_{تالیف: دکتر سلطانی نژاد}

بنام خدا

سیستمهای خودگردان در محیط زیست:

در این بخش اصول و مکانیزمهائی را مطرح می کنم که باعث گردیده سیستمهای طبیعی برای میلیونها سال در سیاره زمین زندگی کرده و لذت ببرند، قصد دارم از دل این بحث راهنمائی برای کاربرد این مکانیزمها در سیستم های انسانی پیدا کنم، یعنی اصول پایداری، حفاظت، بازیافت، احیاء، تثبیت جمعیت و تطابق پذیری با طبیعت بر مبنای اصول طبیعی حیات،در محیظ زیست انسان بکار گرفته شود.

 

الف: هوموستاز( برقراری تعادل در طبیعت)

اساساً حیات در کره زمین بر مبنای تعادل استوار است، خروج از اعتدال منجر به ناپایداری و انقراص زودهنگام گونه های مختلف حیات میگردد. بعنوان مثال به بدن انسان توجه کنید، صدها مکانیزم برای برقراری تعادل و ایجاد شرایط درونی مناسب، وجود دارد. وجود این مکانیزمها در بدن کمک می کند که درجه حرارت بدن، سطح قند خون و غلظت آن و سایر موارد دیگر تنظیم گردد.

بعبارت دیگر بالانس لازم در کلیه سطوح ایجاد شود. در چنین حالتی ثبات داخلی بدن فراهم میگردد، و هموستاز ایجاد میشود. کلمه هموستاز به معنای ایجاد تعادل، یعنی سیستمهای طبیعی قادرند، امور مربوط به خودرا بنحوی مدیریت کنند که همه چیز بر اساس ثبات نسبی حالت بگیرد. پس حالت ثبات نسبی در سیستمهای طبیعی اساس کار بوده و از نظر علمی هموستاز، یک تعادل دینامیک است. یعنی همه شرایط پویا می باشد، بدین معنی که علی رغم تغییرات مداوم، سیستمها کم و بیش در دراز مدت از ثبات نسبی برخورداند. به مثال زیر توجه کنید.

قند خون را در نظر بگیرید که از نظر استاندارد باید صد میلیگرم در هر میلی لیتر باشد، لذا وقتی شما غذا میل می کنید، بعد از غذا گلوکز وارد خون شده و سطح قند شما بالا می رود و بعد از یک یا چند ساعت دوباره قند خون به حالت نرمال برمیگردد و با افزایش فعالیت، شکر خون می سوزد و بدین ترتیب سطح آن پائین می آید و سپس شکر ذخیره شده در داخل بدن با رهاسازی مقداری گلوکز سطح قند خون را به حالت نسبتاً نرمالی در می آورد. در چنین حالتی قند خون در وضعیت تعادل دینامیک قرار میگیرد.

مثالی دیگر، تغییرات شرایط خارج از بدن است، مثلاً تغییر درجه حرارت می توانند در شرایط داخلی بدن تغییر ایجاد کند. همانند مورد سطح قند خون، فرایندهای داخلی می توانند شرایط را بصورت نسبی در حالت تعادل نگه دارند. بطور کلی هموستاز شرایط ثابت مطلق بوجود نمی آورد بلکه شرایط را در محدوده ائی قرار می دهد که سیستمهای طبیعی بتوانند ادامه حیات بدهند.

مفهوم کلیدی:

 

هموستاز حالتی از ثبات نسبی است که برای زنده ماندن و حیات موجودات زنده بسیار ضروری می باشد.

 

 

تعادل دینامیک در سیستمهای طبیعی:

اکوسیستمها برای برقراری تعادل دینامیک،ازمکانیزمهای متعدد هموستاز برخوردارند. مثلاً شکار یکی از مکانیزمها است. شکارچیان حیواناتی هستند که از دیگر حیوانات تغذیه می کنند. مثلاً گرگها شکارچیان آهوان می باشند. آهو شکارچی علف است.

لذا شکارچیان کمک می کنند که جمعیت شکار شده بصورت مداوم در حالت تعادل قرار گیرد. حتی امراض تضمین کننده وجود تعادل دینامیک در سیستمهای حیات هستند. لذا شکارچیان و امراض برای جمعیت های شکار بسیار سودمند هستند. برای اینکه آنها تعداد موجودات یک اکوسیستم را دقیقاً در ظرفیت برد محیط زیست نگه می دارند.

هموستاز یک اکوسیستم برای کسانیکه جنگلهای بارانی حاره ای را مطالعه کرده اند، براحتی و بسادگی قابل مشاهده است. مثلاً در مورد صخره های مرجانی، در طول سال شرایط کم و بیش ثابت است. در اقلیمهای معتدلی مانند زیست بوم جنگلهای پائیزی، جائی که اقلیمهای فصلی کراراً تغییر می کند، منجر به تغییرات دراماتیک در شرایط می گردد، در چنین شرایطی اکوسیستمها با برخورداری از مکانیزمهای تعادل پویا و هموستاز قادرند از یک سال تا سال بعد، حفظ حالت داشته باشند، یعنی هیج گونه تغییر ناگواری در وضعیت فیزیکی و شیمیائی آنها مشاهده نمی شود.

بنابراین با مطالعه اکوسیستمها بخوبی می توانیم دریابیم که مکانیزمهای متعدد هموستاز در آنها فعال است.

مثلاً اگر شما مشاهده می کنید که در یک اکوسیستم: 1-گونه های موجود در آن هر ساله وجود دارند. 2-میزان جمعیت هر گونه تقریباً از سال به سال دیگر ثابت است.

بدانیدکه در این نوع اکوسیستم، مکانیزم خودگردان هموستاز برقرار است. نمی خواهم بگویم که شرایط در یک اکوسیستم ایستا، یعنی بدون تغییر است، در واقع همه چیز در همه زمانها و همه مکانها دچار تغییر میگردد، دقیقاً همانند بدن انسان، اکوسیستمها نیز دچار تغییرات وسیع می شوند ولی این تغییرات در حالت تعادل دینامیک قرار دارند، یعنی هیج پدیده ای در حالت طبیعی کم یا زیاد نمی شود، بلکه دقیقاً به اندازه تولید شده و مورد استفاده قرار می گیرد.

بعضی از موجودات در طول سال می میرند و تازه متولد شده ها جایگزین آنها می گردند یا بعضی مهاجرت می کنند و تعدادی نیز نقل و مکان، لذا جمعیت گونه های موجودات ممکن است در طول سال کم یا زیاد شود ولی علی رغم این تغییرات جزئی شرایط در طولانی مدت در حالت تعادل پویا قرار دارد.

مفهوم کلیدی:

 

اکوسیستم ها همانند موجودات زنده از مکانیزمهای تعادلی فراوانی برخوردارند و این مکانیزمها سیستمهای طبیعی را در حالت ثبات نسبی نگه می دارند.

 

 

عاملهای مشارکت کننده در تعادل و بالانس سیستمهای حیات:

عاملهای متعددی بر موجودات زنده هر اکوسیستمی اثر می گذارند. این عاملها به دو دسته تقسیم می شوند.

گروه اول عاملهای هستند که باعث افزایش جمعیت موجودات می شوند، طبیعتاً این عاملها، عاملهای رشد نام دارند.

گروه دوم عاملهائی هستند که منجر به کاهش جمعیت گونه های حیات در یک اکوسیستم می شوند، این عاملها بهعاملهای بازدارنده یا کاهنده معروفند.

عاملهای که افزایش یا کاهش اندازه جمعیت را در هر موجود زنده را باعث می شوند، می توانند بیولوژیک یا غیر بیولوژیک باشند. بیولوژیک مانند شکارچیان و غیر بیولوژیک مثل نزولات جوی یا درجه حرارت.

