ชีวนิเวศ (BIOME)

          บทบาทหน้าที่ทางนิเวศวิทยา (Niche) มีความเกี่ยวข้องกับ สถานที่ (place)หรือพื้นที่ (space)และบทบาทหน้าที่ (role)  ของสิ่งมีชีวิตในสิ่งแวดล้อม แต่ละพื้นที่บนโลกจึงมีระบบนิเวศแตกต่างกันไปขึ้นกับการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิต

 

การแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิต

  1. ความสามารถในการแพร่กระจาย ซึ่งมีความสัมพันธ์กับการปรับตัวของสิ่งมีชีวิต

 

อากาศหนาว  >>>   สัตว์ก็จะมีการปรับตัว

-          มีขนยาว

-          Metabolism สูง

-          จำศีล

        >>>   พืช

-          เป็นป่าผลัดใบ

-          เป็นป่าสน คือ ใบจะแข็ง แหลม และเล็กลง

-          มีการทิ้งใบ เปลี่ยนไปเป็นหัว

อาหาร          >>>   สัตว์

-          คอยาวขึ้น

-          การใช้ลิ้นจับกินแมลงอย่างรวดเร็ว

        >>>   พืช

-          มีรากฝอยมากขึ้น

-          มีใบที่ใหญ่หรือกว้างขึ้น

การหลบ       >>>   สัตว์

หลีกผู้ล่า                   -    การกระโดดอย่างรวดเร็วของกระต่าย

-          มีการสร้างหนามแหลมของเม่น

-          มีการสร้างเกราะของเต่าหรือตัวนิ่ม

-          มีการสร้างกลิ่นของสะกั๊ง

-          มีการสร้างสีเพื่อพรางตัว

        >>>   พืช

-          มีการสร้างหนามของกุหลาบ

-          มีหนามที่ผล

-          มีปีกเพื่อบินไปได้ไกลๆ

การจูงใจ       >>>   สัตว์

เพื่อหาคู่                    -    การแผ่ปีกของนกยูง

-          การปล่อยฟีโรโมนออกมา

-          การมีเขาขนาดใหญ่

>>>   พืช

-          การมีกลิ่นหรือสี เพื่อดึงดูดแมลงให้มาช่วยผสม

 

  1. ความสามารถในการทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมในบริเวณนั้น ๆ ซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตอยู่รอดและสืบพันธุ์ได้ซึ่งถูกตัดสินโดย  กฎของการทนทาน (Law of the tolerance) และ กฎน้อยที่สุด (Law of the minimum)

3. ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตนั้นกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ

แบ่งเป็น 3 รูปแบบคือ 
1) แบบพึ่งพาอาศัยกัน (Symbiosis) เป็นการอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด ที่ทำให้ฝ่ายหนึ่งหรือทั้งสองฝ่ายได้ประโยชน์โดยไม่มีฝ่ายใดเสียประโยชน์เลยได้แก่ 
          1.1 ภาวะพึ่งพา ( Mutualism : +,+) หมายถึง การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2ชนิดโดยต่างก็ไ ด้รับประโยชน์ซึ่งกันและกัน   หากแยกกันอยู่จะไม่สามารถดำรงชีวิตต่อไปได้ เช่น 
- ไลเคนส์ ( Lichens) : สาหร่ายอยู่ร่วมกับสาหร่าย สาหร่ายได้รับความชื้นและแร่ธาตุจากรา ราได้รับอาหารและออกซิเจนจากสาหร่าย 
 - โพรโทซัวในลำไส้ปลวก : โพรโทซัวชนิด Trichonympha sp. ช่วยย่อยเซลลูโลสให้ปลวกปลวกให้ที่อยู่อาศัยและอาหารแก่โพรโทซัว

