מבוא לביולוגיה א' - סנדרה שטוקמן PDF

‫מבוא לביולוגיה א'‬ ‫נכתב על ידי סנדרה שטוקמן‬ ‫ אקולוגיה – ד"ר ינון שרף – עמודים ‪60 – 2‬‬ ‫ כימיה של החיים – פרופ' אהוד גזית – עמודים ‪83 – 61‬‬ ‫ האנרגיה של החיים – פר...

‫מבוא לביולוגיה א'‬ ‫נכתב על ידי סנדרה שטוקמן‬ ‫ אקולוגיה – ד"ר ינון שרף – עמודים ‪60 – 2‬‬ ‫ כימיה של החיים – פרופ' אהוד גזית – עמודים ‪83 – 61‬‬ ‫ האנרגיה של החיים – פרופ' עדי אבני – עמודים ‪117 – 84‬‬ ‫ ממברנה‪ ,‬תקשורת וחלוקת תאית – פרופ' מרסלו ארליך – עמודים ‪156 – 118‬‬ ‫ גנטיקה – ד"ר עודד רכבי – עמודים ‪188 - 157‬‬ ‫ טכנולוגיית דנ"א – פרופ' עדי אבני – ‪193 - 189‬‬ ‫‪1‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫אקולוגיה – ד"ר ינון שרף‬ ‫מה זו אקולוגיה?‬ ‫אקולוגיה הינה תחום מדעי החוקר את יחסי הגומלין בין בעלי חיים וסביבתם (‪.)Haechel 1869‬‬ ‫ההגדרה המקובלת יותר היום היא יחסי הגומלין בין אורגניזמים וסביבתם‪ ,‬הקובעים את התפוצה‬ ‫(‪ )distribution‬והשפעה (‪ )abundance‬של המינים )‪.(Krebs 1972‬‬ ‫למה הכוונה בסביבה?‬ ‫סביבה ביוטית‪ :‬אורגניזמים חיים שבאים איתם במגע‪.‬‬ ‫סביבה א‪-‬ביוטית‪ :‬כל הדברים הרלוונטיים לבע"ח ואינם חיים כמו קרקע‪ ,‬זיהום אויר‪ ,‬קרינה‪ ,‬מים‪,‬‬ ‫רוחות וכו'‪.‬‬ ‫אקולוגיה היא התחום הרחב ביותר בביולוגיה‪ ,‬מגיע מרמת הפרט או חלקי הפרט ועד לאקולוגיה של‬ ‫כדה"א כולו‪.‬‬ ‫שלוש שיטות מחקר מקובלות‪:‬‬ ‫ניסו מעבדה (טיפול מול ביקורת) – בודקים משתנה ספציפי‪ ,‬עושים זאת בתנאי מעבדה‬ ‫ ‬ ‫מבוקרים‪ ,‬מעמידים טיפול אחד או מספר בהם משנים את הגורם הנבדק מול ביקורת (בה לא‬ ‫משנים)‪.‬‬ ‫יתרונות‪ :‬גורמים מבוקרים‪ ,‬מאפשר לבודד משתנה יחיד‪.‬‬ ‫חסרונות‪ :‬שקר‪.‬לא מדמה לרוב את החיים בטבע‪.‬‬ ‫ניסוי שדה – עושים אותו בשטח‪ ,‬בבית הגידול הטבעי של בע"ח‪.‬לעיתים מחלקים את השטח‬ ‫ ‬ ‫לחלקות‪ ,‬בחלקן מבצעים טיפול ובחלקן משמרים בלי טיפול (טיפול מול ביקורת)‪.‬‬ ‫יתרונות‪ :‬מתאר תוואי אקולוגי שלא ניתן לתאר במעבדה‪.‬‬ ‫חסרונות‪ :‬לא ניתן לשמור על תנאים קבועים כמו מזג אויר‪ ,‬טמפ' וכו'‪.‬‬ ‫תצפיות ושימוש בשיטות השוואתיות – צופים במספר מינים גדול ומשווים ביניהם‪.‬‬ ‫ ‬ ‫למשל‪ ,‬שתי קבוצות שחפים – שחפים שמקננים על הקרקע הם בעלי ביצים שמסוות היטב‪,‬‬ ‫תוקפים אם מישהו מתקרב לביצים בשל החשיפה לטריפה‪.‬שחפים שמקננים בצוקים לא‬ ‫עושים את הדברים שהוזכרו‪.‬‬ ‫ההבדל בהתנהגות הוביל לפיצול בין השחפים וכל אחד עבר אבולוציה לבית גידול אחר‪.‬‬ ‫יתרונות‪ :‬ניתן ללמוד על הרבה מינים יחד‪.‬‬ ‫חסרונות‪ :‬לא יודעים האם ההסבר נכון‪ ,‬מוצאים מתאם סטטיסטי (קורולציה) שאינו בהכרח‬ ‫סיבתי‪.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫מטרת המחקר האקולוגי‪:‬‬ ‫לתאר את מה שאנחנו רואים‬ ‫ ‬ ‫להציע הסברים אפשריים לתופעות‬ ‫ ‬ ‫לבחון את ההסברים האפשריים‬ ‫ ‬ ‫להציע תרחישים לעתיד‪ ,‬לחלק זה גם היבטים יישומיים‪.‬‬ ‫ ‬ ‫השיטה המדעית‪:‬‬ ‫מתחילים מתצפיות‬ ‫ ‬ ‫מנסחים היפותזה – רעיון כללי שאי אפשר עדיין להעמיד לניסוי‪.‬‬ ‫ ‬ ‫גוזרים מספר תחזיות – משהו ספציפי שניתן להעמידו לניסוי‪.‬‬ ‫ ‬ ‫מבצעים ניסוי‬ ‫ ‬ ‫תמיכה בהיפותזה או הפרכתה‪.‬אם היפותזה נתמכת על ידי ניסויים‬ ‫ ‬ ‫רבים אז היא חזקה‪.‬היפותזה היא אינה אמת מוחלטת‪ ,‬משתנה עם‬ ‫הזמן‪.‬אף פעם אי אפשר להוכיח היפותזה‪.‬כמו למשל אבולוציה‪.‬‬ ‫רמות ארגון בביולוגיה‬ ‫תפיסה היררכית של מבנים ביולוגיים מורכבים‪.‬כל רמה מורכבת מקודמתה בהיררכיה ומהווה בסיס‬ ‫לזאת שאחריה‪.‬כל רמה לא ניתנת להסבר לפי הרמה מתחתיה‪.‬‬ ‫אקולוגיה עוסקת באיברים ‪ ‬מבנה הגוף ‪ ‬פרט ‪ ‬אוכלוסייה ‪ ‬חברות ‪ ‬אקוסיסטמה ‪‬‬ ‫ביוספרה‪.‬‬ ‫אקולוגיה של הפרט‪:‬‬ ‫כיצד המבנה‪ ,‬הפיזיולוגיה‪ ,‬ההתנהגות ומהלך החיים של הפרט מושפע מאתגרי הסביבה‪.‬תתי‬ ‫התמחויות הן‪ :‬אקולוגיה פיזיולוגית‪ ,‬אקולוגיה התנהגותית‪ ,‬אקולוגיה אבולוציונית ועוד‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬כריש פטישן ‪-‬בתצפית שמנו לב שהכרישים שוחים יחד עם הדג הקטן‪.‬היפותזה שיכולה לעלות‬ ‫מהתצפית היא שהדג הקטן מסייע לכריש‪.‬‬ ‫מכאן‪ ,‬עולה תחזית – אם הדג הקטן נצמד לכריש אז בריאות העור של הכריש תהיה טובה יותר‪,‬‬ ‫מספר הטפילים ירד‪.‬‬ ‫אקולוגיה של אוכלוסיות‪:‬‬ ‫אוכלוסייה היא קבוצת פרטים של אותו המין הביולוגי החיים יחד בסביבה נתונה‪.‬התחום עוסק‬ ‫בשינויים בגודל של האוכלוסייה עם הזמן – כמה מהר האוכלוסייה גדלה‪ ,‬קטנה‪ ,‬כמה הגירה‬ ‫פנימה‪/‬החוצה וכו''‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬אוכלוסיית הפלמינגו – אם נוסיף מזון לאוכלוסייה‪ ,‬איך זה ישפיע על גודלה‪.‬‬ ‫‪3‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫אקולוגיה של חברות‪:‬‬ ‫חברה היא קבצת אוכלוסיות של מינים שונים‪ ,‬החיים בסביבה נתונה‪.