ชุมชน (นิเวศวิทยา)

ในทางนิเวศวิทยาชุมชนหมายถึงกลุ่มหรือความสัมพันธ์ของประชากรหลายชนิดที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์เดียวกันในเวลาเดียวกัน ซึ่งอาจเรียกได้ว่าไบโอโคเอโนซิสชุมชนชีวภาพชุมชนทางนิเวศวิทยาหรือกลุ่มสิ่งมีชีวิตคำว่าชุมชนมีความหมายหลากหลาย ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด หมายถึงกลุ่มสิ่งมีชีวิตในสถานที่หรือช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง เช่น "ชุมชนปลาในทะเลสาบออนแทรีโอก่อนยุคอุตสาหกรรม"
นิเวศวิทยาชุมชนหรือนิเวศวิทยาร่วมคือการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างชนิดพันธุ์ในชุมชนในระดับพื้นที่และเวลาที่หลากหลาย รวมถึงการกระจายตัว โครงสร้าง ความอุดมสมบูรณ์ประชากรศาสตร์และปฏิสัมพันธ์ของประชากรที่อยู่ร่วมกัน[ 1 ]จุดเน้นหลักของนิเวศวิทยาชุมชนคือปฏิสัมพันธ์ระหว่างประชากรที่กำหนดโดยลักษณะทางพันธุกรรมและ ลักษณะ ทางกายภาพ ที่เฉพาะ เจาะจง การทำความเข้าใจต้นกำเนิด การดำรงอยู่ และผลที่ตามมาของความหลากหลายทางชีวภาพเป็นสิ่งสำคัญเมื่อประเมินนิเวศวิทยาชุมชน[ 2 ]
นิเวศวิทยาชุมชนยังคำนึงถึงปัจจัยทางกายภาพที่ส่งผลต่อการกระจายตัวหรือปฏิสัมพันธ์ของชนิดพันธุ์ (เช่น อุณหภูมิรายปีหรือค่า pH ของดิน ) [ 3 ]ตัวอย่างเช่น ชุมชนพืชที่อาศัยอยู่ ใน ทะเลทราย นั้นแตกต่างจากชุมชนพืชที่พบใน ป่าฝนเขตร้อนอย่างมากเนื่องจากความแตกต่างของปริมาณน้ำฝนรายปี มนุษย์ยังสามารถส่งผลกระทบต่อโครงสร้างของชุมชนผ่านการรบกวน ถิ่นที่อยู่ เช่น การนำชนิดพันธุ์ต่างถิ่นรุกรานเข้ามา
ในระดับที่ลึกกว่านั้น ความหมายและคุณค่าของแนวคิดชุมชนในนิเวศวิทยายังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ ชุมชนได้รับการเข้าใจมาแต่เดิมในระดับละเอียดในแง่ของกระบวนการในท้องถิ่นที่สร้าง (หรือทำลาย) กลุ่มของสายพันธุ์ต่างๆ เช่น วิธีที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบต่อองค์ประกอบของชุมชนหญ้า[ 4 ]เมื่อเร็วๆ นี้ การมุ่งเน้นที่ชุมชนในท้องถิ่นนี้ได้รับการวิพากษ์วิจารณ์โรเบิร์ต ริคเลฟส์ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยมิสซูรีและผู้เขียนหนังสือDisintegration of the Ecological Communityได้โต้แย้งว่าการคิดถึงชุมชนในระดับภูมิภาคโดยอาศัยอนุกรมวิธานเชิง วิวัฒนาการ และชีวภูมิศาสตร์นั้น มีประโยชน์มากกว่า [ 1 ]ซึ่งบางสายพันธุ์หรือกลุ่มวิวัฒนาการและบางสายพันธุ์สูญพันธุ์ไป[ 5 ]ปัจจุบัน นิเวศวิทยาชุมชนมุ่งเน้นไปที่การทดลองและแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ อย่างไรก็ตาม ในอดีตเคยเน้นไปที่รูปแบบของสิ่งมีชีวิตเป็นหลัก ตัวอย่างเช่น การแบ่งย่อยทางอนุกรมวิธานของชุมชนเรียกว่าประชากรในขณะที่การแบ่งส่วนตามหน้าที่เรียกว่ากิลด์
องค์กร
ซอก
ภายในชุมชน แต่ละชนิดจะครอบครองนิเวศวิทยาเฉพาะถิ่น นิเวศวิทยาเฉพาะถิ่นของชนิดนั้นๆ จะกำหนดว่ามันมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมรอบตัวอย่างไร และบทบาทของมันภายในชุมชน การมีนิเวศวิทยาเฉพาะถิ่นที่แตกต่างกันทำให้ชนิดต่างๆ สามารถอยู่ร่วมกันได้[ 6 ]สิ่งนี้เรียกว่าการแบ่งส่วนนิเวศวิทยา ตัวอย่างเช่น ช่วงเวลาของวันในการล่าเหยื่อ หรือเหยื่อที่มันล่า
การแบ่งส่วนนิเวศวิทยาช่วยลดการแข่งขันระหว่างสายพันธุ์[ 7 ]ทำให้สายพันธุ์ต่างๆ สามารถอยู่ร่วมกันได้เพราะพวกมันยับยั้งการเติบโตของตัวเองมากกว่าที่จะจำกัดการเติบโตของสายพันธุ์อื่น (กล่าวคือ การแข่งขันภายในสายพันธุ์เดียวกันจะมากกว่าการแข่งขันระหว่างสายพันธุ์ หรือการแข่งขันภายในสายพันธุ์เดียวกันจะมากกว่าการแข่งขันระหว่างสายพันธุ์)