- แบคทีเรียในลำไส้ใหญ่ของมนุษย์ : แบคทีเรียชนิด Escherichia coli ช่วยย่อยกากอาหารและสร้างวิตามิน K , B ให้มนุษย์ ส่วนมนุษย์ให้ที่อยู่อาศัยและอาหารแก่แบคที่เรีย 
          1.2 ภาวะใต้ประโยชน์ร่วมกัน ( Protocooperation : + ,+ ) หมายถึง การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด โดยก็ได้รับประโยชน์ซึ่งกันและกัน แม้แยกกันอยู่ก็สามารถดำรงชีวิตได้ตามปกติ เช่น 

- แมลงกับดอกไม้ : แมลงได้รับน้ำหวานจากดอกไม้ ส่วนดอกไม้ได้แมลงช่วยผสมเกสรทำให้แพร่พันธุ์ได้ดีขึ้น

- ปูเสฉวนกับดอกไม้ทะเล (sea anemone) : ดอกไม้ทะเลซึ่งเกาะอยู่บนปูเสฉวนช่วยป้องกันภัยและพรางตัวให้ปูเสฉวนส่วนปูเสฉวนช่วยให้ดอกไม้ทะเลเคลื่อนที่หาแหล่งอาหารใหม่ๆได้ 
          1.3 ภาวะอิงอาศัยหรือภาวะเกื้อกูล ( Commensalism : + , 0) หมายถึง การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด โดยฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์ อีกฝ่ายหนึ่งไม่ได้และไม่เสียประโยชน์ เช่น 
- ปลาฉลามกับเหาฉลาม : เหาฉลามเกาะติดกับปลาฉลาม ได้เศษอาหารจากปลาฉลามโดยปลาฉลามก็ไม่ได้และไม่เสียประโยชน์อะไร 
- พืชอิงอาศัย ( epiphyte) บนต้นไม้ใหญ่ : พืชอิงอาศัย เช่น ชายผ้าสีดาหรือกล้วยไม้เกาะอยู่บนต้นไม้ใหญ่ ได้รับความชุ่มชื้น ที่อยู่อาศัยและแสงสว่างที่เหมาะสมโดยต้นไม้ใหญ่ไม่ได้และไม่เสียประโยชน์ใดๆ 
- นก ต่อ แตน ผึ้ง ทำรังบนต้นไม้ : สัตว์เหล่านี้ได้ที่อยู่อาศัย หลบภัยจากศัตรูธรรมชาติโดยต้นไม้ไม่ได้และไม่เสียประโยชน์อะไร 

2) แบบปฏิปักษ์ต่อกัน ( Antagonism) เป็นการอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิดที่ทำให้ฝ่ายหนึ่งฝ่ายใดเสียประโยชน์หรือเสียประโยชน์ทั้งสองฝ่าย ได้แก่ 
          2.1 ภาวะปรสิต ( Parasitism : + , -) หมายถึง การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด โดยฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์ เรียกว่า ปรสิต ( parasite) อีกฝ่ายหนึ่งเสียประโยชน์เรียกว่าผู้ถูกอาศัย( host) เช่น 
- เห็บ เหา ไร หมัด บนร่างกายสัตว์ : ปรสิตภายนอก ( ectoparasite) เหล่านี้ดูดเลือดจากร่างกายสัตว์จึงเป็นฝ่ายได้ประโยชน์ ส่วนสัตว์เป็นฝ่ายเสียประโยชน์ 
- พยาธิ ในร่างกายสัตว์ :ปรสิตภายใน (endoparasite) จะดูดสารอาหารจากร่างกายสัตว์จึงเป็นฝ่ายได้ประโยชน์ส่วนสัตว์เป็นฝ่ายเสียประโยชน์ 
            2.2 ภาวะล่าเหยื่อ ( Predation : + , -) หมายถึง การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตโดยฝ่ายหนึ่งจับอีกฝ่ายหนึ่งเป็นอาหาร เรียกว่า ผู้ล่า (predator) ส่วนฝ่ายที่ถูกจับเป็นอาหารหรือถูกล่า เรียกว่า เหยื่อ ( prey) เช่น
-กบกับแมลง :กบเป็นผู้ล่า แมลงเป็นผู้ถูกล่า
-เหยี่ยวกับหนู:เหยี่ยวเป็นผู้ล่าส่วนหนูเป็นผู้ถูกล่า