‬‬ ‫יש הרבה אינטראקציות אפשריות בין האוכלוסיות והתחום עוסק ביחסי הגומלין בין המינים השונים‬ ‫והשפעתם על מבנה החברה‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬חברת צמחים שונים ביער – מה הקשר בין המינים? יחסי טפילות או לא? מה היא התחרות‬ ‫העיקרית בין המינים השונים בחברה הזו?‬ ‫אקולוגיה של אקוסיסטמות‪:‬‬ ‫אקוסיסטמה היא חברת האורגניזמים בסביבה והגורמים הסביבתיים (א‪-‬ביוטיים) עימם באים‬ ‫באינטראקציה‪.‬התחום שם דגש על זרימת אנרגיה ומעגלים כימיים‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬מערכת עשב ואוכל עשב ‪ -‬תוך כמה זמן אטום חנקן שקיים בצמח חוזר לאחר שנאכל‬ ‫לצמחייה? מהו זמן גלגול החנקן?‬ ‫איך זיהום חקלאי משפיע על אזור מסוים?‬ ‫אקולוגיה גלובלית‪:‬‬ ‫אקולוגיה גלובלית בוחנת כיצד תופעות בקנה מידה רחב משפיעות על תפוצת ושפעת המינים‬ ‫בביוספרה (כל האקוסיסטמות בכדה"א)‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬איך אפקט ההתחממות הגלובלית משפיע על תפוצת מינים?‬ ‫או‪ ,‬איך הפחמן שאנו שורפים משפיע על הטמפ' הממוצעת?‬ ‫חשיבות הסביבה‬ ‫קל לדמיין סביבה בלי בע"ח או צמחים אבל אין אורגניזם ללא סביבה‪ ,‬אפילו סביבה מלאכותית היא‬ ‫סביבה – כמו הקמפוס‪.‬בע"ח אינם מפוזרים אקראית על כדה"א‪.‬‬ ‫יש מגוון סביבות – יבשתית‪ ,‬ימית‪ ,‬חמה‪ ,‬קרה‪ ,‬גבוהה‪ ,‬נמוכה‪ ,‬קבועה‪ ,‬משתנה‪.‬‬ ‫הסביבה עיצבה את בע"ח והצמחים בתהליך של ברירה טבעית – מנגנון באבולוציה ובו תכונות‬ ‫תורשתיות של אורגניזמים הופכות נפוצות יותר באוכלוסייה מדור לדור ככל שהן תורמות לרביית‬ ‫הפרט ויכולת הישרדותו בסביבתו‪.‬‬ ‫מינים קרובים (בעלי אב קדמון משותף) שעברו שינויים שהתאימו אותם לסביבות מסוימות‪/‬שונות‪.‬‬ ‫תהליך זה נקרא אבולוציה מתבדרת‪.‬למשל‪ ,‬פנק במדבר סהרה מול השועל הארקטי באיסלנד‪.‬‬ ‫מינים שאינם קרובים אך נמצאים באותו סוג הסביבה עוברים אבולוציה מתכנסת בה באופן בלתי‬ ‫תלוי נוצרים מאפיינים דומים בין המינים‪.‬למשל‪ ,‬חמוס השלגים‪ ,‬דוב הקוטב וינשוף השלג‪.‬‬ ‫‪4‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫לא רק הסביבה משפיעה על איך שבע"ח והצמחים יראו‪ ,‬גם גורמים היסטוריים קובעים את תפוצת‬ ‫המינים והמראה שלהם‪.‬עולם החי לא נבנה על ידי בחינה של כל אורגניזם בתורות מול כל הסביבות‬ ‫ואחר כך שינוי שלו כך שיתאים באופן הטוב ביותר לסביבה‪.‬הסביבה משתנה תמיד ולכן אורגניזם לא‬ ‫מותאם ב‪ 100%-‬לסביבה‪.‬‬ ‫האקלים והשפעתו‬ ‫האקלים הוא גורם א‪-‬ביוטי חזק וחשוב שמאפיין סביבה‪.‬‬ ‫אקלים מוגדר כתנאי מזג האוויר ארוכי הטווח בסביבה מסוימת‪.‬אקלים מושפע מגשם‪ ,‬טמפ'‪ ,‬אורך‬ ‫יום‪ ,‬לחות וכו'‪.‬‬ ‫מקרו‪-‬אקלים – מזג אויר באזור מסוים‪ ,‬למשל טמפ' ממוצעת בחודש יוני בישראל‪.‬מושפע ממרחק‬ ‫מקו המשווה‪ ,‬גופי מים גדולים והרים‪.‬‬ ‫מיקרו‪-‬אקלים – מה שהחיות מרגישות‪ ,‬אינדיבידואלי‪ ,‬למשל מה הטמפ' מתחת לעץ מסוים לאורך‬ ‫היום‪.‬מושפע ממשקעים‪ ,‬רוח‪ ,‬לחות‪ ,‬טמפ'‪.‬‬ ‫עונתיות כדה"א‪:‬‬ ‫מושפעת מהמרחק של כדה"א מהשמש ומזווית נטיית כדור הארץ לשמש‪.‬בקיץ הצד הצפוני קרוב‬ ‫יותר לשמש והצד הדרומי מוסתר‪ ,‬כך הפוך בדיוק בחורף‪.‬‬ ‫גופי מים‪:‬‬ ‫מים חמים באזור קו המשווה מתחממים ויוצרים סירקולציה ‪ -‬מים חמים מחליפים מים קרים ומים‬ ‫קרים יורדים חזרה למטה‪.‬זרמים אלה נקבעים על ידי‪ :‬רוחות‪ ,‬מליחות המים‪ ,‬טמפרטורת המים‪.‬‬ ‫דוגמה מיוחדת – זרם הגולף‪ :‬מעביר מים חמים מאזור קו המשווה (מפרץ מקסיקו) לצפון אירופה‬ ‫ובכך הופך את האזור לחם יותר יחסית לאזורים מקבילים באותו קו רוחב של כדה"א‪.‬‬ ‫הרים‪:‬‬ ‫תנאי השטח משפיעים על אקלים מקומי‪ :‬הרוח זורמת מגוף מים פנימה‪.‬‬ ‫ככל שהאוויר הקר מטפס במעלה ההר‪ ,‬האוויר מתקרר‪ ,‬מתעבה ומוריד גשם וזה אומר שהוא יורד‬ ‫בצד השני יבש‪.‬מהצד השני של ההר יש אזור מדברי שמקבל הרבה פחות גשם בגלל "צל הגשם"‪.‬‬ ‫דוגמא לתופעה זו הוא מדבר יהודה בישראל‪ ,‬וגם מדבר שומרון – כל הרצועה המזרחית‬ ‫של ישראל‪.‬המזרח יבש והמערב ירוק בגלל "צל הגשם"‪.‬‬ ‫אקלים מכתיב את התפוצה ושפעה של המינים‪ ,‬מכאן את האקולוגיה‪.‬‬ ‫החיים משתנים כל הזמן‪ ,‬יש שינוי תמידי בחיים ומינים לא קופאים על השמרים ומשתנים כל הזמן‬ ‫גם‪ ,‬לכן תחום התפוצה שלהם משתנה כל הזמן‪.‬‬ ‫שינויים בהשפעת האקלים כבר התרחשו בעבר‪ ,‬עוד לפני שבני אדם הופיעו – למשל‪ ,‬תקופות קרח‬ ‫שנגרמו בשל מיקום מסוים של היבשות על כדה"א‪.‬‬ ‫‪5‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫כאשר קרחונים התפנו צפונה נוצרה הזדמנות למינים להתפשט‪.‬‬ ‫דוגמה לכך היא השפעת האקלים על מין של אשור‪.‬‬ ‫אנו רואים מין של אשור שמעריכים שהפיץ עצמו על ידי בעלי חיים מאז‬ ‫שהתנאים התחילו להתחמם‪ ,‬כשנגמרה תקופת הקרח בצפון אמריקה‪.