· Web view1.3 ต วงาน (Task) หมายถ ง การอธ บายค ณล กษณะของงานท ม ผลต อความสำเร จของงาน
นิเวศวิทยา (ECOLOGY)t2050122/resource/L1_ecology.doc · Web view3...
Transcript of นิเวศวิทยา (ECOLOGY)t2050122/resource/L1_ecology.doc · Web view3...
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 1 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
นเวศวทยา นเวศวทยา (ECOLOGY)(ECOLOGY)
นเวศวทยาคออะไร?นเวศวทยาเปนศาสตรทมรากฐานมาจากประวตศาสตรธรรมชาต
(Natural history) การเรยนรธรรมชาตของมนษยเปนไปเพอทำาใหมนษยสามารถดำารงชวตอยได ความเขาใจในธรรมชาตทำาใหมนษยนำาธรรมชาตมาใชใหเปนประโยชนตอตนเองไดมากกวาสงมชวตอน การเรยนรเกยวกบสงทอยรอบ ๆ ตวมนษยรวมถงพฤตกรรมของสตว และการจำาแนกสงมชวตตามทอยอาศยของมนเปนประเดนแรก ๆ ทนกนเวศวทยา (Ecologist) ใหความสนใจ ตนแบบของนกนเวศวทยาอย า ง Theophratus, 389-298 B.C. เป นผ ท ศ กษา กา รแ พ ร กระจายของพช โดยศกษาความเปนอยและสภาพแวดลอมทพชนนอยอาศย
ความหมายตามรากศพทของนเวศวทยา : Ecology มาจาก “oikology” ซงเกดจากการรวมคำาวา Oikos และ Logos โดย Oikos = Home (บาน) หรอ Habitat (แหลงทอย) สวน Logos = Study (การศกษา) ความหมายตามรากศพทนเวศวทยาจงหมายถง การศกษาถงความสมพนธของสงมชวตทมตอบานหรอแหลงทอยซงกคอสงแวดลอมนนเอง
โดยนยามแลวนเวศวทยา หมายถง การศกษาทาง“ วทยาศาสตรเกยวกบความสมพนธระหวางสงมชวตกบสงแวดลอมของสงมชวตนน แสดงวาการศกษานเวศวทยาจำาเปนตองอาศยทกษะกระบวนการ”ทางวทยาศาสตรเชน การสงเกต การตงคำาถาม การตงสมมตฐาน การรวบรวมขอมล การวเคราะห และการสรปผล
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 2 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 1 สงมชวตในระบบนเวศ(ทมาภาพ
http://www.life.umd.edu/classroom/biol106h/L33/oldfield.jpg)
เมอพจารณาภาพท 1 จะสงเกตเหนอะไรบาง และจากสงทสงเกตเหนกอใหเกดขอสงสยหรอคำาถามอะไรบางหรอไมลองบนทกสงทสงเกตเหน และขอสงสยเหลานนไว แตการ เกบ ขอสงสยไวกบตวเองไม“ ”สามารถนำาไปสการคนหาคำาตอบ ดงนนหากมเวลากควรพจารณาขอสงสยแตละขอวาเปนคำาถามทนาจะมคำาตอบเปนอยางไร และจะหาคำาตอบของคำาถามนนไดอยางไร คำาถามบางคำาถามอาจหาคำาตอบไดจากการซกถาม การคนควา แตคำาถามบางอยางนนตองอาศยกระบวนการทางวทยาศาสตรเชน การวางแผนการสำารวจ การวางแผนการทดลอง การวางแผนการวเคราะหขอมลและการใชสถตเพอยนยนความนาเชอถอของขอมล
ในการศกษาระบบนเวศนนสงทถกศกษาจะมทงปจจยทมชวต (Biotic factor) และปจจยทไมมชวต (Abiotic factor) รวมถงการ
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 3 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ศกษาความสมพนธทงสองดานของปจจยเหลานซงมลกษณะเปนอนตรกรยา (Interaction)
การศกษานเวศของสงมชวตจงเปนการศกษาลกษณะเดยวกบการศกษา Biosystem อน ๆ คำาวา biosystem โดยทวไปจะหมายถง ระบบทเกดจากการทหนวยทางชววทยาในแตละระดบเขามามปฏสมพนธกบองคประกอบตางๆ ในสภาพแวดลอม แลวเกดการจดองคกรทมรปแบบเฉพาะเปนอนหนงอนเดยวกนซงประกอบดวยสวนยอย ๆ และขณะเดยวกน ระบบนนจะทำาหนาทเปนระบบยอยของระบบทใหญกวา ไมมระบบชวตใดทมความสำาคญเหนอกวาระบบอน
ภาพท 2 ระดบของระบบนเวศ(ทมาภาพ
http://www.cfkeep.org/html/phpThumb.php?src=/uploads/ecolevels.gif&aoe=1&w)
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 4 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 3 Biosystem ตงแตระดบสงมชวตจนถงโลก
เมอพจารณาระดบของนเวศในภาพท 2 และ 3 จะพบวาแตละลำาดบขนของระบบชวตในระบบนเวศจะมความสมพนธเกยวกบ