จำนวนช่องว่างทางนิเวศวิทยาที่มีอยู่ในระบบนิเวศเป็นตัวกำหนดจำนวนชนิดของสิ่งมีชีวิต หากสิ่งมีชีวิตสองชนิดมีช่องว่างทางนิเวศวิทยาเดียวกัน (เช่น ความต้องการอาหารเหมือนกัน) สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งจะแข่งขันเอาชนะอีกชนิดหนึ่งได้ ยิ่งมีช่องว่างทางนิเวศวิทยาที่ถูกเติมเต็มมากเท่าไรความหลากหลายทางชีวภาพของระบบนิเวศ ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
ระดับโภชนาการ

ระดับโภชนาการของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งคือตำแหน่งของมันในห่วงโซ่อาหารหรือใยอาหาร ที่ด้านล่างสุดของใยอาหารคือสิ่งมีชีวิตที่ สร้างอาหารเองได้ หรือที่เรียกว่าผู้ผลิตขั้นต้นผู้ผลิตเหล่านี้สร้างพลังงานของตัวเองผ่านการสังเคราะห์แสงหรือการสังเคราะห์ทางเคมีพืชเป็นผู้ผลิตขั้นต้น ระดับถัดไปคือสัตว์กินพืช (ผู้บริโภคขั้นต้น) สิ่งมีชีวิตเหล่านี้กินพืชเป็นแหล่งพลังงาน สัตว์กินพืชถูกกินโดยสัตว์กินทั้งพืช และสัตว์ หรือสัตว์กินเนื้อ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นผู้บริโภคขั้นที่สองและขั้นที่สาม ระดับโภชนาการเพิ่มเติมเกิดขึ้นเมื่อสัตว์กินทั้งพืชและสัตว์หรือสัตว์กินเนื้อขนาดเล็กกว่าถูกกินโดยสัตว์กินทั้งพืชและสัตว์หรือสัตว์กินเนื้อขนาดใหญ่กว่า ที่ด้านบนสุดของใยอาหารคือผู้ล่าสูงสุดสัตว์ชนิดนี้จะไม่ถูกกินโดยสัตว์ชนิดอื่นในชุมชน สัตว์กินพืช สัตว์กินทั้งพืชและสัตว์ และสัตว์กินเนื้อ ล้วนเป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องพึ่งพาอาหารจากสิ่งมีชีวิตอื่น[ 8 ]
ตัวอย่างพื้นฐานของห่วงโซ่อาหารคือ หญ้า → กระต่าย → สุนัขจิ้งจอก ห่วงโซ่อาหารจะซับซ้อนมากขึ้นเมื่อมีสิ่งมีชีวิตหลายชนิด ซึ่งมักจะเป็นใยอาหาร พลังงานจะถูกส่งต่อขึ้นไปตามระดับโภชนาการ พลังงานจะสูญเสียไปในแต่ละระดับเนื่องจาก ความไม่ eficiente ทางนิเวศวิทยา[ 9 ]
ระดับโภชนาการของสิ่งมีชีวิตสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามชนิดของสิ่งมีชีวิตอื่นที่มีอยู่ ตัวอย่างเช่น ปลาทูน่าอาจเป็นผู้ล่าสูงสุดที่กินปลาขนาดเล็กกว่า เช่น ปลาแมคเคอเรล อย่างไรก็ตาม ในชุมชนที่มีฉลามอยู่ ฉลามจะกลายเป็นผู้ล่าสูงสุดและกินปลาทูน่า[ 10 ]
ผู้ย่อยสลายมีบทบาทในพีระมิดโภชนาการ พวกมันเป็นแหล่งพลังงานและสารอาหารให้กับพืชในชุมชน ผู้ย่อยสลาย เช่น เชื้อราและแบคทีเรีย จะรีไซเคิลพลังงานกลับไปยังฐานของห่วงโซ่อาหารโดยการกินสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วจากทุกระดับโภชนาการ[ 11 ]
กิลด์
กลุ่ม สิ่งมี ชีวิต (guild)คือกลุ่มของสายพันธุ์ในชุมชนที่ใช้ทรัพยากรเดียวกันในลักษณะที่คล้ายคลึงกัน สิ่งมีชีวิตในกลุ่มเดียวกันจะประสบกับการแข่งขันเนื่องจากทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน[ 12 ]สายพันธุ์ที่ใกล้ชิดกันมักจะอยู่ในกลุ่มเดียวกัน เนื่องจากลักษณะที่สืบทอดมาจากบรรพบุรุษร่วมกันอย่างไรก็ตามกลุ่มสิ่งมีชีวิตไม่ได้ประกอบด้วยสายพันธุ์ที่ใกล้ชิดกันเท่านั้น[ 13 ]
สัตว์กินเนื้อ สัตว์กินทั้งพืชและสัตว์ และสัตว์กินพืช ล้วนเป็นตัวอย่างพื้นฐานของกิลด์ กิลด์ที่แม่นยำกว่านั้นก็คือสัตว์มีกระดูกสันหลังที่หากินแมลง ที่อาศัยอยู่บนพื้นดิน ซึ่งจะรวมถึงนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิด[ 14 ]พืชดอกที่มีผู้ผสมเกสรชนิดเดียวกันก็จัดเป็นกิลด์เช่นกัน[ 15 ]
สายพันธุ์ที่มีอิทธิพล
บางชนิดมีอิทธิพลต่อชุมชนมากกว่าชนิดอื่น ๆ ผ่านการปฏิสัมพันธ์โดยตรงและโดยอ้อมกับชนิดอื่น ๆ ประชากรของชนิดที่มีอิทธิพลได้รับผลกระทบจากการรบกวนทางชีวภาพและอชีวภาพ ชนิดเหล่านี้มีความสำคัญในการระบุชุมชนทางนิเวศวิทยา การสูญเสียชนิดเหล่านี้ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในชุมชน ซึ่งมักจะลดเสถียรภาพของชุมชน การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการนำชนิดพันธุ์ต่างถิ่นรุกรานเข้ามาสามารถส่งผลกระทบต่อการทำงานของชนิดพันธุ์หลักและส่งผลกระทบต่อเนื่องต่อกระบวนการของชุมชน การพัฒนาอุตสาหกรรมและการนำสารมลพิษทางเคมีเข้าสู่สิ่งแวดล้อมได้เปลี่ยนแปลงชุมชนและแม้กระทั่งระบบนิเวศทั้งหมดไปตลอดกาล[ 16 ]