‬מאז‬ ‫שנגמרה תקופת הקרח בצפון אמריקה‪ ,‬הפיץ עצמו ברדיוס של בערך ‪ 200‬מטר‬ ‫לשנה‪ ,‬זה לא נחשב הרבה‪.‬זה ב‪ 15 -‬אלף השנים האלו‪.‬אפשר למדוד זאת על ידי‬ ‫מאובנים‪.‬‬ ‫משמאל רואים מייפל‪.‬הזרעים של המייפל מופץ למרחקים ארוכים יותר בגלל הרוח לכן לצמחים‬ ‫כאלה יש יתרון במקרה של שינויים מהירים באקלים‪.‬‬ ‫משמאל אנו רואים את תחום התפוצה העכשווי של האשור‪.‬‬ ‫נעשה סימולציה (מודלים שחוזים) ונשאל איך יראה תחום התפוצה אם יתחמם האקלים ב‪ 4 -‬וחצי‬ ‫מעלות או ב‪ 6 -‬וחצי מעלות במאה שנה הקרובות‪.‬‬ ‫רואים את ההצטמצמות של שטח תפוצת האשור ‪ -‬אמנם הוא מתפשט קצת למעלה כי האזורים‬ ‫הצפוניים בהווה קרים מספיק בשבילו‪ ,‬אבל זה לא מפצה על ההצטמצמות הגדולה בדרום‪.‬‬ ‫כך בודקים באמצעות מה שקרה בתקופת הקרח האחרונה מה הן התחזיות של מה שצפוי לקרות‬ ‫בעקבות אירועים עתידיים כמו ההתחממות הגלובלית‪.‬‬ ‫מה הסכנה בהקשר המין הזה?‬ ‫על פי המודלים האלה יאלץ האשור להפיץ עצמו בקצב של ‪ 7‬ק"מ בשנה כדי לשרוד אבל בפועל הקצב‬ ‫הפצה שלו הוא ‪ 200‬מטר בשנה‪ ,‬מדובר בפער גדול‪.‬כך המין הזה באזור הזה עשוי להפסיק ולהתקיים‪.‬‬ ‫איך האשור עשוי להציל את עצמו? יעבור איזושהי אדפטציה‪.‬‬ ‫בעלי חיים וצמחים הם דינמיים‪.‬אם האוכלוסייה מספיק גדולה‪ ,‬אולי תהיה מוטציה גנטית‪ ,‬תהיה‬ ‫סלקציה על כאלה שמפיצים עצמם יותר טוב‪ ,‬המין הזה יפיץ את עצמו וכך ישרוד‪ ,‬כמו שחיידקים‬ ‫מפתחים עמידות לכל מיני רעלים כמו אנטיביוטיקה או חרקים שמפתחים עמידות לקוטלי חרקים‪.‬‬ ‫ההבדל הוא שלחרקים בהשוואה לעץ יש זמן דור הרבה יותר קצר מאשר לעץ‪.‬לכן השינויים‬ ‫‪6‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫והאדפטציות שיעבור עץ ייקחו הרבה יותר זמן מאשר אצל החרק‪.‬האבולוציה עובדת על העץ הרבה‬ ‫יותר לאט‪.‬‬ ‫מה עוד יכול להציל אותו? פלסטיות פנוטיפית‪.‬‬ ‫אם מישהו הולך לים ומשתזף‪ ,‬עורו נעשה יותר כהה ופעם הבאה שילך לים העור שלו יהיה יותר עמיד‬ ‫לקרינה‪.‬זה לא שינוי גנטי‪ ,‬זו רמה של פלסטיות‪ ,‬של גמישות‪.‬‬ ‫גם בעצים‪ ,‬על ידי יצירת כל מיני חומרים‪ ,‬אולי ילמד העץ להתמודד עם טמפרטורות יותר חמות‬ ‫המתקיימות בחלק הדרומי החם יותר‪.‬‬ ‫התחממות גלובלית היא אינה תהליך שמתרחש רק כיום‪ ,‬אלא התרחש בסיום תקופת הקרח בכדה"א‪.‬‬ ‫ההבדל הוא קצב עליית הטמפרטורה – התחזית היא עלייה של בין ‪ 3‬ל‪ 6.5-‬מעלות במאה השנים‬ ‫הקרובות לעומת עלייה של ‪ 8‬מעלות במשך ‪ 20,000‬שנה בסיום תקופת הקרח‪.‬‬ ‫ביומים‬ ‫ביומה היא אוסף מיני אורגניזמים המאפיינים שטחים על כדה"א בעלי אקלים דומה‪.‬אקלים מכתיב‬ ‫ביומים שונים‪.‬‬ ‫אקוטון – הגבול בין ביומים‪ ,‬לפעמים רחב ואינו ברור‪.‬‬ ‫קלימטוגרף – שיטה גרפית המתייחסת למשקעים וטמפ' ומציגה בצורה טובה את ההבדלים בין‬ ‫ביומים‪ ,‬למשל ההבדל בין יער טרופי לאזור הארקטי‪:‬‬ ‫יער טרופי – הרבה משקעים וטמפ' גבוהה‬ ‫ ‬ ‫אזור ארקטי – מעט משקעים וטמפ' נמוכה‪.‬‬ ‫ ‬ ‫הבעיה בגרף היא שהוא מציג ממוצע בין שני פרמטרים ומתעלם משאר הגורמים בבית הגידול‪.‬כמו כן‬ ‫לפעמים יש חפיפה ולא תמיד ניתן לדעת מה הביום‪.‬חסרון נוסף הוא שהגרף מראה כמות או טמפ'‬ ‫בזמן מסוים אך לא מראה את הפיזור לאורך הזמן‪.‬‬ ‫שיכוב‬ ‫הביומים היבשתיים מתאפיינים בשיכוב‪.‬הכוונה היא לשכבות גובה שונות התורמות ליצירת בתי‬ ‫גידול מגוונים כי בע"ח וצמחים אחרים נמצאים בשכבות שונות של בית הגידול‪.‬‬ ‫ביער – צמרות עצים‪ ,‬עלים תחתונים‪ ,‬שיחים‪ ,‬פני קרקע ושכבת שורשים‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬נסתכל על שלושה מינים של עכבישים‪:‬‬ ‫השמאלי בונה רשתות וצד עם הרשת לכן די מקובע‬ ‫ ‬ ‫למקומו‪.‬‬ ‫המרכזי הוא נייד יותר וללא רשת והוא קופץ על הטרף‬ ‫ ‬ ‫הימני הוא עכביש שמצד אחד לא בונה רשת אבל הוא לא‬ ‫ ‬ ‫זז כל כך הרבה‪ ,‬זז ממקומו רק כדי ללכוד טרף‪.‬‬ ‫‪7‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫הם נבדלים ברמת התנועה שלהם וכך תופסים שלוש רמות של בית הגידול שלהם‪.‬‬ ‫אבולוציה מתכנסת‪:‬‬ ‫באותו ביום באזורים שונים לא נמצא את אותם המינים אך ניתן למצוא מאפיינים דומים של צמחים‬ ‫בביומים רחוקים‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬הקקטוסים של מרכז דרום אמריקה למול הקקטוסים באיים הקנדריים ‪ -‬קקטוסים מקבוצת‬ ‫החלבלויים‪ ,‬מחזיקים מים על מנת לשרוד‪ ,‬מצאו את אותו הפתרון לאותה הבעיה רק בשלב אחר‬ ‫באבולוציה‪ ,‬בלתי תלוי‪.‬‬ ‫הפרעה וסקסציה‬ ‫הפרעה – הכוונה לאירוע המוביל לשינוי החברה האקולוגית‪ ,‬אירוע כזה יכול להיות שריפה‪ ,‬צונאמי‪,‬‬ ‫נפילת עצים‪ ,‬רוח חזקה‪.‬מחלקים את ההפרעות לפי עוצמת ההפרעה‪ ,‬נרחבות ומשך‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬בים התיכוני שריפות הן חלק מהמחזור השנתי של בית הגידול‪.‬‬ ‫סוקסציה – תחלופת מינים בתוך החברה ובממד זמן ארוך יותר אף יותר מתחלופה של חברות‪.