1. การถายทอดพลงงาน (Energy transfer)2. การถายทอดสสาร (Material transfer)3. การถายทอดขอมล (Information transfer)
ดงนนระบบนเวศ (Ecosystem) จงมความหมายเกยวกบ “การอยรวมกน การมความสมพนธกนของสงมชวตตาง ๆ หรอสงมชวตกบปจจยแวดลอมอน ๆ ทไมมชวต ทเกดขนบนพนทหนง ๆ กอใหเกดการถายทอดพลงงาน การหมนเวยนธาตอาหาร มการรกษาสมดลของระบบ ทำาใหระบบนนธำารงอยได ”
สงมชวต (Individual)
ประชากร (Population)
สงคมชวต (Community)
ระบบนเวศ (Ecosystem)
ชวมณฑล (Biome)
โลก (Biosphere)
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 5 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ประเภทของระบบนเวศและการศกษาระบบนเวศ
ประเภทของระบบนเวศระบบนเวศอาจแบงเปน 3 ประเภทโดยดจากลกษณะการถายเท
มวลสารและพลงงานคอ1. ระบบนเวศอสระ (Isolated ecosystem) เปนระบบนเวศตาม
ทฤษฎเทานน ไมมการถายเทพลงงานและมวลสารภายในระบบกบสงแวดลอมภายนอก
2. ระบบน เวศแบบป ด (Closed ecosystem) มการถ าย เทพลงงานจากสงแวดลอม แตไมมการถายเทสารระหวางระบบนเวศกบสงแวดลอม
3. ร ะบบน เ วศแ บบเป ด (Open ecosystem) มการถ าย เทพลงงานและมวลสารระหวางระบบนเวศกบสงแวดลอม ซงเปนลกษณะของระบบนเวศทพบไดทวไป
การศกษานเวศวทยานเวศวทยาเปนวชาทจำาเปนตองใชความรพนฐานทางวทยาศาสตร
ท หลากหลายไมวาจะเป นฟสกส เคม ชววทยา วทยาศาสตรโลก ธรณวทยา หรอแมแตดาราศาสตร การศกษาวชานทำาไดในหลายระดบแตโดยทวไปมงศกษาในระดบทเปนอนทรย (Organism) เชน
เอกนเวศวทยา (Autecology) เปนการศกษานเวศวทยาระดบต ว ต น (Species/ Individual) ห ร อ ร ะ ด บ ป ร ะ ช า ก ร (Population) กบสภาพแวดลอมทมผลตอการดำารงชวตของมน เนนเรองของการปรบตว พฤตกรรม และวฏจกรชวต
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 6 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
สงคมนเวศวทยา (Synecology) เปนการศกษานเวศวทยาระด บกล มส งมชวต (Community) ในสภาพแวดลอมตามธรรมชาต โดยเนนถงความสมพนธซ งกนและกน ท ำาใหทราบปฏสมพนธของสงมชวตทงหลายทมตอกน
การศกษานเวศวทยาอาจศกษาโดยพจารณาจากแหลงทอยเปน นเวศวทยานำาจด (Fresh water ecology หรอ Limnology) นเวศวทยานำาเคม (Marine ecology) นเวศวทยาบนบก (Terrestrial ecology) นเวศวทยานำากรอย (Estuary ecology)
หรออาจแบงตามลกษณะทางอนกรมวธาน ซงอาจแบงตามแขนงใหญ ๆ เปนนเวศวทยาพช และนเวศวทยาสตว หรอแบงตามเชงลกกไดเชน
นเวศวทยาของพช (plant ecology) นเวศวทยาของสตว (animal ecology) นเวศวทยาของแมลง (insect ecology) นเวศวทยาของจลนทรย (microbial ecology) นเวศวทยาของสตวมกระดกสนหลง (vertebrate ecology)
แตทนยมทวไปคอการศกษาตามการแบงเปนระดบตามการจดระเบยบทางชววทยาคอ
1. น เวศวทยาเชงสรรวทยา (Physiological ecology หรอ Organismal ecology) จะมงเนนความสนใจไปทการปรบตวของสงมชวตในระดบสรระเพอใหสามารถอยรอด เชน ความยาวของทอหนวยไต และความสามารถในการดดกลบนำาของสตวเลยงลกดวยนำานมทอาศยในบงนำา และพวกทอาศยในทะเลทราย
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 7 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 4 ความยาวของ Loop of Henle ในบเวอร มนษย และหนทะเลทราย
(ทมาภาพ http://www.answersingenesis.org/creation/images/v2
6/i3/rats.jpg)
2. นเวศวทยาเชงประชากร (Population ecology) จะมงเนนความสนใจไปทการแพรกระจายและขนาดของประชากรสงมชวต เชน การศกษาโครงสรางประชากร ผลกระทบของบางปจจยทมตอขนาดของประชากร