ชนิดพันธุ์พื้นฐาน
ชนิดพันธุ์พื้นฐานมีอิทธิพลอย่างมากต่อประชากร พลวัต และกระบวนการของชุมชน โดยการสร้างการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพให้กับสิ่งแวดล้อม[ 17 ]ชนิดพันธุ์เหล่านี้สามารถอยู่ในระดับโภชนาการใดก็ได้ แต่มีแนวโน้มที่จะเป็นผู้ผลิต[ 18 ]ต้นโกงกางแดงเป็นชนิดพันธุ์พื้นฐานในชุมชนทางทะเล รากของโกงกางเป็นแหล่งอนุบาลสำหรับลูกปลา เช่นปลากะพง[ 19 ]
สนเปลือกขาว ( Pinus albicaulis ) เป็นพืชพื้นฐาน หลังจากเกิดไฟไหม้ ต้นไม้จะให้ร่มเงา (เนื่องจากการเจริญเติบโตที่หนาแน่น) ทำให้พืชชนิดอื่นในชุมชนสามารถเจริญเติบโตขึ้นใหม่ได้ การเจริญเติบโตนี้กระตุ้นให้สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและจุลินทรีย์ที่จำเป็นสำหรับการย่อยสลายกลับมา เมล็ดสนเปลือกขาวเป็นอาหารของหมีกริซลี[ 20 ]

ชนิดพันธุ์หลัก
ชนิดพันธุ์หลัก (Keystone species)มีอิทธิพลต่อระบบนิเวศมากกว่าชนิดพันธุ์อื่นๆ โดยทั่วไปแล้วชนิดพันธุ์หลักมักอยู่ในระดับห่วงโซ่อาหารที่สูงกว่า และมักเป็นผู้ล่าสูงสุด การกำจัดชนิดพันธุ์หลักจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในห่วงโซ่อาหาร จากบนลงล่าง หมาป่าเป็นชนิดพันธุ์หลัก เนื่องจากเป็นผู้ล่าสูงสุด
ในอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตนการลดลงของประชากรหมาป่าเนื่องจากการล่ามากเกินไป ส่งผลให้ความหลากหลายทางชีวภาพในระบบนิเวศลดลง หมาป่าเคยควบคุมจำนวนกวางเอลก์ในอุทยานด้วยการล่าเหยื่อ เมื่อไม่มีหมาป่า ประชากรกวางเอลก์ก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้เกิดการกินพืชมากเกินไป ซึ่งส่งผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในอุทยาน การกินพืชที่เพิ่มขึ้นของกวางเอลก์ทำให้แหล่งอาหารของสัตว์อื่นๆ หายไป ปัจจุบันได้มีการนำหมาป่ากลับมาปล่อยในอุทยานเพื่อฟื้นฟูระบบนิเวศให้กลับสู่ภาวะปกติ ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ การนำหมาป่ากลับมาปล่อยและประวัติของหมาป่าในเยลโลว์สโตนสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกรณีศึกษานี้
ตัวอย่างสิ่งมีชีวิตสำคัญในทะเลคือPisaster ochraceusดาวทะเลชนิดนี้ควบคุมความอุดมสมบูรณ์ของMytilus californianusทำให้มีทรัพยากรเพียงพอสำหรับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นในชุมชน[ 21 ]
วิศวกรนิเวศวิทยา
วิศวกรระบบนิเวศคือสายพันธุ์ที่รักษา ปรับเปลี่ยน และสร้างแง่มุมต่างๆ ของชุมชน พวกมันก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพต่อที่อยู่อาศัยและเปลี่ยนแปลงทรัพยากรที่มีอยู่สำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่มีอยู่[ 22 ]
บีเวอร์ที่สร้างเขื่อนเป็นวิศวกรทางนิเวศวิทยา พวกมันตัดต้นไม้เพื่อสร้างเขื่อนและเปลี่ยนแปลงการไหลของน้ำในชุมชน การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ส่งผลต่อพืชพรรณในเขตริมน้ำจากการศึกษาพบว่าความหลากหลายทางชีวภาพเพิ่มขึ้น[ 23 ]การขุดโพรงของบีเวอร์สร้างช่องทาง เพิ่มการเชื่อมต่อระหว่างแหล่งที่อยู่อาศัย ซึ่งช่วยในการเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในชุมชน เช่น กบ[ 24 ]
ทฤษฎีโครงสร้างชุมชน
โครงสร้างชุมชนคือองค์ประกอบของชุมชน มักวัดผ่านเครือข่ายทางชีวภาพเช่นสายใยอาหาร [ 25 ] สายใยอาหารเป็นแผนที่แสดงเครือข่ายของสายพันธุ์และพลังงานที่เชื่อมโยงสายพันธุ์เข้าด้วยกันผ่านปฏิสัมพันธ์ทางโภชนาการ[ 26 ]