در هر لحظه اندازه های جمعیت یک گونه موجود زنده می توانند توسط عاملهای زنده و غیر زنده تعیین گردد. اکوسیستم ها دارای گونه های متعدد موجودات هستند و بالانس در یک اکوسیستم تا حدود زیادی بستگی به بالانس جمعیت گونه های موجود دارد.

برای درک این مفهوم به مثال ذیل توجه نمائید.

یک گوزن کوهی را در نظر بگیرید که در قله های کوه زندگی می کند، عاملهای زیادی باعث افزایش جمعیت این گونه در قله کوه می شوند، مثلاً فراوانی غذا، مطلوب بودن شرایط فیزیکی محیط، مثل نور فراوان خورشید، درجه حرارت متوسط و چشمه های آب فراوان باعث فراوانی مواد غذائی میشود . زیاد بودن مواد غذائی و سایر شرایط، زنده مانده و تولید مثل این گونه را افزایش داده است، لذا در طبیعت، رشد معمولاً با فقط عاملهای زنده و غیر زنده تعیین نمی گردد، بلکه با عاملهای کاهنده نیز همراه است. این عاملها مجموعاً با هم، مقاومت های محیط زیستی یا به عاملهای محدود کننده محیط زیست معروفند.

مثلاً در جمعیت گونه ای از گونه هائی که در قلل کوهها زندگی می کنند، بیماری، ویروس و رقابت، عاملهای محدود کننده هستند و باعث کاهش جمعیت این گونه می گردند.

شرایط نامساعد محیط و کمبود غذا و آب نیز از عاملهای محدود کننده محسوب می شوند. در اغلب اکوسیستم های بکر یا دست نخورده عامل رشد و کاهنده، حالت های از تعادل نسبی را در این گونه اکوسیستم ها، ایجاد می کنند.

مفهوم کلیدی:

 

عاملهای زنده و غیر زنده متعددی رشد جمعیت های موجودات زنده را تحت تاثیر قرار می دهند. تعدادی از این عاملها باعث تحریک رشد و تعدادی نیز باعث کاهش رشد می گردند. هموستاز اکوسیستم ها نتیجه تاثیرات متقابل این عاملها است.

 

 

مقاومت اکوسیستم ها در مقابل تغییرات:

در اکوسیستم ها نوسانات طبیعی و نرمال در شرایط محیط زیستی مانند درجه حرارت و نزولات جوی بر تمام گونه ها اثر می گذارند.

از باکتریها تا گوشتخواران بزرگ تحت این تاثیر قرار می گیرند، بنابراین تغییرات فیزیکی(غیر زنده) منجر به جابجائی های بیولوژیکی می گردد، اما آیا این تغییرات دائمی است؟خیر.

با بررسی موارد متعدد مربوط به جمعیت جانوران و گیاهان یک اکوسیستم بخوبی می توان دریافت که با انجام تغییرات فیزیکی(شرایط آب و هوائی) از قبیل درجه حرارت و نزولات جوی، جمعیت برخی از جانوران افزایش و جمعیت تعداد دیگری کاهش می یابد، ولی به محض عادی شدن شرایط فیزیکی، این تغییرات بحالت اولیه برگشته و اکوسیستم روند نرمال خود را طی می کند، و به حالت تعادل دینامیک اولیه در می آید. قدرت یک سیستم بیولوژیک در بازیابی، از تغییرات موقتی به حالت پایدار اولیه، مقاومت اکوسیستم در برابر تغییرات نام دارد.

مفهوم کلیدی:

 

در اکوسیستم ها، تغییرات در شرایط غیر زنده و زنده منجر به مجموعه ئی از اثرات می گردد، ولی سیستم های بیولوژیک این تغییرات را در طول زمان به حالت نرمال بر می گردانند. توانائی یک سیستم بیولوژیک در ایستادگی مقابل تغییرات و در نتیجه برگرداندن سیستم به حالت نرمال اولیه،مقاومت بیولوژیک اکوسیستم نام دارد.

 

 

مقاومت اکوسیستم ها در مقابل تغییرات ناشی از فعالیتهای انسانی:

اثر انسان بر محیط زیست در حالنهای متفاوتی وجود دارد، از کم تا زیاد در نوسان است، بعنوان یک قانون، تغییرات جزئی و خسارات کم می توانند توسط مکانیزمهای هموستاز براحتی تعمیر شوند. مثلاً رهاسازی فاضلاب انسانی در یک رودخانه، مواد شیمیائی عالی را به آب اضافه می کند. این مواد بعنوان غذائی باکتریهائی که بصورت طبیعی در رودخانه هستند مورد استفاده قرار می گیرد. در یک نهر یا رودخانه سالم، جمعیت این باکتریا بصورت نرمال ناچیز است.

اگر مواد ارگانیک در این رودخانه افزایش یابد، جمعیت باکتریها نیز زیاد می گردد، و این بخاطر این است که باکتریها با مصرف مواد غذائی اکسیژن موجود در رودخانه ها را نیز به مصرف می رسانند، لذا سطح اکسیژن محلول در رودخانه پائین می آید و این مسئله باعث مرگ موجودات آبزی از قبیل ماهی ها میگردد، یا موجودات آبزی را مجبور به مهاجرت به نقطه دیگری می نماید.

لذا اثر رهاسازی مواد شیمیائی در یک رودخانه برای یک بار توسط سیستمهای خود پالای موجود در رودخانه، تعدیل میگردد.

باکتریها باعث تخریب و از بین بردن مواد ارگانیک رها شده می گردند، این مسئله باعث پائین آمدن سطح مواد غذائی در مواد ارگانیک رودخانه میگردد، با پائین آمدن سطح مواد غذائی باکتریهای تکثیر شده نیز از بین میروند، با از بین رفتن باکتریها، سطوح اکسیژن محلول نیز افزایش پیدا می کند، در چنین حالتی جمعیت ماهی ها و سایر جانوران آبزی بازیابی شده و بحالت اولیه بر می گردد.

 

 

مشکل زمانی آغاز می شود که فعالیتهای انسانی باعث تخریب مداوم اکوسیستم ها می گردد. رهاسازی مستمر مواد آلاینده در محیط زیست توانائی مقاومت اکوسیستم ها را در برابر ناهنجاریها، بشدت کاهش می دهد و قدرت خودپالائی محیط زیست بطرز وحشتناکی کاهش می یابد. در بعضی از حالتها، تخریب محیط زیست غیر قابل برگشت و غیر قابل جبران است.

مثلاً جنگل زدائی در مناطق حاره، منجر به تخریب درازمدت این جنگل ها می گردد. و اگر بازیابی هم صورت گیرد، صدها سال طول می کشد.

مفهوم کلیدی:

 

اکوسیستم ها در برابر ناهنجاریهای مقطعی توسط سیستم های خودپالائی محیط زیست به حالت نرمال بر می گردند، ولی تداوم ایجاد آلودگی و رهاسازی مستمر مواد آلاینده در محیط زیست منجر به خسارت های جبران ناپذیر محیط زیستی می گردد.

 

 

پایداری و کنترل جمعیت در سیستمهای بیولوژیک:

کنترل جمعیت در پایداری سیستمهای حیات بسیار ضروری است، لذا هیچ جای تعجب نیست که ما می بینیم امروزه مکانیزمهای متعدد کنترل جمعیت در اکوسیستمهای مختلف وجود دارد.

این مکانیزمها که در واقع بخشی از مقاومت های محیط زیستی هستند، به پایداری جوامع در اکوسیستمها کمک کرده و جمعیت گونه های متعدد حیات را در یک اکوسیستم متناسب با ظرفیت برد آن، نگه می دارند.

در اکثر موارد مکانیزمهای کنترل جمعیت در یک اکوسیستم منشاء خارجی دارد، یعنی عاملهائیکه از خارج بر موجودات زنده اکوسیستم اثر می گذارند، مثل شکار، بیماری و شرایط نامساعد آب و هوا، عاملهای خارجی فوق، اندازه جمعیت را در گونه های مختلف حیوانی و گیاهی در یک اکوسیستم، تنظیم می کنند.