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 8 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 5 การเปลยนแปลงประชากรผลา และเหยอในระบบนเวศ(ทมาภาพ
http://missbakersbiologyclasswiki.wikispaces.com/file/view/lynx-hare.jpg/42918777)
3. นเวศวทยาเชงสงคมสงมชวต (Community ecology) จะมงเนนการศกษาไปทความหลากหลายของสงมชวต ความสมพนธเชงอาหาร เสถยรภาพและการแทนทกลมประชากรในระบบนเวศ
ภาพท 6 การแทนทสงคมของสงมชวตบนบก(ทมาภาพ
http://www.s-cool.co.uk/assets/learn_its/alevel/ geography/ecosystems/types-of-succession/2007-
10-15_115828.gif)4. นเวศวทยาเชงระบบนเวศ (Ecosystem ecology) จะมงเนน
ความสนใจไปทกระบวนการตาง ๆ ในระบบนเวศอนเปนผลเนองจากปฏสมพนธระหวางสงคมของสงมชวตและปจจยทางกายภาพเชน การศกษาเกยวกบวฏจกรการหมนเวยนของสาร และการถายทอดพลงงาน
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 9 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 7 การถายทอดพลงงานผานกระบวนการกนกนเปนทอด(ทมาภาพ
http://www.usoe.k12.ut.us/CURR/science/core/8thgrd/sciber8/bio_ener/ images/ENERLOSS.gif)
การศกษาระบบนเวศหนง ๆ จะศกษาในดาน• โครงสรางของระบบนเวศ (Structure)• หนาทของระบบนเวศ (Function)• การรกษาสมดลของระบบนเวศ (Homeostasis)ซงแตละระบบจะมความสลบซบซอนแตกตางกนไป แตโครงสราง
ของระบบนเวศทสมบรณจะมองคประกอบทคลายคลงกน
โครงสรางของระบบนเวศ
ระบบนเวศหนง ๆ ประกอบขนมาจากสงมชวตและสงแวดลอม สงมชวตทอยในระบบนเวศหนง ๆ มมากมายหลายชนด และแตละชนดกมจำานวนหลาย ๆ ตว ซงตางกมความสมพนธกนในลกษณะทแตกตางกนไป ซงอาจกลาวคราว ๆ ไดวา สงมชวตชนดหนง (Species) จะไมอยอยางโดดเดยว การอยรวมกนเปนกลมของสงมชวตชนดเดยวกน บนพ นท หน ง ในชวงระยะ เวลาหน งน น จ ะ เร ยกว า เป นประชากร (Population) และถาประชากรของสงมชวตหลาย ๆ ชนดมาอาศยอย
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 10 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
รวมกนในมาตรของเวลา และสถานทเดยวกน จะเรยกวาเปน กลมสงมช ว ต ห ร อ ส ง ค ม ข อ ง ส ง ม ช ว ต (Community ห ร อ Biotic Community) กลมสงมชวตเหลานมความตองการปจจยตาง ๆ ในการดำารงชวตทแตกตางกนรวมถงความตองการพนทส ำาหรบอยอาศย (Habitat) และอาหาร ซงทำาใหแตละชนดมบทบาท ความสำาคญในระบบน เ วศ (Ecological Niche หรอ Niche) แตกต างก น ไป ประชากรทมจำานวนสมาชกมากและมความสำาคญมาในนเวศนนถกจดเปนสงมชวตเดน (Dominant species) ประชากรทมจำานวนนอยหรอมบทบาทความส ำาค ญน อยกว าจะถก เร ยกว า ส งม ช ว ตรอง (Associated species)
ภาพท 8 สงมชวต-ระบบนเวศ(ดดแปลงภาพจาก http://static.rbytes.net/full_screenshots/3/d/3d-fish-
school-screensaver.jpg)
ปจจยทจำากดการแพรกระจายของสงมชวต
จะเหนไดวาในระบบนเวศหนง ๆ นนประกอบขนจากโครงสรางเพยง 2 สวนหลก ๆ เทานนนนคอ
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 11 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
1. โครงสรางทเปนองคประกอบทไมมชวต (Abiotic Factor หรอ Abiotic Component)
2. โครงสรางทเป นองคประกอบทมชวต (Biotic Factor หรอ Biotic Component)
ซงองคประกอบทงสองสวนตางมกจกรรมทสมพนธซงกนและกน ความสมพนธน จะต องอยในสภาวะแหงการเปล ยนแปลงอยางสมดล (Dynamic equilibrium) โดยธรรมชาตเสมอ เพอความอยรอดของระบบนเวศไมใหแตกสลาย
สงมชวตแตละชนดจะมปจจยททำาหนาทควบคมขอบเขตการแพรกระจายทางภมศาสตร Geographic Range) ทแตกตางกนไป ซงปจจยหลกมกจะเปนหนงในสามปจจยตอไปน