‬‬ ‫בסוקצסיה ישנה התייחסות למצאי המינים וגם לשפע היחסי‪.‬‬ ‫סוקצסיה כיוונית – לאחר הפרעה יש תחלופה של המינים‪ ,‬כניסה של צמחים קטנים כמו טחבים לבית‬ ‫הגידול שהולכים וגדלים לצמחים עשבוניים‪ ,‬צמחים עם גזע‪ ,‬שיחים ועצים גדולים (השיא)‪.‬‬ ‫קיימים ‪ 3‬סוגים של סוקסציה‪:‬‬ ‫סוקצסיה ראשונית – כאשר עדיין אין קרקע והיא נחשפת לראשונה‪ ,‬כמו לאחר התפרצות‬ ‫ ‬ ‫וולקנית או נסיגת קרחונים‪.‬החלוצים‪ :‬חד תאיים‪.‬לאחר מכן חזזיות וטבחים ורק אז צמחים‬ ‫קטנים‪.‬יכולה להתרחש גם עקב הפרעה חזקה שלא הותירה שרידים‪.‬‬ ‫סוקצסיה משנית – שטח שכבר קיים והפרעה כלשהי חיסלה את הצמחים הקיימים אך‬ ‫ ‬ ‫הותירה שרידים‪.‬דוגמה להפרעה היא שיטפון‪ ,‬טורנדו‪ ,‬שריפה‪.‬השרידים יכולים להיות‬ ‫צמחים במידה וההפרעה לא קשה‪ ,‬ובמקרה של הרס מוחלט השרידים הם זרעים באדמה‪.‬‬ ‫סוקצסיה מעגלית – פחות נפוצה‪.‬חוזר לאחר כמה זמן לנק'‬ ‫ ‬ ‫המוצא‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬שיח לריאה וקקטוס במדבריות טקסס ‪ -‬לריאה מופצת‬ ‫בקלות בעזרת הרוח‪.‬צבר מופץ לאט יותר ולכן מגיע שני אך יוצר‬ ‫מערכת שורשים שטחית מעל שורשי הלריאה והורג אותה‪.‬‬ ‫מכרסמים ורוח חושפים את שורשי הצבר והוא מת‪.‬התהליך‬ ‫מתחיל מההתחלה‪.‬‬ ‫‪8‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫ביומים יבשתיים‬ ‫ניתן לאפיינם ע"י מיקום גיאוגרפי‪ ,‬משקעים‪ ,‬טמפ'‪ ,‬צמחים ובעלי חיים‪.‬‬ ‫הביומים העיקריים‪ :‬יערות טרופיים‪ ,‬מדבריות‪ ,‬סוואנה‪ ,‬ים תיכוני‪ ,‬ערבה ממוזגת‪ ,‬טונדרה‪ ,‬יער רחב‬ ‫עלים ממוזג‪ ,‬יער מחטני צפוני‪.‬‬ ‫יער טרופי‪ :‬אזורים הקרובים לקו המשווה‪ ,‬מתאפיינים בצמחייה ירוקה ומגוון גדול של מינים‪.‬טמפ'‬ ‫קבועה וגבוהה‪.‬הגשם יכול להיות קבוע או עונתי‪.‬בית גידול עם תנאים קבועים – כל שינוי קטן מוציא‬ ‫את המערכת מאיזון‪.‬‬ ‫מדבר‪ :‬אזורים סביב קו רוחב ‪ 30‬ובעומק היבשות‪.‬משקעים מועטים פחות מ‪ 300-‬ובעלי שונות גבוהה‬ ‫(יש שנים מאוד גשומות ושנים מאוד יבשות)‪.‬טמפ' שונה על בסיס עונתי ויומי‪.‬‬ ‫ים תיכוני‪ :‬אזורים בקווי רוחב ‪ ,30-40‬משקעים עונתיים‪ ,‬חורף גשום וקיץ יבש וחם‪ ,‬לחות גבוהה‪.‬‬ ‫משקעים בין ‪.300-500‬בית גידול מופרע מאוד אנושית – אזור שנוח לאדם ולכן מנוצל הרבה‪.‬‬ ‫ביומים ימיים‬ ‫‪ 75%‬מכדה"א הם אוקיינוסים‪.‬מושפעים פחות מקווי רוחב ויותר מהסביבה הפיזית – קרבה ליבשת‪,‬‬ ‫אזור שאליו חודר האור ולא חודר‪.‬החברות בימים ואגמים נבדלות ע"פ עומק המים‪ ,‬אור‪ ,‬מרחק‬ ‫מהחוף והאזור בגוף המים‪.‬האזור הפוטי עשיר יותר בבע"ח וצמחים מאשור האזור הא‪-‬פוטי‪ ,‬בכולל‬ ‫שטח רחב יותר‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬בצד שמאל מתואר אגם ומימין מתואר ים‪.‬‬ ‫מבדילים בין אזור פוטי ‪ Photic zone‬האזור שמגיע‬ ‫אליו אור‪.‬עד בערך ‪ 200‬מטר‪ ,‬אחריו אין חושי ראיה‬ ‫(יש אדפטציות חושיות כמו סונאר בדולפינים)‪.‬‬ ‫האזור האפוטי ‪ Aphotic zone‬אליו לא מגיע אור‪.‬אם‬ ‫כן‪ ,‬האזור הא‪-‬פוטי הוא הרבה יותר רחב בגלל עומק‬ ‫הים‪.‬‬ ‫אזור ה ‪ Pelagic -‬נקרא גם "הים הפתוח"‪.‬האזור הקרוב ליבשה‪ ,‬יותר חם ובנוסף הוא אזור עשיר‬ ‫בנוטריינטים כי יש סחף מתוך היבשת שמעשיר את האזור הזה‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬כשנדבר על שמירת טבע נראה שבים סין הדרומי‪ ,‬דישנו אזור מסוים ליד נהר‪ ,‬הנהר סחף את‬ ‫הדשן לים ואז הייתה פריחת אצות מוגזמת בים‪.‬כך האזור שקרוב ליבשת‪ ,‬יחסית מקבל את כל‬ ‫הנוטרינטים מהיבשת עצמה ומרכז גוף המים יחסית עני בנוטרינטים‪.‬‬ ‫אזור ה ‪ Benthic zone -‬הוא אזור הקרקעית‪.‬החומר אורגני בים שוקע ואז יש ב ‪ Benthic zone -‬כל‬ ‫מיני דטריבורים שמפרקים את מה ששוקע (אוכלים את הדטריטוס‪ ,‬המשקעים האורגנים ששוקעים‬ ‫מלמעלה)‪.‬‬ ‫‪9‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫בנוסף אפשר לחלק לאזור הקרוב ליבשה‪ ,‬באגם נקרא ‪ Littoral zone‬ובים נקרא ‪Neritic zone‬‬ ‫ולאזור לא קרוב ליבשה ‪ -‬באגם ‪ Limnetic zone‬ובים ‪.Oceanic zone‬האזור שקרוב ליבשה הוא‬ ‫הרבה יותר קטן מן הסתם כי זו רק המעטפת של גוף המים‪.‬‬ ‫שיכוב וערבול‬ ‫שיכוב יוצר את הטמפ' השונה בשכבות השונות באגמים וערבול מאפשר ערבול עונתי של המים (מים‬ ‫מחומצנים מהאזור העליון עם מים עשירי נוטריינטים מהאזור התחתון)‪.‬תהליכים אלו חשובים‬ ‫למחזוריות ומעגליות של חומרים‪.‬‬ ‫מים חמים עולים למעלה וקרים יורדים‪.‬זה קורה כי מים חמים "צפים" על פני מים קרים‪.‬‬ ‫בחורף‪ ,‬רק השכבה העליונה של האגם קפואה‪ ,‬היא באה במגע עם אוויר והמים קופאים‪.‬היינו אולי‬ ‫מצפים שלמטה יהיה עוד יותר קר אבל ברגע שמים קופאים הם הופכים לקרח וצפים ולכן זו התופעה‬ ‫שנוצרת‪.‬‬ ‫ההזדמנות לערבול זה באביב ובסתיו וכך מביאים המים חמצן מלמעלה למטה ונוטרינטים מלמטה‬ ‫למעלה‪.‬בעונות אלו הטמפרטורה של האגם אחידה יחסית‪.