אקולוגיה מושגים ורעיונות כתה ט' עריכה: נעמי ירון

יצורים חיים נמצאים על פני האדמה ובתוכה, במים ובאוויר, זה בצד זה. אך רוב רובם של היצורים החיים מצטופפים קרוב לפני השטח. במעמקי האוקיאנוסים, בהרים הגבוהים, במעבה האדמה ניתן למצוא מעט אם בכלל יצורים חיים.

אזורי התפוצה של החיים על כדור הארץ נקראים בשם הכולל: בִּיוֹסְפֵרָה. הביוספרה משתרעת על פני שכבה דקה של כדור הארץ: בים עד לעומק של 10 מטר. באדמה עד עומק של מטרים בודדים. באוויר עד גובה של כמה עשרות מטרים.

מה הם הגורמים הקובעים את התפוצה הזאת? מדוע מוגבלים אזורי החיים על פני כדור הארץ?

מדוע לא צומחים עצים על פסגת החרמון בגובה העולה על 2000 מטר?

מה מונע קיום צמחים ובעלי חיים בעומק של כמה מאות מטרים בעומק האדמה?

מה מונע התרבות יעלי עין-גדי לעדרים גדולים?

מדוע התרבו בשנים האחרונות חזירי הבר באזור חוף הכרמל ואזורים אחרים בארץ?

חזירי בר פולשים בלילות לזכרון יעקב וחיפה יום חמישי, 7 ביולי 2005, 8:07 מאת: מערכת וואלה! להקות של חזירי-בר רעבים וצמאים פולשות לאחרונה לרחובות חיפה וזכרון יעקב. חזירי הבר נכנסים לחצרות בתים, חופרים במדשאות והופכים עציצים. התושבים מנסים להיאבק בתופעה באמצעות הקמת גדרות חשמליות או הזמנת ציידים, אך בינתיים ללא הועיל. "בקיץ החזירים רעבים וצמאים במיוחד, אז הם נכנסים לגינות והורסים הכל. הם מרימים את הדשא, פוגעים בממטרות, בתאורה וחופרים באדמה בניסיון למצוא תולעים ופקעות", אמר גורם ברשות שמורות הטבע ל"ידיעות אחרונות", "אך הם לא תוקפים, ואם מגיע בן-אדם - הם בורחים". עם זאת, גם הציידים שמזמינה רשות שמורות הטבע לא עוזרים להברחת החזירים.

השיבו על שאלות 1-4 בדף העבודה הנלווה

לשם צמיחה תקינה, זקוקים עצים לאספקת מים לכל חלקיהם לשם צמיחה תקינה, זקוקים עצים לאספקת מים לכל חלקיהם. המים יכולים להגיע לחלקי העץ השונים רק במצב נוזלי. באזורים גבוהים או בקטבים, הקור כה עז עד כי המים הופכים לקרח והצמחים אינם מקבלים מספיק מים. בנוסף, על פסגות הרים גבוהים מנשבות רוחות עזות העלולות לגרום לשבירה והריסה של חלקי עץ שונים.

בעומק של כמה מאות מטרים בעומק האדמה, הטמפרטורות גבוהות ואינן מאפשרות קיום חיים. קרינת השמש אינה מגיעה לעומק האדמה ולכן קיומם של צמחים אינו מתאפשר שם. הגזים חמצן ופחמן דו חמצני, הנחוצים לקיום צמחים ובעלי חיים אינם נמצאים בעומק האדמה.

יעלי עין-גדי תלויים לצורך קיומם בצמחייה שסביבתם יעלי עין-גדי תלויים לצורך קיומם בצמחייה שסביבתם. מיעוט המים בסביבה זו והקרקע שאינה פורייה במיוחד גורמים לכך שהצמחייה תהיה מוגבלת בכמותה. עדרי היעלים אינם יכולים להתרבות ללא קיום צמחיה שתספק את מזונם.

התרבותם הניכרת של חזירי הבר היא תוצאה של התערבות האדם במערכת יחסי הגומלין בין יצורים חיים לסביבתם. פגיעה בבתי הגידול הטבעיים של החזירים על ידי התפשטות ישובים, חיסול אויביהם הטבעיים והגנה על חיות הבר מפני צייד, אפשרו לחזירי הבר להתרבות.

האם ניתן לחלק את הגורמים הסביבתיים שהוזכרו בתשובות לשתי קבוצות השונות זו מזו? השיבו על שאלה 5 בדף העבודה הנלווה

גורמים אביוטים: גורמים שאינם חיים. טמפרטורות טיב הקרקע תכולת המלחים בקרקע כמויות מים רוחות כמות חמצן או פחמן דו-חמצני העתיקו שקופית זאת למחברותיכם

גורמים ביוטיים: גורמים חיים. צפיפות וגיוון צמחיה המשמשת מזון קיום של מתחרים על המזון קיום טורפים העתיקו שקופית זאת למחברותיכם

השיבו על שאלה 6 בדף העבודה הנלווה

כמות המים מגבילה את תפוצת היצורים החיים צומח טוּנְדְרָה באַלְפִּים מדבר יהודה

כמות המלח במים או בקרקע מגבילה את תפוצת היצורים החיים מֵלֵחָה (קרקע בעלת אחוזי מליחות גבוהים) בבוליביה ים המלח

כמות עודפת של מים מגבילה את תפוצת היצורים החיים ביצות החולה

טמפרטורה גבוהה מגבילה את תפוצת היצורים החיים גייזר – מעיינות מים חמים מדבר סהרה

תחרות על מזון מגבילה את תפוצת היצורים החיים להקת פלמינגו עדר זברות

כמות גדולה של מזון מאפשרת קיום מספר רב של יצורים חיים יער הגשם הטרופי סביב לנהר האמזונס

