ระบบนิเวศ หรือ ecosystem คือ การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตในหนึ่งหน่วยพื้นที่ ซึ่งก่อให้เกิดความสัมพันธ์ต่อสิ่งมีชีวิตด้วยกันเองและปฏิสัมพันธ์ต่อสิ่งแวดล้อม เกิดการถ่ายทอดพลังงานและการหมุนเวียนของสสารจากธรรมชาติสู่สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ Show
องค์ประกอบของระบบนิเวศ มีอะไรบ้างระบบนิเวศมีองค์ประกอบ 2 ส่วน ได้แก่ 1. องค์ประกอบทางชีวภาพ (biological component) คือ สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ เช่น พืช สัตว์ มนุษย์ เห็ด รา จุลินทรีย์ เป็นต้น โดยโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแบ่งออกเป็น 3 ระดับ ดังนี้
2. องค์ประกอบทางกายภาพ (physical component) คือ สิ่งไม่มีชีวิตในระบบนิเวศ เช่น ดิน น้ำ แสง อุณหภูมิ เป็นต้น
ห่วงโซ่อาหารและสายใยอาหารห่วงโซ่อาหาร หรือ Food Chain คือ ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในเรื่องของการกินต่อกันเป็นทอด ๆ จาก ผู้ผลิตสู่ผู้บริโภค ทำให้มีการถ่ายทอดพลังงานในอาหารต่อเนื่องเป็นลำดับจากการกินต่อ โดยห่วงโซ่อาหารนั้นมีทั้งหมด 4 แบบ ได้แก่
สายใยอาหาร (food web)พลังงานทั้งหลายในระบบนิเวศนี้เกิดจากแสงอาทิตย์ พลังงานแสงถูกถ่ายทอดโดยเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานศักย์สะสมไว้ในสารอาหาร ซึ่งเกิดจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง แล้วถูกถ่ายทอดไปสู่ผู้บริโภคลำดับต่างๆ ในระบบนิเวศ ซึ่งมีความสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อนในรูปแบบที่เรียกว่า สายใยอาหาร (food web) โดยสายใยอาหารของกลุ่มสิ่งมีชีวิตใดที่มีความซับซ้อนมาก แสดงว่าผู้บริโภคลำดับที่ 2 และลำดับที่ 3 มีทางเลือกในการกินอาหารได้หลายทาง มีผลทำให้กลุ่มสิ่งมีชีวิตนั้นมีความมั่นคงในการดำรงชีวิตมากตามไปด้วย
การถ่ายทอดพลังงานในห่วงโซ่อาหารสามารถแสดงผ่านสามเหลี่ยมพีระมิดทางนิเวศวิทยา (Ecological Pyramid) ได้ 3 ลักษณะ ดังนี้ • พีระมิดจำนวนของสิ่งมีชีวิต (Pyramid of Numbers) คือ การแสดงจำนวนประชากรของสิ่งมีชีวิตตามลำดับขั้นของการบริโภคในหนึ่งหน่วยพื้นที่ ซึ่งพีระมิดจำนวนของสิ่งมีชีวิตมักมีรูปลักษณ์ต่างจากพีระมิดฐานกว้างทั่วไป เนื่องจากจำนวนประชากรในระบบนิเวศ ไม่ได้คำนึงถึงมวลชีวภาพของสิ่งมีชีวิต ทำให้เกิดพีระมิดกลับด้านในระบบนิเวศที่มีจำนวนของผู้ผลิตน้อย แต่มีชีวมวลขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถรองรับผู้บริโภคจำนวนมาก ระบบนิเวศ• พีระมิดมวลชีวภาพ (Pyramid of Biomass) คือ การแสดงปริมาณมวลรวมชีวภาพหรือเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตในแต่ละลำดับขั้นของการบริโภค ในรูปของน้ำหนักแห้ง (Dry Weight) ต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ ซึ่งพีระมิดมวลของสิ่งมีชีวิต สามารถแสดงผลของการถ่ายทอดพลังงานภายในห่วงโซ่อาหารได้แม่นยำขึ้น ถึงแม้จำนวนหรือมวลของสิ่งมีชีวิตจะมีการเปลี่ยนแปลงไปตามช่วงเวลาหรือฤดูกาลต่าง ๆ รวมไปถึงอัตราการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดที่ไม่คงที่ • พีระมิดพลังงาน (Pyramid of Energy) คือ การแสดงปริมาณพลังงานของสิ่งมีชีวิตในแต่ละลำดับขั้นของการบริโภคภายในห่วงโซ่อาหาร ซึ่งสามารถแสดงผลของการถ่ายทอดพลังงานภายในห่วงโซ่อาหารได้ชัดเจนที่สุด โดยพีระมิดปริมาณพลังงานจะมีลักษณะเป็นพีระมิดฐานกว้างเสมอ ตามปริมาณพลังงานของสิ่งมีชีวิตในแต่ละลำดับขั้นของการบริโภค ซึ่งจะมีค่าลดลงตามลำดับขั้นที่สูงขึ้นตาม “กฎ 10 เปอร์เซ็นต์” (Ten Percent Law) กล่าวคือ พลังงานที่สิ่งมีชีวิตแต่ละลำดับขั้นในระบบนิเวศได้รับนั้นจะไม่เท่ากันตามหลักของลินด์แมนกล่าวไว้ว่า พลังงานที่ได้รับจากผู้ผลิตทุกๆ 100 ส่วน จะมีเพียง 10 ส่วนเท่านั้นที่ผู้บริโภคนำไปใช้ในการดำรงชีวิตและการเจริญเติบโต และพลังงานในผู้บริโภคแต่ละลำดับทุกๆ 100 ส่วนก็จะถูกนำไปใช้แค่ 10 ส่วนนั่นเอง ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ แบ่งออกเป็น 2 ลักษณะคือ
ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแบ่งได้เป็น 3 ประเภทใหญ่ ๆ คือ
1. การได้รับประโยชน์ร่วมกัน (mutualism) เป็นการอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิดที่ได้ประโยชน์ด้วยกันทั้งสองชนิด ใช้สัญลักษณ์ (+, +) เช่น แมลงกับดอกไม้ แมลงดูดน้ำหวานจากดอกไม้เป็นอาหาร และดอกไม้ก็มีแมลงช่วยผสมเกสร 2. ภาวะอิงอาศัยหรือภาวะเกื้อกูล (commensalism) เป็นการอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตโดยที่ฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์ ส่วนอีกฝ่ายหนึ่งไม่ได้ประโยชน์แต่ก็ไม่เสียประโยชน์ (+,0) เช่น ปลาฉลามกับเหาฉลาม เหาฉลามอาศัยอยู่ใกล้ตัวปลาฉลามและกินเศษอาหารจากปลาฉลาม ซึ่งปลาฉลามจะไม่ได้ประโยชน์ แต่ก็ไม่เสียประโยชน์ 3. ฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์และอีกฝ่ายหนึ่งเสียประโยชน์ ( +, -) ซึ่งแบ่งเป็น 2 แบบ คือ การล่าเหยื่อ (predation) เป็นความสัมพันธ์โดยมีฝ่ายหนึ่งเป็นผู้ล่า (predator) และอีกฝ่ายหนึ่งเป็นเหยื่อ (prey) หรือเป็นอาหารของอีกฝ่าย เช่น งูกับกบ และภาวะปรสิต (parasitism) เป็นความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตที่มีฝ่ายหนึ่งเป็นผู้เบียดเบียน เรียกว่า ปรสิต (parasite) และอีกฝ่ายหนึ่งเป็นเจ้าของบ้าน (host)
