علم البيئة يدرس العلاقات بين الكائنات الحية وبيئتها. النظام البيئي يشمل الكائنات الحية والعوامل غير الحية.
فرد → جماعة (نفس النوع) → مجتمع حيوي (أنواع مختلفة) → نظام بيئي → غلاف حيوي
المنتجات: نباتات (تصنع غذاءها بالبناء الضوئي)
المستهلكات الأولى: آكلات العشب
المستهلكات الثانوية: آكلات اللحوم التي تأكل آكلات العشب
المحللات: بكتيريا وفطريات تحلل المواد الميتة
الطاقة تتدفق في اتجاه واحد: الشمس → منتجات → مستهلكات
قاعدة 10%: ينتقل فقط 10% من الطاقة لكل مستوى
لذلك المنتجات دائماً أكثر من المستهلكات (هرم الطاقة)
تبادل المنفعة: كلاهما يستفيد (النحل والزهور)
التطفل: أحدهما يستفيد والآخر يتضرر
التعايش: أحدهما يستفيد والآخر لا يتأثر
التنافس: كلاهما يتضرر عند التنافس على الموارد
دورة الكربون: بناء ضوئي (يأخذ CO₂) ↔ تنفس واحتراق (يطلق CO₂)
دورة النيتروجين: تثبيت N₂ بالبكتيريا → نترات → امتصاص النبات
الاحتباس الحراري: زيادة CO₂ → ارتفاع حرارة الأرض
الأقاليم الحيوية الرئيسية:
الغابات الاستوائية (أكبر تنوع) | الصحراء (قليل المطر) | التندرا (شديد البرودة) | الغابات المعتدلة | المراعي
⚠ أخطاء شائعة:
الكائنات الدقيقة تشمل البكتيريا والفيروسات والفطريات والطلائعيات. جهاز المناعة يحمي الجسم من مسبباتها.
أنواع الكائنات الدقيقة:
• البكتيريا: بدائيات نوى وحيدة الخلية، بعضها نافع (تخمر) وبعضها ممرض
• الفيروسات: ليست خلايا، تتكاثر داخل الخلايا الحية فقط (DNA أو RNA + غلاف بروتيني)
• الفطريات: حقيقيات نوى، غير ذاتية التغذية، تتغذى بالامتصاص
• الطلائعيات: حقيقيات نوى متنوعة (أميبا، بارامسيوم، طحالب)
جهاز المناعة:
• المناعة الطبيعية (غير نوعية): الجلد، الأغشية المخاطية، البلعمة، الالتهاب
• المناعة المكتسبة (نوعية): خلايا T وخلايا B والأجسام المضادة
• المناعة الفاعلة: الجسم يُنتج أجساماً مضادة (عدوى أو لقاح)
• المناعة المنفعلة: تلقي أجسام مضادة جاهزة (حليب الأم، مصل)
• اللقاح: مسبب مرض مُضعَف أو ميت يُحفّز المناعة المكتسبة
مستويات التصنيف (من الأعم للأخص):
• فوق مملكة → مملكة → شعبة → طائفة → رتبة → فصيلة → جنس → نوع
• الممالك الست: البكتيريا القديمة، البكتيريا الحقيقية، الطلائعيات، الفطريات، النباتات، الحيوانات
• التسمية الثنائية (لينيوس): الجنس + النوع (مثل: Homo sapiens)
أنواع السلوك:
• فطري (غريزي): موروث لا يحتاج تعلم (هجرة الطيور، بناء الأعشاش)
• مكتسب (متعلم): يتطور بالخبرة (التعود، الإشراط، التقليد)
• الإشراط الكلاسيكي (بافلوف): ربط مثير طبيعي بمثير محايد
• السلوك الاجتماعي: التواصل، التعاون، التنافس، التسلسل الهرمي
• السلوك الدوري: أنشطة مرتبطة بالإيقاع اليومي أو الفصلي (السبات، الهجرة)
شعب اللافقاريات الرئيسية:
• الإسفنجيات: أبسط الحيوانات، لا أنسجة حقيقية
• اللاسعات (الجوفمعويات): لها خلايا لاسعة (قنديل البحر، المرجان)
• الديدان المفلطحة والأسطوانية والحلقية
• الرخويات: جسم رخو وقد يكون لها صدفة (الحلزون، الأخطبوط)
• مفصليات الأرجل: أكبر شعبة (حشرات، عناكب، قشريات)
• شوكيات الجلد: تناظر شعاعي خماسي (نجم البحر، قنفذ البحر)
المنهج العلمي:
• الملاحظة → السؤال → الفرضية → التجربة → التحليل → الاستنتاج
• المتغير المستقل: الذي يتحكم فيه الباحث
• المتغير التابع: الذي يُقاس ويتأثر بالمستقل
• المجموعة الضابطة: لا تتعرض للمتغير المستقل (للمقارنة)
| المستوى | التعريف | مثال |
|---|---|---|
| الفرد (Organism) | كائن حي واحد | أرنب واحد |
| الجماعة (Population) | أفراد من نفس النوع في نفس المكان | مجموعة أرانب في حديقة |
| المجتمع الحيوي (Community) | جماعات مختلفة تعيش معاً | أرانب + ثعالب + أعشاب في الحديقة |
| النظام البيئي (Ecosystem) | المجتمع الحيوي + العوامل اللاحيوية | الحديقة بكل كائناتها + التربة + الماء + المناخ |
| الإقليم الحيوي (Biome) | أنظمة بيئية متشابهة في منطقة واسعة | الصحراء، الغابات الاستوائية، التندرا |
| الغلاف الحيوي (Biosphere) | جميع الأنظمة البيئية على الأرض | كوكب الأرض بأكمله |
| نوع العلاقة | الكائن الأول | الكائن الثاني | مثال |
|---|---|---|---|
| تبادل المنفعة (تكافل) | يستفيد (+) | يستفيد (+) | النحل والأزهار |
| التعايش | يستفيد (+) | لا يتأثر (0) | نبات الأوركيد على شجرة |
| التطفل | يستفيد (+) | يتضرر (-) | الدودة الشريطية في الأمعاء |
| الافتراس | يستفيد (+) | يتضرر (-) | الأسد والغزال |
| التنافس | يتضرر (-) | يتضرر (-) | نباتان يتنافسان على الضوء |
طاقة الشمس (100%)
↓
المنتجات (نباتات): تحول 1% من طاقة الشمس → غذاء
↓ (10% من الطاقة تنتقل)
مستهلك أول (آكلات عشب): أرنب، غزال
↓ (10% من الطاقة تنتقل)
مستهلك ثانٍ (آكلات لحوم): ثعلب، ثعبان
↓ (10% من الطاقة تنتقل)
مستهلك ثالث (قمة الهرم): نسر، أسد
↓ في كل مستوى
المحللات: بكتيريا وفطريات تعيد المواد للتربة