חוסר בחמצן מגביל את תפוצת היצורים החיים פסגות ההרים הגבוהות מעמקי האוקיינוסים

חוסר באור מגביל את תפוצת היצורים החיים מערות עמוקות קרקעיות האוקיינוסים

השיבו על שאלות 7 ו- 8 בדף העבודה הנלווה

כל היצורים החיים, ללא יוצא מן הכלל, בנויים מחומרים אורגניים: פחמימות, שומנים, חלבונים. מזון עשיר בחלבונים מזון עשיר בשומנים מזון עשיר בפחמימות

אנו ויצורים חיים אחרים סביבנו, זקוקים לחומרים אורגניים לקיומנו מפני שהם מהווים מקור אנרגיה לכל פעולות הגוף לדוגמה: תנועה, חילוף חומרים, התרבות, וכו' החומרים האורגנים מהם בנוי גופנו ושאותם אנו מנצלים לצורך הפקת אנרגיה לפעילות גופנו, נוצרו על ידי בעלי חיים וצמחים בסביבתנו. העתיקו שקופית זאת למחברותיכם

השיבו על שאלה 9, בדף הנלווה 9. התבוננו שוב בשקופית החומרים האורגניים מהם עשוי גופנו וכתבו מהו המקור המספק לנו חומרים אלה, למשל מנין מגיע הקמח לאפיית לחם?

מקור הפחמימות שאנו אוכלים הוא בצמחים שונים: העמילן הנמצא בקמח הנחוץ לאפיית לחם, לחמניות ופיתות ולייצור פסטה מקורו בצמח החיטה ממנו הוא מופק. תפוחי האדמה והאורז מקורם בצמחים. קמח תירס מקורו בצמח התירס. הסוכר במאפים וממתקים מקורו בצמח סלק הסוכר או בצמח קנה סוכר

מקור החלבונים שאנו אוכלים הוא בצמחים ובבעלי חיים שונים: עיקר החלבון שאנו צורכים במזוננו מגיע מבשרם של בעלי חיים שונים כמו בקר, עופות ודגים. ישנו חלבון גם במוצרי חלב, המיוצרים מחלב פרות, עִזים או כבשים. צמחי קִטְנִיוֹת כמו עדשים וסויה הם מקור לחלבון במזוננו.

מקור השומנים שאנו אוכלים הוא בצמחים ובבעלי חיים שונים: השמן שאנו אוכלים מופק מזיתים, תירס, בוטנים או צמחים וזרעים עתירי שומן אחרים. שומן קיים גם בגבינות שמקורן בחלב בעלי חיים. שומן קיים בבשר (שומן שאגרו בעלי חיים).

סיכום: האנרגיה הדרושה לקיומנו מגיעה מתרכובות אורגניות שמקורן בצמחים ובעלי החיים. המקור לאנרגיה הדרושה לקיום בעלי החיים מקורה בצמחים מהם הם ניזונים מהו מקור האנרגיה של הצמחים? מאין משיגים הצמחים את החומרים הדרושים להם? העתיקו שקופית זאת למחברותיכם

החומרים האורגניים בעולמנו ממוחזרים כל הזמן החומרים האורגניים בעולמנו ממוחזרים כל הזמן . כשבעלי חיים (או צמחים) נטרפים, נאכלים או מתים, מתפרק החומר האורגני בגופם ומשמש לבניית גופם של יצורים אחרים. העתיקו שקופית זאת למחברותיכם

האנרגיה בעולמנו (בניגוד לחומרים) אינה ממוחזרת האנרגיה בעולמנו (בניגוד לחומרים) אינה ממוחזרת. מקור האנרגיה החיצוני היחיד, הניתן לניצול בעולמנו הוא אנרגיית השמש. בתוך השמש מתרחשות תגובות כימיות מיוחדות המשחררות כמות גדולה של אנרגיה. אנרגיה זאת מתבטאת בחום העצום של השמש ובקרינה אותה מקרינה השמש לכל הכיוונים העתיקו שקופית זאת למחברותיכם

צמחים ירוקים מהווים חוליה חיונית בתהליך קליטת האנרגיה של קרינת השמש והפיכתה לאנרגיה הכלואה בחומרים אורגניים. ללא הצמחים הירוקים, היה עולם החי על פני כדור הארץ, מפסיק להתקיים עקב חוסר באנרגיה. רק באמצעות הצמחים הירוקים, יכולים דיירי הביוספרה האחרים לנצל את אנרגיית הקינה של השמש. העתיקו שקופית זאת למחברותיכם

יחסי גומלין בין פרטים השייכים לאותה אוכלוסיה ובין פרטים של אוכלוסיות שונות, מתקיימים יחסי גומלין מסוגים שונים. יחסי גומלין אלה משפיעים על גודלן של אוכלוסיות. סוגי יחסי גומלין: יחסי הזנה טריפה תחרות שיתוף (סימביוזה)

יחסי גומלין במערכות אקולוגיות יחסי גומלין בין אורגניזמים בבית הגידול מתקיימים בשתי רמות: א. יחסי גומלין בין פרטים מאותו המין (Species) באוכלוסייה. ב. יחסי גומלין בין פרטים מאוכלוסיות של מינים שונים בחברה שבבית הגידול.