ทฤษฎีแบบองค์รวม
ทฤษฎีองค์รวมหมายถึงแนวคิดที่ว่าชุมชนถูกกำหนดโดยปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในนั้น ทุกชนิดพันธุ์ต่างพึ่งพาอาศัยกัน โดยแต่ละชนิดมีบทบาทสำคัญในการทำงานของชุมชน ด้วยเหตุนี้ ชุมชนจึงสามารถทำซ้ำได้และระบุได้ง่าย โดยมีปัจจัยทางกายภาพที่คล้ายคลึงกันควบคุมอยู่ทั่วทั้งชุมชน
Frederic Clementsได้พัฒนา แนวคิด แบบองค์รวม (หรือแบบสิ่งมีชีวิต)ของชุมชน ราวกับว่าเป็นสิ่งมีชีวิตเหนือกว่าหรือหน่วยที่แยกจากกัน โดยมีขอบเขตที่ชัดเจน[ 27 ] Clements เสนอทฤษฎีนี้หลังจากสังเกตเห็นว่าพืชบางชนิดมักพบอยู่ด้วยกันในถิ่นที่อยู่ เขาจึงสรุปว่าพืชเหล่านั้นพึ่งพาซึ่งกันและกัน การก่อตัวของชุมชนไม่ใช่เรื่องบังเอิญและเกี่ยวข้องกับการวิวัฒนาการร่วมกัน[ 28 ]
ทฤษฎีองค์รวมมีที่มาจากแนวคิดที่กว้างกว่าขององค์รวมนิยมซึ่งหมายถึงระบบที่มีหลายส่วน ทุกส่วนล้วนจำเป็นต่อการทำงานของระบบ
ทฤษฎีปัจเจกนิยม
เฮนรี เกลสันพัฒนาแนวคิดชุมชนแบบปัจเจกนิยม (หรือที่รู้จักกันในชื่อแบบเปิดหรือแบบต่อเนื่อง) โดยความอุดมสมบูรณ์ของประชากรของสายพันธุ์หนึ่งๆ จะเปลี่ยนแปลงไปทีละน้อยตามระดับความลาดชันของสิ่งแวดล้อมที่ซับซ้อน[ 29 ]แต่ละสายพันธุ์เปลี่ยนแปลงไปอย่างอิสระเมื่อเทียบกับสายพันธุ์อื่นๆ ที่มีอยู่ตามระดับความลาด ชัน [ 30 ]การรวมกลุ่มของสายพันธุ์เป็นแบบสุ่มและเกิดจากความบังเอิญ สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันและความน่าจะเป็นที่แต่ละสายพันธุ์จะมาถึงและตั้งรกรากตามระดับความลาดชันมีอิทธิพลต่อองค์ประกอบของชุมชน[ 31 ]
ทฤษฎีปัจเจกนิยมเสนอว่า ชุมชนสามารถดำรงอยู่ได้ในฐานะหน่วยต่อเนื่อง นอกเหนือจากกลุ่มแยกส่วนที่กล่าวถึงในทฤษฎีแบบองค์รวม
ทฤษฎีความเป็นกลาง
Stephen P. Hubbellได้นำเสนอทฤษฎีความเป็นกลางของนิเวศวิทยา (ไม่ควรสับสนกับทฤษฎีความเป็นกลางของวิวัฒนาการระดับโมเลกุล ) ภายในชุมชน (หรือเมตาชุมชน ) สปีชีส์ต่างๆ มีความเท่าเทียมกันในเชิงหน้าที่ และความอุดมสมบูรณ์ของประชากรของสปีชีส์หนึ่งๆ จะเปลี่ยนแปลงไปตาม กระบวนการ ทางประชากรศาสตร์แบบสุ่ม (เช่น การเกิดและการตายแบบสุ่ม) [ 32 ] ความเท่าเทียมกันของสปีชีส์ในชุมชนนำไปสู่การลอยตัวทางนิเวศวิทยา การลอยตัวทางนิเวศวิทยาทำให้ประชากรของสปีชีส์ต่างๆ ผันผวนแบบสุ่ม ในขณะที่จำนวนโดยรวมของแต่ละบุคคลในชุมชนยังคงคงที่ เมื่อบุคคลหนึ่งตายลง โอกาสที่แต่ละสปีชีส์จะเข้ามาตั้งรกรากในแปลงนั้นก็เท่ากัน การเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มอาจทำให้สปีชีส์ภายในชุมชนสูญพันธุ์ได้ อย่างไรก็ตาม อาจต้องใช้เวลานานหากมีจำนวนของสปีชีส์นั้นมาก
สายพันธุ์ต่างๆ สามารถอยู่ร่วมกันได้เนื่องจากมีความคล้ายคลึงกัน ทรัพยากรและสภาพแวดล้อมทำหน้าที่เป็นตัวกรองสำหรับประเภทของสายพันธุ์ที่มีอยู่ในชุมชน ประชากรแต่ละกลุ่มมีคุณค่าในการปรับตัว (ความสามารถในการแข่งขันและการแพร่กระจาย) และความต้องการทรัพยากรที่เหมือนกัน องค์ประกอบในระดับท้องถิ่นและระดับภูมิภาคแสดงถึงความสมดุลระหว่างการเกิดสายพันธุ์ใหม่หรือการแพร่กระจาย (ซึ่งเพิ่มความหลากหลาย) และการสูญพันธุ์แบบสุ่ม (ซึ่งลดความหลากหลาย) [ 33 ]
ปฏิสัมพันธ์ระหว่างชนิดพันธุ์
สิ่งมีชีวิตต่างชนิด กัน มีปฏิสัมพันธ์กันในหลายรูปแบบ เช่น การแข่งขันการล่าเหยื่อปรสิตภาวะ พึ่งพา อาศัยกัน ภาวะอิงอาศัยฯลฯ การจัดระเบียบของชุมชนชีวภาพโดยคำนึงถึงปฏิสัมพันธ์ทางนิเวศวิทยาเรียกว่า โครงสร้างของชุมชน
| ปฏิสัมพันธ์ | สายพันธุ์ที่ 1 | |||
|---|---|---|---|---|
| เชิงลบ | เป็นกลาง | เชิงบวก | ||