‬‬ ‫אגמים‬ ‫מתחלקים לשני סוגים –‬ ‫‪ Eutrophic lakes‬עשירים בחומר אורגני‪ ,‬עניים בחמצן‬ ‫ ‬ ‫‪ Oligotrophic lakes‬עניים בחומר אורגני‪ ,‬עשירים בחמצן‬ ‫ ‬ ‫מדובר על שני הקצוות הקיצוניים‪.‬בד"כ מוצאים כי ריכוז החמצן ביחס הפוך לריכוז החומר האורגני‪.‬‬ ‫באגם עשיר בחומר אורגני יש הרבה בע"ח ופעילות רבה הגורמת לנשימה רבה וירידה בריכוז החמצן‪.‬‬ ‫באגמים בהם הפעילות פחותה‪ ,‬ריכוז החמצן גבוה יותר‪.‬‬ ‫ביומים ימיים נוספים – ביצות‪ ,‬נהרות ונחלים‪ ,‬אוקיינוסים‪ ,‬שפכי נהרות‪ ,‬ריף אלמוגים‪ ,‬קרקעית‬ ‫הים‪.‬‬ ‫תחום תפוצה של מינים‬ ‫תפוצת המינים נקבעת על ידי יחסי הגומלין עם מינים שונים (תחרות‪ ,‬טפילות וכו') או יחסי הגומלין‬ ‫עם הסביבה הא‪-‬ביוטית‪.‬‬ ‫זמן אקולוגי – מתאר שינויים שמתרחשים במהלך היום‪.‬‬ ‫זמן אבולוציוני – מתאר שינויים שמתרחשים בין דורות‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬הפרשים של דרווין להם יש הבדלים בעובי במקור‪.‬‬ ‫הזמן האקולוגי זו התחרות ביניהם‪ ,‬מה קורה באינטראקציות ביניהם כאשר הם רבים על זרעים?‬ ‫לכל מקור יש סוג זרעים אחר שהוא יכול לפצח‪.‬מבחינה אבולוציונית אולי נראה עלייה בפרושים עם‬ ‫מקור עבה שיכול להתמודד עם זרעים עבים שעלו בתדירות שלהם כתגובה לבצורת‪.‬כך בדור הבא‬ ‫‪10‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫נצפה לראות יותר פרושים בעלי מקור עבה‪.‬‬ ‫זו דוגמא לזמן אבולוציוני – איך הפרופורציה שלו בהרכב החברה‪ ,‬תשתנה עם התקדמות הדורות‪.‬‬ ‫מה מגביל את תחום התפוצה‪:‬‬ ‫אורגניזמים מוגבלים ע"י הגורם הסביבתי המצוי בצמצום‪ ,‬גם אם שאר הגורמים הנדרשים מצויים‬ ‫בעודף‪.‬ע"פ חוק הסיבולת של פורד‪ ,‬לכל אורגניזם קיים תחום שבין שתי נקודות קיצון‪ ,‬מעבר להם‬ ‫גורם מסוים הופך למגביל‪.‬‬ ‫חוק הסיבולת של פורד אומר שלוקחים מדד כלשהו‪ ,‬נגיד טמפרטורה והוא מתחלק לרמות‪ ,‬באמצע‬ ‫הפעמון אפשר לראות את הטמפרטורה האידיאלית‪ ,‬אחרי זה יש אזור שהאורגניזם שורד אך הוא‬ ‫אזור של עקה ולאחר מכן אזור שבו היצור לא יכול לשרוד‪.‬‬ ‫אפשר לעשות תרשים זרימה שעוזר לקבוע מה משפיע על תחום ההפצה של מינים מסוימים‪.‬‬ ‫נסתכל בתרשים ונתחיל מהשאלה הראשונה‪:‬‬ ‫למה מין מסוים לא נוכח באזור מסוים? אולי זו ההפצה‬ ‫(הוא חלש בהפצה)‪ ,‬לא מפיץ את הזרעים שלו למרחק‬ ‫גדול‪.‬‬ ‫אם התשובה היא שכן‪ :‬נחשוב‪ ,‬אולי זה כי אין לו‬ ‫מספיק זמן להפצה‪ ,‬או אולי השטח לא נגיש לו לטובת‬ ‫הפצה‪.‬‬ ‫אם התשובה היא לא‪ :‬שואלים‪ ,‬אולי ההתנהגות שלו‬ ‫מונעת את ההפצה?‬ ‫אם התשובה היא כן‪ :‬אז יש בעיה בבחירת בית הגידול‪,‬‬ ‫הוא בוחר לא להגיע לשם‪.‬‬ ‫אם התשובה היא לא‪ :‬נשאל האם גורמים ביוטיים מגבילים את התפוצה שלו?‬ ‫אם התשובה היא כן‪ :‬אז אולי מדובר בתחרות‪ ,‬טריפה‪ ,‬מחלות או כל מיני אינטראקציות עם מינים‬ ‫אחרים‪.‬‬ ‫‪11‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫אם התשובה היא לא‪ :‬אולי זה גורמים א‪-‬ביוטיים שמגבילים אותו?‬ ‫ואז יש חלוקה לגורמים פיזיים כמו טמפרטורה‪ ,‬אור‪ ,‬מבנה האדמה‪ ,‬אש‪ ,‬לחות וכו'‬ ‫ולגורמים כימיים כמו מים ‪,‬חמצן‪ ,‬מליחות‪ ,‬חומציות‪ ,‬נוטריינטים באדמה וכו‪'.‬‬ ‫הפצה‬ ‫חשובה מאוד‪ ,‬קובעת את שטח התפוצה של המין‪.‬‬ ‫הפצה היא מעבר של פרטים (או גמטות) מבית הגידול המקורי או ממרכזים צפופים של המין‪.‬הפצה‬ ‫יכולה להיות עצמאית או על ידי מתווך כמו שציפורים מפיצות זרעים של צמחים‪.‬‬ ‫מרכז תחום התפוצה לרוב צפוף יותר מהפריפריה שפחות צפופה‪.‬‬ ‫תחום תפוצה ממשי‪ :‬בית הגידול הטבעי של המין‪ ,‬היכן ניתן למצוא אותו כרגע‪.‬‬ ‫תחום תפוצה פוטנציאלי‪ :‬תחום תפוצה תיאורטי על גבי כדה"א שאליו המין לא הגיע‪.‬‬ ‫במקרה של החדרה של מין לבית גידול שאינו בית הגידול הטבעי שלו‪ ,‬האירוע יכול להיות מוצלח‬ ‫ומכאן עולה שתחום התפוצה הפוטנציאלי של המין גבוה מתחום ההפצה הממשי‪.‬אך אירוע שכזה‬ ‫יכול לגרום להשלכות שליליות על החברות הטבעיות בבית הגידול‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬אנפית הבקר היא מין פולש‪.‬האנפית הוחדרה לבתי גידול שונים ועם השנים תחום התפוצה‬ ‫שלה הלך וגדל‪.‬מכאן מבינים שתחום התפוצה הפוטנציאלי שלה גבוה מתחום התפוצה הממשי שלה‪.‬‬ ‫יש לה תחום תיאורטי על גבי כדה"א אבל היא לא בהכרח מממשת אותו‪ ,‬כדי להגיע לאזורים‬ ‫מסוימים היא צריכה שמתווך יעזור לה‪.‬‬ ‫דוגמה נוספת‪ ,‬בחופי אוסטרליה יש מערכת‪ ,‬חברה‪ ,‬של מין של אצה ולה שני טורפים‪ :‬קיפוד ים‬ ‫וצדפה‪.‬‬ ‫שאלו החוקרים‪ :‬מה מגביל את גדילת האצות בתחום התפוצה שלה?‬ ‫הם עשו ניסוי הסרה – הסירו את קיפוד הים והשאירו את הצדף והפוך‪ ,‬השאירו את קיפוד הים‬ ‫והוציאו את הצדפה‪.‬הניסוי כלל שתי קבוצות ביקורת‪:‬‬ ‫כזו שלא נגעו בה‪ ,‬שהסביבה מתקיימת כמו שהיא בנוכחות שני המינים יחד עם האצה‪.‬‬ ‫ ‬ ‫כזו שהוציאו בה את שני המינים‪.