יחסי הזנה (בין פרטים מאוכלוסיות שונות) מושגים מרכזיים: יצרנים/אוטוטרופים צרכנים/הטרוטרופים צרכנים ראשוניים צרכנים שניוניים טורפי על מפרקים

הזנה אוֹטוֹטְרוֹפִית (יצרנים) אורגניזמים אוטוטרופים מרכיבים בעצמם תרכובות פחמן אורגניות משתי תרכובות אנאורגניות שהם קולטים מסביבתם: CO2 ו- H2O. פעולה זאת נעשית באמצעות תהליך הפוטוסינתזה בעזרת אנרגיית אור. יצורים אוטוטרופיים הם צמחים ירוקים, אצות חד ורב תאיות וחיידקים מסוימים.

תזכורת: תוצרי הפוטוסינתזה משמשים כשלד לבניית שאר התרכובות האורגניות להן זקוק הצמח כמו שומנים וחלבונים. בתהליך בניה זה משתתפים המים ומינרלים כמו חנקן וזרחן שהצמח קולט עם המים באמצעות השורשים. תוצר חשוב נוסף של הפוטוסינתזה הוא חמצן המשמש לנשימה התאית האווירנית של רוב האורגניזמים.

הזנה בצמחים 6H20 + 6CO2 C6H12O6 + 6O2 במיטוכונדריה אנרגיה + N חלבונים במיטוכונדריה אנרגיה + N חלבונים + P דנ"א, רנ"א, אט"פ

תזכורת: נשימה תאית כל האורגניזמים, אוטוטרופים והטרוטרופים גם יחד, מפיקים אט"פ לפעולות החיים מחמצון תרכובות אורגניות בתהליך הנשימה התאית האווירנית או בתהליכים אל-אווירניים כמו תסיסה.

הזנה הֵטֵרוֹטְרוֹפִית (צרכנים) אורגניזמים הטרוטרופים ניזונים באמצעות אכילת תרכובות אורגניות שנוצרו על ידי צמחים או בעלי חיים שאכלו צמחים והשתמשו בתרכובות האורגניות שבצמחים לבניית חומרי גופם.

צרכנים מסוגים שונים צרכנים ראשוניים: אורגניזמים הניזונים מצמחים בלבד.

צרכנים שניוניים: בעלי חיים טורפים הניזונים מבעלי חיים אחרים (בדרך כלל קטנים מהם).

טורפי על: טורפים (צרכנים שניוניים) שאין להם טורפים בטבע טורפי על: טורפים (צרכנים שניוניים) שאין להם טורפים בטבע. עם מותם, (מזקנה או מחלה) הם מפורקים ו"מעוכלים" על ידי המפרקים או אוכלי נבלות למיניהם.

בחנו את עצמכם: חוקר מצא מין חדש של יצורים חד-תאיים. על סמך מה רשאי החוקר לקבוע שיצורים אלה הם אוטוטרופים (יצרנים)? א. הם נעו לכיוון האור. ב. הצליחו לבודד מהם אנזימים המחמצנים גלוקוז. ג. הם משמשים מזון ליצורים אחרים. ד. הצליחו לגדלם בתמיסת מלחים בכלי פתוח ומואר.

שרשרת מזון ומארג מזון שרשרת מזון ומארג מזון מתארים באופן איכותי "מי אוכל את מי" במערכת האקולוגית. המפרקים (חיידקים ופטריות), מפרישים אנזימים לסביבתם ואלה מסייעים לפירוק החומרים האורגנים. תוצרי הפירוק, מולקולות קטנות ומסיסות, נספגות לגוף המפרקים.

פירמידה אקולוגית ניתן לשייך מינים רבים ליותר מאשר רמת הזנה אחת (אדם) פירמידה אקולוגית מייצגת את רמות ההזנה באופן כמותי. רמות ההזנה: יצרנים צרכנים ראשוניים (צמחוניים) צרכנים שניוניים (טורפים) צרכנים שלישוניים (טורפי על) מפרקים ניתן לשייך מינים רבים ליותר מאשר רמת הזנה אחת (אדם)

אנימציה באתר מט"ח האנימציה באתר נותנת תשובה לשאלה: http://science.cet.ac.il/science/energy/menu.asp האנימציה באתר נותנת תשובה לשאלה: מדוע קטנה הביומסה ככל שעולים ברמות ההזנה בפירמידה?

הביומסה העומדת לרשות רמת ההזנה הבאה: גידול ורבייה הפרשה ומוות נשימה תאית כלל הביומסה הנאכלת

שרשרת מזון, שאלת חשיבה בחנו את עצמכם: שרשרת מזון, שאלת חשיבה בחנו את עצמכם: שלושה מלחים שאנייתם נטרפה, הגיעו אל אי בודד ללא צמחייה, בעלי חיים ומים. יחד אתם נשטפו אל החוף: ארגז ובו צנימים ולול ובו שלוש תרנגולות חיות. מה היה על המלחים לעשות כדי להאריך עד למקסימום את חייהם ולהגדיל בכך את סיכוייהם להצלה? א. לפורר את הצנימים, להאכיל בהם את התרנגולות ולאחר מכן לאכול אותן? ב. לשחוט את התרנגולות, לאכול אותן, ולאחר מכן לאכול את הצנימים? ג. להאכיל את התרנגולות בצנימים ולאכול את ביציהן? ד. לאכול את הצנימים, לחכות עד שהתרנגולות קרובות למות מרעב ואז לאכול אותן?