| สายพันธุ์ที่ 2 | เชิงลบ | การแข่งขัน | อาเมนซาลิสม์ | การล่าเหยื่อ/ปรสิต |
| เป็นกลาง | อาเมนซาลิสม์ | ความเป็นกลาง | ภาวะพึ่งพาอาศัยกันโดยไม่ก่อให้เกิดอันตราย | |
| เชิงบวก | การล่าเหยื่อ/ปรสิต | ภาวะพึ่งพาอาศัยกันโดยไม่ก่อให้เกิดอันตราย | ความร่วมมือ | |
การแข่งขัน
สิ่งมีชีวิตต่างชนิดสามารถแข่งขันกันเพื่อแย่งชิงทรัพยากร ที่มีจำกัด ได้ ถือเป็นปัจจัยจำกัดที่สำคัญของขนาดประชากรชีวมวลและความหลากหลายของชนิดพันธุ์มีการอธิบายการแข่งขันหลายประเภท แต่การพิสูจน์การมีอยู่ของปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ยังเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันอยู่ มีการสังเกตการแข่งขันโดยตรงระหว่างสิ่งมีชีวิตแต่ละตัว ประชากร และชนิดพันธุ์ แต่มีหลักฐานน้อยมากที่แสดงว่าการแข่งขันเป็นแรงผลักดันหลักในการวิวัฒนาการของกลุ่มขนาดใหญ่[ 34 ]
- การแข่งขันแบบแทรกแซง : เกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งเข้าไปแทรกแซงสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่งโดยตรง อาจเป็นการแย่งชิงอาหารหรืออาณาเขต ตัวอย่างเช่น สิงโตไล่ล่าไฮยีน่าจากเหยื่อ หรือพืชปล่อย สาร เคมีที่ยับยั้งการเจริญเติบโตของพืชชนิดอื่น
- การแข่งขันที่เห็นได้ชัด : เกิดขึ้นเมื่อสองสายพันธุ์มีผู้ล่าร่วมกัน ตัวอย่างเช่น เสือพูม่าล่ากวางคาริบูและกวางในป่า ประชากรของทั้งสองสายพันธุ์อาจลดลงได้จากการล่าโดยไม่ต้องมีการแข่งขันแย่งชิงทรัพยากรโดยตรง[ 35 ]

- การแข่งขันแบบแย่งชิงทรัพยากร : เกิดขึ้นจากการบริโภคทรัพยากร เมื่อสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งบริโภคทรัพยากร (เช่น อาหาร ที่อยู่อาศัย แสงแดด ฯลฯ) ทรัพยากรนั้นจะไม่สามารถนำไปบริโภคโดยสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่งได้อีกต่อไป การแข่งขันแบบแย่งชิงทรัพยากรนั้นพบได้บ่อยในธรรมชาติ แต่ต้องระมัดระวังในการแยกแยะความแตกต่างจากการแข่งขันแบบทั่วไป ตัวอย่างของการแข่งขันแบบแย่งชิงทรัพยากรคือ การแข่งขันระหว่างสัตว์กินพืช เช่น กระต่ายและกวางต่างกินหญ้าในทุ่ง การแข่งขันแบบแย่งชิงทรัพยากรนั้นมีความหลากหลาย:
- สมมาตรอย่างสมบูรณ์ - ทุกคนได้รับทรัพยากรในปริมาณเท่ากัน โดยไม่คำนึงถึงขนาดตัว
- สมมาตรขนาดที่สมบูรณ์แบบ - สิ่งมีชีวิตทุกตัวใช้ทรัพยากรในปริมาณเท่ากันต่อหน่วยชีวมวล
- ขนาดสัมบูรณ์ไม่สมมาตร - บุคคลที่มีขนาดใหญ่ที่สุดจะใช้ประโยชน์จากทรัพยากรที่มีอยู่ทั้งหมด[ 36 ]
- ระดับความไม่สมมาตรของขนาดส่งผลกระทบอย่างมากต่อโครงสร้างและความหลากหลายของชุมชนนิเวศวิทยา
การล่าเหยื่อ
การล่าเหยื่อคือการล่าสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นเพื่อเป็นอาหาร นี่เป็นการปฏิสัมพันธ์เชิงบวกและเชิงลบ โดยที่ผู้ล่าได้รับประโยชน์ในขณะที่เหยื่อได้รับอันตราย ผู้ล่าบางชนิดฆ่าเหยื่อก่อนกิน ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าการฆ่าและกิน ตัวอย่างเช่น เหยี่ยวจับและฆ่าหนู ผู้ล่าบางชนิดเป็นปรสิตที่กินเหยื่อขณะที่ยังมีชีวิตอยู่ ตัวอย่างเช่น ค้างคาวแวมไพร์กินวัว อย่างไรก็ตาม การเป็นปรสิตอาจนำไปสู่การตายของสิ่งมีชีวิตที่เป็นโฮสต์ได้เมื่อเวลาผ่านไป อีกตัวอย่างหนึ่งคือการกินพืชของสัตว์กิน พืช ตัวอย่างเช่น วัวที่กำลังกินหญ้า การกินพืชเป็นประเภทหนึ่งของการล่าเหยื่อ ซึ่งพืช (เหยื่อในตัวอย่างนี้) จะพยายามยับยั้งผู้ล่าไม่ให้กินพืชโดยการปล่อยสารพิษออกมาที่ใบพืช ซึ่งอาจทำให้ผู้ล่ากินส่วนอื่นของพืชหรืออาจไม่กินพืชเลย[ 37 ] การล่าเหยื่ออาจส่งผลต่อขนาดประชากรของผู้ล่าและเหยื่อ และจำนวนชนิดพันธุ์ที่อยู่ร่วมกันในชุมชน