            2.3 ภาวะแข่งขัน ( Competition : - ,-) หมายถึง การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตที่มีการแย่งปัจจัยในการดำรงชีพเหมือนกันจึงทำให้เสียประโยชน์ทั้งสองฝ่าย เช่น เสือ , สิงโต , สุนัขป่าแย่งชิงกันครอบครองที่อยู่อาศัยหรืออาหารพืชหลายชนิดที่เจริญอยู่ในบริเวณเดียวกัน เป็นต้น    

            2.4 ภาวะหลั่งสารยับยั้งการเจริญ ( Antibiosis : 0 , -) หมายถึง การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตที่ฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งหลั่งสารมายับยั้งการเจริญของแบคทีเรียสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน บางชนิดหลั่งสารพิษ เรียกว่า hydroxylamine ทำให้สัตว์น้ำในบริเวณนั้นได้รับอันตราย

3) แบบเป็นกลางต่อกัน ( Neutralism : 0 , 0) เป็นการอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตที่เป็นอิสระต่อกันจึงไม่มีฝ่ายหนึ่งฝ่ายใดได้หรือเสียประโยชน์ เช่น 
- แมงมุมกับกระต่ายอาศัยอยู่ในทุ่งหญ้า แมงมุมกินแมลงเป็นอาหาร ส่วนกระต่ายกินหญ้าเป็นอาหารจึงไม่มีฝ่ายใดได้หรือเสียประโยชน์ 
- กบกับไส้เดือนดินอาศัยอยู่ในทุ่งนา กบกินแมลงเป็นอาหาร ส่วนไส้เดือนดิน กินซากสิ่งมีชีวิตที่เน่าเปื่อยผุพัง จึงไม่มีฝ่ายใดได้หรือเสียประโยชน์

 

          สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันมักอยู่รวมกันเป็นกลุ่ม ส่งผลให้เกิดความขาดแคลนปัจจัยในการดำรงชีวิต จึงมีการแพร่กระจายสู่แหล่งอื่น เพื่อลดการแข่งขันแต่การแพร่กระจายมักมีอุปสรรคกีดขวาง (Barriers) ซึ่งอาจแบ่งได้เป็น 3 ชนิดคือ

  1. Physical barrier เช่น พื้นดิน เกาะ ภูเขา พื้นน้ำ ทะเลทราย ทะเล
  2. Climatic barrier เช่น อุณหภูมิ แสง ความชื้น แรงกดดัน
  3. Biological barrier เช่น อาหาร ศัตรู โรค การแก่งแย่งแข่งขัน

 

วิธีการแพร่กระจาย

1. มีสิ่งพาไปเช่น ลม น้ำ สัตว์ต่าง ๆ การแพร่กระจายแบบนี้เกิดได้ตลอดเวลา

2. การเคลื่อนที่ไปด้วยตัวเอง และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิศาสตร์เช่น การอพยพ และการเลื่อนของทวีป

 

ประเภทของการแพร่กระจาย

  1. การแพร่กระจายตามภูมิศาสตร์ ซึ่งประกอบด้วย 5 ทวีป 6 เขตการกระจายตัวของสัตว์ (พาลีอาร์คติก เอธิโอเปีย โอเรียลตัล ออสเตรเลีย นีอาร์คติก นีโอทรอปิก)
  2. การแพร่กระจายทางนิเวศวิทยา โดยยึดเอาแหล่งที่อยู่อาศัยเป็นหลักซึ่งแบ่งได้ 3 กลุ่มคือ บนบก น้ำเค็มและน้ำจืด
    1. การแพร่กระจายทางธรณีวิทยา

 

 

การจัดจำแนกและการแพร่กระจายในแหล่งน้ำ

1.  แหล่งน้ำจืด (Fresh water biomes)