ביומסה ואנרגיה ביומסה; המסה הכוללת של היצורים החיים המבוטאת כמשקל יבש ליחידת שטח. פירמידה של ביומסה היא גם פירמידה של אנרגיה משום שהביומסה משקפת למעשה את כמות האנרגיה הכימית בכל רמת הזנה.

מחזורי חומרים במערכות אקולוגיות היות וכל היצורים החיים בנויים מתרכובות פחמניות, אורגניזם אחד יכול לקבל את הדרוש לו מאכילת גופו או חלק מגופו של אורגניזם אחר. מחזור החומרים במארג המזון (ע"י פירוק והרכבה) מלווה בשינויים כימיים (פירוק והרכבה של תרכובות) וגם בגלגולי אנרגיה (מאנרגיית אור לאנרגיה כימית ולאנרגיית תנועה וחום).

מאגרי חומרים בכדור הארץ כל החומרים האורגניים והאנ-אורגניים בכדור הארץ נמצאים באחד מארבעת המאגרים להלן: בִּיוֹסְפֵרָה; אורגניזמים חיים ומתים לִיתוֹסְפֵרָה; סלעים וקרקע אַטְמוֹסְפֵרָה; מעטפת הגזים סביב כדוה"א הִידְרוֹסְפֵרָה; גופי המים (נהרות, אוקיאנוסים וכו') כל החומרים בכדוה"א מועברים באופן מחזורי בין ארבעת מאגרים אלה.

תזכורת: היסוד חנקן היסוד חנקן שסימולו הכימי N, הוא יסוד חיוני ליצורים חיים מפני שהוא נמצא בתרכובות חיוניות כגון חלבונים וחומצות גרעין. בלא מקור זמין (מקור זמין הוא מקור שניתן להשתמש בו), לחנקן, לא יכולים יצורים חיים להתחלק (מחוסר בחומרי גלם ליצירת חומצות גרעין ואנזימים), או לפרק/להרכיב תרכובות (מחוסר באנזימים). הבעיה המרכזית בקליטת חנקן היא העובדה שרוב היצורים החיים אינם מסוגלים לנצל את החנקן הגזי הנמצא בשפע באוויר (79%). הצרכנים קולטים את החנקן הדרוש להם מאכילת תרכובות גופם של היצרנים שכוללות חנקן בצורה זמינה ואילו היצרנים קולטים את החנקן הדרוש להם מתרכובות שונות בקרקע.

חשיבות מיוחדת אם כן, יש לחיידקי הניטריפיקציה שהם השלב הראשון שקשירת החנקן הגזי הנצא באוויר והפיכתו לתרכובות חנקן הזמינות לצמחים בקרקע. מחזור החנקן מופיע בשיקופית הבאה ומפורט בספר "פרקים באקולוגיה" בעמ' 92-93.

יחסי גומלין בין פרטים בתוך האוכלוסייה של אותו מין; תחרות כל הפרטים באוכלוסייה של מין (species) אחד זקוקים למשאבים דומים (מזון, מחסה, בני זוג לרבייה...) עובדה זו גורמת ליצירת תחרות על המשאבים בין הפרטים באוכלוסייה. צמחים הגדלים בצפיפות בשטח מצומצם מתחרים על משאבים כמים, אור, מינרלים בקרקע, מאביקים וכו'. התחרות היא אחד המנגנונים באמצעותם פועלת הברירה הטבעית בתהליך האבולוציה.

דוגמאות לתחרות התנהגות טריטוריאלית; כל פרט (או קבוצת פרטים) באוכלוסייה מתמקם בחלק ממרחב המחייה בבית הגידול, הטריטוריה או הנחלה, ואינו מאפשר לפרטים אחרים לחפש מזון ומחסה בשטח זה. שלדג מפגין התנהגות טריטוריאלית

דוגמאות לתחרות יצירת מעמדות באוכלוסייה; זכר שליט למשל (Alpha male) . בעדרי פילים ישנה חלוקה חברתית למשפחות שבראשן נקבה שליטה. המשפחה כוללת נקבות וצאצאים והזכרים נודדים בנפרד בקבוצות שגם בהן יש זכר שליט.

דילול פרחים ונבטים בחקלאות בחנו את עצמכם: החקלאים נוהגים להקטין את מספר צמחי הכותנה הגדלים בשדה על ידי דילול הנבטים לאחר שנבטו או לדלל את מספר הפרחים במיני עצי פרי שונים. מדוע נעשית פעולה זאת? תשובה: להקטין תחרות על משאבים (בעיקר תוצרי הפוטוסינתזה) ויצירת פחות פירות שכל אחד מהם גדול יותר.

יחסי גומלין בין הפרטים של אותו מין; "עזרה הדדית" למשל על ידי טיפול משותף בצאצאים. התנהגות אלטרואיסטית בזנבנים, "גני ילדים" של יעלים בעין גדי

יחסי גומלין בין מינים בחברה תחרות בין מינים; אוכלוסיות של מינים שונים מתחרות ביניהן על ניצול משאבים מוגבלים בבית הגידול. תחרות כזאת תתרחש כאשר מינים שונים ניזונים מאותו מזון, מקננים על אותו עץ או נעזרים באותם מאביקים. תחרות על אור ביערות הגשם הולידה מגוון של טיפוסי צמחים שונים

תחרות על מזון יכולה להביא להתפתחות סוגי מקורים שונים במהלך האבולוציה; פיתרון שמקטין את התחרות.

תחרות בין שני מינים של סנדליות סנדלית היא יצור חד-תאי אאוקריוטי החי במים. החוקר גאוס גידל במעבדה שני מיני סנדליות הניזונות מאותו סוג מזון. בתחילה הוא גידל כל מין בנפרד ואחר כך גידל את שני המינים באותו כלי.

