สรุปเนื้อหา ระบบนิเวศ ม.3

ระบบนิเวศ ม.3 | ตัวอย่างคอร์สเรียน ชีววิทยา ม.ต้น | OnDemand

รายละเอียดคอร์ส ชีววิทยา ม.ต้น เนื้อหา ระบบนิเวศและประชากร สอนโดย พี่วิเวียน ออนดีมานด์ จัดลำดับความคิด ตั้งแต่จุดเริ่มต้น มีเทคนิคช่วยจำ “Bio Map” เป็นตัวช่วย – สอนเนื้อหาทุกเรื่องอย่างละเอียด – สอนจับประเด็น คิดอย่างเป็นระบบ – เนื้อหากระชับ ครบถ้วน ครอบคุลมการสอบทุกสนาม

00:00:00 – 00:00:20 เนื้อหาเสริม
00:00:20 – 00:03:33 ผู้ผลิต
00:03:33 – 00:15:50 ผู้บริโภค
00:15:50 – 00:20:12 ผู้ย่อยสลาย

หน้าที่ของสิ่งมีชีวิตใน ระบบนิเวศ

ระบบนิเวศ (ecosystem) หมายถึง ระบบที่มีความสัมพันธ์กันของกลุ่มสิ่งมีชีวิต พร้อมทั้งสภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตด้วย เช่น อุณหภูมิ แสง ความชื้น ในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง ซึ่งความสัมพันธ์นั้นหมายถึงการอาศัยอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิตในบริเวณหนึ่ง ดังนั้นในบริเวณใดๆ ที่มีสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิตมีความสัมพันธ์กันเพื่อให้เกิดการแลกเปลี่ยนสารและถ่ายทอดพลังงานระหว่างกันเรียกว่าระบบนิเวศ ประกอบด้วยประเด็นสำคัญ 4 ประเด็น คือ

  1. หน่วยพื้นที่ หมายถึง ระบบนิเวศจะถูกจำกัดขอบเขตหรือขนาด ดังนั้นจะเล็กหรือใหญ่อย่างไรก็ได้ แต่ขอให้มีอาณาบริเวณอย่างเด่นชัด เช่น สระน้ำ อ่างเก็บน้ำ ป่าไม้ เมือง ชนบท เป็นต้น
  2. สิ่งมีชีวิต หมายถึง องค์ประกอบหรือโครงสร้างทั้งหมดที่เป็นสิ่งมีชีวิตภายในหน่วยพื้นที่นั้น
  3. สิ่งแวดล้อม หมายถึง องค์ประกอบทั้งหลายในหน่วยพื้นที่นั้น ทั้งที่เป็นสิ่งมีชีวิตและสิ่งที่ไม่มีชีวิต เช่น ต้นไม้ สัตว์ ดิน น้ำ อากาศ สารอาหาร เป็นต้น
  4. ระบบความสัมพันธ์ หมายถึง ระบบความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตหนึ่งกับสิ่งไม่มีชีวิตและสิ่งมีชีวิตอื่นในหน่วยพื้นที่นั้น นั่นคือสิ่งต่างๆ ภายในพื้นที่นั้นต่างก็มีบทบาทและหน้าที่ของตนเองอย่างชัดเจน ทำให้สามารถสร้างความสัมพันธ์ที่จะอยู่ร่วมกันได้ ระบบความสัมพันธ์นี้จะมีกฎเกณฑ์ที่แน่นอนจนสุดท้ายก็จะแสดงเอกลักษณ์ของระบบนั้นๆ เช่น ระบบนิเวศลำน้ำน่าน ระบบนิเวศป่าดิบเขา ระบบนิเวศหนองน้ำ เป็นต้น

ระบบนิเวศ มีองค์ประกอบที่สำคัญ 2 ส่วน คือ

  1. องค์ประกอบทางชีวภาพ (biological component) ได้แก่ สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ เช่น พืช สัตว์ มนุษย์ เห็ด รา จุลินทรีย์ เป็นต้น
  2. องค์ประกอบทางกายภาพ (physical component) ได้แก่ สิ่งไม่มีชีวิตในระบบนิเวศ เช่น ดิน น้ำ แสง อุณหภูมิ เป็นต้น

