خصائص الكائنات الحية ووظائفها الحيوية وتفاعلاتها مع البيئة، تفاعلات الكائنات الحية مع البيئة، تحتوي البيئة على العديد من الكائنات الحية من الفيروسات والبكتيريا التي لم يتم التعرف عليها منذ آلاف السنين إلى الحيتان الزرقاء التي تزن 200 طن والفطريات التي تنتشر إلى مئات الهكتارات تحت الأرض، مما جعل هناك تنوعًا في الحياة على الأرض ومداها المذهل مع حياتهم وتكاثرهم المختلفين، وكل كائن حي يتشكل علماء البيئة يدرسون التفاعلات بين الكائنات الحية والبيئة عبر النظم البيئية من جميع الأحجام من المجتمعات الميكروبية إلى الأرض ككل.
تفاعلات الكائنات الحية مع البيئة
يقدر العلماء أن هناك ما بين خمسة وخمسين مليون نوع من الكائنات الحية على الأرض وأقل من مليوني نوع منها تم تسميتها رسميًا في مايو 1988. الصغار الذين يساعدون في بناء التربة ، الحشرات التي تقضي حياتها كلها في رؤوس الأشجار ، جنبا إلى جنب مع هذه المخلوقات الصغيرة الأخرى
تتعايش الأنواع الأكبر حجمًا والأكثر براقة وقد جذبت انتباه الإنسان على مر العصور ، مثل النباتات والفطريات متعددة الخلايا والطيور والزواحف والبرمائيات والثدييات الأخرى. تفاعلات كيميائية ضوئية أو غير عضوية بواسطة أنواع التركيب الكيميائي
هناك تنوع هائل في الأنواع المنتجة التي تعتمد عليها الحياة ، بدءًا من البكتيريا الزرقاء إلى الأشجار الطويلة في الغابات المطيرة الاستوائية والمعتدلة. الطاقة والمواد الكيميائية مع الغلاف الجوي
بالإضافة إلى تعدد العناصر الغذائية من النظم الأرضية في البحيرات والمحيطات ، يساعد الإنتاج الأولي الإضافي من العوالق النباتية والطحالب في دعم مجتمعات كبيرة من العوالق الحيوانية والأسماك والثدييات البحرية والطيور. بمرور الوقت ، تعود المغذيات من المحيطات إلى اليابسة من خلال تحركات الكائنات الحية أو تبادل الغازات في الغلاف الجوي أو العمليات الجيولوجية البطيئة مثل ارتفاع رواسب المحيطات (Schlesinger 1997).
البيئة تشكل الكائنات الحية
تعيش الكائنات الحية في كل بيئة تقريبًا على الأرض ، من الفتحات الساخنة في أعماق قاع المحيط إلى الروافد الجليدية في القطب الشمالي. الكائنات الحية ، والتي ينشأ بعضها في أنماط التنوع البيئي من الطريقة التي يدور بها كوكبنا حول الشمس
والتوزيع العالمي الناتج لأشعة الشمس في المناطق المدارية حيث يكون الإشعاع الشمسي وفيرًا على مدار العام ودرجات الحرارة دافئة ، وقد تقوم النباتات بعملية التمثيل الضوئي باستمرار طالما أن الماء والمواد المغذية متوفرة في المناطق القطبية حيث يكون الإشعاع الشمسي محدودًا موسميًا ومتوسط درجات الحرارة أقل الكثير وهناك بعض الكائنات الحية التي تتكيف لفترات طويلة عندما يتوقف التمثيل الضوئي وهناك حيوانات تهرب عندما تخشى أن يتوقف التمثيل الضوئي
عبر النظم البيئية ، تشكل الموارد والقيود البيئية هيكل وفسيولوجيا الكائنات الحية وهي واحدة من أقدم الموروثات البيئية على الأرض وهي عبارة عن مجموعة العناصر الكيميائية التي تحتوي عليها. له روابط رباعية مع عناصر أخرى ، وهو العمود الفقري لجميع الجزيئات العضوية التي تشكل الحياة اليوم
يعتبر النيتروجين والفوسفور أيضًا من العناصر الأساسية في الكائنات الحية ، حيث يلعبان دورًا رئيسيًا في تكوين البروتينات والأحماض النووية والمركبات النشطة. لا تتوفر هذه العناصر دائمًا للكائنات الحية ، لذا فإن قيود المغذيات يمكن أن تحد بشدة من الاستراتيجيات البيولوجية ، على سبيل المثال ، يشكل غاز النيتروجين الخامل 78٪ من الغلاف الجوي الأرضي ، لكن أشكال النيتروجين التي يمكن للكائنات الحية استخدامها بسهولة عادة ما تكون أكثر ندرة في الأرض. النظم البيئية
بمرور الوقت ، ساعد التعايش بين البكتيريا والنباتات المثبتة للنيتروجين على زيادة توافر النيتروجين في العديد من النظم البيئية. ومع ذلك ، نظرًا للمنافسة القوية على النيتروجين والعناصر الأخرى ، فقد وجد علماء البيئة أن قيود المغذيات تقيد الحياة في العديد من البيئات.
