمجتمع، والسكان، والمناخ، وكل ما يحيط به، ويبحث علم البيئة الإنساني في كيفية تطور البشر وسلوكياتهم، وتأثيرها وتأثرها بالبيئة المحيطة بهم، ويُمكن حدوث تغييرات في النظم البيئية وكل ما يحيط بالإنسان من خلال الأنشطة البشرية الآتية:
  • استخدام الأراضي بشكل مفرط.
  • استخدام واستنزاف الموارد الطبيعية.
  • إزالة الغابات.
  • حرق الوقود الأحفوري.
  • إدخال الفصائل الغازِيَة (بالإنجليزية: Invasive Species).

 

إقرأ أيضا:كيفية استخدام الطاقة الشمسية

مستويات علم البيئة

قسّم العلماء علم البيئة إلى عدة مستويات، وهي:

• علم البيئة العضوي: (بالإنجليزية: Organisimal Ecology) هو العلم الذي يجمع بين دراسة سلوك الكائنات الحية بشكل فردي، وعلم وظائف الأعضاء، وعلم التشكل، وغيرها استجابة للتحديات البيئية المحيطة.
• علم البيئة التجمعي: (بالإنجليزية: Population Ecology) هو العلم الذي يدرس العوامل التي تؤثر وتغيّر من حجم مجموعات الكائنات الحية، وتكوينها الجيني.
• المُجتمع البيئي: (بالإنجليزيّة: Community) مجموعة من الكائنات الحيّة التي تنتمي إلى أنواع مختلفة وتعيش معاََ في منطقة معينة، وتربطها ببعضها البعض علاقات متنوعة، منها:
  • التنافس: (بالإنجليزيّة: Competition) علاقة تنشأ بين الكائنات الحيّة التي تسعى للحصول على نفس الموارد المحدودة، وتؤثر بشكل سلبي على كل منهما بالآخر.
  • الافتراس: (بالإنجليزيّة: Predation) علاقة تربط بين كائن حي (المفترس) -سواءً أكان حيواناً أم نباتاً- يتغذّى على كائن حي آخر (الفريسة).
  • التّكافل (بالإنجليزيّة: Mutualism): علاقة تربط بين نوعين من الكائنات الحيّة، وتعود بالنفع على كلا الطرفين، ومثال عليها: نمو نوع من الفطريات على جذور النّباتات، فتُزوّد الفطريات الجذور بالماء، ويزوّد النّبات الفطر بالغذاء.
  • التّعايش (بالإنجليزيّة: Commensalism): علاقة تربط بين نوعين من الكائنات الحيّة يستفيد منها أحدهما، بينما لا يستفيد الآخر ولا يتضرر، ومثال عليها بعض أنواع البكتيريا التي تعيش في جسم الإنسان، فتستمدّ منه غذاؤها، بينما لا يستفيد الإنسان ولا يتضرر.
  • التّطفّل (بالإنجليزيّة: Parasitism): علاقة تربط بين نوعين من الكائنات الحيّة يستفيد منها أحدهما (الطُفيلي) ويتضرر الآخر (المُضيف)، ومثال عليها الدّودة الشّريطية التي تنمو في أمعاء الإنسان المصاب بها.
• النظام البيئي (بالإنجليزية: Ecosystem): هو مجموعة الكائنات الحيّة وغير الحيَة التي تتصل معاً من خلال تبادل المادة والطاقة بين بعضها كالغابات، والبحيرات، والمحيطات الساحلية، ويُمكن تعريفه أيضًا على أنّه: أصغر الوحدات التي يُمكن أن تواصل العيش بمفردها بمعزل عن الجميع عدا الغلاف الجوي المحيط بها.
• المَوطن البِيئي أو الحَيّوم (بالإنجليزية: Biome): هي مناطق واسعة النطاق تمتلك خصائص نباتية ومناخية متماثلة، ويُمكن تعريفه على أنّه نمط مميز من المجتمعات البيئية التي لا تتغير كثيراً مع مرور الزمن، ويعتقد بأنّ هناك أكثر من 30 نوعًا مختلفاً منها حول العالم، وتُقسم إلى المواطن المائية مثل: الأنهار، ومصبات الأنهار، والبحيرات، ومنطقة البحر المفتوح، وغيرها، ومواطن اليابسة، مثل: الصحراء، والغابات الاستوائية المطيرة، والتندرا، وغيرها.
• المحيط الحيوي (بالإنجليزية: Biosphere): هو تفاعل النظام البيئي مع البيئة المادية لكوكب الأرض ككل، وهي: غلافه الجوي، والمائي، والصخري، للحفاظ على نظام مستقر يتوسط تتدفق الطاقة بين مدخلات الطاقة العالية للشمس والتشتت الحراري للفضاء.