โครงสร้างของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแบ่งออกเป็น 3 ระดับ (trophic levels)

  1. ผู้ผลิต (producer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างอาหารได้ เช่น พืชที่มีสารสีในการสังเคราะห์ด้วยแสง (คลอโรฟิลล์ แคโรทีน แซนโทฟิลล์) เรียกสิ่งมีชีวิตกลุ่มที่สามารถสร้างอาหารได้เองนี้ว่าออโตโทรฟ (autotroph) เช่น แพลงก์ตอนพืช แบคทีเรียบางชนิดที่สังเคราะห์ด้วยแสงได้ พืชทุกชนิด สิ่งมีชีวิตเหล่านี้โดยเฉพาะพืชใบเขียว สร้างอาหารขึ้นมาจากสารประกอบอนินทรีย์โมเลุกลเล็กให้เป็นสารประกอบที่มีพลังงานสูง พวกคาร์โบไฮเดรตและสารอื่นๆ โดยกลไกจากการสังเคราะห์ด้วยแสง ผลผลิตที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงนี้คือคาร์โบไฮเดรต จะเป็นสารอาหารที่ให้พลังงานแก่สิ่งมีชีวิตอื่นที่ได้รับเข้าไปในรูปของอาหาร และแก๊สออกซิเจนจากปฏิกิริยานี้จะเป็นแก๊สที่คายออกทางปากใบของพืชแล้วแพร่ไปในบรรยากาศ ซึ่งมีประโยชน์ทั้งต่อมนุษย์และระบบนิเวศในหลายกรณี 
  2. ผู้บริโภค (consumer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารได้เอง ต้องได้รับอาหารโดยกินผู้ผลิต เรียกสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้ว่าเฮเทโรโทรฟ (heterotroph) เช่น แพลงก์ตอนสัตว์ สัตว์ต่างๆ ทั้งช้าง ม้า วัว ควาย หมี นก ผีเสื้อ ฯลฯ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้บริโภคนี้มีจำนวนมากและแต่ละชนิดก็มีลักษณะการบริโภคที่แตกต่างกัน สามารถแบ่งผู้บริโภคออกเป็นกลุ่มๆ โดยยึดชนิดของอาหารที่กินเป็นเกณฑ์ ซึ่งจำแนกผู้บริโภคได้เป็น 3 กลุ่ม คือ
  • ผู้บริโภคพืช (herbivore) หรือผู้บริโภคลำดับที่ 1 (primary consumer) เช่น ช้าง ม้า โค กระบือ กระต่าย เป็นต้น
  • ผู้บริโภคสัตว์ (carnivore) หรือผู้บริโภคลำดับที่ 2 (secondary consumer) เช่น เสือ สิงโต เหยี่ยว งู เป็นต้น
  • ผู้บริโภคทั้งสัตว์ทั้งพืช (omnivore) เช่น คน ไก่ ลิง เป็นต้น
  1. ผู้ย่อยสลาย (decomposer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารเองได้ แต่อาศัยอาหารจากสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น โดยการสร้างน้ำย่อยออกมาย่อยสลายแร่ธาตุต่างๆ ในส่วนประกอบของซากสิ่งมีชีวิตให้เป็นสารโมเลกุลเล็กๆ แล้วจึงดูดซึมอาหารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปใช้ เช่น แบคทีเรีย เห็ด รา เป็นต้น

