הגדרת גורמים אביוטיים וביוטיים

תוֹכֶן

• TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
• גורמים אביוטיים או שאינם חיים
• אירועי אקלים בלתי צפויים
• גורמים ביוטיים או חיים
• תנאים סביבתיים קיצוניים

יחד גורמים abiotic וביוטי מהווים מערכת אקולוגית. גורמים אביוטיים הם החלקים שאינם חיים בסביבה. אלה כוללים דברים כמו אור שמש, טמפרטורה, רוח, מים, אדמה ואירועים טבעיים כמו סופות, שריפות והתפרצויות געש. גורמים ביוטיים הם החלקים החיים בסביבה, כמו צמחים, בעלי חיים ומיקרואורגניזמים. יחד הם הגורמים הביולוגיים שקובעים את הצלחת המין. כל אחד מהגורמים הללו משפיע על אחרים, ושילוב של שניהם הכרחי כדי שמערכת אקולוגית תשרוד.

TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)

גורמים אביוטיים וביוטיים יחד מהווים מערכת אקולוגית. גורמים אביוטיים או שאינם חיים הם כאלה כמו אקלים וגיאוגרפיה. גורמים ביוטיים הם אורגניזמים חיים.

גורמים אביוטיים או שאינם חיים

גורמים אביוטיים יכולים להיות אקלימיים, קשורים למזג אוויר, או אדיפיים, הקשורים לאדמה. גורמים אקלימיים כוללים טמפרטורת אוויר, רוח וגשם. גורמים אדיפיים כוללים גיאוגרפיה כמו טופוגרפיה ותכולת מינרלים, כמו גם טמפרטורת קרקע, אור, רמת לחות, רמת pH ואוורור.

גורמים אקלימיים משפיעים במידה רבה על צמחים ובעלי חיים שיכולים לחיות בתוך מערכת אקולוגית. מניעת דפוסי ותנאי מזג אוויר המכתיבים את התנאים שבהם צפויים המינים לחיות. הדפוסים לא רק עוזרים ליצור את הסביבה אלא גם להשפיע על זרמי מים. לשינויים באחד מהגורמים הללו, כמו למשל אלה שמתרחשים במהלך תנודות מזדמנות כמו El Niño, יש השפעה ישירה ויכולים להיות בעלי השפעות חיוביות ושליליות כאחד.

שינויים בטמפרטורת האוויר משפיעים על נביטת צמחים וצורות הגידול שלהם וכן על דפוסי הנדידה והמצב שינה אצל בעלי חיים. בעוד שינויים עונתיים מתרחשים באקלים ממוזגים רבים, לשינויים בלתי צפויים יכולות להיות תוצאות שליליות.למרות שמינים מסוימים יכולים להסתגל, שינויים פתאומיים עלולים לגרום להגנה לקויה מפני מצבים קשים (למשל, ללא מעיל פרווה חורפי) או ללא מאכלי מזון מספיקים שיימשכו לאורך עונה. באזורי גידול מסוימים, כמו בשוניות אלמוגים, יתכן ומינים אינם מסוגלים לנדוד למקום מסביר פנים יותר. בכל המקרים האלה, אם הם לא מסוגלים להסתגל, הם ימותו.

גורמים אדיפיים משפיעים על מיני צמחים יותר מאשר על בעלי חיים, והשפעה גדולה יותר על אורגניזמים גדולים יותר מאשר על קטנים יותר. לדוגמה, משתנים כמו גובה משפיעים על מגוון הצומח יותר מזה של חיידקים. זה נראה באוכלוסיות עצים ביער בהן הגובה, שיפוע הארץ, חשיפה לאור השמש והקרקע - כל אלה משחקים תפקיד בקביעת אוכלוסיית מינים מסוימים של עצים ביער. גורמים ביוטיים נכנסים גם הם לשחק. נוכחותם של מיני עצים אחרים משפיעה. צפיפות ההתחדשות של עצים נוטה להיות גבוהה יותר במקומות בהם יש עצים אחרים מאותו המין הסמוך. במקרים מסוימים, נוכחותם של מינים אחרים של עצים בקרבת מקום קשורה לרמות התחדשות נמוכות יותר.