שני מיני הסנדליות גדלים בנפרד

שני מיני הסנדליות גדלים ביחד

תחרות ניצול לעומת תחרות הפרעה (בתוך המין או בין מינים שונים בחברה) תחרות ניצול לעומת תחרות הפרעה (בתוך המין או בין מינים שונים בחברה) תחרות עשויה להתבטא בשתי דרכים: א. תחרות ניצול: פרטים מסוימים מנצלים יותר מהמשאבים של בית הגידול על חשבון פרטים אחרים. ב. תחרות הפרעה: פרטים מסוימים מפריעים באופן פעיל לפרטים אחרים ומונעים מהם גישה למשאבים. אֲלֶלוֹפָּתְיָה – תופעה של תחרות הפרעה בו מין אחד מפריש חומר המפריע לקיומו של מין אחר. דוגמאות: פטרייה המפרישה חומר אנטיביוטי, הפרשת חומרים מונעי נביטה על ידי צמחים כמו אקליפטוס, הדס, אשל.

גומחות או נישות אקולוגיות גומחה או נישה אקולוגית; מכלול התנאים והמשאבים הדרושים לקיום ולרבייה של מין מסוים. דוגמאות: חיגור בצומח חוף הים. חיגור בהזנת עופות המים בברכות הדגים. בדרך כלל גומחות של מינים שונים שונות זו מזו בכמה מהמימדים שלהן. למשל, שני מינים עשויים להיזון מאותו סוג מזון אך פעילים בשעות שונות (ביום או בלילה למשל). ככל שמידת החפיפה בין הגומחות גדולה כך עזה יותר התחרות.

יחסי טורף-נטרף העקום להלן מתאר את השינויים המחזוריים בגודלן של אוכלוסיות טורף ונטרף. הטורף: חתול שלג. הנטרף: ארנבות שלג.

כיצד מוסברת המחזוריות בגודלן של אוכלוסיות הטורף והנטרף? טריפה אוכלוסיית הטורפים גדֵלָה אוכלוסיית הנטרפים גדֵלָה אוכלוסיית הטורפים קטֵנָה אוכלוסיית נטרפים קטֵנָה כמות המזון העומדת לרשות הטורפים קטֵנָה

הימלטות מטריפה הימלטות מטריפה מתייחסת לכושרו של האורגניזם (בעל חיים או צמח) להימלט מטריפה, להסתתר או להקטין את סכנת הטריפה.

התאמת מבנה להימלטות מטריפה שריון קוצים הסוואה וצבעי אזהרה קליפה

התאמה פיזיולוגית/כימית להימלטות מטריפה הפרשת חומרים רעילים/דוחים (בצמחים ובעלי חיים)

התאמה התנהגותית להימלטות מטריפה חיקוי או "העמדת פני מת", תצפית והשמעת קולות אזהרה, הצגת עמדה מאיימת באמצעות סימור שערות, חשיפת שיניים.

חיי שיתוף - סִימְבְּיוֹזָה סימביוזה; יחסי גומלין המבוססים על שיתוף בין מינים, לעיתים לתקופות זמן ארוכות ואף בכל מהלך החיים. שלושה סוגי יחסי גומלין בשיתוף: הדדיות (מיוטואליזם) קומנסליזם טפילות

הדדיות יחסי גומלין בשיתוף המועיל לשני הצדדים. חזזית: בנויה מפטרייה ואצה ירוקה. האצה הירוקה מספקת תוצרי פוטוסינתזה ואילו הפטרייה מספקת סביבת חיים מוגנת לחה ועשירה במינרלים.

דוגמאות נוספות להדדיות אצות חד תאיות ואלמוגים. חיידקים קושרי חנקן בשורשי קטניות ומִיקוֹרִיזה. חיידקים במערכת העיכול של מעלי גירה.

קוֹמֶנְסַלִיזְם צורת חיי שיתוף המועילה לשותף אחד מבלי להזיק או להועיל לאחר. אֶפִּיפִיט ("צמח אוויר") צמח, התופס "טרמפ" על צמח אחר, מבלי להיות טפיל עליו. הצמח הנושא משמש כמצע מזון לאפיפיט, ששורשיו אינם מגיעים לקרקע. האפיפיטים קולטים מים ומינרלים מן האוויר.

טפילות טפילות היא סוג של יחסי גומלין בו הטפיל תלוי במאכסן אחר הפונדקאי. הטפיל חי בתוך גופו של הפונדקאי או עליו. קיימת תלות רבה בין הטפיל לפונדקאי. יחנוק המדבר; טפיל על שורשי שיחים כמו אשל, מלוח או זוגן השיח.

דוגמאות נוספות לטפילים פלסמודיון המלאריה "שושנת יריחו"; ליישמניה

איזה סוג יחסי גומלין? בחנו את עצמכם: א. בפרוותיהם של בעלי חיים נאחזים פירות וזרעים המופצים למרחק. ב. יש זרעים הנובטים רק לאחר שהפרי בו הם נמצאים עבר דרך מערכת העיכול של ציפורים או זוחלים שאכלו אותו. ג. צמחי גדילן הנובטים ומתפתחים סביב קיני נמלים.

שיווי משקל דינמי מערכת אקולוגית שאינה משתנה במידה ניכרת לעין נמצאת בשווי משקל דינמי. במערכת כזאת: מספר המינים והרכבם קבוע פחות או יותר. גודל האוכלוסייה (מספר הפרטים המתווספים על ידי לידה או הגירה ומספר הפרטים הנטרפים או מתים) קבוע פחות או יותר. כמות החומרים וכמות האנרגיה הנכנסים שוות פחות או יותר לכמות החומרים והאנרגיה היוצאים.