1. ปจจยทางกายภาพ (Physical factor)2. ปจจยทางชวภาพ (Biotic factor)3. สงกดขวางทางภมศาสตร (Geographical barrier)
ดงจะเหนไดจากความจำาเพาะตอพนทของหมขาว ซงจำาเปนตองดำารงชวตอยในพนททมสออนกลนกบสขนจงจะทำาใหสามารถหลบภยหรอลาเหยอไดอยางมประสทธภาพ รวมถงการทบรเวณทอยอาศยนนแทบจะไมมผลาอน ๆ ทจะมาแขงขนแยงชงอาหาร และบรเวณทอยอาศยมลกษณะเปนเกาะขนาดใหญทแยกจากสวนของแผนดนทมสงมชวตบนบกประเภทอนคอนขางไกล การกระจายตวของหมขาวจงมอยในพนทจำากดเปนตน
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 12 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 9 การแพรกระจายของหมขาว(ทมาภาพ
http://neveryetmelted.com/wp-images/PolarPic.jpg)อยางไรกตามบางครงทสงมชวตทไมเคยแพรกระจายพนธไปยง
แหลงอน ๆ ดวยสาเหตทางปจจยทงสามประการนน ถกโยกยายขามพนทโดยมนษย หรอเหตการณบางอยางอาจทำาใหเกดสภาพการณแพรระบาดของสงมชวตทถกนำาเขานนและสงผลกระทบอยางรนแรงตอระบบนเวศทถกนำาเขาไดดงเชน กรณการระบาดของ ผกตบชวา หอยเชอร ในประเทศไทย การระบาดของกระตายในออสเตรเลย การแพร กระจายของนกกงโครงสายพนธย โรป (European starling) ในอเมรกา
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 13 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 10 หอยเชอร (Pomacea canaliculat) และการแพรระบาด
ในนาขาว(ทมาภาพ http://www.doae.go.th/pest/rice/richery.htmhttp://www.rakbankerd.com/kaset/Rice/408_1.jpg)
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 14 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 11 การแพรกระจายของนกกงโครงสายพนธยโรป (Sturnus vulgaris) ในอเมรกา
(ทมาภาพ http://depts.washington.edu/natmap/facts/european_starling_
712.html)
ปจจยทางกายภาพทสำาคญสงแวดลอมทางกายภาพไมวาจะเปน แสงสวาง อณหภม แรธาต
ความชน pH ความเคม กระแสลม กระแสนำา ฯลฯ มผลตอสงมชวตในหลาย ๆ ดานเชน
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 15 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
• จำานวนชนดของสงมชวตในบรเวณใดบรเวณหนง• การแพรกระจายของสงมชวต• จำานวนประชากรสงมชวต• รปรางลกษณะของสงมชวต• พฤตกรรมของสงมชวต
ปจจยทางกายภาพทสำาคญไดแกปจจย ความสำาคญ
1 อณหภม มผลตอกระบวนการชวเคมในรางกาย ความสามารถในการควบคมอณหภมจ ง เป นตวแปรสำาคญในการกระจายตวของสงมชวต
2 นำา มความสำาคญตอการดำารงชวต เปนองคปร ะกอบสวนใหญ ของเซลล และ เป นตวกลางในการทำาปฏกรยาเคมของสารตาง ๆ ในรางกาย
3 แสงอาทตย มผลตอการกระจายตวของผผลต ซงสงผลตอเนองไปยงชนดพนธและจ ำานวนของผบรโภค และแสงยงมผลตอพฤตกรรมสตวอกดวย
4 ลม เปนปจจยทมผลตอปจจยทางกายภาพอนๆ เชน ความแรงของคลน การละลายของออกซเจน การกดกรอนของผา การระเหยของนำาและการเกดเมฆ
5 หนและดน ความอดมสมบรณของดนสงผลโดยตรงตอผผลต และการกระจายพนธของพช รวมถงเปนทอยอาศยของสตว
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 16 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
6 การถกรบกวนเป นระยะ(Periodic disturbance)
ภยธรรมชาต และเหตการณบางอยางเปนตวควบคมการกระจายพนธของสงมชวต เชน เมลดพชบางชนดตองถกกระตนดวยไฟจงจะงอกได
ปจจยทางชวภาพทสำาคญสงมชวตอน ๆ ทอยลอมรอบและมปฏสมพนธกบสงมชวตนน ๆ
อาจแบงตามบทบาทของการกนอาหาร (Trophic level) หรอลำาดบการสงถอดพลงงานและสารอาหารไดเปน