در اغلب موارد، این عاملها، تعاقب تغییراتی که در خود جمعیت بوجود می آید، پدیدار می گردند. مثلاً رشد جمعیت باعث افزایش تراکم موجودات در یک منطقه می شود و این تراکم کمبودهای غذائی را بوجود می آورد ولذا باعث گسترش سریع بیماری می گردد.

عاملهای درونی تنظیم جمعیت در اکوسیستمها، نادرند. این عاملها معمولاً از مکانیزمهای رفتاری بین گونه ها، سرچشمه می گیرند. به مثال زیر توجه کنید.

یک منطقه را در نظر بگیرید که گله ای از گرگها زندگی می کنند، با مطالعه مکانیزمهای رفتاری آنها، مشخص می شود که پس از مدتی فقط گرگهای نر و ماده غالب، تولید مثل می کنند، البته این موضوع از نظر علمی نامشخص بوده و اثبات آن قدری مشکل، ولی بعنوان یک مطالعه در خصوص رفتار گونه ها در طبیعت و بعنوان یک عامل درونی در جهت کنترل و تنظیم جمعیت گونه ها، قابل تامل است.

انسانها بعنوان یکی از گونه های طبیعت نیز در معرض کنترلهای خارجی طبیعی قرار دارند. برای مثال، اپیدمی(ظهور گسترده) امراض می تواند به کاهش قابل ملاحظه جمعیت انسان منجر گردد.شرایط جوی نامساعد یکی از عوامل کاهنده جمعیت انسان نیز قلمداد میگردد.

در سال 2003 میلادی در اروپا تعداد 20000 نفر به واسطه گرمای شدید، از بین رفتند. انسانها نیز عاملهای درونی را برای کنترل جمعیت خود مدنظر قرار می دهند.

مثلاً پیش گیری از بارداری و استفاده از روشهای کنترلی متنوع جلوگیری از باروری، انسانها را بصورت داوطلبانه، تشویق به تنظیم و کنترل جمعیت می نماید. در طبیعت موجودات،با اعمال سامانه های خودگردان، مابین ظرفیت برد محیط زیست نگه داشته می شوند.

ما انسانها نیز، در معرض قوانین طبیعت قرار داریم، مخصوصاً از نظر تنظیم و کنترل جمعیت، لذا باید بیاموزیم، متناسب با ظرفیت برد، محیط زیست زندگی خود را تنظیم و سامان دهی کنیم، ولی متاسفانه، ما قدرت قابل ملاحظه ای در جهت دور زدن قوانین حاکم بر طبیعت داریم.

ما قادریم راههائی که بشود بر امراض غلبه کرد را پیدا نموده و نیز برای تولید غذای بیشتر، فشار مضاعفی بر زمین بیاوریم، ولی متاسفانه تلاشهای ما در این خصوص، در موارد زیادی با شکست مواجه شده است، ظرفیت برد زمین، از دست رفته است و جمعیت انسان نیز اضافه گردیده است، این عوامل یعنی کمبود غذا و افزایش جمعیت، خطرات گسترده ای را متوجه محیط زیست و انسان کرده است.

انقراض زودرس گونه های متنوع حیات، تولید آلودگی های گسترده و ناملایمات رو به گسترش اقلیمی، اثرات نامطلوب دیگری هستند که انسان و محیط زیست را رنج می دهند.

اغلب متخصصین علوم محیط زیست معتقدند که برای ایجاد یک جامعه پایدار، انسانها باید بیاموزند که ما بین ظرفیت برد محیط زیست زندگی کنند. لذا ما باید به این محدودیت احترام بگذاریم.

اولین و مهم ترین مسئله ای را که ما بایددر جهت دستیابی به توسعه پایدار مدنظر قرار دهیم، کاهش رشد جمعیت است. البته کاهش نه معنای اینکه تولید نسل را متوقف کنیم، بلکه به معنای ثبات و پایدار کردن جمعیت، آهنگ رشد آنرا منطقی نمائیم، بگونه ای که انسانهای تولد یافته قادر باشند در بین ظرفیت برد محیط زیست، زندگی عاشقانه ای تجربه کنند.

مفهوم کلیدی:

 

سیستمهای طبیعی به واسطه مکانیزمهای درونی و بیرونی جمعیت گونه های موجود در خود را کنترل کرده و آنها را درون ظرفیت برد محیط زیست قرار می دهند و بدین طریق جمعیت خود را پایدار نگه داشته و از خلق اثرات نامطلوب جلوگیری می کنند. اغلب متخصصین معتقدند که برای دستیابی به توسعه پایدار باید اندازه جمعیت انسان در درون ظرفیت برد محیط زیست قرار گیرد .

 

 

پایداری و تنوع گونه های حیات:

پایداری اکوسیستمها با تنوع گونه های حیات افزایش می یابد.

به عبارت ساده، تنوع گونه ها، عبارت است از، تعداد گونه های زنده حیوانی و گیاهی در یک جامعه بیولوژیک، هر چه تعداد گونه ها بیشتر باشد، تنوع زیستی بیشتر خواهد بود.

به عنوان یک قانون عمومی دانشمندان اکولوژی ، دریافته اند که در یک اکوسیستم هر میزان که تنوع گونه ها بیشترباشد، پایداری اکوسیستم بالاتر خواهد بود.

این نتیجه گیری بر اساس مشاهداتی است که از اکوسیستمهای پیچیده، بدست آمده است، مثلاً اگر یک اکوسیستم جنگل بارانی حاره ای از خطرات انسانی در امان بماند برای مدت نامعلومی پایداری خود را حفظ خواهد کرد. مضافاً اینکه در اکوسیستمهای پایدار، تغییرات جزئی مانند چیدن میوه از جنگل و یا شکار محدود، حیوانات علف خوار، خللی در پایداری اکوسیستم ایجاد نمی کند و یا اثر چندان قابل ملاحظه ای بر حیات بیولوژیک ندارد.

اکوسیستم هائی که گونه های کمتری دارند، در معرض خطر بیشتری می باشند، مانند اکوسیستم تندرا که پایداری آن به واسطه تنوع زیستی کم، پائین است، این نوع اکوسیستم به واسطه تغییرات ناگهانی در اندازه جمعیت گونه ها از پایداری مطلوبی برخوردار نیست.

سایر اکوسیستم هائیکه بصورت قابل ملاحظه ای ساده شده اند نیز، از پایداری خوبی برخوردار نمی باشد. مثلاً مزارع گندم و غلات که شدیداً در مقابل تغییرات حساس هستند، آسیب می بینند.

ارتباط تنگاتنگی بین پایداری و تنوع زیستی وجود دارد.

اکوسیستم های با تنوع زیستی کم از پایداری بسیار پائینی برخوردارند و در عوض اکوسیستم با تنوع زیستی فراوان، از پایداری بالاتری برخوردارند.

در اکوسیستم های باتنوع زیستی فراوان، زنجیره های غذائی پیچیده ای یافت می شود و همه گونه ها در اکوسیستم به یک اندازه از اهمیت بیولوژیکی برخوردارند، ولی در اکوسیستم های با تنوع زیستی پائین، زنجیره غذائی نیز بسیار ساده است، لذا، گونه های که قوی ترند، زنده می مانند و گونه های ضعیف به دلیل عدم دست رسی به غذای کافی، از بین می روند و پایدار نمی مانند.

لذا تنوع گونه ها باعث افزایش پایداری سیستمهای حیات می گردد. و ساده کردن اکوسیستم ها، با کاهش تنوع گونه های حیات، آنها را ناپایدار کرده و در مقابل تاثیرات خارجی حساس می نماید.