ความหลากหลายของระบบนิเวศโครงสร้างของระบบนิเวศในแต่ละแหล่งของโลกมีความแตกต่างกัน โดยบางแห่งเป็นภูเขา ที่ราบ ทะเลทราย ทะเลสาบ และทะเล ทำให้เกิดระบบนิเวศที่หลากหลายบนโลก โดยระบบนิเวศทั้งหมดนี้จัดเป็นระบบนิเวศขนาดใหญ่ ซึ่งเรียกว่าชีวภาคหรือโลกของสิ่งมีชีวิต (biosphere) ตารางเเสดงประเภทของระบบนิเวศ ลักษณะ และบริเวณที่พบระบบนิเวศ ประเภทของระบบนิเวศลักษณะบริเวณที่พบ1. ป่าดิบชื้น (tropical rain forest)– อยู่บริเวณเส้นศูนย์สูตร– ฝนตกตลอดปี อาจสูงกว่า 400 เซนติเมตรต่อปี – พบพืชพวกไม้ยาง ตะเคียน กันเกรา บุนนาค ปาล์ม เฟิน และมอสส์– ประเทศไทย – มาเลเซีย – อินโดนีเซีย – ฟิลิปปินส์ – อเมริกาใต้ – แอฟริกา2. ทะเลทราย (desert)– อยู่บริเวณเหนือหรือใต้เส้นศูนย์สูตร บริเวณละติจูดที่ 30 องศาเหนือหรือใต้ – มีฝนตกอย่างน้อย 20 เซนติเมตรต่อปี – พบกระบองเพชร– ทางเหนือของแม็กซิโก – ประเทศชิลี – เปรู – แอฟริกา3. ป่าผลัดใบ (temperate deciduous forest)– อยู่เหนือหรือใต้บริเวณที่มีทะเลทราย – อากาศอบอุ่น มีฝนตกมาก – พบพืชพวกโอ๊ก เมเปิล– อเมริกาเหนือ – ยุโรป – ญี่ปุ่น – ออสเตรเลีย4. ป่าสน (taiga)– อากาศหนาวจัด มีหิมะในฤดูหนาว – พบไม้ไม่พลัดใบ เช่น สน– ตอนใต้ของประเทศแคนาดา – ไซยีเรีย5. ทุนดรา (tundra)– ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง – ไม่พบต้นไม้ใหญ่ พบหญ้ามอสส์ ไลเคน ไม่พุ่มเล็กๆ– ทางเหนือของประเทศแคนาดา – รัฐอะแลสกาของสหรัฐอเมริกา6. ทุ่งหญ้า (grassland)– พบหญ้าเป็นจำนวนมาก – ฝนตกไม่มาก– อเมริกาเหนือ – แอฟริกาใต้ – อาร์เจนตินา
ระบบนิเวศในน้ำ1. ระบบนิเวศน้ำจืดแบ่งออกเป็น 3 บริเวณ คือ บริเวณน้ำตื้น (littoral zone) บริเวณกลางน้ำ (limnetic zone) และบริเวณใต้น้ำ (profundal zone) ซึ่งแต่ละบริเวณมีแสงเป็นปัจจัยหลัก ที่ทำให้สิ่งมีชีวิตมีความแตกต่างกัน 2. ระบบนิเวศน้ำทะเลแบ่งออกเป็น 4 บริเวณ คือ บริเวณน้ำขึ้น-น้ำลง บริเวณน้ำตื้น บริเวณขอบทวีป และบริเวณใต้มหาสมุทรซึ่งมืดมิด โดยแต่ละบริเวณมีแสง อุณหภูมิ และความเค็ม เป็นปัจจัยในการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต วัฏจักรน้ำ (water cycle)น้ำเป็นองค์ประกอบสำคัญในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต เป็นตัวกลางของกระบวนการต่าง ๆ ในสิ่งมีชีวิต อีกทั้งยังเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตมากมายเพราะโลกของเราประกอบด้วยน้ำ 3 ใน 4 ส่วน วัฏจักรของน้ำจึงนับว่ามีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตเป็นอย่างมาก การเกิดวัฎจักรของน้ำตามธรรมชาติแบ่งออกเป็น 4 ขั้นตอน ได้แก่ การระเหย การควบแน่น การเกิดฝนตก และการรวมตัวของน้ำ
