علوم بيئة

توجد كائنات تعيش فى الصحراء وأخرى تعيش فى الماء كأمثلة لدراسة تكيف الكائن الحى تركيبياً ووظيفياً مع الظروف المحيطة به)  
1- علم الإيكولوجى (ايكولوجيا) Ecology ( دراسةتتناول جوانب الطبيعة وتعنى ب
دراسة ما يحدد الحياة وكيفية استخدام الكائن الحي لما هو متاح له حيث يعيش )
وتتكون من مقطعين يونانيين (oikos) تعنى مكان المعيشة - و (logus) و سماها بذلك العالم الألمانى (هيكيل) 1869 وقصد بها دراسة العلاقات المتبادلة بين الأحياء والبيئة
2- علم البيئة يعنى بدراسة التفاعل بين الحياة ومكونات البيئة           اى
1-تطبيق معلومات فى مجالات معرفية منها (فيزيائية ، كيميائية ، بيولوجية ، اجتماعية.والاقتصادية)
2- المحافظة على البيئة     و حسن استثمارها وعدم إهدارها
3- وقاية المجتمعات من الآثار الضارة التى تحدث بفعل الطبيعة
وهذا المفهوم أصبح ذو طبيعة كلية يضم العديد من المكونات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية والاجتماعية والثقافية والسياسية آلتي تتفاعل مع بعضها البعض
البيئة هي ( كل ما يحيط بالإنسان من مكونات حية وغير حية يؤثر فيها ويتأثر بها      
بيئة الإنسان : -( هي الإطار الذى يحيا فيه الإنسان مع غيره من الكائنات الحية ويحصل منها على مقومات حياته ). وتضم ثلاث جوانب رئيسية هي :
1-البيئة الطبيعـــــية ويشترك فيها الإنسان مع سائر الكائنات الحية
2- البيئة الاجتماعـية يشترك فيها الإنسان مع أقرانه من بنى البشر .
3- البيئة التكنولوجية هي آلتي صنعها الإنسان بعلمه وتقدمه

ولقد اتسع مفهوم البيئة من المحلية إلى الإقليمية إلى العالمية ثم شمل الكون كله
الغلاف الحيوي:- (حيز الحياة على سطح الأرض وهو يمتد من  أكبر عمق توجد به حياة في البحار  وأعلى ارتفاع توجد عليه الحياة فى الجبال). أقصى سمك له حوالي 14 كم .
ويشمل جميع الكائنات الحية على اختلاف وأجزاء من القشرة الأرضية - والغلاف المائى والطبقات السفلى من الغلاف الهوائى وهى توفر الشروط والظروف الملائمة لحياة هذه الكائنات الحية على الأرض
  وحدة بناء الغلاف الحيوي (النظام الإيكولوجى) (مثل الغابة- الصحراء - الواحة- النهر )

النظام الإيكولوجى: هو وصف كل ما يتعلق بالكائنات الحية والمكونات غير الحية وما بينها من
تفاعلات وتبادلات  (خد بالك من الفرق بين النظام الإيكولوجى و علم الإيكولوجى).
(هذا المفهوم على جانب كبير من النفع(علل؟) لانه يمكننا من دراسة تركيب النظام البيئى وتفاعلاته بطرق كمية )
تعريف النظام الإيكولوجى بلغة الطاقة ( هو منظومة ايكولوجية معقدة من عمليات متشابكة ومترابطة تتميز بالعديد من المسارات فتغير معدلات نمو الجماعات الحية وتصل بها الي حالة مستقرة من التوازن فى إطار النظام ككل )
التحدى الذى يواجه الأيكولوجيين هو محاولة معرفة ما يدور فى النظم البيئية وكيف تتغير مع مر الزمن - وهذا التحدى كبير فما يتم فى الطبيعة على جانب من التعقيد لأن الإنسان جزء من النظام الإيكولوجى وتأثير ه آخذ فى الإزدياد
من المهم بمكان  مادراسة النظم الإيكولوجية وعلاقتها بالإنسان (علل؟)
- لان حياتنا تتوقف على سلامة هذه النظم
خصائص النظام الإيكولوجى (المنظومة البيئية)
أولاً: تعدد المكونات(ناقش؟)
        يتكون النظام الإيكولوجى من مكونات
غير حية وكائنات حية تؤثر فى البيئة وتتأثر بها وتعتبر
عوامل مميزه للنظام نوعين من العوامل:- 
أ - عوامل غير حية:-وتشمل
(1) عوامل فيزيائية وهى عوامل كالمناخ - الحرارة -
الضوء والرياح  الموقع من سطح البحر وخط العرض
(2) عوامل كيميائية: كأثر زيادة أو نقص بعض العناصر
والمركبات الكيميائية -الحامضية -القاعدية وأملاح التربة.