การล่าเหยื่ออาจเป็นแบบเฉพาะเจาะจง เช่น พังพอนตัวเล็กจะล่าหนูทุ่งเป็นอาหารหลักเท่านั้น หรืออาจเป็นแบบทั่วไป เช่น หมีขั้วโลกกินแมวน้ำเป็นหลัก แต่สามารถเปลี่ยนไปกินนกได้เมื่อประชากรแมวน้ำมีจำนวนน้อย[ 38 ] [ 39 ]
สัตว์บางชนิดอาจเป็นนักล่าที่อยู่โดดเดี่ยว หรือบางชนิดเป็นนักล่าเป็นกลุ่ม ข้อดีของการล่าเป็นกลุ่มคือสามารถจับเหยื่อได้ใหญ่กว่า แต่แหล่งอาหารต้องแบ่งปันกัน หมาป่าเป็นนักล่าเป็นกลุ่ม ในขณะที่เสือเป็นนักล่าที่อยู่โดดเดี่ยว

การล่าเหยื่อขึ้นอยู่กับความหนาแน่นซึ่งมักนำไปสู่วัฏจักรของประชากร เมื่อเหยื่อมีจำนวนมาก สัตว์ผู้ล่าก็จะเพิ่มจำนวนขึ้น ทำให้กินเหยื่อมากขึ้น ส่งผลให้ประชากรเหยื่อลดลง เนื่องจากขาดแคลนอาหาร ประชากรสัตว์ผู้ล่าจึงลดลง และเนื่องจากขาดการล่าเหยื่อ ประชากรเหยื่อจึงเพิ่มขึ้น ดูสมการ Lotka–Volterraสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือ วัฏจักรประชากร ของลิงซ์และกระต่ายที่พบในภาคเหนือ[ 40 ]
การล่าเหยื่อสามารถนำไปสู่การวิวัฒนาการร่วมกันได้ – การแข่งขันทางวิวัฒนาการเหยื่อปรับตัวเพื่อหลีกเลี่ยงผู้ล่า และผู้ล่าก็วิวัฒนาการ ตัวอย่างเช่น สัตว์เหยื่อชนิดหนึ่งพัฒนาสารพิษที่ฆ่าผู้ล่าได้ และผู้ล่าก็วิวัฒนาการต้านทานสารพิษนั้น ทำให้สารพิษนั้นไม่เป็นอันตรายถึงชีวิตอีกต่อไป
ความร่วมมือ
ภาวะพึ่งพา ซึ่งกันและกัน คือปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่ต่างได้รับประโยชน์จากทั้งสองฝ่าย
ตัวอย่างเช่น แบคทีเรีย ไรโซเบียมเจริญเติบโตในปุ่มรากของพืชตระกูลถั่ว ความสัมพันธ์ระหว่างพืชและแบคทีเรียนี้เป็นแบบเอนโดซิมไบโอติกโดยแบคทีเรียอาศัยอยู่บนรากของพืชตระกูลถั่ว พืชจะให้สารประกอบที่สร้างขึ้นระหว่างการสังเคราะห์แสงแก่แบคทีเรีย ซึ่งสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานได้ ในขณะที่ไรโซเบียมเป็น แบคทีเรีย ตรึงไนโตรเจนโดยให้กรดอะมิโนหรือแอมโมเนียมแก่พืช[ 41 ]
แมลงที่ช่วยผสมเกสรดอกไม้ของพืชดอกเป็นอีกตัวอย่างหนึ่ง พืชหลายชนิดต้องพึ่งพาการผสมเกสรจากผู้ผสมเกสร ผู้ผสมเกสรจะถ่ายละอองเรณูจากดอกตัวผู้ไปยังเกสร ตัวเมีย ซึ่งจะทำให้ดอกไม้ได้รับการผสมพันธุ์และทำให้พืชสามารถสืบพันธุ์ได้ ผึ้ง เช่นผึ้งน้ำหวานเป็นผู้ผสมเกสรที่รู้จักกันทั่วไปมากที่สุด ผึ้งจะดูดน้ำหวานจากพืชเพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงาน ละอองเรณูที่ไม่ได้ถูกถ่ายจะให้โปรตีนแก่ผึ้ง พืชได้รับประโยชน์จากการผสมพันธุ์ ในขณะที่ผึ้งได้รับอาหาร[ 42 ]
ภาวะพึ่งพาอาศัยกันโดยไม่ก่อให้เกิดอันตราย
ภาวะพึ่งพาอาศัยกันโดยไม่เป็นอันตราย (Commensalism)คือความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งที่สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งได้รับประโยชน์ ในขณะที่สิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่งไม่ได้รับประโยชน์หรือได้รับอันตราย สิ่งมีชีวิตที่ได้รับประโยชน์เรียกว่าสิ่งมีชีวิตพึ่งพาอาศัย (Commensal)ส่วนสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่งที่ไม่ได้รับประโยชน์หรือได้รับอันตรายเรียกว่าสิ่งมีชีวิตเจ้าบ้าน (Host )
ตัวอย่างเช่น กล้วยไม้ เกาะอาศัยบนต้นไม้เพื่อพยุงตัวนั้น เป็นประโยชน์ต่อกล้วยไม้เอง แต่ไม่เป็นอันตรายหรือเป็นประโยชน์ต่อต้นไม้ ภาวะพึ่งพาอาศัยกันแบบนี้เรียกว่าภาวะอินควิลินิสม์ (inquilinism)ซึ่งหมายความว่ากล้วยไม้จะอาศัยอยู่บนต้นไม้ไปตลอดชีวิต
โฟเรซีเป็นภาวะพึ่งพาอาศัยกันอีกประเภทหนึ่ง โดยที่สิ่งมีชีวิตที่พึ่งพาอาศัยกันจะใช้โฮสต์เพื่อการขนส่งเท่านั้น ไรหลาย ชนิดอาศัยสิ่ง มีชีวิตอื่น เช่น นกหรือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ในการแพร่กระจาย [ 43 ]