วัฏจักรคาร์บอน (Carbon Cycle)คาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักของสารอินทรีย์ทั้งหมด ดังนั้นวัฏจักรคาร์บอนจึงเกิดควบคู่กับวัฏจักรพลังงานในระบบนิเวศ การสังเคราะห์ด้วยแสงโดยพืช สาหร่าย แพลงก์ตอนพืชและแบคทีเรีย ใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และให้ผลผลิตเป็นคาร์โบไฮเดรตในรูปน้ำตาลและเมื่อมีการหายใจ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกปลดปล่อยออกสู่บรรยากาศอีกครั้ง แม้ว่าในบรรยากาศจะมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพียง 0.03% แต่การสังเคราะห์ด้วยแสงใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศไปถึง 1 ใน 7 ในขณะเดียวกันก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการหายใจก็ชดเชยส่วนที่หายไปคืนสู่บรรยากาศ ทำให้ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศคงที่ตลอดเวลา
วัฏจักรออกซิเจน(oxygen cycle)วัฏจักรน้ำและวัฏจักรออกซิเจน มีความสัมพันธ์เกี่ยวโยงกัน เพราะต่างประกอบด้วยโมเลกุลออกซิเจน โดยทั่วไป O2 ได้มาจากการสังเคราะห์ด้วยแสง แล้วจึงเปลี่ยนเป็นน้ำในขั้นตอนการหายใจที่มีการใช้ O2 วัฏจักรออกซิเจนแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน ได้แก่ การสังเคราะห์ด้วยแสง และการหายใจแบบใช้ออกซิเจน
วัฏจักรไนโตรเจน (nitrogen cycle)ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบสำคัญของกรดอะมิโนซึ่งเป็นองค์ประกอบของโปรตีนทุกชนิดในสิ่งมีชีวิต พืชใช้ไนโตรเจนได้ใน 2 รูป คือแอมโมเนียม (ammonium หรือ NH4 +) และไนเตรต (nitrate หรือ NO3 -) และแม้ว่าในบรรยากาศจะประกอบด้วยไนโตรเจนถึง 80% แต่อยู่ในรูปก๊าซไนโตรเจน (N2) ซึ่งพืชไม่สามารถนำมาใช้ได้
วัฎจักรฟอสเฟต (phosphorus cycle)จะแตกต่างจากวัฎจักรอื่นๆ เช่น คาร์บอน ออกซิเจนและไนโตรเจน คือ จะไม่พบฟอสฟอรัสในบรรยากาศทั่วไปไม่เหมือนกับวัฏจักรที่กล่าวมา ส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของของแข็งของสารประกอบฟอสเฟตเกือบทั้งหมด เช่น พบในชั้นหินฟอสเฟต ฟอสฟอรัสเป็นสารที่เป็นองค์ประกอบสำหรับสารพันธุกรรม เช่น DNA (deoxyribonucleic acid) และ RNA (ribonucleic acid) ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมกระบวนการเมตาบอลิซึมและการถ่ายทอดพันธุกรรมของเซลล์ นอกจากนี้ยังเป็นองค์ประกอบที่สำคัญสำหรับสารให้พลังงานสูงในสิ่งมีชีวิต เรียกว่า ATP รวมทั้งเป็นองค์ประกอบของฟอสโฟไลปิด (phospholipid)
