بوم شناسی
بوم‌شناسی (ecology)
(یا: اکولوژی) مطالعۀ علمی روابط متقابل گیاهان، جانوران، و محیط زیست. در سال‌های اخیر، گاهی این واژه را به‌نحو نادرستی مترادف با محیط زیست به‌کار برده‌اند. اصول بوم‌شناسی در جنبه‌های متعدد حوزه‌های مرتبط با حفاظت محیط زیست، مدیریت حیات وحش[۱]، جنگل‌داری، کشاورزی، و مهار آلودگی به‌کار می‌آیند. عموماً نظر بر این است که واژۀ اکولوژی (ترکیبی از Oikos یونانی، به معنای «خانه»، و Logos، به معنای «مطالعه») را ارنِست هِکِل[۲] وضع کرده است؛ او در ۱۸۶۹ آن را به‌کار برد و تعریف کرد. ریشه‌های تاریخی بوم‌شناسی در تاریخ طبیعی، در فیزیولوژی، اقیانوس‌نگاری[۳]، و نیز تکامل قرار دارد. بوم‌شناسی را، به‌علت خاستگاه و اتکای شدیدش به اندازه‌گیری و ریاضیات، گاهی تاریخ طبیعی علمی (عبارتی که نخستین‌بار چارلز التون به‌کار برد) نامیده‌اند. بوم‌شناسی به صورت‌های مختلف به بوم‌شناسی زمینی، بوم‌شناسی آب شیرین (دریاچه‌شناسی[۴])، و بوم‌شناسی دریایی، یا به بوم‌شناسی جمعیت، بوم‌شناسی اجتماع، و بوم‌شناسی اکوسیستم تقسیم می‌شود. بوم‌شناسان معمولاً موجودات زنده را برحسب کارکرد آن‌ها در محیط زیست رده‌بندی می‌کنند. موجوداتِ خودخوراک‌ساز[۵] یا «اُتوتروف» (که تولیدکننده نیز نامیده شده‌اند) عمدتاً گیاهان سبزی‌اند که خوراک خود را از دی‌اکسید کربن، آب، کانی‌ها، و نور خورشید می‌سازند، در حالی‌که دگرخوراک‌سازان[۶]، که مجموعه‌ای متنوع از موجودات زنده را تشکیل می‌دهند، دستگاه سوخت‌وساز برای ساختن خوراک خود ندارند و باید آن را از منابع دیگری تأمین کنند. علف‌خواران[۷] گیاهان را می‌خورند؛ حیوانات گوشت‌خوار[۸]، یا شکارگران[۹]، جانوران را می‌خورند؛ و همه‌چیزخواران[۱۰] هم گیاهان و هم جانوران را می‌خورند. مردارخواران[۱۱] لاشۀ موجودات مرده را می‌خورند؛ تجزیه‌کننده‌ها، ازقبیل باکتری‌ها و قارچ‌ها، تمامی موجودات مرده را می‌خورند. انگل‌ها[۱۲] موجودات زنده را می‌خورند، اما یکباره آن‌ها را نمی‌بلعند. انگل‌ها عبارت‌اند از کنه‌ها و کََکَ‌ها، که روی میزبان‌های خود زندگی می‌کنند، و کرم‌های کدو، کرم‌های حلقوی، و باکتری‌ها، که در درون میزبان‌هایشان زندگی می‌کنند. موجودات زنده در مجموعه‌هایی به‌نام اجتماع (جامعه) در کنار یکدیگر زندگی می‌کنند. برخی از اجتماعات بسیار کوچک‌اند، مانند آن‌ها که از بی‌مهرگان[۱۳] و تجزیه‌گرانی تشکیل می‌شوند که در داخل کندۀ درختی در حال پوسیدن زندگی می‌کنند. اجتماعات دیگری هم به بزرگی یک جنگل یافت می‌شوند. گسترده‌ترین اجتماعات، به‌نام زیست‌بوم[۱۴] (اقلیم‌زیست)، مناطق جغرافیایی پهناوری را دربرمی‌گیرند. زیست‌بوم‌های عمدۀ کرۀ زمین عبارت‌اند از توندراهای شمالگانی[۱۵] (دشت‌های نواحی قطبی)، جنگل‌های سوزنی‌برگ[۱۶] شمالی، جنگل‌های