2.1 ผ ผ ล ต (Producer ห ร อ Autotroph) เ ป น Autotrophic Organism สามารถสรางอาหารได เองโดยอาศยรงควตถทใชจบพลงงานจากแสงอาทตย และเปลยนพลงงานแสงนนใหอยในรปพลงงานเคมในอาหาร การทผผลตเปลยนแปลงสารทรบเขามาในรปสารอนนทรยใหกลายเปนสารอนทรย น เรยกวา กระบวนการสงเคราะหอาหารดวยแสง (Photosynthesis) ซงพลงงานจากแสงอาทตยทพชนำามาใชนคดเปนพลงงานเพยง 0.1-0.2% ของพลงงานทโลกไดรบจาก ดวงอาทตยเทานน นอกจากพชแลวสงมชวตอนทสามารถทำาหนาทเปนผผลตไดไดแก สาหรายเซลลเดยว (โดยเฉพาะสาหรายสเขยวจดวาเปนผผลตทมบทบาทมากทสดในการสรางออกซเจนใหกบโลก) และแบคทเรยพวก Cyanobacteria เชน แบคทเรย Green Sulfur Bacteria ซงมรงควตถ Bacterioviridin และแบคทเรย Purple Sulfur Bacteria ซ ง ม Bacteriochlorophyll ซ ง
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 17 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
แบคทเรยทงสองจะใช H2S แทน H2O จงได Sulfur แทน oxygen เมอเสรจสนกระบวนการ
ภาพท 12 พลงงานจากแสงอาทตยสวนใหญสะทอนกลบ มเพยง 0.8% ถกผผลตจบไวและถายทอดตอไปในระบบนเวศ
(ทมาภาพ http://sciencebitz.com/wp-content/uploads/2009/05/energybu
dget1.jpg https://www.msu.edu/course/isb/202/ebertmay/2004/images
/hb_energy_flow.jpg)2.2 ผบร โภค (Consumer หรอ Phagotroph) เป น
Heterotrophic Organism ไมสามารถสรางอาหารไดดวยตนเอง จะใชสารอาหารจากผผลตอกทหนง ผบรโภคแบงออกเปนหลายชนดตามอาหารทมนกนเชน
ผบรโภคพช (Herbivore) ผบรโภคสตว (Carnivore) ผบรโภคทงพชและสตว (Omnivore)
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 18 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ผบรโภคซาก (Detritivore – บรโภคซากอนทรยททบถมในดน หรอ Scavenger – บรโภคซากตาย)
หรออาจแบงตามลำาดบการบรโภคเปน ผบรโภคปฐมภม (Primary consumer) ซ งโดยทวไปจะ
เปนผบรโภคพช ซงมลกษณะสำาคญคอสามารถยอยเซลลโลส และเปลยนเนอเยอพชใหกลายเปนเนอเยอสตวได
ผบรโภคทตยภม (Secondary consumer) โดยทวไปเปนสตวทกนเนอของสตวทกนพชเปนอาหาร โดยทวไปมขนาดใหญและแขงแรง
ผบร โภคล ำาด บตตยภม (Tertiary consumer) จตรภม (Quatiary consumer) และตอ ๆ ไป
ผบรโภคลำาดบสงสด (Top Carnivore) เปนผบรโภคทมกจะไมถกกนโดยสตวอนตอไป
ภาพท 13 ลำาดบขนการกนอาหาร
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 19 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
(http://image.tutorvista.com/content/environment/food-chain-in-tropic-levels.jpeg)
2.3 ผ ย อ ย ส ล า ย อ น ท ร ย ส า ร (Decomposer ห ร อ Saphotroph) ทำาหนาทสลายซากและเศษอนทรยตาง ๆ ใหมขนาดเลกลงโดยการยอยภายนอกเซลล สงมชวตกลมนมจ ำานวนมาก แตเนองจากมขนาดเลกเมอคดมวลรวมจงมนำาหนกนอย แตมอตราการเผาผลาญสงปลดปลอยพลงงานออกมาเปนจำานวนมาก สงมชวตกลมนจดเปน Heterotroph เชนกนเนองจากไมสามารถสรางอาหารเองได มนจะดดซมอาหารทมนยอยโดยการหลงเอนไซมออกไปยอยซากอนทรยทอยในธรรมชาตจนมขนาดเลกลง จนอาจกลายเปนสารอนนทรยรปทพชสามารถนำาไปใชได นบวามบทบาทสำาคญในวฏจกรการหมนเวยนสารอนทรย-สารอนนทรยในระบบนเวศ
ภาพท 14 ผยอยสลายหลกในระบบนเวศ(ทมาภาพ
http://www.sheppardsoftware.com/content/animals/kidscorner/
foodchain/decomposers.gif)
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 20 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
นเวศวทยาเชงระบบนเวศ : การถายทอดสารและพลงงาน
หนาทของระบบนเวศเปนกจกรรมตาง ๆ ทเกยวของกบการถายทอดพลงงานและมวลสาร ซงโดยทวไปจะถายทอดผานการกนกนเปนทอด ๆ ในหวงโซอาหาร (Food chain) หรอสายใยอาหาร (Food web) หวงโซอาหารมหลายลกษณะอาจแบงตามสงมชวตเรมตนในหวงโซอาหารเปน