تتشكل الكائنات الحية بشكل أكبر من خلال الخصائص الفيزيائية للوسائط التي تعيش فيها ، بما في ذلك كثافة الوسائط ودرجات الحرارة ، على سبيل المثال الثدييات البحرية مثل أسود البحر النجمية طورت أجسامًا انسيابية تتحرك بكفاءة عبر الماء الذي يزيد كثافة الهواء عن 700 مرة. ولكنها تبطئ من سرعتها على اليابسة ونتيجة لذلك تنام أسود البحر على الشاطئ ولكن تتغذى بشكل رئيسي في الماء حيث تتحسن سرعتها.
تأثير درجة الحرارة على الكائنات الحية
يدرس علماء البيئة أيضًا كيف تؤثر درجة الحرارة على البيئة وتطور الأنواع. تتباطأ الكائنات الحية بشكل عام أو تتجمد عندما تكون الظروف باردة. بعض الحيوانات لديها سلوكيات تجاه ظروف مناخية معينة ، لكن درجة حرارتها ترتفع وتفقد وظيفتها مع ارتفاع درجات الحرارة.
طورت العديد من الأنواع سمات تساعد على حماية نفسها من درجات الحرارة القصوى وتؤثر على بيئتها ، على سبيل المثال ، بينما تعتمد أسود البحر على طبقات سميكة من الدهون للعزل ، تعتمد ثعالب البحر التي تسبح في نفس المياه الباردة أيضًا على الفراء الكثيف غير المعتاد للاحتفاظ بها الحرارة.
نتيجة لذلك ، يقضي ثعالب البحر وقتًا أطول في العناية بهم ، وقد اجتذب فرائهم السميك الصيادين إلى الانقراض على وشك الانقراض على الأرض ، حيث تظهر الأبحاث أن النباتات والحيوانات ذوات الدم البارد تطور لونًا أغمق وتضع نفسها لتحقيق أقصى قدر من اكتساب الطاقة الشمسية في الطقس البارد.
لكن في المناطق الأكثر سخونة ، كشفت بعض الدراسات أن الحيوانات قد تتجنب أشعة الشمس الشديدة بينما تحمي النباتات نفسها عن طريق نضح كميات كبيرة من الماء ، عن طريق زيادة تدفق الهواء عبر أوراقها ، أو عن طريق السكون حتى تعود درجات الحرارة المنخفضة وقد يكون من المفاجئ إجراء بعض التعديلات في درجة الحرارة ، على سبيل المثال ، اكتشف العلماء مؤخرًا أن الأعشاب التي تنمو بالقرب من الفتحات الحرارية الأرضية تكتسب تحملًا للحرارة من فيروس داخل فطريات داخل جذورها.
من ناحية أخرى ، يؤدي توفر المياه إلى تكوين ديناميكيات بيئية على الأرض ، حيث نشأت الحياة المبكرة في النظم البيئية المائية وما زالت جميع الخلايا الحية بحاجة إلى الماء لتعمل ، ويتأثر توفر الماء بدرجة الحرارة لأنه في المناخات شديدة البرودة يتجمد الماء ولا يتوفر وفي المناخات شديدة الحرارة فإنه يتبخر الماء بسرعة
يشار أنه وجدت الدراسات البيئية للعلاقات المائية أن الكائنات الحية تستخدم مجموعة مذهلة من الاستراتيجيات لالتقاط موارد المياه والحفاظ عليها، في صحراء ناميب الساخنة الحارقة في جنوب إفريقيا، تعيش خنفساء ستينوكارا على قيد الحياة عن طريق التقاط المياه من خيوط الضباب النادرة التي تتكثف في هياكل خاصة على ظهرها.