برگ‌ریز (درختان پهن‌برگ)[۱۷]، علف‌زارها، بیابان‌ها (کویرها)، و جنگل‌های بارانی استوایی. چاپارال‌ها (جنگل‌های درختچه‌ای[۱۸]) و جنگل‌های بارانی درختان سوزنی‌برگ نیز گاهی ازجملۀ زیست‌بوم‌ها تلقی می‌شوند. بسیاری از بوم‌شناسان اجتماعات را در متن یک اکوسیستم مطالعه می‌کنند، که روابط متقابل چرخۀ کانی‌ها، جریان انرژی و کنترل جمعیت را دربر می‌گیرد. مطالعۀ اکوسیستم‌ها رویکردی عملی به بوم‌شناسی را تسهیل می‌کند. یکی از هدف‌های عمدۀ تحقیقات بوم‌شناختی عبارت از تعیین این امر است که موجودات زنده چگونه کانی‌ها را در درون یک اکوسیستم حفظ کرده و بازیابی می‌کنند. تمامی کانی‌هایی که موجودات زنده مصرف می‌کنند مهم‌اند، اما بعضی از آن‌ها، از قبیل کانی‌هایی که سرشار از نیتروژن و فسفرند، به مقدار زیادتری مصرف می‌شوند، و یا ممکن است کمتر از سایر کانی‌ها در دسترس باشند. علف‌خواران، با خوردن اجزای گیاه و آن‌گاه دفع‌کردن برخی از این مواد، بازیافت کانی‌ها را شتاب می‌بخشند؛ به این‌ترتیب، کانی‌های موجود در گیاهان سریع‌تر از موقعی که گیاهان خورده نشده باشند به خاک برمی‌گردند. مردارخواران موجودات مرده را تجزیه می‌کنند و این کار را سریع‌تر از آن انجام می‌دهند که باکتری‌ها و قارچ‌ها بتوانند به‌تنهایی انجام دهند، و باکتری‌ها و قارچ‌ها سرانجام مادۀ مدفوع و سایر مواد آلی کوچک‌تر را به عناصر کانی آن تجزیه می‌کنند. گوشت‌خواران نیز که علف‌خواران را می‌خورند به بازیافت کانی‌هایی کمک می‌کنند که در پیکر علف‌خواران یافت می‌شوند. ریشۀ گیاهان می‌توانند این مواد را برای استفادۀ مجدد جذب کنند یا ممکن است مواد را از خاکی جذب کنند که از طریق فرآیندهای هوادهی در دسترس قرار می‌گیرد. اما، برخی از کانی‌ها از اکوسیستم خارج شده و سرانجام به اقیانوس‌ها می‌ریزند، دومین جنبۀ مفید اکوسیستم‌ها جریان (یافتن) انرژی است. در دهۀ ۱۹۲۰، چارلز التون نشان داد که هرمی از سطوح تغذیه (خوراک) وجود دارد: قاعدۀ این هرم را تولیدکنندگان تشکیل می‌دهند؛ یک سطح بالاتر از آن‌ها تعداد کمتری علف‌خوار و در سطح بعدی تعداد بازهم کمتری گوشت‌خوار وجود دارد. بوم‌شناسان در حوزۀ اکوسیستم ترجیح می‌دهند که این روابط را با مقدار انرژی عبوری از هریک از این سطوح تغذیه‌ای در دورۀ زمانی معینی بیان کنند. به‌علت خواص انرژی، که در قالب قوانین بقا و آنتروپی بیان می‌شوند، در یک واحد زمانی معیّن همواره انرژی بیشتری از تولیدکنندگان عبور می‌کند تا انرژی موجود در علف‌خوارانی که آن‌ها را می‌خورند، و انرژی موجود در شکارگران آن‌ها بازهم کمتر است، و به همین‌ترتیب الی آخر. نظریۀ تکامل داروین اساساً نظریه‌ای بوم‌شناختی بود؛ وی این اصل را مسلّم فرض کرد که موجوداتی که برای تولید مثل دوام می‌آورند آن موجوداتی‌اند که با