หวงโซอาหารทเรมจากพชหรอสตวทมชวตเรยกวาหวงโซอาหารแบบผลา (Grazing food chain หรอ Predator food chain) นอกจากนนกมหวงโซอาหารทมลกษณะพเศษทสงมชวตเรมตนจะไมถกบรโภคเสรจสนในคราวเดยวแตจะถกบรโภคไปเรอย ๆ และอาจเปนทอยอาศยของผบรโภคไปพรอม ๆ กนดวย หวงโซอาหารแบบนเรยกวา หวงซอาหารแบบปรสต(Parasite food chain)
ภาพท 15 หวงโซอาหารแบบผลา(ทมาภาพ http://alaska.fws.gov/fire/role/unit1/images/I-
6.jpg)
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 21 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
หวงโซอาหารทเร มจากซากอนทรยเรยกวา หวงโซอาหารแบบซากอนทรย (Detritus food chain หรอ Saprophytic food chain) หวงโซอาหารแบบเศษอนทรยพบไดในระบบนเวศของแหลงนำากรอย ซงเร มตนจากใบไมรวงหลนในบรเวณปาชายเลน แลวถกสลายโดย จลนทรย แลวจงถกกนตอไปโดยสตวทกนเศษอนทรย (Detritivores) และผลา (Predators) ตามลำาดบ
ภาพท 16 หวงโซอาหารทเรมจากซากอนทรย(ทมาภาพ เอกสารประกอบการเรยนรายวชา ว 40245 ชววทยาสง
แวดลอม)
ถาเปนหวงโซอาหารทมหลาย ๆ แบบผสมกนอาจเรยกวา หวงโซอาหารเบดเตลด (Miscellaneous food chain) เชน พช ควาย เหลอบ นก
อยางไรกตามระบบนเวศในธรรมชาตจะมการถายทอดอาหารไมเปนสายตรงจากสงมชวตหนงไปสอกสงมชวตหนงตอไปเรอย ๆ เพราะสงมชวตชนดหนงจะกนอาหารหลาย ๆ ชนด หรอไมกอาจกลายเปนอาหารของสงมชวตอนอกหลาย ๆ ชนด ลกษณะการกนกนทซบซอนสบสนเชนนเรยกวา สายใยอาหาร
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 22 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 17 สายใยอาหาร(ดดแปลงภาพจาก
http://www.mdk12.org/assessments/high_school/look_like/
2006/biology/images/35n37.gif)
สายใยอาหารประกอบดวยหวงโซอาหารหลายสายเชอมกนแสดงใหเหนถงความสมพนธระหวางสงมชวตในชมชนทมตอกนอยางสลบซบซอน ระบบนเวศใดทมสายใยอาหารสลบซบซอนแสดงวามเสถยรภาพสง เพราะมโอกาสทจะเสยสมดลไดนอยถาหากมสงมชวตใดสญหายไปกยงมสงมชวตอนทดแทนได
พระมดนเวศเมอสงมชวตกนอาหารพลงงานในรปของพลงงานพนธะเคมจะถก
ถายทอดไปพรอม ๆ กบมวลสาร ความสมพนธของจำานวน มวลชวภาพ และพลงงานทถกถายถอดในหวงโซอาหารสามารถเขยนไดในลกษณะรปรางแบบพรามด จงเรยกวา พระมดนเวศ ซงโดยทวไปแลวจะแบงเปน 3 แบบคอ
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 23 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
1. พระมดจำานวน (Pyramid of Number) เปนพระมดทเปรยบเทยบสดสวนจำานวนหรอปรมาณสงมชวตในหวงโซอาหารหนง ๆ โดยคดจากจำานวนของสงมชวตตอพนท พรามดแบบนพบไดทงแบบกลบหว และแบบฐานกวาง
2. พระมดนำาหนก (Pyramid of Biomass) เปนพระมดทเปรยบเทยบสดสวนโดยใชวธหาปรมาณนำาหนกแหง (มวลชวภาพ) ของสงมชวตในแตละระดบ มหนวยเปนนำาหนกแหงตอพนทหรอปรมาตร โดยทวไปจะไดเปนพรามดฐานกวางยอดเรยว แตระบบนเวศบางแหงพระมดนำาหนกอาจมฐานแคบยอดกวางกได ถาสงมชวตทถกบรโภคมขนาดเลกมาก มอายสน และมจำานวนเยอะมากเชน พระมดนำาหนกของแพลงก ตอน ปลาเลก ปลาใหญ
3. พระมดพลงงาน (Pyramid of Energy) เปนพระมดทเปรยบเทยบสดสวนโดยใชพลงงานทเกบสะสมไวในสงมชวตแตละระดบ ซงสงมชวตสวนใหญจะใชพลงงานไมถง 20% ของพลงงานทมน ไดรบยงระดบการบรโภคสง พลงงานทถกถายทอดจะยงนอยลง การเขยนพระมดชนดนจะมหนวยเปนแคลอรตอพนท โดยทวไปพระมดพลงงานจะมฐานใหญ ปลายเรยว
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 24 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 18 เปรยบเทยบ 1 พรามดจำานวน กบ 2 พรามดนำาหนก(ทมาภาพ
http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/edexcel