 

 

مفهوم کلیدی:

 

پایداری و ناپایداری سیستمهای بیولوژیک، تا حدود بسیار زیادی بستگی به تنوع گونه های زیستی دارد، کاهش در تنوع گونه های زیستی، منجر به عدم ثبات و ناپایداری سیستمهای بیولوژیک یا اکوسیستم ها میگردد.

 

توالی طبیعی، ایجاد حیات و زندگی در مناطق بدون حیات(زمین های لم یزرع):

در گذشته توضیح دادم که حتی تغییرات جزئی در عاملهای زنده و غیر زنده در یک اکوسیستم، خواه توسط نیروهای طبیعی باشد و یا انسان، خیلی معمولی است و بسرعت قابل اصلاح خواهد بود.

اگر چه چنین تغییراتی ممکن است ناهنجاریهای جدی اکولوژیک بوجود آورد، ولی این ناهنجاریها هم قابل تعمیر می باشند.

فرآیند تعمیر ناهنجاریها در اکوسیستم های آسیب دیده، توالی ثانویه نام دارد. این توالی، یک توالی طبیعی است و نوع دیگر آن نیز توالی اولیه نام گذاری شده است.

توالی طبیعی، فرآیندی است که اشکال جوامع بیولوژیک در یک منطقه یا زمین عاری از حیات، قد علم کرده و برای زندگی کردن، متولد می شوند.

تولد گونه های بیولوژیک در زمین بدون حیات و زندگی، توالی طبیعی نام دارد.

مفهوم کلیدی:

 

هنگامیکه اکوسیستم ها روی زمین های لم یزرع یا نسبتاً بدون حیات، شکل می گیرند، فرآیند توالی طبیعی ایجاد میگردد.

 

 

توالی اولیه: آغاز حیات از دل صخره ها.

توالی اولیه زمانی آغاز می شود که اکوسیستم ها(سامانه های بیولوژیک) روی زمین های لم یزرع تشکیل شوند، برای مثال، موقیعکه یک منطقه یخبندان ذوب می شود، یک زمین صاف و عاری از حیات بوجود می آید که تا حدود زیادی صخره مانند است، این زمین در طول زمان و بتدریج گونه ها ی مختلف جوامع را در سطح خود ایجاد می نماید و بدین ترتیب پس از مدتی به باغی متنوع تبدیل می شود، این چنین فرآیندی که یک اکوسیستم بالغ از یک زمین بدون حیات بوجود می آورد را توالی اولیه می نامند. به مثال ذیل توجه کنید.

منطقه ای یخبندان را در نظر بگیرید که هزاران سال پیش، شروع به از هم پاشیدن کرده و در نتیجه این فرآیند، یخ ها ذوب و منطقه ای وسیع و صخره ائی و عاری از حیات بوجود آمد. این منطقه ابتدا از گل سنگ پوشیده شده است.

گل سنگ ها موجودات اولیه ای هستند که از نوع قارچ می باشند، این گل سنگ ها باکتریهای فتوسنتتیک را در خود جای داده و باعث زنده ماندن، رشد و تولید مثل آنها می گردند، گل سنگ ها به مرور از لابلای صخره ها سر در آورده و به سطح هدایت می شوند، گل سنگ ها آب باران را جذب کرده و دی اکسید کربن را از هوا گرفته و مواد غذائی ارگانیک را با کمک فتوسنتز، تولید می کنند.

گل سنگ نیز اسید کربنک که یک اسید ضعیف است را برای حل کردن صخره ها نیز تولید می نمایند. گل سنگها در طول زمان ذرات مواد معدنی لازم را که بعدها به خاک تبدیل می شوند، نیز تولید می کنند.

حشرات ریز به گل سنگ ها ملحق شده و با هم یک جامعه اولیه موجود زنده را بوجود می آورند، این اولین جامعه ایست که در یک اکوسیستم تازه بدوران رسیده بوجود می آید. این جامعه اولیه برای مدت طولانی به زندگی ادامه می دهد و در طول زمان محیط زیست خود را ساخته و غنی می کنند، مکانیزم بدین صورت است که گل سنگ ذرات باد آورده را جذب کرده و حشرات نیز به مرور زمان متولد شده و می میرند. بقایای حشرات و ذرات خاک با همدیگر مخلوط شده و به غنی سازی و حاصل خیزی خاک کمک می کنند.

علف های جدید بوجود می آید، این علف ریشه دوانیده و بسرعت کل منطقه را اشغال می کنند و جای گل سنگ را می گیرند، حشرات جدید نیز به این مجموعه علفی بدون گل سنگ می پیوندند. بدین ترتیب یک جامعه حد وسط بوجود می آید. این جامعه برای مدت طولانی به حیات خود ادامه می دهد و غنی سازی تدریجی خاک، مجموعه علفی جدیدیرابوجود می آورد، این مجموعه با ریشه دواندن در عمق خاک، جامعه حد واسط دیگری را بوجود می آورد و نهایتاً پس از مدتی طولانی آغاز رشد یک جنگل فراهم میگردد.

اعتقاد بر این است که مرحله نهائی این فرآیند تدریجی، بوجود آمدن یک جنگل باشد که چنین حالتی از رشد نهائی راجامعه اوج می نامند . این چنین جامعه ای یک اکوسیستم پایدار بوده و نقطه نهائی یک توالی طبیعی است.

مفهوم کلیدی:

 

توالی اولیه، فرآیندی است که اکوسیستم های بالغ روی سرزمین های لم یزرع ایجاد میکنند.

 

 

توالی ثانویه: احیاء اکوسیستم های طبیعی.

توالی طبیعی نیز در جریان مزاحمتها و تخریبات اکولوژیکی، بوجود می آید، و همواره از شدت وضعف برخوردار است.

فرآیندی که منجر به توسعه مرحله ئی جوامع بیولوژیک بعد از تخریب جزئی و یا کامل آنها، بوجود می آید، توالی ثانویهنام دارد، بعبارت دیگر توالی ثانویه فرآیند طبیعی احیاء اکوسیستم های تخریب شده است.

جوامع بیولوژیک نیز ممکن است به واسطه رویدادهای طبیعی تخریب شوند، مثلاً در نتیجه انفجارات آتشفشانی، سیلاب، طوفان، خشکسالی و آتش سوزی، فعالیتهای انسانی که باعث تخریب توالی طبیعی می گردند، کشاورزی، آتش سوزی و معدن کاوی را می توان نام برد.

توالی ثانویه معمولاً سریع تر از توالی اولیه شکل می گیرد، چرا؟ چون خاک بوجود آمده ناشی از توالی اولیه، موجود است و لازم نیست دوباره برای مدت طولانی منتظر غنی شدن خاک بود و بنابراین عضو مهم حیات که خاک است، موجود می باشد.

در چنین حالتی خاک پذیرای دانه بوده و لذا بسرعت فرآیند توالی آغار می گردد، البته زمین از علف ها پوشیده می شود و سپس دو الی سه سال دیگر، درختان قد علم می کنند و در طی ده سال درختان کاج بوجود می آید و از ده تا سی سال جنگل های کاجی شکل بوجود می آیند، از سی تا هفتاد سال درختان تنومند کاج ایجاد می شود و در بالای هفتاد سال جنگل های وسیع و تنومند کاجی بوجود می آید که در این مرحله توالی به شکل اوج و نهائی خود می رسد، این توالی در طول دوران تکامل خود، انواع جانوران را نیز در خود جای می دهد از باکتریها تا پستانداران متعدد در چنین اکوسیستمی که از طریق توالی ثانویه بوجود امده است، وجود دارند.

 

 

مفهوم کلیدی:

 

توالی ثانویه یک فرآیند تعمیر درازمدت یک اکوسیستم تخریب شده است، این تخریب ممکن است، طبیعی بوده و یا به واسطه فعالیتهای انسانی بوجود آمده باشد، این توالی بدلیل آماده بودن خاک، سریع تر از توالی اولیه بوجود می آید.