ب – عوامل حية:- تشمل كل الكائنات الحية في النظام الإيكولوجى وتأثيراتها فى بعضها البعض وفى البيئة بوجه عام وهى ثلاث مجموعات :
1-كائنات منتجة للغذاء: النباتات الخضراء التي تحول طاقة الشمس الإشعاعية إلى طاقة كيميائية مدخرة فى الغذاء عن طريق البناء الضوئي وتعتمد جميع الكائنات الحية علي النباتات (بطريقة مباشرة او غير مباشرة)
2-كائنات مستهلكة هى الكائنات التى تعتمد على النباتات الخضراء
آكلات عشب( تتغذى على النباتات مباشرة) وآكلات لحوم تتغذى على حيوانات تغذت على النباتات                         
3--كائنات محللة هي كائنات مجهريه تتخذ من أجسام الحيوانات والنباتات الميتة غذاء لها مستمدة منها الطاقة وتاركه الأملاح مثل البكتريا الرمية والفطريات(وهى تمثل  الحارس على الطبيعة  عـــلل ؟)- لانه بدونها لا يتم تحلل بقايا الحيوانات والنباتات كما تطلق مركبات العناصر مثل الفسفور والكربون والنيتروجين إلى التربة ويعاد استخدامها لتؤمن استمرار النظام الإيكولوجى
وهذه  العوامل الحية والغير حية ليست منعزلة عن بعضها البعض بل جميعا فى تفاعل مستمروهى تشكل كيانا متوازنا وتعطى جانبا كبيرا من الاستقرار وكل كائن حى يعيش فى نظام بيئى مين يتأثر به ويؤثر فيه بدرجات مختلفة ويستجيب لجميع العوامل فى نفس الوقت كما يؤثر بدورة فى تلك العوامل بدرجات مختلفة
ثانياً : تشابك العلاقات(ناقش؟)
  يكون النظام الإيكولوجى على جانب من التعقيد- فسر ؟ نتيجة لما يحويه النظام من عوامل فيزيائية وكيميائية وكائنات حية متنوعة   -   وعلاقات متبادلة ومتشابكة بين (الكائنات الحية بعضها البعض) و(الكائنات الحية والعوامل الغير حية) ومعنى هذا وجود شبكة من العلاقات الغذائية داخل النظام البيئى
وهذا التعقيد هو أحد العوامل فى سلامه كل نظام بيئى (علل؟)
لأنه يحد من أثر التغيرات الإيكولوجية أما إذا حدث تتابع للتغيرات فإنها تحدث خلخلة في توازن
واستقرار النظام ( لفترة تطول أو تقصر حسب مسبب التغير )
ثالثاً : الاستقرار مع القابلية للتغير(ناقش؟)
                                     هى (قدرة النظام على العودة إلى وضعه الأول بعد أي تغير يطرأ عليه وذلك دون حدوث تغير أساسي في تكوينه )
ومن عوامل استقرار النظام الإيكولوجى : تعدد الأنواع المكونة له يزيد من علاقتها المتبادلة    وبالتالى استقرار النظام البيئى و التوازن الطبيعي البيولوجي داخله
إذا كان التغير بسيطا         يتأثر به ولكن يعود النظام للاستقرار سريعاً.
إذا كان التغير الكبير         يؤدى إلى الخلل ثم حدوث توازن أخر جديد بعد التغير

رابعاً : استخدام الفضلات(ناقش؟)
             -(من خصائص النظام البيئى إنه يستخدم فضلاته)                                       
مثال:أ- في النظام البحري الأسماك تخرج الفضلات العضوية التي تتغذى
عليها الطحالب التى تتغذى عليها الأسماك فلا تبقى فضلات فى ماء البحر- ويحتفظ بصفاته
ب- الحيوانات البحرية تخرج غاز CO2  في التنفس تستخدمه  النباتات في البناء
الضوئي وتنتج غاز  O2   للتنفس .  وهكذا تظل نسبة الغازين ثابتة فى الماء
س:من خصائص النظام الإيكولوجى :تعدد المكونات-.تشابك العلاقات- الاستقرار مع القابلية للتغير-.استخدام الفضلات. فسر ذلك؟
من العوامل الغير حية ( الضوء – الحرارة ) .