/environment/populationsandpyramidsrev_print.shtml)
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 25 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 19 พระมดพลงงาน(ทมาภาพ
http://www.bio.miami.edu/dana/pix/pyramid.gif)การถายทอดพลงงานและมวลสาร
การถายทอดพลงงานมการสญเสยออกไปในทก Trophic Level ดงนนการถายทอดพลงงานตามลำาดบการกนใน food chain จะคอนขางจำากดประมาณ 4-5 ขน (Trophic level ท 5 จะไดรบพลงงานจากแสงอาทตยทพชนำาไปใชไดประมาณ 0.01%) ดงนน Food chain ยงสนจะมพลงงานสะสมในรปมวลชวภาพมาก
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 26 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 20 การถายทอดพลงงานในหวงโซอาหารทยาวตางกน(ทมาภาพ เอกสารประกอบการสอน ว 40245 ชววทยาสงแวดลอม)
ในการถายทอดพลงงาน “Lindemann” พบวา พลงงานทสงผานไปในแตละ Trophic level จะสงผานแคประมาณ 10-20% ในแตละลำาดบขน จะมการสญเสยพลงงานไปประมาณ 80-90% ในรปของ Metabolism เชน การหายใจ การสรางเนอเยอ พลงงานความรอน มบางสวนทไมสามารถถายทอดพลงงานสอกขนได เชน พช มบางสวนทกนไมไดเชน เปลอก เมลด พอพลงงานถายทอดไปทสตวกมบางสวนในรางกายสตวทกนไมได จงสรปออกมาเปน “Ten percent law”
100% 10% 1% 0.1% ----->
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 27 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 21 การถายทอดพลงงาน และการสญเสยพลงงานในแตละขนตอนการถายทอด
(ทมาภาพ เอกสารประกอบการสอน ว 40245 ชววทยาสงแวดลอม)
ภาพท 22 การหายใจทำาใหสญเสยพลงงานบางสวนกลบสสงแวดลอม(ทมาภาพ
http://www.geographyalltheway.com/ib_geography/ib_ecosystems /imagesetc/energy_flow.jpg)
การถ ายทอดมวลสารในหวงโซอาหารก มแนวโน มลดลงเร อย ๆ เนองจากการบรโภคในแตละลำาดบขนไมสมบรณ มวลสารบางสวนจะถกถ ายทอดจาก trophic level ทต ำากวาไปยงผ บร โภคท trophic level สงกวาแตสงทเหลอจากการบรโภคเชน สวนทกนไมได และสวนทยอยไมได จะถกคนกลบสภาพแวดลอม
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 28 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 23 การถายทอดพลงงานและมวลสาร(ทมาภาพ
http://apesnature.homestead.com/files/fg03_015.jpg)จะเหนไดวา Energy flow จะถายทอดในทศทางเดยว และจะลด
ลงไปเรอย ๆ เชนเดยวกบการถายทอดมวลสาร (Biomass) ในหวงโซอาหาร แตถาพจารณาถงการถายทอดสารอาหาร (Nutrient) จะเกดขนในลกษณะทเปนวฏจกร (Biogeochemical cycle) หมนเวยนไม
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 29 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
จบสน เพราะสารอาหารจะถกถายทอดผานสงมชวต และบางครงผานสงทไมมชวต แตการถายทอดนนจะเชอมโยงตอกนไปเรอย ๆ
Bioaccumulation (Biomagnification)นอกจากพลงงานและสารอาหารแลวม สารอน ๆ บางชนดอกท
สามารถถกถายทอดไปในหวงโซอาหารจดเปนการสะสมทางชวภาพ ตามระดบพลงงานซงจะมการสะสมมากขนเร อย ๆ ตามระดบพลงงานทสงขนไป ไดแก การสะสมสารพษตาง ๆ การสะสมของโลหะหนกในสตวน ำาเปนตนสารพษประเภท DDT มผลทำาใหเปลอกของไขสตวปกเปราะบาง แตกงาย และมโอกาสเสยงทจะสญพนธสงขน
ภาพท 24 การสะสม DDT ในสงมชวตซงมแนวโนมมากขนในสงมชวตท Trophic level สงขน
(ทมาภาพ http://www.geo.arizona.edu/Antevs/nats104/00lect23bi
omagn.gif)
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 30 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ภาพท 25 ผลของการสะสม DDT ในสตวปก(ทมาภาพ เอกสารประกอบการสอน ว 40245 ชววทยาสงแวดลอม)