 

 

تغییرات در مسیر توالی:

در حقیقت توالی یک فرآیند بیولوژیک است که مکانیزمهای لازم برای استفاده مطلوب از منابع در اختیار را فراهم می نماید. مثلاً انرژی خورشید، مواد غذائی خاک و آب، ترانزیتهائی هستند که موفقیت لازم را برای جوامع اولیه و جوامع حد واسط توالی، بوجود می آورند.

موجودات زنده حیوانی نیز در واقع واسطه هائی هستند که موجودات و گونه های جدید را در جوامع توالی های اولیه و ثانویه ایجاد می کنند. این وضعیت نیز در جوامع اوج قابل مشاهده است.

در طول توالی، جمعیت های حیوانات با تغییر جوامع گیاهی نیز تغییر می کنند. در مراحل اولیه توالی که ازتنوع کمتری برخوردار است، فقط چند گونه موجودند و هنگامیکه اکوسیستم به اوج خود می رسد و فراوانی شبکه ها و زنجیره های غذائی وجود دارند، بر غنی و تنوع گونه های حیوانی و گیاهی نیز افزوده می شود.

در اکوسیستم های بالغ مواد غذائی بخوبی در چرخه قرار گرفته و بصورت کارائی، مورد استفاده قرار می گیرند، مقاومت های محیط زیستی در طول توالی طبیعی نیز باعث ایجاد تغییراتی در جوامع بیولوژیک می گردد.

مفهوم کلیدی:

 

در طول توالی، شرایط زنده و غیر زنده تغییر می کند، جوامع اولیه و حد واسط باعث تغییرات زیادی در شرایط می گردند و بدین ترتیب شرایط رشد بیشتر از گذشته فراهم می شود و جوامع جدیدی بوجود می آید، افزایش قابل ملاحظه در تنوع زیستی و پایداری اکوسیستم را می توان در طول توالی مشاهده نمود.

 

 

 

 

 

تکامل: عکس العملی در مقابل تغییرات.

تکامل فرآیندیست که حیات پایدار را شکل داده و اشکال جدید آنرا بوجود آورده است ولی به عبارت دقیق تر تکامل فرآیند پایدار کردن حیات در سیاره زمین است.

دلیل عمده این پایداری عبارت است از اینکه جمعیت های گیاهان، حیوانات و سایر موجودات زنده به تناسب تغییر شرایط، تغییر کرده و تکامل صورت میگیرد.

این وضعیت غالباً به طرز دراماتیکی انجام شده است. تغییرات تکاملی ابزار جدیدی را به منظور تطابق با محیط زیست برای موجودات فراهم کرده است و بدین ترتیب راههای جدیدی برای فرار از ناملایمات ودر نتیجه تنظیمات مطابق با تغییرات در شرایط زنده و غیر زنده را بوجود آورده است. این تکامل مورد بحث دو خروجی گسترده مشخص داشته است،خروجی اول در بعضی موارد منجر به تغییراتی در گونه های موجود شده و آنها را برای تطابق با محیط زیست آماده کرده است، یعنی موجودات را قادر کرده است که در برابر ناهنجاریها، زنده بمانند، تولید مثل کنند و نوع و گونه خود را در محیط زیست پایدار گردانند.

مثلاً تغییر در رنگ پروانه ها باعث شده است که آنها کمتر مورد شکار قرار گرفته و با این طریق از جنگ پرندگان شکارچی فرار کنند و به زندگی ادامه دهند.

خروجی دوم تکامل، منجر به تشکیل گونه های جدید گردیده است.

بعنوان مثال، پرندگان از خزندگان تکامل یافته اند، ماهیها از اولین دوزیستان مشتق شده اند، اکثر آنچه را که دانشمندان در خصوص تکامل می دانند، در واقع ناشی از مطالعات فسیل های بدست آمده است.

استخوانهای بر جای مانده از موجودات قدیم، سنگواره های پیدا شده در صخره ها و ردپای اکولوژیک حیوانات اولیه، نمونه های فسیلی پیدا شده ای است که دانشمندان را قادر ساخته است، بدین طریق تاریخ بیولوژیکی کره زمین را از لحاظ ساختاری تبین کنند.

مفهوم کلیدی:

 

توانائی گونه ها برای تکامل هنگام مواجه با تغییرات در شرایط زنده و غیر زنده محیط زیست، پایداری حیات در کره زمین را فراهم کرده است.

 

 

تکامل به واسطه انتخاب طبیعی – چشم انداز:

غالباً این گونه تصور می شود که چارلز داروین مبدع تئوری تکامل است. او یک طبیعی دان قرن نوزده بریتانیا بود. جالب است بدانیم، تئوری تکامل به دوران داروین بر نمی گردد، در واقع در یونان قدیم این بحث ها مطرح بود، ولی داروین و الفرد روسل والاس در قرن نوزده آنرا برجسته کردند. آنها مستقل از هم مکانیزمهائی را که تغییرات تکاملی را بوجود می آورند، فورموله نمودند و بدین ترتیب تئوری تکامل به واسطه انتخاب طبیعی، بوجود آمد. این تئوری می گوید که گونه های موجودات زنده در نتیجه انتخاب طبیعی تکامل پیدا کرده اند. پس انتخاب طبیعی نوعی عروسی در بین جمعیت های موجودات زنده محسوب می شود.

در بین هر جمعیتی از گونه ها، بعضی از آنها بهتر از بقیه با محیط زیست تطابق یافته اند، یعنی خصوصیات ساختاری، عملکردی و رفتاری گونه های تطابق یافته با محیط آنها نسبت به دیگر گونه ها و جمعیت ها، انها را متمایز کرده است و در چنین حالتی می توانند بهتر زندگی کنند و بمانند، این چنین خصوصیاتی، تطابق با محیط زیست نامیده می شوند.

راستی چرا بعضی از اعضاء یک جمعیت در موجودات زنده نسبت به سایر اعضاء بهتر در محیط زیست تطابق یافته اند؟!

در واقع دانش اصلی این تفاوتهای ساختاری، عملیاتی و رفتاری، ژنتیک است. در اغلب موارد مشاهده می شود که تطابقات، شانس موجودات شاخص را برای زنده ماندن و تولید مثل کردن افزایش می دهد.

برای مثال: شکارچیانی که سریع تر از دیگران می دوند، می توانند براحتی غذائی خود را تهیه کرده و بهتر زندگی کنند و لذا آنها چون غذای کافی بدست می آورند، قوی ترند و در تولید مثل هم موفق عمل می کنند، ولی دیگران که تنبل ترند، و از سهم ژنیتکی کمی برخوردارند، تولید مثل کمتری دارند، مطابق این مکانیزم، شکارچیان قوی که منطقه رادر اختیار خود دارند، بدلیل برخورداری از مزایای بیولوژیکی ان، فرزندان بیشتری بوجود می آورند.

نسل های آینده موجودات زنده، درصد بیشتری از تطابقات مطلوب را ازآن خود می نمایند. و بدین گونه است که انتخاب طبیعی میسر میگردد.لذا انتخاب طبیعی یک مفهوم گسترده تکاملی است و اکثر دانشمندان علوم طبیعی آنرا پذیرفته و به آن افتخار می کنند.

 

 

مفهوم کلیدی:

 

انتخاب طبیعی علت اصلی و نیروی اساسی تکامل است و عبارت است از نیروهای طبیعی که اعضای یک جمعیت برای تطابق بهتر با محیط زیست، انتخاب می کنند و موجودات با انتخاب این نیروها دارای مزیت های رقابتی می گردند، این مزیت ها شانس موجودات تطابق یافته با محیط زیست را برای زنده ماندن و تولید مثل افزایش می دهد.

 

 

تغییرات ژنیتک: موارد خام تکامل.