המוני היבשה והגובה משפיעים על הרוח והטמפרטורה. לדוגמא, הר יכול ליצור פריצת רוח, שמשפיעה על הטמפרטורה בצד השני. מערכות אקולוגיות בגבהים גבוהות חוות טמפרטורות נמוכות יותר מאלו שבגובה נמוך יותר. במקרים קיצוניים, גובה יכול לגרום לתנאים ארקטיים או תת-ארקטיים, אפילו בקווי רוחב טרופיים. הבדלים אלה בטמפרטורה יכולים לאפשר למין לנסוע מסביבה מתאימה לסביבה אחרת אם הדרך בין דרושה מחייבת נסיעה בגבהים משתנים עם תנאים בלתי-אפשריים.

מינרלים כמו רמות סידן וחנקן משפיעים על זמינות מקורות המזון. רמת הגזים כמו חמצן ופחמן דו חמצני באוויר מכתיבה אילו אורגניזמים יכולים לחיות שם. הבדלים בשטח כמו אור השקע, ההרכב וגודל גרגרי החול יכולים גם הם להשפיע על יכולתו של המין לשרוד. לדוגמה, בעלי חיים חופרים דורשים סוגים מסוימים של שטח כדי ליצור את בתיהם, וחלק מהאורגניזמים דורשים אדמה עשירה ואילו אחרים מצליחים יותר בשטח חולי או סלעי.

במערכות אקולוגיות רבות גורמים abiotic הם עונתיים. באקלים ממוזג, וריאציות נורמליות בטמפרטורה, משקעים וכמות אור השמש היומי משפיעות על יכולתם של אורגניזמים לצמוח. יש לכך השפעה לא רק על חיי הצומח אלא גם על המינים המסתמכים על הצמחים כמקור מזון. מיני בעלי חיים עשויים לעקוב אחר תבנית של פעילות ומצב שינה או עשויים להסתגל לתנאים משתנים באמצעות מעיל, תזונה ושינוי שומן בגוף. תנאים משתנים מעודדים שיעורי גיוון גבוהים בקרב מינים במערכת אקולוגית. זה יכול לעזור לייצב אוכלוסיות.

אירועי אקלים בלתי צפויים

היציבות הסביבתית של מערכת אקולוגית משפיעה על אוכלוסיית המינים המכנים אותה בית. שינויים בלתי צפויים עשויים לשנות בעקיפין את רשת המזון מכיוון שתנאים משתנים גורמים לו להיות יותר מסבירי פנים ולהשפיע על אם מין מסוים יתבסס. אמנם גורמים רבים באביוטים מתרחשים באופן צפוי למדי, אך חלקם מתרחשים לעתים רחוקות או ללא אזהרה. אלה כוללים אירועים טבעיים כמו בצורת, סערות, שיטפונות, שריפות והתפרצויות געשיות. לאירועים אלה יכולה להיות השפעה רבה על הסביבה. כל עוד הם אינם מתרחשים בתדירות רבה או באזור גדול מדי, ישנם יתרונות לאירועים טבעיים אלה. כאשר הם מרוחקים בצורה מיטבית, אירועים אלה יכולים להועיל מאוד ולהצעיר את הסביבה.

בצורות מורחבות משפיעות לרעה על מערכת אקולוגית. באזורים רבים, צמחים אינם יכולים להסתגל לדפוסי גשם משתנים והם מתים. זה משפיע גם על אורגניזמים בהמשך שרשרת המזון שנאלצים לנדוד לאזור אחר או לבצע שינויים בדיאטה כדי לשרוד.

סערות מספקות משקעים הכרחיים, אך גשם כבד, גשם, ברד, שלג ורוחות גבוהות עלולים לפגוע או להרוס עצים וצמחים, עם תוצאות סביבתיות מעורבות. בעוד שיכולים להיגרם נזק לאורגניזמים, דילול זה של ענפים או יערות יכול לסייע בחיזוק המינים הקיימים ולספק מקום לצמחים חדשים. מצד שני, גשמים עזים (או נמס מהיר שלג) יכולים לגרום לשחיקה מקומית, להחלשת מערכת התמיכה.

שיטפונות יכולים להועיל. מי שיטפונות מספקים הזנה לצמחים שאחרים עשויים לא לקבל מספיק מים. משקעים שאולי התיישבו בערוצי נחל מופץ מחדש ומחדש את חומרי התזונה באדמה, מה שהופך אותו לפורה יותר. האדמה שהופקדה לאחרונה יכולה לסייע במניעת שחיקה. כמובן ששיטפונות גם גורמים נזק. מי שיטפונות גבוהים יכולים להרוג בעלי חיים וצמחים, וחיים ימיים עשויים להיעתק ולמות כאשר המים נסוגים בלעדיהם.