בשווי משקל דינמי אין המערכת האקולוגית מפסיקה לפעול. אורגניזמים נולדים ומתים, צמחים מבצעים פוטוסינתזה, טורפים ממשיכים לטרוף, חיידקים ממשיכים לפרק ולמחזר חומרים אלא שהתוצאה הסופית נותרת פחות או יותר קבועה (מבחינת מספר יצורים וכו').

השפעת האדם הגידול הרב במספר בני האדם בעולם מביא למעורבות גוברת והולכת של האדם בטבע וגורם לשינויים בסביבה, שינויים שחלק מהם בלתי הפיכים. האדם משפיע על: גורמים ביוטיים ואביוטיים, יחסי הגומלין בטבע, מגוון המינים בטבע.

אסון אקולוגי במפרץ מקסיקו קיץ 2010 דוגמה להשפעה שלילית של פעילות האדם בסביבה

בתמונות: שקנאים חומים מכוסים נפט, שקנאים בתהליכי "ניקוי". פיצוץ שהתרחש באסדת קידוח ימית במפרץ מקסיקו, גרם לשפיכת כמות עצומה של נפט אל המים. כתם נפט ענקי הגיע אל החופים ופגע אנושות בדגים, בבעלי החיים ובצמחים לאורך חופי לואיזיאנה. דליפת הנפט מהבאר, היא איום על ;פרנסת הדייגים, בתי הגידול הימיים, היצורים החיים לאורך החופים ובריאות התושבים.

מימין: באמצע: סרטן נזיר מכוסה נפט למטה: צב מת בתוך "מרק" סמיך של נפט.

מעורבות האדם ביחסי הגומלין בטבע: פעילות האדם עלולה לגרום לסילוק או דילול משמעותי של מספר הפרטים באוכלוסיה מסוימת. דַיִג מוגזם, שימוש בחומרי הדברה, צייד וכריתת עצים הן דוגמאות לכך. פגיעה ברכיב אחד של מארג המזון פוגעת במסכת יחסי הגומלין הטבעיים ותוצאותיה עלולות להיות חמורות. שחף ושקנאי מכוסים בנפט.

מהו מגוון ביולוגי, ומדוע חשוב לשמר אותו? מגוון ביולוגי (Biodiversity): הוא המדד לשונות בטבע ומתאר את הגיוון של היצורים מכל מארגי המזון והמערכות האקולוגיות שהם משתייכים אליהם ואת התהליכים האקולוגיים שתומכים בהם. המגוון הביולוגי העוסק במינים, במטענם הגנטי ובמקומות חיותם והמודד שונות גנטית, הבדלים בין יחידות נוף ועושר בתי הגידול. הגדרה: ויקיפדיה

פגיעה במגוון הביולוגי משמעותה פגיעה במינים של בעלי חיים וצמחים הגורמת להכחדתם, פגיעה בבתי גידול ייחודיים ובמערכות אקולוגיות מורכבות (כגון שוניות אלמוגים או יערות הגשם הטרופיים). שמירה על המגוון הביולוגי חשובה בין השאר מפני שמערכות אקולוגיות מספקות לאדם מוצרים ושירותים. בטבע קיימים מיני צמחים, פטריות וחיידקים שיוצרים חומרים העשויים לשמש כתרופות או חומרים אחרים לתועלת האדם. מיני הבר של צמחי החקלאות הם מאגר של חומר תורשתי המהווה חומר גלם לטיפוח מינים חדשים שיהיו עמידים בתנאי אקלים משתנים. מינים שונים של יצורים חיים מהווים מזון עבור האדם (דגים למשל).

השפעת האדם על המגוון הביולוגי השפעת האדם על הסביבה הטבעית גורמת להכחדת מינים ופוגעת במגוון הביולוגי בטבע. למשל על ידי: הרס בתי גידול וקיטועם על ידי סלילת כבישים, ייבוש אגמים, החלפת יערות בשדות חקלאיים, יצירת אגמים על ידי בניית סכרים. טבלה מפורטת עמ' 141 בספר פרקים באקולוגיה.

3. זיהום הקרקע ומקורות המים. 4. שימוש בחומרי הדברה. 5. זיהום האוויר. 2. פלישה ביולוגית, הכנסה מקרית או מכוונת של מינים לאזור בו לא התקיימו קודם לכן. 3. זיהום הקרקע ומקורות המים. 4. שימוש בחומרי הדברה. 5. זיהום האוויר. 6. ניצול יתר של משאבים טבעיים. ייבוש אגם החולה בשנות החמישים

דוגמאות: פלישת הציפור מַיְינָה הודית (שהגיעה לארץ מחו"ל כציפור נוי) גורמת לדחיקת מיני ציפורים אחרות. המיינה משתלטת על קינים, מתחרה באלימות על מקורות מזון, ומגרשת מיני ציפורים אחרות. המיינה הוגדרה על ידי האו"ם כאחת ממאה מיני הפולשים המסוכנים בעולם. ניתן לצפות במיינות בחצר ובסביבת בית הספר.

דוגמה נוספת למין פולש: נמלת האש הקטנה (גודלה כמ"מ עד מ"מ וחצי) שככל הנראה הגיעה לארץ על גבי משלוח עצים מדרום אמריקה. נמלת האש הקטנה דוחקת מיני נמלים אחרות כנמלת הקציר שהייתה עד לא מזמן מין הנמלה השכיח בארץ. למעלה: נמלת האש הקטנה, למטה: נמלת הקציר.