قبلاً گفتیم که تکامل در نتیجه دو عامل مهم حادث شده است. 1- ظهور و وجود خصوصیات با منشاء ژنتیک، یعنی تطابق.

این تطابق مزیتهائی را برای بعضی از موجودات نسبت به دیگر آنها ایجاد کرده است.

2-انتخاب طبیعی، تطابقات منتج از تغییرات ژنیتکی است. تعیین تفاوت طبیعی موجود در ترکیب ژنتیکی موجودات در جمعیت ها، ممکن است بعضی از آنها را نسبت به سایرین، دارای مزیت بیولوژیکی گرداند.

تغییرات ژنتیک از منابع متفاوتی حاصل می گردد، مهمترین آنها عبارتند از:

1-گونه هائیکه تولید مثل جنسی(Sexually Reproducing Species) دارند.

تغییرات ژنیتکی منجر به جهش های در مواد ژنتیک می گردد. مواد DNA در سلولهای تولید مثل قرار دارند.

DNA، انبار و ذخیره اطلاعاتی است که ساختمان و عملیات سلولهای بدن موجودات را کنترل می کند، DNA از قسمتهای تشکیل شده است که ژن(Gene) نام دارند، ژنها، نقش بسیار مهم، ویژه و منحصر به فردی در تنظیم ساختار سلولی و عمکرد آن بر عهده دارند.

جهش هائی که در ژن ها اتفاق می افتد ممکن است به واسطه اشعه ماوراء بنفش، مواد شیمیائی موجود در محیط زیست و اشعه های کیهانی از خورشید باشند، بعضی از جهش ها، ممکن است تصادفی باشند.

بعضی از جهش ها در سلولهای تولید مثل نیز طبیعی هستند و هیج گونه اثری بر نوزادان و فرزندان موجودات زنده ندارند و بعضی از این جهش ها نیز بسیار خطرناک هستند، و اگر اصلاح و تعمیر نگردند، ممکن است به فرزندان موجودات منتقل شده و باعث ناهنجاریهای از قبیل نوزادهای ناقص الخلقه، سرطان و در حالتهای شدید، مرگ، گردند. جهش های که منجر به تطابقات مفید و مثبت در موجودات می گردد، زنده ماندن آنها را بالا می برد و بدین ترتیب افزایش حیات میسر میگردد.

برای مثال: موجودات تنومند، قدرت دفاعشان بیشتر شده و از چنگ شکارچیان نیز می توانند بخوبی فرار کنند، درجه حرارت های سرد را تحمل کنند و نیز در دستیابی به غذا، مشکلی بر ایشان پیدا نمی شود.

با افزایش زنده ماندن آنها و طول عمر کافی، شانس تولید مثل بیشتر شده و از این طریق خصوصیات ژنتیکی مطلوب به فرزندان منتقل می گردد.

2-تغییرات ژنتیکی ممکن است در طول تقسیمات سلولی که در تولید سلولهای تولید مثل یعنی گامت ها، اتفاق می افتد نیز بوجود آید، در طی این فرآیند ممکن است مواد ژنتیک از یک کروموزم(رشته DNA همراه با پروتئین های مربوط) به کروموزم دیگر منتقل گردد.

این فرآیند انتقال کروموزمی مواد ژنتیک نام دارد که بعضاً منجر به ترکیبات ژنتیکی مطلوب و جدید می گردد.

3-منبع دیگر ترکیبات ژنتیکی جدید عبارت از تولید مثل جنسی، این تولید مثل زمانی اتفاق می افتد که در طول جفت گیری موجودات مذکر و مونث، اتحاد اسپرم و تخمک اتفاق افتاده و نوزاد جدیدی شکل می گیرد.

هر نوزاد نصف اطلاعات ژنتیکی پدر و نصف دیگر را از مادر با خود دارد. بدین ترتیب فرزندان یک ترکیب جدید ژنتیکی هستند که ممکن است این ترکیب مفید هم باشد.

تغییرات ژنتیکی بین یک جمعیت منجر به تغییرات ساختاری، عملکردی و رفتاری بین افراد آن جامعه می گردد. که این وضعیت به نوبه خود باعث می شود بعضی از اعضاء جمعیت، تطابق بهتری نسبت به شرایط محیط زیست داشته باشند.

بدلایل فوق، تغییرات ژنتیکی مواد خام تکامل نام دارند، موجودات با تطابقات مطلوب از مزیت انتخابی بر خوردار می گردند. و در چنین حالتی بیشتر زنده مانده و بهتر تولید مثل می کنند.

مفهوم کلیدی:

 

تفاوت ژنتیکی در موجودات یک جمعیت، تغییرات ژنتیک نام دارد، این تغییرات مواد خام تکاملند. تغییرات ژنتیکی منجر به وجود تفاوتهای طبیعی در ترکیب ژنتیکی موجودات جمعیت می شود و باعث می گردد تعدادی از موجودات آن جمعیت نسبت به بقیه از مزایای بیولوژیکی بهتری برخوردار گردند. تغییرات ژنتیکی از جهش ها، تولید مثل جنسی و پدیده انتقال کروموزمی ناشی می شوند و این تغییرات در زمان تشکیل اسپرم و تخمک حادث می گردد. تغییرات ژنتیکی، تغییراتی در ساختار، عملکرد و رفتار جمعیت ها ایجاد می کنند.

 

 

پدیده انتخاب طبیعی: ادیتور طبیعت.

تکامل نقش مهمی را در پایداری حیات روی کره زمین ایفا می نماید. اگر انتخاب طبیعی مشخصه تکامل گونه ها قلمداد گردد، در چنین حالتی موجودات خودشان را با انتخاب اختیاری ترمیم و تصحیح می کنند.

این بدین معنی است که تکامل همواره در مسیر های معینی ظاهر میگردد و بطرز هوشمندانه ای انتخاب مسیر صورت می پذیرد.

شاید جمله انتخاب طبیعی، از منظر رفتارهای منظم حاکم بر جهان درست نباشد، و جمله انتخاب اختیاری می تواند عبارت درست تری باشد. در جهان هستی و سیاره زمین پدیده ها بدون غرض و هدف ایجاد نمیگردند ، فلذا تمامی انتخابات طبیعی و اختیاری با مکانیز مهای معینی در هستی امکان وجود می یابند.

اگرچه تغییرات بصورت طبیعی بوجود می آیند ولی تطابقات سودمند با منشاء ژنتیکی را نیز بهمراه دارند چرا که شرایط زنده و غیر زنده محیط زیست در آنها نقش اساسی بازی می کنند. بعبارت دیگر محیط زیست حافظ بعضی از موجوداتی است که خاصیت های فیزیکی متمایزی نسبت به بعضی دیگر را دارند و نهایتاً انتخاب اختیاری(طبیعی) منجر به تطابق بهتر موجودات با محیط زیست می گردد.

در واقع انتخاب طبیعی، زنده ماندن و تولید مثل بهترین ها را بهمراه دارد. یعنی موجوداتی که تولید مثل موفق داشته و با شرایط محیط زیست سازگار بمانند، زنده می مانند لذا، تاثیرات ژنتیکی یک موجود به نسل آینده موجودات در بهترین شرایط ممکن اتفاق می افتد.

طبق تعریف، بهترین و تطابق یافته ترین موجودات، بیشترین میزان نسل آینده موجودات را تولید می کنند، و تاثیرات ژنتیکی این موجودات بر نسل های آتی بسیار فراوان بوده و نسلهای آتی را از این جهت در بهترین شرایط ممکن قرار می دهند.

از منظر محیط زیست موجوداتی که بتواند، بخوبی و بدرستی از منابع در اختیار استفاده کنند، پایدارترند و برای ادامه حیات بهترین ها محسوب می شوند؛ در مورد ذخیره انرژی، مقاومت در برابر شرایط سخت محیط زیستی، موجوداتی که بتواند بخوبی از انرژی خورشیدی استفاده کنند و شرایط محیط زیست را با درایت رفتاری تحت کنترل قرار دهند، پایدار ترین موجودات هستند.