محیط زیست‌شان بهتر از سایر موجودات سازگار می‌شوند. بوم‌شناسان به بررسی این نکته می‌پردازند که موجودات زنده چگونه برای بقا با محیط زیست‌شان سازگار می‌شوند. گفته می‌شود که کارکردهای بوم‌شناختی هر موجود زنده‌ای زیست‌خوان[۱۹] آن موجود را تشکیل می‌دهد. مثلاً، ممکن است یک حشره موجودی شکارگر باشد، اما نتواند موجودات خیلی بزرگ‌تر یا خیلی کوچک‌تر از خودش را شکار کند. همچنین شکارگران روزخیز معمولاً موجودات شبرو یا موجوداتی را که در زیستگاه‌هایی می‌زیند که برای شکارگر نامناسب‌اند شکار نمی‌کنند. بسیاری از بوم‌شناسان هوادار اصلی هستند به نام «اصل جدایی بر اثر رقابت[۲۰]»؛ که بنابر آن هر زیست‌خوان را فقط یک گونه می‌تواند اشغال کند، زیرا وقتی که یک منبع مورد نیاز محدود باشد و دو یا چند گونه بر سر تصاحب آن رقابت کنند، یکی از این گونه‌ها نابود خواهد شد مگر آن که بتواند چنان تحول یابد که زیست‌خوانی اندکی متفاوت را اشغال کند. یکی از روندهای عمده در بوم‌شناسی همانا بهره‌گیری فزاینده از مدل‌سازی ریاضی[۲۱] است، که غالباً استفاده از رایانه را ایجاب می‌کند. برای شبیه‌سازی نوسان‌های جمعیتی، چرخۀ کانی‌ها، و جریان انرژی از فرمول‌های ریاضی استفاده می‌کنند. از این مدل‌ها برای کشف حوزه‌هایی که دانش آدمی در آن‌ها ناکافی است، برای نتیجه‌گیری و تدوین اصول بوم‌شناختی و پیش‌بینی سرنوشت و وضعیت نهایی اکوسیستم‌هایی می‌توان کمک گرفت که مجموعه‌ای از شرایط فرضی بر آن‌ها حکم‌فرماست. حوزۀ رشدیابندۀ بوم‌شناسی سیستم‌ها از تحلیل نظری و روش‌های تجربی برای مطالعۀ بروز آشفتگی و اختلال در اکوسیستم‌ها و پویایی بازسازی آن‌ها بهره می‌گیرد. بوم‌شناسی سیستم‌ها مستلزم آموزش‌دیدن دست‌اندرکاران این حوزه در رشته‌های گوناگون است: ریاضیات، فناوری رایانه، فیزیولوژی، میکروب‌شناسی، زیست‌شیمی، اقلیم‌شناسی، و علم رده‌بندی[۲۲]. بوم‌شناسان بیش از پیش در حل مسائلی درگیر می‌شوند که از افزایش جمعیت انسان، افزایش آلودگی، نیاز فزاینده به انرژی، و اقدامات روزافزون در جهت نابودکردن اکوسیستم‌ها برای استفادۀ آدمی، ناشی شده‌اند. بوم‌شناسی باید به حل مسائل و مشکلات تغذیۀ مردم جهان، و نیز حل معضلات مربوط به حفاظت طبیعت و محیط زیست، از مدیریت تمام انواع گیاهان و حیات وحش بومی تا حمایت از گونه‌های درمعرض خطر، کمک کند.
- ↑ Wildlife Management
- ↑ Ernst Haeckel
- ↑ oceanography
- ↑ limnolog
- ↑ autotrophs
- ↑ heterotrophs
- ↑ herbivores
- ↑ carnivores
- ↑ predators
- ↑ omnivores
- ↑ scavengers
- ↑ parasites
- ↑ invertebrates
- ↑ biome
- ↑ arctictundra
- ↑ coniferous forest
- ↑ deciduous forest
- ↑ chaparals
- ↑ niche
- ↑ competitive exclusion principle
- ↑ mathematical modeling
- ↑ taxonomy