เมตาไบโอซิสเป็นรูปแบบสุดท้ายของคอมเมนซัลลิซึม คอมเมนซัลอาศัยโฮสต์ในการเตรียมสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับการดำรงชีวิต ตัวอย่างเช่น สาหร่ายทะเลมีระบบคล้ายรากที่เรียกว่าโฮลด์ฟาสต์ซึ่งยึดมันไว้กับพื้นทะเล เมื่อยึดติดแล้ว มันจะให้ ที่อยู่อาศัยแก่ หอยเช่น หอยทากทะเล ซึ่งช่วยปกป้องพวกมันจากการถูกล่า[ 44 ]
อาเมนซาลิสม์
สิ่งที่ตรงข้ามกับภาวะพึ่งพาอาศัยกันคือภาวะพึ่งพาอาศัยกันแบบต่างฝ่ายต่างได้ประโยชน์ ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกันที่ผลิตภัณฑ์ของสิ่งมีชีวิตหนึ่งมีผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง แต่สิ่งมีชีวิตดั้งเดิมนั้นไม่ได้รับผลกระทบ[ 45 ]
ตัวอย่างหนึ่งคือปฏิสัมพันธ์ระหว่างลูกอ๊อดของกบธรรมดากับหอยน้ำจืดลูกอ๊อดกินสาหร่ายขนาดเล็กจำนวนมาก ทำให้สาหร่ายมีน้อยลงสำหรับหอย และสาหร่ายที่มีให้หอยก็มีคุณภาพต่ำลงด้วย ดังนั้น ลูกอ๊อดจึงส่งผลเสียต่อหอยโดยไม่ได้รับประโยชน์ที่เห็นได้ชัดจากหอย ลูกอ๊อดจะได้รับอาหารในปริมาณเท่ากันไม่ว่าจะมีหอยอยู่หรือไม่ก็ตาม[ 46 ]
ต้นไม้ที่แก่กว่าและสูงกว่าสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของต้นไม้ที่เล็กกว่าได้ ต้นกล้าที่งอกใหม่ในร่มเงาของต้นไม้ที่โตเต็มที่นั้นยากที่จะได้รับแสงเพื่อสังเคราะห์แสง ต้นไม้ที่โตเต็มที่ยังมีระบบรากที่พัฒนาอย่างดี ช่วยให้มันแย่งชิงสารอาหารจากต้นกล้าได้ การเจริญเติบโตของต้นกล้าจึงถูกขัดขวาง ซึ่งมักจะส่งผลให้ตาย ความสัมพันธ์ระหว่างต้นไม้ทั้งสองชนิดนี้เป็นแบบอะเมนซาลิซึม ต้นไม้ที่โตเต็มที่นั้นไม่ได้รับผลกระทบจากการมีอยู่ของต้นไม้ที่เล็กกว่า[ 47 ]
ปรสิต
ภาวะปรสิตคือปฏิสัมพันธ์ที่สิ่งมีชีวิตหนึ่งซึ่งเป็นเจ้าบ้านได้รับอันตราย ในขณะที่อีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งซึ่งเป็นปรสิตได้รับประโยชน์
ภาวะปรสิตเป็น ภาวะ พึ่งพาอาศัยกัน ในระยะยาว โดยปรสิต จะกินอาหารจากโฮสต์หรือแย่งชิงทรัพยากรจากโฮสต์ ปรสิตอาจอาศัยอยู่ภายในร่างกาย เช่นพยาธิตัวตืดหรือบนผิวหนัง เช่นเหา

มาลาเรียเป็นผลมาจากความสัมพันธ์แบบปรสิตระหว่างยุงตัวเมีย AnophelesกับPlasmodiumยุงได้รับปรสิตโดยการดูดเลือดจากสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ติดเชื้อ ภายในตัวยุง Plasmodium จะเจริญเติบโตในผนังลำไส้กลาง เมื่อพัฒนาเป็นไซโกตแล้วปรสิตจะเคลื่อนไปยังต่อมน้ำลายซึ่งสามารถถ่ายทอดไปยังสัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดอื่นได้ เช่น มนุษย์[ 48 ]ยุงทำหน้าที่เป็นพาหะของมาลาเรีย ปรสิตมีแนวโน้มที่จะลดอายุขัยของยุงและยับยั้งการผลิตลูกหลาน[ 49 ]
ตัวอย่างที่สองของปรสิตคือปรสิต ในรัง นกคuckooมักทำปรสิตประเภทนี้ นกคuckoo วางไข่ในรังของนกชนิดอื่น ดังนั้นนกเจ้าบ้านจึงดูแลลูกนกคuckoo ราวกับเป็นลูกของตัวเอง โดยไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างได้[ 50 ]ลูกนกคuckoo จะขับไล่ลูกของนกเจ้าบ้านออกจากรัง ทำให้พวกมันได้รับการดูแลและทรัพยากรจากพ่อแม่มากขึ้น การเลี้ยงดูลูกอ่อนนั้นมีค่าใช้จ่ายสูงและอาจลดโอกาสที่ลูกหลานในอนาคตจะประสบความสำเร็จ ดังนั้นนกคuckoo จึงพยายามหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายนี้ด้วยการวางไข่ในรัง[ 51 ]
ในทำนองเดียวกันกับการล่าเหยื่อ ปรสิตสามารถนำไปสู่การแข่งขันทางวิวัฒนาการได้ โฮสต์จะวิวัฒนาการเพื่อปกป้องตัวเองจากปรสิต และปรสิตจะวิวัฒนาการเพื่อเอาชนะข้อจำกัดนี้[ 52 ]
ความเป็นกลาง
ภาวะความเป็นกลางคือภาวะที่สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ มีปฏิสัมพันธ์กัน แต่ปฏิสัมพันธ์นั้นไม่มีผลกระทบที่เห็นได้ชัดต่อสิ่งมีชีวิตทั้งสองชนิด เนื่องจากความเชื่อมโยงกันของชุมชน ภาวะความเป็นกลางที่แท้จริงจึงเกิดขึ้นได้ยาก ตัวอย่างของภาวะความเป็นกลางในระบบนิเวศนั้นยากที่จะพิสูจน์ได้ เนื่องจากผลกระทบทางอ้อมที่สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ สามารถมีต่อกันได้