พลังงานที่ส่งมาถึงระบบนิเวศทั้งหลายอยู่ในรูปของแสงอาทิตย์ พืชและผู้ผลิตอื่นๆ จะทำการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมีในรูปของอาหารที่ให้พลังงานเช่นแป้งหรือคาร์โบไฮเดรต พลังงานจะไหลต่อไปยังสัตว์โดยการกินพืช และผู้ผลิตอื่นๆ ผู้ย่อยสลายสารที่สำคัญได้แก่ แบคทีเรียและฟังไจ (fungi) ในดิน โดยได้รับพลังงานจากการย่อยสลายซากพืชและซากสัตว์รวมทั้งสิ่งมีชีวิตต่างๆ ที่ตายลงไป ในการใช้พลังงานเคมีเพื่อทำงาน สิ่งมีชีวิตจะปล่อยพลังงานความร้อนไปสู่บริเวณรอบๆตัว ดังนั้น พลังงานความร้อนนี้จึงไม่หวนกลับมาในระบบนิเวศได้อีก ในทางกลับกันการไหลของพลังงานผ่านระบบนิเวศ สารเคมีต่างๆ สามารถนำกลับมาใช้ได้อีกระหว่างสังคมของสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต พืชและผู้ผลิตล้วนต้องการธาตุคาร์บอน ไนโตรเจน และแร่ธาตุอื่นๆ ในรูปอนินทรียสารจากอากาศ และดิน

การสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) ได้รวมเอาธาตุเหล่านี้เข้าไว้ในสารประกอบอินทรีย์ อาทิเช่น คาร์โบไฮเดรต และโปรตีน สัตว์ต่างๆ ได้รับธาตุเหล่านี้โดยการกินสารอินทรีย์ เมแทบบอลิซึม (metabolism) ของทุกชีวิตเปลี่ยนสารเคมีบางส่วนกลับไปเป็นสารไม่มีชีวิตในสิ่งแวดล้อมในรูปของสารอนินทรีย์ การหายใจระดับเซลล์(respiration) เป็นการทำให้โมเลกุลของอินทรียสารแตกสลายออกเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ การหมุนเวียนของสารสำเร็จลงได้ด้วยจุลินทรีย์ที่ย่อย

อินทรียสารที่ตายลงและของเสีย เช่น อุจจาระ และเศษใบไม้ ผู้ย่อยสลายเหล่านี้จะกักเก็บเอาธาตุต่างๆ ไว้ในดิน ในน้ำ และในอากาศ ในรูปของสารอนินทรีย์ ซึ่งพืชและผู้ผลิตสามารถนำมาสร้างเป็นสารอินทรีย์ได้อีกครั้ง หมุนเวียนกันไปเป็นวัฏจักร

รู้หรือไม่? ผู้ย่อยสลายสารอินทรีย์เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีบทบาทสำคัญในการทำให้เกิดการหมุนเวียนของสารเป็นวัฏจักรได้ เช่น วัฏจักรคาร์บอน

เริ่มจากพืชใช้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อสร้างสารประกอบอินทรีย์ซึ่งมีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ เช่น คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน เก็บไว้ในส่วนต่าง ๆ ของพืช เมื่อสิ่งมีชีวิตอื่นมากินพืช สารประกอบอินทรีย์ที่มีคาร์บอนนี้จะถูกถ่ายทอดไปตามลำดับขั้นของการบริโภค หลังจากสิ่งมีชีวิตตายลง บางส่วนจะถูกย่อยสลายโดยผู้ย่อยสลายสารอินทรีย์ ส่วนที่ไม่ถูกย่อยสลายจะทับถมกันเป็นเวลานานภายใต้สภาวะที่เหมาะสมและเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ เช่น ถ่านหิน ปิโตรเลียม การหายใจของสิ่งมีชีวิตและการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ทำให้เกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไชด์กลับคืนสู่บรรยากาศ ซึ่งพืชจะนำไปใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง จึงเกิดการหมุนเวียนต่อเนื่องเป็นวัฏจักร นอกจากวัฏจักรคาร์บอนแล้ว ยังมีวัฏจักรสารที่สำคัญอื่น ๆ อีก เช่น วัฏจักรน้ำ วัฏจักรไนโตรเจน วัฏจักรฟอสฟอรัส