          1.1  ทะเลสาบ (lake)

          1.2  แม่น้ำลำธาร (stream)

2.  แหล่งน้ำเค็ม (Marine biomes)

          2.1  พื้นที่ชุ่มน้ำ (wetland)

          2.2  พื้นที่น้ำกร่อย (estuary)

          2.3  เขตท้องทะเล (marine zone

 

การแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตในน้ำ

criteria:

  • อุณหภูมิและความชื้นมีการเปลี่ยนแปลงน้อย
  • ระดับความลึกที่แสงส่องถึง
  • องค์ประกอบทางเคมีของแหล่งน้ำ (salinity, nutrient availability)
  • การเคลื่อนไหวของน้ำ (constant/seasonal)
  • สิ่งมีชีวิตในน้ำจำแนกได้ตามลักษณะการอยู่อาศัยในน้ำเป็น Nekton, Benthos, Plankton , Floating plant, Submergent, Emergent, Periphyton, Neuston, Decomposer

 

ระบบนิเวศน้ำจืด (Freshwater Ecosystems)

แหล่งน้ำจืด อาจแบ่งเป็น

  1. แหล่งน้ำนิ่ง (Lentic) เช่น ทะเลสาบ บึง หนอง ปลัก สระแบ่งตามระดับความลึกได้เป็น
  • Ø เขตชายฝั่ง (Littoral zone) เป็นบริเวณที่แสงส่องถึง และมีความอุดมสมบูรณ์มาก
  • Ø เขตผิวน้ำ (Limnetic zone) เป็นเขตที่ห่างจากฝั่งออกไปจนถึงระดับที่แสงส่องไปเหลือความเข้มประมาณ 1% มีอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงสมดุลกับการหายใจ ไม่มีส่วนของพื้นดิน ชนิดของสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ แสง อาหาร ฯลฯ
  • Ø เขตก้นน้ำ (Profundal zone) แสงสว่างส่องลงไปไม่ถึง สิ่งมีชีวิตมีการปรับตัวให้ใช้ออกซิเจนต่ำ

      2. แหล่งน้ำไหล (Lotic) เช่น แม่น้ำ (Rivers)  น้ำตก (Streams)

 

ระบบนิเวศน้ำเค็ม (Marine Ecosystem)

มหาสมุทร

  • ครอบคลุมพื้นที่กว่า 71% ของผิวโลก
  • เป็นแหล่งสำรองคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อใช้ในกระบวนการสังเคราะห์อาหารด้วยแสง
  • เป็นที่อยู่ของพืชและสัตว์
  • เป็นแหล่งอาหารที่สำคัญของมนุษย์

มหาสมุทรมี 2 Life zones หลักคือ

  1. Open sea

     - plankton เป็นสิ่งมีชีวิตพื้นฐานของ food  chain สำหรับปลาและสัตว์อื่น ๆ

- ยิ่งลึกยิ่งมีความหลากหลายทางชีวภาพต่ำ

     - บริเวณแนวปะการังเป็นที่มีความหลากหลายสูง

  1. Coastal zone
  • Ø สารอาหารอุดมสมบูรณ์
  • Ø มี primary productivity สูง
  • Ø แหล่งอนุบาลลูกปลาและสัตว์น้ำอื่น ๆ
  • Ø เป็นแหล่งจับคู่ผสมพันธุ์ของนกน้ำและสัตว์บางชนิด
  • Ø เป็นตัวกรองมลภาวะทางน้ำ

3. Intertidal zone

  • เป็นบริเวณเชื่อมต่อระหว่างมหาสมุทรกับพื้นดิน
  • บริเวณส่วนใหญ่ได้รับแสงโดยตรงเกือบทั้งวัน
  • คลื่นที่เกิดขึ้นทำให้สารอาหารถูกพัดพามา และมีออกซิเจนละลายมาก
  • มีความหลากหลายของจำนวนชนิดของสิ่งมีชีวิตสูง