ดูเพิ่มเติม
- ไบโอโคเอโนซิส – สิ่งมีชีวิตที่ปฏิสัมพันธ์กันและอาศัยอยู่ร่วมกันในถิ่นที่อยู่
- วิวัฒนาการร่วม – สองชนิดพันธุ์ขึ้นไปที่มีอิทธิพลต่อวิวัฒนาการของกันและกันหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
- โครงสร้างชุมชน – แนวคิดในทฤษฎีกราฟ
- วิวัฒนาการแบบลู่เข้า – วิวัฒนาการที่เกิดขึ้นอย่างอิสระของลักษณะที่คล้ายคลึงกัน
- ทฤษฎีการอยู่ร่วมกัน – กรอบแนวคิดที่อธิบายว่าลักษณะของคู่แข่งสามารถรักษาความหลากหลายทางชีวภาพได้อย่างไร
- ชุมชนใต้ทะเลลึก – กลุ่มสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ลึกใต้ผิวน้ำทะเล โดยใช้แหล่งที่อยู่อาศัยร่วมกันหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
- ผลกระทบทางนิเวศวิทยาของความหลากหลายทางชีวภาพ
- การแผ่ขยายทางวิวัฒนาการ – การเพิ่มขึ้นของความหลากหลายทางอนุกรมวิธานหรือความแตกต่างทางสัณฐานวิทยา
- การจำกัดความคล้ายคลึง – แนวคิดในนิเวศวิทยาเชิงทฤษฎีและนิเวศวิทยาชุมชน
- เมตาคอมมูนิตี้ – กลุ่มของชุมชนต่างๆ ในระบบนิเวศ
- นิเวศวิทยาประชากร – สาขาหนึ่งของนิเวศวิทยา
- นิเวศวิทยาของชุมชนแบคทีริโอเฟจ – ปฏิสัมพันธ์ของแบคทีริโอเฟจกับสิ่งแวดล้อม
- ภูมิศาสตร์เชิงวิวัฒนาการ – สาขาย่อยของลำดับวงศ์ตระกูล
- ไฟโตโคเอโนซิส – การศึกษาเชิงประจักษ์เกี่ยวกับการเจริญเติบโตของพืชในชุมชนหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
- กลุ่มพืช – การรวมตัวของสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงพื้นเมือง
- การจำแนกทางวิทยาศาสตร์ – การพัฒนาชั้นและประเภทต่างๆหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้นๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
- การแข่งขันที่ไม่สมมาตรด้านขนาด
- กฎ R* – สมมติฐานเกี่ยวกับการแข่งขันในการใช้ทรัพยากรของพืชในระบบนิเวศของชุมชนหน้าแสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
- ทฤษฎี CSR – นิเวศวิทยาเชิงทฤษฎี
- กลุ่มสิ่งมีชีวิต (นิเวศวิทยา) – กลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในพื้นที่เดียวกันและมีหน้าที่ทางนิเวศวิทยาคล้ายคลึงกัน
อ่านเพิ่มเติม
- อากิน, วอลเลซ อี. (1991). รูปแบบโลก: สภาพภูมิอากาศ พืชพรรณ และดิน . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยโอคลาโฮมา. ISBN 0-8061-2309-5.
- Barbour, Burke และ Pitts, 1987. นิเวศวิทยาของพืชบนบก , ฉบับที่ 2. Cummings, Menlo Park, CA.
- โมริน, ปีเตอร์ เจ. (1999). นิเวศวิทยาชุมชน . สำนักพิมพ์ไวลีย์-แบล็กเวลล์. ISBN 978-0-86542-350-3.
- Odum, EP (1959) พื้นฐานของนิเวศวิทยา WB Saunders Co., ฟิลาเดลเฟียและลอนดอน
- Ricklefs, RE (2005) เศรษฐกิจของธรรมชาติฉบับที่ 6 WH Freeman, สหรัฐอเมริกา
- ริคเก็ตส์, เทย์เลอร์ เอช., เอริค ไดเนอร์สไตน์, เดวิด เอ็ม. โอลสัน, โคลบี เจ. ลูคส์ และคณะ ( WWF ) (1999). เขตนิเวศบนบกของอเมริกาเหนือ: การประเมินการอนุรักษ์ . สำนักพิมพ์ไอส์แลนด์เพรส. ISBN 1-55963-722-6.
- เอกสารประกอบการบรรยายวิชา นิเวศวิทยาชุมชน ของ Stefano Allesina: https://stefanoallesina.github.io/Theoretical_Community_Ecology/
ลิงก์ภายนอก
- ชุมชน BioMineWiki เก็บถาวรเมื่อวันที่ 27 มิถุนายน 2021 ที่Wayback Machine
- การระบุชนิดของจุลินทรีย์ในชุมชน BioMineWiki เก็บถาวรเมื่อวันที่ 30 มิถุนายน 2021 ที่Wayback Machine
- คำศัพท์เฉพาะทาง , สถานะและแนวโน้มของทรัพยากรชีวภาพของประเทศ, USGS
- คำศัพท์เฉพาะทาง , บริษัทที่ปรึกษาด้านสิ่งแวดล้อม ENTRIX