เรื่องที่ 1  ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในระบบนิเวศ

ระบบนิเวศ คืออะไร

ระบบนิเวศ (Ecosystem)   เป็นชื่อเรียกของกลุ่มสิ่งมีชีวิตและปัจจัยแวดล้อมในบริเวณกว้าง  แบบใดแบบหนึ่ง ที่เน้นความสัมพันธ์กันของสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม  ซึ่งถือเป็นหน่วยที่สําคัญที่สุด มีการแลกเปลี่ยนสสาร แร่ธาตุและพลังงานกับสิ่งแวดล้อม  โดยผ่านระบบห่วงโซ่อาหาร (Food chain)  เพราะระบบนิเวศนั้นประกอบด้วยความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด และความสัมพันธ์ ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมที่อาศัยอยู่ ซึ่งสิ่งแวดล้อมก็คือสภาพต่างๆ ของสิ่งที่อยู่รอบตัวเรา  ได้แก่  อุณหภูมิ  ความชื้น  ระนาบพื้นที่สูง  ประเภทของหิน  ดิน ฯลฯ มีการกินกันเป็นทอดๆ ทําให้ สสารและแร่ธาตุมีการหมุนเวียนในระบบจนเกิดเป็นวัฏจักร
ระบบนิเวศหลากหลายบนโลก

           ระบบนิเวศทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่มีความแตกต่างกัน แต่มีความเหมือนกันคือ เป็นที่อยู่ ตามธรรมชาติของพืชและสัตว์ ซึ่งอยู่รวมกันเป็นกลุ่มและมีอิทธิพลต่อกัน ทั้งในแหล่งน้ำจืด ชายหาด  หรือถ้ำใต้ดินโลกมีน้ำจืดในแหล่งต่างๆ รวมกันเพียง 0.04% ของปริมาณน้ำทั้งโลก (อีก 2.4%   ในปริมาณน้ำจืดทั้งหมดเป็นน้ำที่เกิดการแข็งตัว) น้ำจืดมีปริมาณสารละลายเกลือในน้ำน้อยกว่าน้ำทะเล  ซึ่งส่วนใหญ่เป็นน้ำฝนที่ตกลงบนพื้นทวีป ระบบนิเวศ
(ถ้ำใต้ดิน–ชายฝั่งทะเล-ป่าชายเลน)
สิ่งมีชีวิตหลักๆ ในน้ำจืด ได้แก่ สาหร่าย พืชชั้นสูงบางชนิด และสัตว์จําพวกครัสเตเซียน  แมลง ปลา และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำชนิดต่างๆ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่หาอาหารจากในน้ำแล้วสร้างรังไว้
ริมฝังแม่น้ำเหมือนตัวนากและตัวบีเวอร์ พื้นที่ชุ่มน้ำเป็นแหล่งที่มีสิ่งมีชีวิตหลากหลายสายพันธุ์ที่สุด  เพราะมีสภาพเป็นระบบนิเวศแบบผสมผสานระหว่างบนบกกับในน้ำ

ถ้ำ  เป็นระบบนิเวศที่ไม่มีแสงสว่าง (แสงสว่างเป็นปัจจัยที่ทําให้เกิดการสร้างอินทรียวัตถุ)  มีความชื้นสูง และอุณหภูมิเกือบคงที่ตลอดทั้งปี อินทรียวัตถุที่จําเป็นต่อการดํารงชีวิตสามารถเข้าไปสู่ ในถ้ำได้ตามกระแสน้ำใต้ดินหรือสัตว์เป็นตัวนําเข้ามา
ป่าชายเลน  เป็นระบบนิเวศชายฝั่งที่พบได้เฉพาะในเขตร้อนเท่านั้น เป็นแหล่งที่อยู่ของต้นไม้และไม้พุ่มที่มีการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม

การเปลี่ยนแปลงแทนที่ทางนิเวศวิทยา

พื้นที่เกษตรกรรมส่วนใหญ่ในอดีตเคยเป็นป่ามาก่อน หากปล่อยให้รกร้างนาน ๆ ก็กลับกลายเป็นป่าอีกครั้ง ด้วยการที่หญ้าหรือวัชพืชขึ้นมาปกคลุมดินสูงขึ้นเรื่อย ๆ จากนั้นพุ่มไม้และไม้อ่อนจะงอกขึ้นมาในทุ่งหญ้า ต่อมาเมื่อไม้ใหญ่แตกกิ่งก้านสาขา ร่มเงาของมันจะทำให้หญ้าค่อย ๆ ตายในที่สุด ไม้ใหญ่ที่ทำให้พื้นที่กลายเป็นป่าเรียกว่า "การเปลี่ยนแปลงแทนที่ทางนิเวศวิทยา"ในธรรมชาติทั่วไป
ชั้นของสิ่งมีชีวิต
              ลักษณะเด่นที่สุดของคาวเคราะห์ที่ชื่อว่า "โลก" คือ การมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่บนพื้นผิวบางๆที่ปกคลุมโลกชีวิตได้เริ่มถือกำเนิดขึ้นบน โลกตั้งแต่เมื่อประมาณ 3.500 ล้านปีก่อน ซึ่งเป็นระยะเวลาที่ยาวนานเพียงพอสำหรับวิวัฒนาการจนเกิดเป็นสิ่งมีชีวิตหลากหลายสายพันธุ์ขึ้นมา