در جهانی که با رشد فزآینده جمعیت انسان مواجه است و منابع در اختیار در حال کم شدن می باشند، حیات بشری نیز نیازمند تکامل در زمینه اقدامات مربوط به کارائی رفتار و کردارهای بشری در کره زمین است. اقدامات کنترلی و اصلاحی برای تکامل حیات و پایداری ان یک ضرورت است .

از آنجائیکه تکامل در جوامع انسانی یک فرآیند هوشمندانه قلمداد می شود، شاید یک تکامل فرهنگی بتواند مسائل مربوط به ناهنجاریهای محیط زیستی جاری را بطرز درستی سامان دهی کند.

مفهوم کلیدی:

 

انتخاب طبیعی موجوداتی را که با محیط زیست تطابق نداشته باشند از بین می برد و در عوض بهترین ها را برای زنده ماندن و زندگی در محیط زیست یاری می رساند.

 

 

گونه ای شدن: (Speciation)گونه های جدید چگونه خلق می شوند؟

تا اینجا متوجه شدیم که فرآیندهای تکاملی(Evolutionary Processes) به موجودات کمک می کنند تا تغییر کنند و نهایتاً پایدار گردند، در چنین شرایطی گونه ها در یک محیط،دائما در حال تغییرند و به زندگی پایدار خود ادامه می دهند.

در این بحث کوتاه مبحث بسیار مهمی دیگری را مطرح می کنم و آن مسئله گونه ای شدن موجودات است. یعنی گونه ها چگونه بوجود می آیند؟

هنگامیکه اعضاء یک گونه از هم دیگر جدا شوند، یعنی به لحاظ علمی ایزوله جغرافیای حادث گردد، یعنی یک مانع فیزیکی مثلاً کوه یا رودخانه باعث جدا شدن آنها از هم دیگر شود، در چنین حالتی به واسطه شرایط سخت محیط زیستی امکان تکامل و به وجود آمدن دو جمعیت جدید وجود دارد.

یا اگر جمعیت هائی در گونه های موجودات برای مدت طولانی از هم جدا شوند، آنها ممکن است توانائی تولید مثل داخلی خود را از دست بدهند و در چنین حالتی ایزوله ئی ،تولید مثل بوجود آید. و این ایزوله جغرافیائی منجر به تولید مثل گردد، گونه های جدید شکل می گیرد.

دانشمندان تشکیل این گونه های جدید که در مناطق مختلف بوجود آمده اند را، گونه ای شدن الوپاتریک می نامند.

یعنی گونه هائیکه به واسطه موانع فیزیکی مثلاً کوه مجبور به خلق گونه های جدیدی شده اند.

گونه های جدید نیز ممکن است بدون ایزوله جغرافیای بوجود آیند. این فرآیند در گیاهان معمول است و گونه ای شدن در سرزمین مادری یعنی سرزمینی که از ابتدا در آن زندگی می کرده اند، شرایط تبدیل به گونه های جدید را فراهم می اورد که گونه ای شدن نام دارد.

مفهوم کلیدی:

 

تکامل ممکن است منجر به خلق گونه های جدید گردد. هنگامیکه اعضای یک جمعیت توسط موانع فیزیکی از هم جدا شوند، ممکن است خطوط تکاملی جدیدی ایجاد گردد. و بدین ترتیب گونه های مجزائی که به گونه های جدید معروفند امکان حیات می یابند.

 

 

تعادل و بالانس سامانه های بیولوژیک و تکامل دوجانبه گونه ها:

تا بحال گفته ایم که عاملی اصلی در ایجاد تغییرات تکاملی، در واقع فاکتورهای غیر زنده هستند، ولی مطالعات نشان می دهد که حتی خود موجودات زنده هم می توانند عاملهای مهمی در انتخاب طبیعی که منجر به تکامل می شود، باشند.

مثلاً جغد را در نظر بگیرید. که دارای چشمانی درشت بود و قدرت دید آن در شب زیاد است و موش ها را شکار می کند، اگر قدرت بینائی آن بیشتر شود می تواند، موشهای بیشتری را شکار کند و از طرف دیگر نیز موشها می توانند به سرعت فرار کرده و کمتر به دام بیافتند.

یعنی در واقع ژن فرار سریع در موشها فعال میشود و نیز ژن دید بیشتر در شب جغدها فعال میگردد، این وضعیت نوع تکامل دوجانبه در موجودات را نشان می دهد، یعنی موجودات در جریان تکامل بر هم دیگر اثر گذاشته و باعث خلق خصوصیات منحصر به فردی می گردند و این پدیده به پایداری آنها کمک می کند.

لذا از آنجائیکه ارتباطی دوجانبه در این خصوص وجود دارد، این فرآیند را فرآیند تکامل دوجانبه موجودات نام نهاده اند.

مفهوم کلیدی:

 

موجودات می توانند در ارتباط تنگاتنگ با یکدیگر تکامل پیدا کنند. تغییرات در یک موجود زنده منجر به تغییرات در موجود زنده دیگر می گردد. این فرآیند تکامل دوجانبه (Coevolution)نام دارد..

 

 

اثر انسان بر سیستمهای بیولوژیک:

در این فصل می خواهم بیان کنم که چگونه روابط انسان با محیط زیست تغییر کرده است و به چه شکلی این تغییرات بر روابط ما با محیط زیست اثر نا مطلوب گذاشته است.

تلاش می کنم اصول بنیادینی که انسان بر محیط زیست اثر می گذارند را بدرستی توضیح دهم. دو(2) مسیر اصلی در خصوص اثر انسان بر محیط زیست وجود دارد.

1- تغییر در عاملهای فیزیکی(غیر زنده)

2- تغییر در عاملهای بیولوژیک(زنده)

مفهوم کلیدی:

 

فعالیتهای انسانی با تغییر در اجزاء عاملهای فیزیکی و بیولوژیک بصورت مستقیم یا غیر مستقیم بر محیط زیست اثر می گذارند.

 

 

الف: تغییر در عاملهای غیر زنده.

بعضی از فعالیتهای انسانی آلاینده هائی تولید می کنند که هوا، آب و خاک را آلوده می کنند و بدین ترتیب ترکیب شیمیائی محیط زیست تغییر می کند.

بعضی از آلاینده های هوا باعث تغییر در اقلیم می شوند. تغییرات در ترکیبات شیمیائی محیط زیست و اقلیم اثرات وحشتناکی بر گونه های حیات می گذارد. آلودگی آب بر خاک، گیاهان، انسان و سایر حیوانات اثر می گذارد، آب آلوده خاک را هم آلوده می کند و خاک آلوده بر همه چیز(انسان، گیاه، جانور) اثر نامطلوب می گذارد و تغییر اقلیم نیز بر همه موجودات اثر نامطلوب مضاعف دارد، حیات و زنده ماندن را مسئله دار کرده و بر تولید مثل نیز اثر نامطلوب دارد.

همه موارد فوق شانس زنده ماندن جوامع انسانی و حیوانی و گیاهی را بشدت کاهش می دهد و امکان مرگ تعدادی از موجودات نیز فراهم می گردد.

بعضی از آلاینده های شیمیائی نظیر موادی هستند که در محیط زیست هم یافت می شوند، ولی اگر این مواد بیش از حد وارد محیط زیست شود، از آستانه تحمل موجودات کاسته می شود و به انواع بیماریها دچار می گردند، مثلاً اگر نیترات و فسفات ناشی از تصفیه فاضلابهای انسانی وارد رودخانه ها گردد، باعث تغییرات وسیع در ترکیب شیمیائی رودخانه شده و به آبزیان آسیب می رساند.