‬‬ ‫ ‬ ‫תחזית‪:‬‬ ‫בהעדר שניהם – כמות האצות תגדל‪.‬‬ ‫ ‬ ‫לאחר הוצאת טורף אחד (בהנחה ששומרים על כמות הפרטים מהטורף השני זהה לסה"כ‬ ‫ ‬ ‫הקודם)– לא יהיה שינוי‪.‬‬ ‫‪12‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫תוצאות הניסוי‪:‬‬ ‫בציר ‪ Y‬זה כמה האצה גדלה ובציר ‪ X‬זה הזמן שחולף )בחודשים)‪.‬‬ ‫נביט במגמה הכללית ‪ -‬הכי קל לראות שכאשר מסירים את שניהם‪ ,‬יש‬ ‫עלייה בתפוצת האצות וזה מאוד ברור מהגרף‪ ,‬האצות גדלות בנוחות‬ ‫ומגיעות לתפוצה המקסימלית שלהן‪.‬מצד שני כששני המינים נוכחים אין‬ ‫אצות‪.‬‬ ‫מי מהמינים משפיע יותר על תפוצת האצות?‬ ‫במצב בו רק הצדפות מורדות רואים שעדיין לא גדלות אצות‪.‬זה סימן לכך‬ ‫שקיפוד הים הוא הטורף העיקרי של האצות‪.‬‬ ‫נשאלת שאלה נוספת – האם קיפוד הים הוא הטורף בלעדי של האצות? לא‪ ,‬כי רואים שגם כשקיפוד‬ ‫הים לא נוכח‪ ,‬אוכלוסיית האצות לא מגיעה למקסימום‪.‬‬ ‫זה נקרא אינטראקציה‪ ,‬רק על ידי הצלבה כזו מתאפשר לנו לראות מה תפקיד כל אחד במערכת‪.‬‬ ‫בנוסף נראה שזה לא אדפטיבי‪ ,‬רואים שלהוריד רק את הצדפה לא עושה כלום‪ ,‬אבל להוריד רק את‬ ‫קיפוד הים‪ ,‬לא נותן את האפקט המלא‪.‬רק על ידי שילוב של כל אחד מהטיפוסים האלה אפשר להבין‬ ‫מה קורה‪.‬‬ ‫מידול תחום התפוצה‪:‬‬ ‫תהליך קביעת תנאי הסביבה המתאימים למין מסוים‪.‬‬ ‫מידול תחום התפוצה חשוב כדי לחזות התפשטות מין פולש או סיכויי הצלחה של אוכלוסייה‬ ‫שמוחזרת לסביבה טבעית‪.‬‬ ‫מתחילים בידע הקיים על תחום התפוצה של המין ולוקחים בחשבון שני גורמים מרכזיים – טמפ'‬ ‫ומשקעים היכן שהמין תועד כקיים‪.‬‬ ‫ניתן להתייחס לגורמים רבים נוספים כגון סוג הקרקע‪ ,‬תחרות מצד מינים אחרים‪ ,‬טורפים‪ ,‬טפילים‪.‬‬ ‫‪13‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫אקולוגיה של אוכלוסיות‬ ‫בכל שנה בפלורידה נקבת צבי ים מטילה ביצים על החוף ומסתלקת‪.‬הצבים בוקעים והולכים לכיוון‬ ‫הים‪ ,‬אך לא כולם מגיעים לים ‪ -‬חלק טועים והולכים לכיוון ההפוך‪ ,‬נטרפים או מתייבשים וכו'‪.‬‬ ‫מספר הצבים השורדים משתנה פי ‪ 20‬בין השנים‪.‬נטרפים – ‪. 10-100%‬‬ ‫כיצד משתנה מס הצאצאים בין השורדים בין השנים ? כיצד מושפע מכך גודל אוכלוסיית הצבים?‬ ‫אקולוגיה בוחנת כיצד משתנים ביוטים וא‪-‬ביוטים משפיעים על גודל האוכלוסייה‪ ,‬צפיפותה‪ ,‬תחום‬ ‫התפוצה שלה והרכב הגילאים‪.‬אוכלוסייה היא פרטים מאותו המין הביולוגי החיים בשטח מוגדר‪.‬‬ ‫כיצד יודעים מה גודל האוכלוסייה?‬ ‫ספירת כל הפרטים ‪ -‬בכמויות גדולות זה קשה‪.‬בנוסף אם מדובר במשהו נייד אז זה לא‬ ‫‪.1‬‬ ‫פרקטי‪.‬לכן‪ ,‬זה יכול לעבוד עבור צמחים‪/‬בע"ח נייחים ומעטים‪.‬אם כן משתמשים בשיטה זו‬ ‫אז השיטה מדויקת ‪ -‬ספרנו את כולם וזה מה שיש‪.‬‬ ‫מדגם ואקסטרפולציה – לעשות הערכה לפי ספירה פר שטח‪.‬בשיטה זו נעשית הנחה מראש‬ ‫‪.2‬‬ ‫כי צפיפות האוכלוסייה בשטח היא אחידה‪.‬שוב‪ ,‬מדובר בשיטה‬ ‫שאינה פרקטית אם בעל החיים נייד ויוצא מהשטח שהוגדר לו‪.‬ניקח‬ ‫מספר שטחים קטנים בעלי אותם הממדים מהשטח הגדול‪ ,‬נחשב את‬ ‫ממוצע הפרטים בשטחים הקטנים ובאמצעות אקסטרפולציה נוכל‬ ‫לדעת מה גודל האוכלוסייה‪.‬הבעיה בשיטה הזו היא שמדובר בהערכה‬ ‫ולא נתון וודאי‪.‬כמו כן‪ ,‬יכול להיות שנבחרים שטחים בהם תנאי‬ ‫המחייה לא אידאליים ולכן מספר הפרטים שם בממוצע קטן יותר‪ ,‬זה‬ ‫יוביל להערכה בחוסר‪.‬פתרון לבעיה זו היא להכיר את בית גידול‬ ‫ולבחור שטחים בחלקים שונים של בית הגידול‪.‬‬ ‫הסרת האוכלוסייה ומדידת קצב האכלוס מחדש עד להתייצבות ‪ -‬הבעיה בשיטה זו היא שזה‬ ‫‪.3‬‬ ‫לוקח זמן ולא ניתן לדעת מתי תהיה ההתייצבות‪ ,‬עושים נזק בסביבה‪.‬כמו כן‪ ,‬יכול להיות‬ ‫שלא כל הפרטים יכנסו חזרה לשטח‪ ,‬ייתכן כי ההתערבת תשנה את האוכלוסייה בבית‬ ‫הגידול‪.‬‬ ‫שביה\שביה חוזרת – שובים מספר מסוים של פרטים ‪ ,‬מסמנים אותם ואחרי הסימון‬ ‫‪.4‬‬ ‫משחררים חזרה‪.‬לאחר כמה זמן לוכדים שוב מספר פרטים ומחשבים מה אחוז המסומנים‬ ‫מתוך אחוז הפרטים הכולל שנלכד בפעם השנייה‪.‬ומציבים בנוסחה‪:‬‬ ‫𝑛𝑠‬ ‫𝑁=‬ ‫𝑥‬ ‫‪ – N‬גודל האוכלוסייה ‪ -‬מה שמחפשים‬ ‫‪ – s‬מספר הפרטים שמשתתפים במדגם (סומנו ושחררו)‬ ‫‪ – x‬מספר הפרטים המסומנים שנתפסו בפעם השנייה‪.‬‬ ‫‪ – n‬כל הפרטים שנתפסו בפעם השנייה‬ ‫‪14‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫שיטה זו מתאימה לבע"ח שזזים וקשה לתפוס אותם‪.‬‬ ‫בעיות בשיטה היא שהיא מניחה הנחות סמויות – ראשית‪ ,‬מניחים שלכל פרט יש את אותו‬ ‫הסיכוי להילכד אבל לעיתים לפרטים מסוים יש משיכה למלכודות או כי חלק בורחים פחות‪.‬‬ ‫כמו כן‪ ,‬יכול להיות שהאוכלוסייה עצומה ולכן לא נראה את המסומנים או שהם למדו לא‬ ‫להיתפס‪.‬זה יגרור להערכה בחוסר את גודל האוכלוסייה‪.‬הנחה נוספת היא שאין שינוי בגודל‬ ‫האוכלוסייה בשתי הלכידות – אף אחד לא מת‪ ,‬היגר‪ ,‬נולד‪ ,‬נכנס וכו'‪.