כריתת יערות כריתה ושריפה של יערות הגשם גורמת לעליה בריכוז ה CO2 באטמוספרה, ועליה זאת אחראית (לפחות בחלקה) ליצירת אפקט החממה והתחממות כדור הארץ.

הדברה: כימית וביולוגית שימוש בחומרי הדברה קוטלי מזיקים בחקלאות היא דוגמה למעורבות האדם בסביבה הטבעית. הדברה כימית; שימוש בחומרי הדברה כימיים עלול לפגוע לא רק במזיק אלא גם במי שניזון ממנו (למשל הרעלת מכרסמים כעכברים וחולדות עלולה לפגוע גם בעופות דורסים, שועלים, נחשים וכ'ו). בנוסף, שימוש בחומרי הדברה כימיים עלול לגרום להתרבות הפרטים באוכלוסיה העמידים לחומרי ההדברה והחומר יהפוך חסר תועלת.

הדברה ביולוגית; משתמשים באויב הטבעי (טורף או טפיל) של האורגניזם המזיק. בהדברה ביולוגית החקלאי מתערב ביחסי הגומלין על ידי הכנסת אורגניזם שלא היה קיים במערכת או על ידי הגדלה מלאכותית של אוכלוסיתו. למשל: הדברת יתושים על ידי הוספת דגי גמבוזיה הטורפים את זחלי היתושים למקורות מים בארץ.

חקלאות כסוג של מעורבות האדם בטבע בחקלאות נעשה שימוש בגורמים אביוטיים מבוקרים לצורך הגברה וייעול של הייצור החקלאי: שימוש במים להשקיה: פותחו שיטות לייעול וחיסכון במים (טפטפות), ממטרות. ונעשה שימוש במים ממקורות שונים כמו: מי קולחין, מים מליחים, מים שפירים

על מנת להקטין את השפעתם של גורמים א-ביוטיים מגבילים כמו מים על צמחי החקלאות (במטרה להשיג יבולים מירביים) משתמשים באמצעי השקיה חסכניים כגון: ממטרות ומערכות טפטוף ואף מחפים את הקרקע על מנת למנוע התאדות ממנה. בהשקיה בטפטוף רוב המים מגיעים לצמחים ואינם מתפזרים ברוח או מתאדים באוויר.

מי קולחין טיהור מי ביוב במכונים לטיהור מים, מביא ליצירת מי קולחין מטוהרים שאינם ראויים לשתיה לבני אדם אך מתאימים להשקיית גידולים מסוימים כמו כותנה. שימוש במי קולחין להשקיית גידולים מחזיר מים למחזור המים המקומי. מתקן מי קולחין בעין יהב

מים מליחים מים מליחים הם מים שרמת המלחים בהם גבוהה מרמת המלחים במים מתוקים, אך קטנה מרמת המלחים של מי הים. המים המליחים טובים במקרים מסוימים לתעשייה ולחקלאות, כגון השקיית דקלים וגפנים או עגבניות. מים מליחים שמקורם במי נחל תנינים משמשים לגידול דגים בברכות הדגים באזור בית הספר.

מים שַׁפִּירִים מים שפירים הם מים שאיכותם טובה והם ראויים לשתיה ולכל שימוש אחר; שתייה, השקיה וכו'. התפלגות מקורות המים לחקלאות, 2008 נתוני חברת מקורות

דישון בקרקעות חקלאיות המלאי הטבעי של היסודות המינרלים אינו מספיק ולכן יש לספק לצמחים תוספת של יסודות מינרלים החיוניים לצמח. החקלאים נותנים את התוספת הזאת באמצעות דשנים כימיים וזבלים אורגנים. דשן כימי הוא מלח או תרכובת אנ-אורגנית אחרת המספקת לצמח יסודות מינרלים במצב מסיס כמו למשל: חנקן, זרחן ואשלגן. זבל אורגני מבוסס על תרכובות אורגניות שמקורן בשרידי צמחים והפרשות של בעלי חיים. הזבל האורגני מתפרק בהדרגה ומשחרר לקרקע יסודות מינרלים.

אור כגורם א-ביוטי מגביל האור הוא מקור האנרגיה לפוטוסינתזה. הארכת שעות האור הרגילות על ידי תוספת תאורה בחממות משפיעה על יבול. האור מעורב גם בתהליכי פריחה, ותהליכי רביה בבעלי חיים. לצמחים רבים יש תגובה פוֹטוֹפֵּרִיוֹדִית כלומר הם רגישים ליחס שבין שעות האור לשעות החושך ופורחים רק בתנאים מסוימים. במשך השנים למדו החקלאים להשפיע על תהליכי הרבייה באמצעות בקרה ושינוי האותות הסביבתיים ועל ידי כך הם מצליחים לכוון את תהליכי הרבייה ומועדיהם על פי צורכיהם.

למשל: כאשר מווסתים את שעות ההארה בחממה, אפשר לכוון את מועדי הפריחה ולקבל שפע של פרחים בדיוק לקראת חגים, המועד בו גדלה דרישת הצרכנים לפרחים. עיקרון דומה פועל גם בוויסות ההטלה בתרנגולות. כאשר מאירים את הלולים בלילה, גדלה כמות הביצים המוטלת. שינוי שעות ההארה משפיע על הורמונים המופרשים במוח ואלה גורמים להפרשת הורמוני הרבייה שמשפיעים על השחלה ומביאים להטלת ביצים.