ECOLOGICAL NICHEสงมชวตแตละชนดในระบบนเวศหนง ๆ มความตองการ มบทบาท
หนาท ท แตกตางกนไป กลาวไดวาส งมชวตเหลานม Ecological niche ทแตกตางกน สงมชวตทมความยดหยนของ niche สงเรยกวา Generalist
Habitat niche สงมชวตมความตองการทอยอาศยทแตกตางกน ทอยอาศย (Habitat) ของสงมชวตไมใชแคบาน ถ ำา รง โพรง เทานน แตจะรวมถงสงแวดลอมตาง ๆ ทอยในบรเวณนนเชน Habitat ของเสอ ไมใชแคถ ำาทมนใชพก แตจะรวมพนททงหมดในอาณาเขตของมน รวมทงสงมชวต และสงไมมชวตตาง ๆ ในบรเวณนนดวย
Trophic niche สงมชวตแตละชนดมความตองการอาหารแตกตางกนบางชนดบรโภคพชบก บางชนดบรโภคพชนำา บางชนดบรโภคสตว ฯลฯ สงมชวตสวนใหญบรโภคอาหารไดมากกวา 1 อยาง แตถาสงมชวตใดสามารถบรโภคอาหารไดอยางเดยวจะจดเปนพวก Specialist
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 31 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
The Competitive exclusion principleสงมชวตทม niche เหมอนกนมกจะอยรวมกนไมได เวนแตจะม
niche differentiation หรอ resource partitioning เชน การเลยงเวลาหาอาหาร การเลยงความตองการเชงปรมาณ (การทดแทนดวยสงอน ๆ ) ดงนนสงมชวตทเปน Generalist ซงม niche ทกวางกวาพวก Specialist จงแพรกระจายไดมากกวา ปจจยทมผลตอการอยรอด และการแพรกระจายของสงมชวตถกจดเปนปจจยจ ำากด (Limiting factor)Limiting Factor
สงมชวตตองไดรบปจจยเพยงพอ และสภาพแวดลอมเหมาะสมจงจะประสบความสำาเรจในการมชวต ปจจยบางอยางทมอทธพลตอสงมชวตมากจนถาขาดไป หรอมมากเกนไปจะทำาใหสงมชวตนนไมสามารถดำารงชวตอยอยางปกตจนอาจถงตายไดเชน trace elements หรอแมแต H2O, O2 บางครงกอาจกลายเปน limiting factor
Limit of Tolerance (Shelford’s law of tolerance)ปรมาณของปจจยบางปจจยทใชในการดำารงชวต ถามมากไปหรอ
นอยไป จะเปนตวจ ำากดการดำารงชวต ส งมชวตแตละชนดมความตองการ หรอชวงความทนทานตอปจจยตาง ๆ แตกตางกน โดยแตละชนดจะสามารถดำารงชวตอยไดดในชวงทเหมาะสมทสด (optimal period) และสามารถทนอยในชวงทมากกวาหรอนอยกวาชวงนไดอกจนถงจดทเปนขดจำากดทมากเกนไปหรอนอยเกนไป ซงจะไมสามารถดำารงชวตตอไปได นนหมายความวา
• สงมชวต ทน ตอปจจยตาง ๆ ไดไมเทากน“ ”• ถามชวง ทน ไดกวาง จะแพรกระจายไดด“ ”• ปจจยหนงอาจมผลตออกปจจยหนงได
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 32 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ซงความทนทานตอสภาพแวดลอมทแตกตางกนนทำาใหการแพรกระจายของสงมชวตแตละชนดแตกตางกน
ภาพท 18 การกระจายตวของสงมชวตมความสมพนธกบความทนตอสภาพแวดลอม
Liebig’s law of minimum การเจรญเตบโตของพชขนอยกบ
ปรมาณธาตอาหารทมอยนอยทสด บางครงจะเรยกวา แนวคดของถงไม (barrel concept) เนองจากสามารถเปรยบเทยบกบถงไม ซงประกอบดวย ซกไมแตละอนเปรยบไดกบปจจยแตละปจจย หากซกไมอนใดขาดไปหรอมเพยงบางสวน เมอเตมนำาลงไป ถงนำาใบนนจะบรรจนำาไดในระดบทมซกไมทสนสดเทานน แสดงลกษณะของถงไมทประกอบจากซกไมแตละแผนเปรยบเหมอนปจจยตางๆ ในภาพมฟอสเฟตอยนอยทสด
ภาพท 18 แนวคดแบบถงไม
โรงเรยนมหดลวทยานสรณ (องคการมหาชน) 33 สาขาวชาชววทยา
เอกสารประกอบการเรยน วชา ว 30262 ความหลากหลายทางชวภาพ บทท 1 นเวศวทยา
ความจของถงนกจะเทากบระดบของฟอสเฟตทมอย
สรป : อทธพลของปจจยทางกายภาพมผลตอส งมชวต ในลกษณะท การดำารงชวตของสงมชวตถกควบคมจากสารทตองการใน“ปรมาณนอย และสภาพวกฤตสงแวดลอม สวนปจจยทมากกวา-นอยกวาชวงความทนทานจะเปนปจจยจำากดในการแพรกระจายของสงมชวต ”
คำาถาม : จากกราฟสงมชวตใดทนาจะมการแพรกระจายตวสง เพราะเหตใดจงคดเชนนน
สงมชวต A
สงมชวต B
สงมชวตแบบใดทนาจะกอใหเกด Coevolution