לאש יש גם השפעות מזיקות ומועילות על מערכת אקולוגית. חיי צמחים ובעלי חיים עלולים להיפגע או למות. אובדן מבני שורש חי עלול לגרום לשחיקה ובהמשך לשקעים של דרכי מים. גזים מזיקים עלולים להיווצר ועלולים להינשא על ידי רוחות, המשפיעות גם על מערכות אקולוגיות אחרות. על ידי מים מימיים ניתן לצרוך חלקיקים שעלולים להזיק לנתיבי מים עלולים להשפיע לרעה על איכות המים. עם זאת, שריפה יכולה גם להצעיר יער. זה מטפח צמיחה חדשה על ידי פיצוח מעילי זרע פתוחים והפעלת נביטה או על ידי הנחיית תרמילי העץ בחופה לפתוח ולשחרר זרעים. אש מנקה את הצמיחה, מצמצמת את התחרות על השתילים ומספקת מיטה טרייה לזרעים העשירים בחומרים מזינים.

התפרצויות וולקניות גורמות בתחילה להרס, אולם חומרי התזונה העשירים בקרקע הוולקנית מועילים מאוחר יותר לחיי הצומח. מצד שני, עלייה בחומציות ובטמפרטורה במים יכולה להזיק לחיים מימיים. ציפורים עלולות לחוות סביבת גידול אבודה, ודפוסי הנדידה שלהם עלולים להיות משבשים. התפרצות גם מכריחה מספר גזים באטמוספרה שיכולה להשפיע על רמות החמצן ולהשפיע על מערכות הנשימה.

גורמים ביוטיים או חיים

כל האורגניזמים החיים, מאורגניזמים מיקרוסקופיים לבני אדם, הם גורמים ביוטיים. אורגניזמים מיקרוסקופיים הם בשפע מבין אלה ומופצים באופן נרחב. הם מסתגלים מאוד, וקצב ההתרבות שלהם מהיר, ומאפשר להם ליצור אוכלוסייה גדולה תוך זמן קצר. גודלם עובד לטובתם; הם יכולים להיות מפוזרים על שטח גדול במהירות, בין אם באמצעות גורמים אביוטיים כמו זרמי רוח או מים, או על ידי נסיעה בתוך או על אורגניזמים אחרים. פשטות האורגניזמים מסייעת גם בהתאמתם. התנאים הדרושים לגידול הם מעטים, כך שהם יכולים לשגשג בקלות במגוון גדול יותר של סביבות.

גורמים ביוטיים משפיעים על הסביבה שלהם זה על זה. נוכחותם או היעדרם של אורגניזמים אחרים משפיעים על האם מין צריך להתמודד על מזון, מחסה ומשאבים אחרים. מינים שונים של צמחים עשויים להתחרות על אור, מים וחומרים מזינים. ישנם חיידקים ווירוסים שיכולים לגרום למחלות שעלולות להיות מועברות למינים אחרים ובכך להקטין את האוכלוסייה. חרקים מועילים הם המאביקים העיקריים של יבולים, אך לאחרים יש פוטנציאל להשמדת יבולים. חרקים עשויים לשאת גם מחלות, שחלקן יכולות להיות מועברות למינים אחרים.

נוכחותם של טורפים משפיעה על המערכת האקולוגית. ההשפעה שיש לכך תלויה בשלושה גורמים: מספר הטורפים בסביבה נתונה, כיצד הם מתקשרים עם טרף ואיך הם מתקשרים עם טורפים אחרים. קיומם של מינים טורפים מרובים במערכת אקולוגית עלול או לא משפיע זה על זה, בהתאם למקור המזון המועדף עליהם, גודל בית הגידול ותדירות וכמות המזון הנדרשת. ההשפעה הגדולה ביותר נעשית כאשר שני מינים או יותר צורכים את אותו טרף.

דברים כמו זרמי רוח או מים יכולים להעביר את המיקרואורגניזמים והצמחים הקטנים ולאפשר להם להתחיל מושבות חדשות. התפשטות מינים זו יכולה להועיל למערכת האקולוגית כולה, מכיוון שהיא יכולה להיות אספקת מזון גדולה יותר עבור צרכנים ראשוניים. עם זאת, זו יכולה להיות בעיה כאשר מינים מבוססים נאלצים להתמודד עם חדשים על משאבים ואותם מינים פולשים משתלטים ומשבשים את איזון המערכת האקולוגית.