תאורה בחממות ובלולים

גידול בתנאי טמפרטורה מבוקרים לכל גידול חקלאי (צמח או בעל חיים) יש טמפרטורה מיטבית להתפתחותו ובטמפרטורות נמוכות מאד או גבוהות מאד הגידול יינזק. ניתן לשלוט ולכוון טמפרטורות על ידי גידול צמחים בחממה בתנאי טמפרטורה מיטביים, לכסות אשכולות בננות למשל בשקיות פלסטיק על מנת למנוע נזקי קרה, לצנן לולים ורפתות באמצעות התזת מים על הגג.

ניתן לכוון הבשלה בפירות שנקטפו טרם הבשלתם באמצעות שמירה בחדרי קירור (גידול מחוץ לעונה), למנוע נביטת זרעים המשמשים למאכל כגון חיטה בוטנים או קטניות באמצעות אחסון בטמפרטורות נמוכות בסביבה יבשה וחשוכה. ניתן למנוע התעוררות ניצנים ולבלוב בירקות (כמו תפו"א, בצל או שום) על ידי שמירה בטמפרטורות נמוכות ובחושך ולמנוע התפתחות חרקים בקמח ובזרעי קטניות בשיטה דומה.

מעורבות האדם מעוררת בעיות ודילמות חברתיות ואתיות האחריות על האדם כפרט וכקבוצה לשמירה על הסביבה. יש חשיבות עצומה לשמירה על הסביבה ועל משאביה וכן חשיבות לשמירה על המגוון הביולוגי.

חקלאות אורגנית חקלאות אורגנית מייצרת מוצרים חקלאיים (יבולים של צמחים ובעלי חיים) ללא שימוש בחומרי הדברה כימיים ודשנים כימיים. חקלאות אורגנית מנסה להקטין את הנזקים הבריאותיים העלולים להיגרם מחשיפה אל ואכילה של חומרי דישון והדברה אך מצד שני, היבול ליחידת שטח קטן יותר (עקב חוסר בדישון ותחרות עם מזיקים), משך חיי המדף של התוצרים קצר יותר ולכן גם מחירם (של תוצרי החקלאות האורגנית) יקר יותר.

מעורבות האדם בטבע (קישור לנושא "נוף עוטף ביה"ס)

בשנים האחרונות התרבו האזעקות של חובבי הטבע מפני סכנות אקולוגיות הצפויות לכינרת ועלולות להפוך את האגם לביצה. הגורם העיקרי, הקשור לפעילות האדם הוא חדירת עודפי חומרי דשן (חנקות וזרחות) המשמשים בחקלאות עם מי הירדן אל תוך הכינרת. מהו רצף האירועים שעלול להפוך את הכינרת לביצה ולפגוע באחד ממקורות מי השתייה החשובים ביותר של מדינת ישראל ?

2. במים מתרבות אצות זעירות שחוסר בחנקות וזרחות הגביל את התפתחותן 1. חדירת עודפי חומרי דשן 11. הגברת עכירות המים מניעת מעבר אור 2. במים מתרבות אצות זעירות שחוסר בחנקות וזרחות הגביל את התפתחותן 12. פחות פ"ס 13. פחות אצות 4. ריבוי חומר מת באגם, פגרי יצורים שמתו 3. ריבוי בעלי חיים זעירים 8. ריבוי מפרקים 14. פחות בע"ח זעירים במים 10. התמעטות חמצן 5. ריבוי דגים 6. ריבוי בוץ באגם 9. הפחתת עומק המים 15. פחות דגים 7. ריבוי צמחי ביצה

אילו גורמים ביוטיים וא-ביוטיים השפיעו על התהליך האקולוגי של הפיכת אגם לביצה? גורמים ביוטיים: כמות האצות הזעירות במים (שלב היצרנים בפירמידה). 2. כמות בעלי החיים הזעירים במים (שלב הצרכנים הראשוניים בפירמידה). כמות הדגים במים (שלב הצרכנים השניוניים) כמות החומר האורגני המת במים. כמות המפרקים במים גורמים א-ביוטיים: ריכוז חומרים כמו חנקות וזרחות במים (משפיע על גידול אצות במים). 2. ריכוז החמצן במים (משפיע על כמות הדגים והיצורים הזעירים במים). 3. עכירות המים (משפיעה על מעבר אור וכתוצאה מכך על תהליך הפוטוסינתזה באצות).

גורמים א-ביוטיים וביוטיים משפיעים זה על זה ומושפעים זה מזה. למשל: ריבוי חומר מת ומפרקים במים גורם לירידת כמות החמצן במים. או למשל: עכירות המים גורמת למיעוט בכמות האצות הזעירות עקב חוסר באור.

שני נחלים, נחל עדה ונחל תנינים הנובעים בדרום רמת מנשה, מתחברים בשמורת נחל תנינים ונשפכים יחד לים בחוף מעגן מיכאל, הקרוב לשטח ביה"ס. מעגן מיכאל רמת מנשה רמת מנשה שמורת טבע נחל תנינים

בתכנית נבדוק מספר מדדים לאיכות מי הנחלים: א. כמות חמצן במים. ב. כמות חומרים כמו תרכובות כלור במים. ג. עכירות המים. נתבונן במי הנחל מבעד למיקרוסקופ. נכיר את העופות המבקרים בנחלים. ונעקוב אחר התערבות האדם בייבוש ביצות כבארה שנוצרו בעבר עקב עליית מי הנחלים על גדותיהם.