ชีวภาค ระบบนิเวศ และแหล่งที่อยู่

           โลกของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดก็คือ "ชีวภาค" ส่วนหนึ่งๆ ของชีวภาคจะสัมพันธ์เกี่ยวข้องกับส่วนอื่นๆ ไม่ทางตรง ก็ทางอ้อม แต่ชีวภาคทั้งหมดนั้นซับซ้อนและมีขอบเขตกว้างใหญ่ไพศาลจนไม่อาจนำมาศึกษารวมกันทีเดียวได้ นักนิเวศวิทยาจึงแบ่งชีวภาคออกเป็นหน่วยย่อยที่ครอบคลุมเฉพาะพืชหรือสัตว์ เช่น ป่าดิบชื้นเขตร้อน ป่าแล้ง หรือป่าสนเขตหนาวเหนือ โดยเรียกแต่ละหน่วยว่า "ระบบนิเวศวิทยา"
ป่าดิบชื้น ป่าเขตร้อน

           ป่าดิบชื้นหรือป่าเขตร้อนตั้งอยู่บริเวณรอบเส้นศูนย์สูตร เป็นป่าที่มีความหลากหลายทางชีวภาพที่สุดบนโลก เพราะมีพืชและสัตว์มากมายหลายพันธุ์ สภาพของป่าเอื้อต่อสิ่งมีชีวิตมากหมู่ต้นไม้จะต่อสู้แข่งชิงพื้นที่กัน ยืดรากแผ่   กึ่งก้านสาขารับแสงอาทิตย์ ทำให้ในป่ามีต้นไม้ใบหญ้านานาชนิดครอบคลุมพื้นที่ถึงสามระดับเหมือนคน มีชีวิตอยู่   คอนโด เพราะหญ้าและไม้พุ่มบางชนิดปรับตัวขึ้นไปอยู่บนกึ่งก้าน ลำต้นไม้หรือเปลี่ยนรูปเป็นไม้เลื้อยเกี่ยวพันต้นไม้อื่น
มหาสมุทร
           สิ่งสำคัญที่ทำให้โลกแตกต่างจากคาวเคราะห์ควงอื่นๆ ในระบบจักรวาลหรือเอกภพ(Universa) คือ       แหล่งน้ำอันอุดมสมบูรณ์ซึ่งมีมากถึงสองในสามส่วนของพื้นที่ผิวโลก ซึ่งยาวมากกว่าเทือกเขาบนพื้นดิน และร่องลึกใต้ทะเลคือรอยแยกลึกที่เป็นต้นเหตุของการเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่บนพื้นโลกส่วนมาก

องค์ประกอบของระบบนิเวศ
            การจำแนกองค์ประกอบของระบบนิเวศ ส่วนใหญ่จะจำแนกได้เป็นสององค์ประกอบหลักๆคือ องค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต (A biotic) และองค์ประกอบที่มีชีวิต (Biotic)
          1. องค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต (Abiotic component)
              1.1 สารประกอบอินทรีย์ (Organic compound) เช่น โปรตีน ไขมัน  คาร์โบไฮเครต วิตามิน          สารเหล่านี้มีการหมุนเวียนใช้ในระบบนิเวศ เรียกว่า วัฏจักรของสารเคมี  ธรณีชีวะ (biogeochemical cycle)

               1.2 สารประกอบอนินทรีย์ (Inorganic compound) เช่น น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ฯลฯ,

ภาพแวดล้อมทางกายภาพ (Abiotic environment) เช่น อุณหภูมิ แสงสว่าง ความกดดัน พลังงาน  สสาร สภาพพื้นที่ และสภาพสิ่งแวดล้อม พลังงานแสง พลังงานไฟฟ้า พลังงานปรมาณู และซากสิ่งมีชีวิตเน่าเปื่อยทับถมกันในดิน (Humus) เป็นต้น ซึ่งสิ่งเหล่านี้เป็นองค์ประกอบสำคัญในเซลล์                                                                  

               2. องค์ประกอบที่มีชีวิต (Biotic components) ที่มาจาก พืช สัตว์ต่าง ๆ ตั้งแต่ชนิดที่มองเห็นด้วยตาเปล่า ไปจนถึงชนิดที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า ซึ่งสามารถแบ่งออกได้ ดังนี้                                                                 

              2.1 ผู้ผลิต (Producer or Autotrophic) ได้แก่ สิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองได้  (Autotroph)           จากสารอนินทรีย์ส่วนมากจะเป็นพืชที่มีคลอโรฟิลล์สิ่งมีชีวิต

              2.2 ผู้บริ โภค (Consumer) ได้แก่ สิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารเองได้  (Heterotroph) ต้องได้กินสิ่งมีชีวิตอื่นเป็นอาหาร เนื่องจากสัตว์เหล่านี้มีขนาดใหญ่จึงเรียกว่า แมโครคอนซูมเมอร์ (Macro consumer) โดยแบ่งชนิดสิ่งมีชีวิตจากพฤติกรรมการกินเป็น 4 อย่าง ได้แก่                                                                                               

                        กินพืช เช่น โค กระบือ

                      กินสัตว์ เช่น เสือ สิงโต

                        กินทั้งพืชและสัตว์ เช่น มนุษย์ ไก่

                  กินซาก เช่น แร้ง มด

              2.3 ผู้ย่อยสลายอินทรียสาร (decomposer, saprotroph, osmotroph หรือ microConsumer) คือ พวกแบคที่เรีย ได้แก่สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่สร้างอาหารเองไม่ได้ เช่น แบคที่เรีย เห็ด รา  (Fungi) และแอกติโนมัยชีต (Actinomycete) ทำหน้าที่ย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วในรูปของสารประกอบโมเลกุลใหญ่ให้กลายเป็นสารประกอบโมเลกุลเล็กในรูปของสารอาหาร (Nutrients) เพื่อให้ผู้ผลิตนำไปใช้ได้ใหม่อีก