ตัวอย่างข้อสอบเรื่อง ระบบนิเวศ1. ระบบนิเวศในทะเลประกอบด้วย ไดอะตอม ลูกกุ้ง ลูกปลา สาหร่ายสีน้ำตาล ปลาขนาดใหญ่ ถ้านำมาเขียนพีระมิดจำนวน สิ่งมีชีวิตชนิดใดควรอยู่ล่างสุดของพีระมิด ก. ไดอะตอม 2. ในอ่างเลี้ยงปลาที่จัดให้อยู่ในสภาพสมดุลแล้วนำมาทำให้ปิดสนิท สิ่งมีชีวิตในอ่างเลี้ยงปลานั้นจะมีชีวิตอยู่ได้นานประมาณเท่าใด ก. อยู่ได้นานไม่เกิน 2 เดือน 3. ใต้ต้นมะม่วงหลังบ้าน มีสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น มดดำ คางคก หญ้า เห็ดรา ปลวก อยู่มากมาย สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันทั้งทางตรงและทางอ้อมนอกจากนี้ สิ่งมีชีวิตยังมีความสัมพันธ์กับแหล่งที่อยู่อาศัยด้วย เราเรียกความสัมพันธ์ดังกล่าวว่าอะไร ก. ระบบนิเวศ 4. “สิ่งที่ได้มาจากธรรมชาติและมีประโยชน์ต่อความเป็นอยู่ของมนุษย์ เรียกว่า ทรัพยากรธรรมชาติ ดังนั้นแสงอาทิตย์จึงถือได้ว่าเป็นทรัพยากรธรรมชาติเช่นกัน” ข้อความนี้ถูกต้องหรือไม่ เพราะเหตุใด ก. ถูกต้อง เพราะ แสงมีความจำเป็นต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ 5. “ปลานิล เป็นปถากินพืชที่เจริญเติบโตเร็ว มีลูกได้ครั้งละมาก ๆ สามารถอยู่ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างหลากหลาย และทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม” จากข้อมูล ข้อใดเป็นปัจจัยที่มีโอกาลเพิ่มแครีอิงคาพาซิตี (carrying capacity) ของประชากรปลานิลในบึงน้ำจืดแห่งหนึ่งมากที่สุด ก. การเพิ่มขึ้นของปถากินพืชต่างถิ่นที่ถูกปล่อยลงตู่บึง
ชีววิทยา ม. ปลาย ต้องเรียนเรื่องอะไรบ้างการเรียนชีวะในระดับม.ปลาย ทั้งชีวะ ม.4 ชีวะ ม.5 หรือ ชีวะม.6 นอกจากเรื่องระบบนิเวศที่จะต้องเจอแล้ว การเรียนวิชา ชีวะ ม.ปลาย ยังครอบคลุมไปถึงเรื่องอื่นๆ ด้วย ไม่ว่าจะเป็นเรื่องพันธุศาสตร์, การสังเคราะห์ด้วยแสง, ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต, เนื้อเยื่อและโครงสร้างพืชดอก, วิวัฒนาการ, การศึกษาทางชีววิทยาและกล้องจุลทรรศน์, การแบ่งเซลล์, ระบบไหลเวียนเลือด น้ำเหลือง และภูมิคุ้มกัน, ระบบต่อมไร้ท่อ และอื่น ๆ ดังนั้น ใครที่กำลังเตรียมตัวจะเลือกเรียนสายวิทย์ หรือกำลังเรียนสายเหล่านี้อยู่ ก็จะต้องเจอกับการเรียนเรื่องต่าง ๆ เหล่านี้อย่างแน่นอน
คอร์สเรียน Private ตัวต่อตัวเป็นคอร์สเรียนที่ผู้เรียนสามารถออกแบบการเรียนให้เหมาะกับตัวเองได้เป็นอย่างดี ไม่ว่าจะเรียนเพื่อติวสอบปลายภาค, ติวเพิ่มเกรด, กวดวิชาเข้ามหาวิทยาลัย ก็สามารถเลือกได้ตามแบบที่เราต้องการได้ด้วยหลักสูตรจำนวน 10 ชม. แต่หากใครที่พื้นฐานอ่อนหรืออยากมาเรียนเนื้อหาล่วงหน้าก็สามารถเพิ่มชั่วโมงเรียนให้เหมาะสมกับเราได้ |