بعضی دیگر از مواد شیمیائی که وارد محیط زیست می شوند، کاملاً خارجی بوده و از قبل در محیط زیست نبوده اند، این مواد بشدت محیط زیست را آلوده می کنند مانند آفت کش ها، چون این مواد بصورت طبیعی در محیط زیست یافت نمی شوند، لذا محیط زیست هیج گونه مکانیزم دفاعی در برابر آنها ندارد و نمی تواند این مواد شیمیائی مصنوعی را غیر سمی و بدون خطر نماید.

لذا این مواد بلحاظ طبیعت ساخت شان، باعث انواع ناهنجاریها در محیط زیست می گردند، تولید سرطان، کاهش تولید مثل و سایر تغییرات محیط زیستی دیگر را می توان نام برد.

آلودگی ناشی از فعالیتهای انسانی همچنین بر شرایط فیزیکی اکوسیستم ها(سامانه های بیولوژیک) اثر می گذارد.

مثلاً ترکیبات کربنی کلر وفلور دار(Chloroflurocarbons) ، لایه اوزون را تخریب کرده و میزان اشعه ماوراءبنفش ورودی به زمین را افزایش می دهد. نیرو گاهها آب گرم را وارد نهرها می کنند و بدین ترتیب درجه حرارت آنرا بالا می برند، بال رفتن درجه حرارت آنها، تاثیرات نامطلوبی بر زندگی آبزیان می گذارد.

دی اکسید کربن نیز بر اقلیم اثر گذاشته و درجه حرارت زمین را بالا می برد، بالا رفتن درجه حرارت کره زمین بر سلامتی انسان و سایر گونه ها اثر نامطلوب و در حالت هائی حاد خفه کننده دارد.

مفهوم کلیدی:

 

فعالیتهای انسانی غالباً طبیعت فیزیکی و شیمیائی محیط زیست را تغییر می دهد ( تغییر در شرایط غیر زنده) . این تغییرات اثرات قابل ملاحظه منفی بر انسان و سایر گونه های حیات می گذارد.

 

 

تغییر در عاملهای زنده:

فعالیتهای انسانی بر اجزاء زنده جهان طبیعی ما نیز اثر نامطلوب دارد.

هنگامیکه بزرگراه و یا مجتمع مسکونی می سازیم، این ساخت و سازها بشدت بر سیستمهای بیولوژیک همجوار اثر نامطلوب دارد و باعث تخریب سکونت گاههای سایر موجودات زنده می گردد.

هنگامیکه ما یک گونه حیوانی و یا گیاهی خارجی را وارد منطقه دیگری می کنیم، چون آن منطقه مکانیزمهای طبیعی برای کنترل آن گونه را ندارد، لذا گونه وارد شده به طرز وحشتناکی تولید نسل کرده و کل منطقه را می پوشاند و با افزایش جمعیت گونه معرفی شده، سایر گونه های محلی در فشار و مضیقه غذا و مکان قرار می گیرند و بدین ترتیب بخش مهمی از اکوسیستم بر باد می رود و یا ممکن است به تخریب و از بین رفتن یکباره اکوسیستم منجرگردد.

لذا معرفی گونه های خارجی باعث تغییرات وسیع در اکوسیستم ها می گردد و این تغییرات بر گیاهان، انسان و حیوانات اثر نامطلوب دارد. تخریب اجزاء زنده اکوسیستم از طریق از بین بردن محل سکونت جانوران، معرفی گونه های جدید و شکار گونه های شکارچی، باعث تغییرات وسیع در ساختار سلامت، روان، اقتصاد، جمعیت و زیبایی منظر در بعد انسانیرا به همراه دارد.

 

مفهوم کلیدی:

 

فعالیتهای انسانی اثر مستقیم بر اجزاء زنده اکوسیستمها دارد، معرفی گونه های جدید بخاطر اینکه این گونه بدون هیج گونه کنترلی تولید مثل می کنند، برای محیط زیست فوق العاده خطر ناک است و باعث تخریب اقتصاد و محیط زیست یک منطقه می گردد.

 

 

ساده کردن سیستمهای بیولوژیک: (کاهش تنوع زیستی)

هنکامیکه در شرایط زنده و غیر زنده محیط زیست تغییرات بوجود می آید، غالباً قربانی این تغییر تنوع گونه ها می باشند. کاهش گونه های متنوع حیات به ساده سازی اکوسیستم معروف است.

یک مثال بهمراه این پدیده، تبدیل جنگلها و مراتع به زمینهای کشاورزی است. مراتع دربرگیرنده گونه های متنوع حیوانی و گیاهی هستند، هنگامیکه این مراتع برای استفاده محصولات کشاورزی، زیرورو می شوند، در واقع بخش وسیعی از تنوع زیستی از بین می رود و زمین تک محصولی شده و کاملاً ساده می گردد، مثلاً کاشت گندم یا صفی جات، پدیده تک محصولی برای تولید غذا مفید است ولی این محصول تک، در مقابل حشرات، بیماریها، خشک سالی و باد بسیار حساس می باشد.

دلایل این حساسیت بالای محصول به ناملایمات، فراوان است، حشرات و سایر گونه های حیوانی از ریز و درشت، در یک مرتع متنوع از گونه های گیاهی هر یک سهم خود را استفاده می کنند و چون نوع محصول فراوان است و مکانیزمهای طبیعی کنترل نیز وجود دارد، لذا هیج فشار مضاعفی بر سیستم های بیولوژیک وارد نمی گردد ولی اگر سیستم تک محصولی شود، حشرات و سایر گونه های حیوانی مجبور به استفاده فقط از یک نوع هستند که این وضعیت هم موجودات را تحت فشار قرار می دهد و هم محصول تک را از بین می برد. و در موارد متعددی منجر به تولید آفت بیولوژیکی برای محصول تک می گردد.

مفهوم کلیدی:

 

ساده کردن اکوسیستم ها از طریق تغییر در شرایط زنده و غیر زنده اکوسیستم، باعث کاهش تنوع زیستی گردیده و بدین ترتیب اکوسیستم در مقابل نیروهای طبیعی حساس می گردد. اکوسیستمهای ساده بسیار اسیب پذیرند و در مواردی منجر به آلودگی محیط زیست نیز می گردند، استفاده از آفت کش ها برای کنترل آفت به محیط زیست زیان مضاعف وارد می کند.

 

 

چرا اثرات بر محیط زیست را ارزیابی کنیم؟

برای پیش بینی اثرات فعالیتهای انسانی بر محیط زیست و سایر سیستمهای حیات، لازم است قبل از شروع هر فعالیت، ارزیابیهای محیط زیستی انجام گردد، و گزینه های متفاوتی به منظور کم کردن اثرات بر محیط زیست انتخاب شود.

لذا ارزیابی اثرات اجتماعی، فرهنگی، باستان شناسی و سایر اثرات محیط زیستی طرحهای توسعه و فعالیتهای انسانی در جهان مدرن امروز به منظور حفاظت یکپارچه از محیط زیست بسیار ضروری است و انتخاب گزینه های مطلوب محیط زیست از هزینه های اقتصادی و محیط زیستی می کاهد.

مثلاً برای ایجاد یک سد به منظور ذخیره آب، ارزیابی محیط زیستی منطقه و بررسی همه جانبه اثرات و به عبارتی آنالیز پایداری برای ایجاد سد مورد نظر، بسیار ضروری بوده و بعنوان یک اقدام اساسی و پیش گیرانه، انسان را در جهت گسترش توسعه پایدار یاری می نماید، این تلاش (ارزیابی اثرات پروژه ها بر محیط زیست) برای مردم، اقتصاد و محیط زیست بسیار مطلوب است.

مفهوم کلیدی:

 

مطالعه اثرات محیط زیستی فعالیتهای انسانی به ما این امکان را می دهد که گزینه های توسعه پایدار وکم خطرترین آنها را انتخاب کرده و بر پایداری محیط زیست بیفزائیم.