الشمس مصدر الضوء والحرارة وكلاهما من العوامل غير الحية فى النظام البيئى والضوء هو الجزء المرئى من طاقة الشمس ومن اهم العوامل المؤثرة فى النبات والحيوان ويتضح ذلك فى ما يلى 
أولاً : الضوء وتأثيره البيئي
1- الضوء وعملية البناء الضوئي :
لا تتم عملية البناء الضوئي في النباتات الخضراء إلا في وجود الضوء  حيث يمتص( الكلوروفيل) الموجات الضوئية التي يتراوح طولها الموجي بين (390- 780 نانومتر) فتقوم البلاستيدات بتحويل الطاقة الضوئية إلـى طاقة كيميائية وهى الأساس الذي تسمتد منه الكائنات المستهلكة والمحللة  الغذاء لتوليد الطاقة   - (النانومتر = 1 × 10-9 مم )
2-الضوء والانتحاء:
الانتحاء (هو الحركة الموقعية (دون انتقال الجسم)- نتيجة للنمو باتجاه يحدده موقع المؤثر من النبات )
أ – الانتحاء الموجب: إذا كان النمو نحو المؤثر ( الساق منتحى ضوئي موجب )
ب – الانتحاء السالب: إذا كان النمو عكس اتجاه مصدر الضوء (الجذر) .
تفسير الانتحاء:
- الساق منتحى ض                                                                                                                                                        وئي موجب (علل ؟)بسبب استطالة خلايا الساق البعيدة عن الضوء بدرجة أكبر من الخلايا المواجهة (القريبة ) للضوء. نظراً لأن خلايا النبات تستجيب لمحفزات النمو ( الأوكسينات) في الظلام أكثر منها فى الضوء
3-الضوء والإزهار فى النبات : يمر النبات أثناء نموه بمرحلتين متتاليتين هما:-
أ - مرحلة النمو الخضري :-( تنقسم خلايا الجنين لتكوين الجذر والساق والأوراق بعد ذلك)
ب- مرحلة الإزهار والإثمار :- تبدأ بعد فترة من النمو الخضرى نتيجة تفاعلات داخلية فيكون النبات الأزهار ثم الثمار           
( وتتأثر هاتان المرحلتان بعوامل النظام الإيكولوجى ) فقد تكون هذه العوامل ملائمة لحدوث المرحلتين أو لحدوث النمو الخضري دون الإزهار
مثال نبات القمح " إذا زرع خلال شهري أكتوبر ونوفمبر يزهر ويثمر في مارس وأبريل
وإذا زرع في فبراير ومارس ينمو خضريا فقط دون أن يزهر أو يثمر(علل؟) لعدم ملاءمة العوامل البيئية للتغيرات الداخلية اللازمة ليصل النبات لمرحله الإزهار
التواقت الضوئي (هو العلاقة بين فترة الإضاءة التي يتعرض لها النبات وفترة الإظلام بالتعاقب كل 24 ساعة )    وتنقسم النباتات من حيث علاقتها بالتواقت الضوئي إلى :-
- نباتات تحتاج إضاءة طويلة وإظلام قصير .  نباتات تحتاج إضاءة قصيرة وإظلام طويل
نباتات لا تتأثر بطول أو قصر الإضاءة آو الإظلام المتعاقبتين .
4- الضوء وتوزيع الكائنات الحية :
- الضوء من أهم العوامل المؤثرة فى توزيع الكائنات الحية فى الماء واليابسة .
أ- في الماء : يحدد العمق الذي يصل إليه الضوء وجود نوعيات معينه من الكائنات
فالطحالب تختلف فيما بينها حسب كمية ونوعيه الضوء اللازم لعملية البناء الضوئى
عمق 10 أمتار النباتات الوعائية تحتاج لضوء كثير( بيئتها المياه العذبة)
عمق 15 متر الطحالب البنية تحتاج لكمية متوسطة من الضوء لتكوين الغذاء
عمق 25 متر الطحالب الحمراء تحتاج لكمية قليلة من الضوء لتكوين الغذاء
عمق 120 متر الطحالب المثبتةفى القاع وطرفها الاخر سائب تحتاج لكمية قليلة جداً من الضوء
ب- على اليابسة : -إذا قارنا بين
المناطق الصحراوية مناطق الغابات الاستوائية
- زيادة كميه الضوء - ارتفاع الحرارة
- انخفاض الرطوبة النسبية
- الكائنات الحية فيها قليلة العدد . الأشجار كثيفة ومتشابكة - ضوء قليل اسفل الأشجار
- ارتفاع الرطوبة - أمطار غزيرة
-  الكائنات الحية كثيرة العدد
5- الضوء ونشاط الحيوانات : -
لضوء الشمس أثر ملموس على نشاط الحيوانات يقسم هذا ا لنشاط إلى أربعة فترات ضوئية فى اليوم 
أ – فترة الفجر ب- فترة النهار جـ- فترة الغسق ء-فترة الليل
فيها يقل نشاط الحيوانات الليلية تدريجياً وتعود لملاجئها فيها تنشط الحيوانات النهارية  يقل فيها نشاط الحيوانات النهارية تدريجياً وتعود إلى ملاجئها  فيها تنشط الحيوانات الليلية
هـ-ولضوء القمر تأثير ملموس على أحياء الشواطئ التى تتعرض للمد والجذر فبعض الأحياء آلتي تغمرها مياه المد تبقى غير نشطة عند تعرضها للجذر  - عند إنحسار مياه المد.