‬‬ ‫הכוונה בכל השיטות הללו היא להראות שכימות של אוכלוסייה באזור מסוים זה משהו מורכב‪.‬כמו‬ ‫כן‪ ,‬מלבד שיטת הספירה כל השיטות מגיעות לקירוב ולא לערך מדויק‪.‬‬ ‫ממה מושפע גודל האוכלוסייה‪:‬‬ ‫גודל האוכלוסייה מושפע מ‪ 4‬תהליכים עיקריים המוסיפים פרטים והמסירים פרטים‪:‬‬ ‫תהליכים שמוסיפים פרטים – לידות והגירה פנימה‪.‬‬ ‫תהליכים שמסירים פרטים – תמותה וטריפה והגירה החוצה‪.‬‬ ‫דגמי פיזור מרחבי‪:‬‬ ‫דגם הפיזור הוא איך האוכלוסייה מפוזרת במרחב‪ ,‬נמדד לפי המרחק לפרט הכי קרוב‪.‬‬ ‫גורמים סביבתיים וחברתיים קובעים את דגם הפיזור של פרטים באוכלוסייה‪:‬‬ ‫‪.1‬פיזור אקראי – המרחקים בין כל שני פרטים כשמם כן הם אקראיים‪.‬‬ ‫‪.2‬פיזור אחיד – המרחק לשכן הכי קרוב גדול יותר ממה שהיינו‬ ‫מצפים במצב אקראי‪ ,‬כאילו הפרטים בפיזור אחיד מנסים‬ ‫להתרחק אחד מהשני כל הזמן‪.‬ככל הנראה נובע ממשאבים‬ ‫מוגבלים ורצון לנצל את מירב המשאבים באזור‪.‬כמו כן‪,‬‬ ‫ייתכן כי הפרטים טריטוריאליים‪.‬‬ ‫‪.3‬פיזור מקובץ – המרחק הממוצע לשכן הכי קרוב הוא נמוך‬ ‫יותר מהמרחק שהיינו מצפים במרחק האקראי‪.‬יכול לנבוע‬ ‫ממשאב מקובץ שלא מפוזר הומוגנית בסביבה או‬ ‫מאינטראקציות בין הפרטים – מתקבצים יחד כדי לצמצם‬ ‫את הסיכוי להיטרף וכו'‪.‬כמו כן‪ ,‬ייתכן כי יכולת ההפצה נמוכה ולכן הם "נתקעים" באותו‬ ‫האזור‪.‬‬ ‫‪15‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫דוגמה לצמח בפיזורים שונים – צמח זוגן‪.‬‬ ‫בשדה בוקר יש יותר גשם ולכן פיזורו אקראי‪.‬‬ ‫ ‬ ‫במזרח דימונה נמצא פיזור אחיד כי כמות המשקעים נמוכה יותר והצמח רוצה לנצל כמה‬ ‫ ‬ ‫שיותר את המשאב המוגבל – השורשים מתפרסים לאורך ומונעים מפרטים אחרים לצמוח‬ ‫בקרבתם‪.‬‬ ‫ברכס חצרה מדרום לדימונה ישנה שונות במרחב‪ ,‬אזורים מסוימים עשירים במים ואחרים‬ ‫ ‬ ‫לא – פיזור מקובץ‪.‬‬ ‫דגם הפיזור המרחבי תלוי ברזולוציית המדידה המרחבית – למשל אם נמדוד את קו החוף של אנגליה‬ ‫ביחידות של ‪ 20‬מטר לעומת ‪ 10‬סנטימטר נקבל תוצאות שונות‪.‬כמו כן‪ ,‬דגם הפיזור יכול להשתנות‬ ‫כתלות בזמן‪.‬‬ ‫דוגמה לכך היא מין כנימה מסוימת הנמצאת על מין עץ ביער בצפון ברזיל‪.‬הפיזור המרחבי יראה‬ ‫שונה כתלות במה שנסתכל עליו –‬ ‫ברזיל – מקובץ‪ ,‬רק בצפון ברזיל‬ ‫ ‬ ‫יער – אקראי‪ ,‬תלוי בפיזור העצים‬ ‫ ‬ ‫על העץ – מקובץ‪ ,‬יש כנימות רק על העלים ולא על הגזע‬ ‫ ‬ ‫צמרת העץ – אקראי‬ ‫ ‬ ‫עלה – ככה"נ מקובץ‪ ,‬קרוב לאזור ההזנה של העלה‪.‬‬ ‫ ‬ ‫הפצה משפיעה על הפיזור המרחבי‪.‬‬ ‫הפצה – מעבר של פרטים או גמטות מבית גידול המקורי או ממרכזים צפופים של המין החוצה‬ ‫במטרה להגדיל את תחום התפוצה של המין‪.‬הפצה תורמת ליצירת דגמי פיזור מקובצים פחות‪.‬‬ ‫הפצה בצמחים ובחלק מבעלי החיים הינה אקראית או מעבר לשליטת המין עצמו‪.‬‬ ‫נבדיל בין שני סוגי הפצה‪:‬‬ ‫הפצה פעילה – בעיקר עבור אורגניזם שמזיז את עצמו‪.‬‬ ‫ ‬ ‫הפצה סבילה – הפצה על ידי גורם שלישי כמו רוח‪ ,‬מים‪ ,‬מפיצי זרעים וכו'‪.‬אופייני לצמחים‪.‬‬ ‫ ‬ ‫*האבקה אינה הפצה סבילה אלא רבייה באמצעות מתווך‪.‬‬ ‫יתרונות ההפצה‪:‬‬ ‫היפותזת הימלטות – התרחקות מתחרות‪ ,‬רצון לברוח ממקום קיים בגלל תנאים לא טובים‪.‬‬ ‫ ‬ ‫היפותזת התנחלות – יש פוטנציאל להגיע למקום חדש‪ ,‬ריק‪.‬הגעה למקום שאינו מיושב‬ ‫ ‬ ‫נותנת יתרון למין‪.‬‬ ‫‪16‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫היפותזת הפצה מונחת – הגעה למקום ספציפי המתאים יותר למין‪.‬‬ ‫ ‬ ‫לדוגמה‪ ,‬בצ'ילי קיים חומר הנותן לו את החריפות שלו‪.‬מניחים כי הצ'ילי עבר אבולוציה על מנת‬ ‫להיות מופץ על ידי ציפורים שאין להם את הרצפטור לתחושת החריף‪.‬מנגנון זה דוחף לכך שרק‬ ‫ציפורים יפיצו את הצ'ילי (מפיצות טוב) ולא יונקים אחרים שמגע איתו עלול לגרום להם לתגובה‬ ‫שלילית ומניעת ההפצה שלו‪.‬‬ ‫עלויות ההפצה עבור הפרט‪:‬‬ ‫הפצה פעילה – בזבוז אנרגיה מעצם התנועה‪ ,‬במעבר למקום חדש לא ניתן לדעת האם זה שווה את זה‬ ‫– כרוך בוויתור על מקום קיים‪.‬כמו כן‪ ,‬הרבה בע"ח מזהים תזוזה ויש טורפים שיתבייתו על בע"ח‬ ‫שזזים‪.‬‬ ‫הפצה סבילה ‪ -‬השקעת אנרגיה ביצירה של מה שצריך להפיץ‪.‬אם צריך ליצור פרי כדי להפיץ את‬ ‫הזרע‪ ,‬משקיעים אנרגיה רבה ביצורו‪.‬כמו כן‪ ,‬יש בזבוז אנרגטי – לרוב צמח שמפיץ את עצמו רק על‬ ‫ידי זרע‪ ,‬ללא פרי‪ ,‬מייצר יותר זרעים שכן חלקם לא שורדים‪.‬‬ ‫שיטות לבחירת בית גידול‪:‬‬ ‫בוחרים את הטוב מבין מספר אפשרויות וחזרה לאפשרות הטובה ביותר‪.‬‬ ‫‪-‬‬ ‫חיפוש רציף‪ ,‬מעבר מבית גידול אחד לבא אחריו‪ ,‬ללא חזרה‪.‬בחירת בית הגידול תתבצע‬ ‫‪-‬‬ ‫לאחר דיגום מספק של הסביבה או אחרי חציית סף מקסימלי‪.‬‬ ‫הפצה מגדילה את תחום התפוצה וזה עובד מצוין במינים פולשים‪.‬למשל‪ ,‬אנפית הבקר הינה מין פולש‬ ‫באמריקה אשר הגיע באזור ‪ 1800‬ומאז מרחיבה בהדרגה את תחום ההפצה‪.