במקרים מסוימים גורמים ביוטיים יכולים למנוע מגורמים אביוטיים לבצע את עבודתם. אוכלוסיית יתר של מין יכולה להשפיע על גורמים אביוטיים ולהשפיע לרעה על מינים אחרים. אפילו האורגניזם הקטן ביותר, כמו פיטופלנקטון, יכול להרוס מערכת אקולוגית אם מותר לו אוכלוסין יתר על המידה. זה נראה ב"פריחות אצות חומות "בהן כמות מוגזמת של אצות נאספות על פני המים ומונעות מאור השמש להגיע לאזור שמתחת, ובכך למעשה הורגת את כל החיים שמתחת למים. ביבשה ניתן לראות מצב דומה כאשר חופת עצים צומחת לכיסוי שטח גדול, ובכך למעשה חוסמת את השמש מלהגיע לחיי הצמח למטה.

תנאים סביבתיים קיצוניים

הארקטי והאנטארקטי לא רק טמפרטורות קור קיצוניות, אלא הטמפרטורות הללו משתנות גם לפי העונה. במעגל הארקטי, סיבוב כדור הארץ מאפשר לשמש מינימלית להגיע לפני השטח, וכתוצאה מכך עונת גידול קצרה. לדוגמא, עונת הגידול במפלט הטבע הארקטי הארצי היא 50 עד 60 יום בלבד עם טווח טמפרטורות של 2 עד 12 מעלות צלזיוס. כאשר המעגל הארקטי מכוון מהשמש, לחורפים יש ימים קצרים, עם טמפרטורות שנעו בין -34 ל- -51 מעלות צלזיוס (-29 עד -60F). רוחות גבוהות (עד 160 קמ"ש, או כמאה מייל לשעה) מגלמות צמחים ובעלי חיים חשופים עם גבישי קרח. בעוד שכיסוי השלג מספק יתרונות בידוד, התנאים הקיצוניים אינם מאפשרים צמיחת צמחים חדשה.

גורמים ביוטיים מעטים באזור הארקטי. התנאים מאפשרים רק צמחים בעלי שפל נמוך עם מבני שורש רדודים. לרוב אלה עלים ירוקים כהים עד אדומים הסופגים יותר אור שמש ומתרבים באופן לא מיני, דרך ניצנים או שיבוט, ולא מינית דרך זרעים. מרבית חיי הצומח גדלים ממש מעל לסרפרוסט, מכיוון שהאדמה נמצאת כמה סנטימטרים מתחת. בגלל הקיץ הקצר מאוד, צמחים ובעלי חיים מתרבים במהירות. בעלי חיים רבים נודדים; אלה החיים במפלט הטבע הארקטי הארקטי הארקטי נוטים להיות נספחים קטנים וגופים גדולים יותר מאשר עמיתיהם הדרומיים המאפשרים להם להישאר חמים. לרוב היונקים יש גם שכבת בידוד של שומן וגם מעיל מגן המתנגד לקור ושלג.

בקיצור הטמפרטורה האחר, מדבריות צחיחים מהווים גם אתגרים לגורמים ביוטיים. אורגניזמים חיים זקוקים למים בכדי לשרוד, והגורמים האביוטיים במדבר (טמפרטורה, אור שמש, טופוגרפיה והרכב אדמה) הם חסרי יכולת לכולם, למעט כמה מינים. טווח הטמפרטורות של רוב המדבריות האמריקניות הגדולות הוא בין 20 ל 49 מעלות צלזיוס (68 עד 120F). רמות המשקעים נמוכות, והגשם אינו עקבי. האדמה נוטה להיות גסה וסלעית עם מעט מים עד לפני השטח. אין מעט חופה, וחיי הצמח נוטים להיות קצרים ודלילים. חיי בעלי החיים נוטים גם הם להיות קטנים יותר, ומינים רבים מבלים את ימיהם במאורה, ומופיעים רק בלילות הקרים יותר. אמנם סביבה זו חיובית לסוקולנטים כמו קקטוסים, אך הצמחים הפואיקילו-הידריים שורדים על ידי שמירה על מצב רדום בין הגשמים. לאחר גשם הם הופכים לפעילים פוטוסינתטיים ומתרבים במהירות לפני שהם שוב מניחים את המצב הרדום.