6- الضوء وهجرة الحيوانات : -
الهجرة ظاهرة حيوية ذات طبيعة دورية تتم بانتقال جماعة معينة من الحيوانات خلال أوقات ومواسم معينة) تتميز بصفات دوريه تتكرر يوميا أو موسميا وسنويا وتحدث بفعل عوامل فسيولوجيه داخليه
أنواع الهجرة    1- هجرة يومية بسبب الضوء فى الحيوانات البرية التى تعيش مجتمعة
العصافير( برية) الأسماك القشريات الهائمة
تهاجر إلى أماكن تغذيتها ثم تعود إلى عشها  يوميا تعيش في الأعماق نهارا ثم تعود المياه الضحلة لوضع البيض ليلاً ثم تعود للأعماق نهاراً تهرب إلى الأعماق نهاراً حتى عمق 27 متر هربا من الأشعة فوق البنفسجية ثم تعود للسطح ليلاً للغذاء
العوامل المؤثرة على الهجرة: - تتباين استجابته الحيوانات المائية للهجره حسب:-
[ الحالة الفسيولوجية الداخلية-عمق المياه -الموسم - المرحلة العمرية (مرحلة النمو)]
2- هجرة موسمية بسبب الضوء 
السلاحف الصحراوية الطيور
تتجمع شتاءاً في أنفاق تحت الأرض وتخرج أول الربيع لتعود إليها فى الشتاء التالى  يعتبر طول فتره النهار(الذى يزداد فى الربيع ويقل فى الخريف) عاملا هاما فى إطلاق الهجرة بشكل منتظم ودورى فوجد ان طول فترة النهار يؤثر فى نشاط الطيور الذي يؤثر بدوره على حجم الغدد الجنسية الذي يزداد بزيادة طول النهار ويقل بنقصانها
علل يزداد النشاط الجنسي للطيور فى فصل الربيع
علل تتم الهجرة فى الطيور بشكل منتظم
ثانياً :- درجة الحرارة وتأثيرها البيئي

يظهر تأثير الحرارة بوضوح عندما نقارن بين الأحياء فى القطبين والمناطق الحارة الاستوائية أو عندما نقارن بين فاعلية النمو والتكاثر الصيف والشتاء
وفعالية الكائن الحي ونشاطه تتوقف على مدى بقاء البروتوبلازم حياً حيث يظل البروتوبلازم حيا فى مدى حراري من ( صفر - 50 ْ م ) وبعض الكائنات المجهرية تتحمل أقل من صفر  وبعضها اكثر من50 ْ م
سلوك الكائنات الحية فى درجات الحرارة غير الملائمة ( س :- ماذا يحدث عندما تصبح درجة الحرارة غير ملائمة ؟)
1- البكتريا تكون الجراثيم تتجرثم            
2- الحيوانات ألأولية (الأميبا) تكون الحويصلات تتحوصل.
3- الزواحف والبرمائيات - بيات شتوى - عند انخفاض درجة الحرارة.
4- الحشرات والرخويات – خمول صيفي - عند ارتفاع درجة الحرارة.
5- الهجرة " بعض الحيوانات والطيور لمناطق درحة حرارتها اكثر ملائمة      
  ملحوظة البيات الشتوي والخمول الصيفي فترة سكون يكاد ينعدم فيها النشاط ماعدا الضرورية لحياته
خصائص البيئة المائية الحرارية : - ( ما هي خصائص البيئة المائية ؟)
أ- التغير فى درجه الحرارة صغيرا ويحدث ببطء
ب- يوجد تدرج حرارى فى الماء ففي البحيرات مثلا نجد أن:- توزيع الحرارة فى مياهها يختلف باختلاف الموسم الواحد
*في الصيف ترتفع حرارة المياه السطحية أما القاع فحرارته منخفضة.
*فى الشتاء تنخفض حرارة المياه السطحية إلى 3ْ م فيتمدد الماء(تمدد شاذ عكس السوائل) وتقل كثافته فيطفو على السطح ويتجمد مما يحافظ على الأحياء المائية أسفلة من التجمد
يفسر بقاء الكائنات المائية حية فى البحار المتجمدة (عـــلل ؟ )

الباب الاول