‬‬ ‫תרדמה‬ ‫מתקיימת כאשר יש עיקוב בזמן בהגעה לבית גידול תורם לסיכוי לשרוד ולהתרבות‪.‬תרדמת שקולה‬ ‫להפצה בזמן – יש שינוי של בית הגידול‪ ,‬בע"ח יתקדמו בזמן (תרדמת) או במרחב (הפצה) כאשר ישנם‬ ‫תנאים שלא תורמים להם‪.‬יש טרייד אוף בין הפצה לתרדמת כי בעל חיים בתרדמת לא מפיץ את‬ ‫עצמו‪.‬‬ ‫תרדמה היא כאשר בע"ח או צמח מנמיך את רמת הפעילות שלו כמעט לגמרי ומתעורר כאשר חוזרים‬ ‫תנאים מתאימים לפעילות‪.‬יש ‪ 4‬סוגי תרדמה‪:‬‬ ‫‪ – diapause.1‬נפוץ בחרקים ויכול להתרחש בביצה או בגולם‪ ,‬ע"י‬ ‫הורדת ריכוז המים בגוף‪.‬חלק מהחרקים הם אובליגטורים‪ ,‬כלומר‬ ‫מחויבים להיכנס לתרדמה לפני בגרות‪ ,‬או פקולטטיבים‪ ,‬כלומר זה‬ ‫תלוי בתנאי הסביבה‪.‬‬ ‫למשל‪ ,‬זבוב הפרי ‪ -‬כל דור רביעי באנגליה נכנס לתרדמת‪ ,‬ככל הנראה‬ ‫תואם לעונות השנה (כל ארבעה דורות מגיע החורף)‪.‬איך יודעים‬ ‫שמגיע חורף? נמדד על ידי אורך יום או טמפ'‪.‬אורך היום הוא הקובע‬ ‫‪17‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫העיקרי וטמפ' היא גיבוי‪ ,‬שכן טמפרטורה מתנדנדת‪.‬ישנה אינטראקציה בין אורך היום‬ ‫לטמפרטורה ואי אפשר להסביר את התופעה רק על ידי אחד מהם‪.‬‬ ‫‪ - Hibernation.2‬מאפיינת יונקים בחורף ופחות קיצונית מהמתרחש בחקרים‪.‬בע"ח מעלה‬ ‫שכבת שומן טרם הגעת העונה הקשה‪ ,‬מוריד את קצב הלב וישן עד סיום החורף‪.‬‬ ‫‪ – aestivation.3‬הכוונה לשנת קיץ‪.‬מאפיין בעלי חיים שחיים באקלים חם ויבש הנכנסים‬ ‫לתרדמת ומחכים עד שיגיעו גשמים‪.‬‬ ‫‪ – torpor.4‬מאפיין יונקים קטנים וציפורים ומתרחש לתקופות קצרות של שעות עד ימים‪.‬‬ ‫תהליך רצוני והפיך במסגרתו הטמפ' והפעילות יורדת‪.‬התהליך תורם לחסכון באנרגיה כאשר‬ ‫הטמפרטורה נמוכה‪.‬‬ ‫דמוגרפיה‬ ‫גורמים סביבתיים וחברתיים קובעים את דגם הפיזור של הפרטים באוכלוסייה‪.‬דמוגרפיה בודקת‬ ‫אילו גורמים משפיעים על קצב גידול האוכלוסייה‪.‬הכוונה היא להרכב גילאים כאשר הדגש הוא על‬ ‫שיעורי ילודה ותמותה‪.‬מראים זאת באמצעות טבלות חיים – סיכומי גילאי שרידות ורבייה‪.‬‬ ‫דוגמה היא סנאי הקרקע –‬ ‫בטבלת החיים של הסנאי רואים כי נקבות חיות יותר זמן מהזכרים ואת מספר הפרטים החיים‬ ‫שמתחילים כל שנת גיל חדשה‪ ,‬כמובן שהמספר הולך ויורד עם הזמן‪.‬‬ ‫*כאשר חוקרים אקולוגיה של אוכלוסיות צריך לעשות את הניסוי בשטח ולא‬ ‫במעבדה‪.‬בין מעבדה לשטח קיימים הבדלים באופי וסוג ההתנהגות‪.‬‬ ‫אם עושים גרף‪ ,‬נקבל עקומת שרידות‪ :‬על העקומה רואים את הנקודה שבה‬ ‫כולם חיים לעומת הנקודה בזמן שכולם מתים‪.‬בנוסף‪ ,‬רואים שנקבות חיות‬ ‫יותר מזכרים‪.‬‬ ‫את הגרף ניתן לבטא במספרים או באחוזים‪.‬כמו כן‪ ,‬הגרף יכול לתאר לא רק‬ ‫‪18‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫תמותה אלא כל אירוע בחיים שמתרחש פעם אחת‪ ,‬למשל הגעה לבגרות מינית או הריון ראשון‪.‬‬ ‫לעקומת שרידות שלושה טיפוסים כלליים‪:‬‬ ‫קו ישר כמו של סנאי הקרקע‪.‬שיעור התמותה אחיד‪ ,‬לאורך‬ ‫‪-‬‬ ‫הגילאים ניתן לראות שהיחס בין מספר השורדים לגיל הסנאי‪,‬‬ ‫יחסית אחיד‪.‬‬ ‫סוג ‪ 1‬בבני אדם – מעט צאצאים אך רובם שורדים‪ ,‬רוב‬ ‫‪-‬‬ ‫התמותה מרוכזת בסוף לקראת הגילאים המאוחרים‬ ‫סוג ‪ 2‬מאפיין בע"ח שמתרבים הרבה ומהר ורוב הצאצאים לא‬ ‫‪-‬‬ ‫שורדים‪.‬אלא ששורדים‪ ,‬התמותה היחסית שלהם תהיה מעטה באופן יחסי וישרדו על גיל‬ ‫מאוחר‪.‬‬ ‫את עקומת השרידות מבססים על נתונים של טבלת חיים המכילה יותר נתונים מאשר תמותה‪.‬‬ ‫ביצורים המתרבים רבייה מינית‪ ,‬נסתכל לרוב על הנקבות‪.‬‬ ‫ניתן לשאול ולבדוק בטבלה לדוגמא‪ ,‬כיצד הרבייה מושפעת ממספר הנקבות וגילן‪.‬מספר הצאצאים‬ ‫הממוצע של נקבה נמוך בתחילת חייה‪ ,‬עולה עם הגיל‪ ,‬מגיע לשיא בגיל ‪ , 4-5‬ואז שוב צונח‪.‬‬ ‫יכול להיות שבהתחלה היא פחות מיומנת בטיפול והצאצאים לא שורדים‪ ,‬ומאוחר יותר כשהיא‬ ‫מאומנת‪ ,‬היא מביאה הרבה צאצאים אך הם לא שורדים כי היא לא יכולה לטפל בכמות גדולה‪.‬שונות‬ ‫סביב הממוצע חשובה‪ ,‬במיוחד באוכלוסיות שרגישות לשונות‪ ,‬שהן אוכלוסיות קטנות יותר או‬ ‫אוכלוסיות עם מעט צאצאים‪ ,‬כי אז ל‪ 0 -‬יכולה להיות השפעה גדולה‪.‬‬ ‫מודלים לגידול אוכלוסייה‪:‬‬ ‫יש מספר מודלים שמתארים אוכלוסייה וכולם שגויים כי אוכלוסיות גדלות ליד מודל או בערך לפיו‪.‬‬ ‫שני מודלים בולטים‪:‬‬ ‫מודל אקספוננציאלי – שינוי בגודל האוכלוסייה ליחידת זמן שמה דגש על לידות ותמותות‪.‬‬ ‫‪ – D‬תמותות‪ – B ,‬לידות‪ – N ,‬גודל האוכלוסייה‪ – T ,‬יחידת זמן‪.‬‬ ‫‪ – B‬מורכב מכפל של שיעור הלידות לפרט‪ ,b ,‬בגודל האוכלוסייה הקיים‪ – D ,‬מורכב משיעור‬ ‫התמותה לפרט‪ ,m ,‬כפול גודל האוכלוסייה הקיים‪.‬‬ ‫‪19‬‬ ‫מבוא לביולוגיה א' – תש"פ – סנדרה שטוקמן‬  ‫‪ r‬מוגדר כקצב הגידול הרגעי או המקסימלי של האוכלוסייה ליחידת זמן – שיעור הלידות פר פרט‬ ‫פחות שיעור התמותה פר פרט‪.‬‬ ‫אם 𝟎>𝒓 זה אומר שיש יותר לידות מתמותות ואז האוכלוסייה גדלה‪.‬‬ ‫אם 𝟎