ECOLOGY

Ms.Tanyaratana Dumkua

Biology Department, MahidolWittayanusorn School Mod. From Aj.Prae PowerPoint

What is ecology?

Ecology is the scientific study of the interactions between organisms and their environment.

Key words scientific interactions environment

Fields of study in ecology

• Physiological Ecology

• Population Ecology

• Community Ecology

• Ecosystem Ecology

Popular field of ecology study :

1. Physiology ecology or environmental physiology

2. Population ecology

Popular field of ecology study :

3. Community ecology

Popular field of ecology study :

4. Ecosystem ecology

Popular field of ecology study :

https://assets4.bigthink.com/system/idea_thumbnails/63602/size_1024/cropped_biome_pyramid.jpg?1506422746

https://www.youtube.com/watch?v=-nfDM1eSzMo

Levels of biological

organization

Ecology

Ecology organization

ประชากร (Population)

กลมของส งมชวตชนดเดยวกน ทอาศยอยร ว ม ก น ใ น บ ร เ ว ณ ใ ดบรเวณหนง ในชวงเวลาหนง

สงคมสงมชวต (Community)

ประชากรของสงมชวตหลาย ๆ ชนด (หลาย ๆ population ) ทอยรวมกนในบรเวณใดบรเวณหนงโดยมความสมพนธรวมกน

Ecosystem = Community + Physical factors

Ecosystem I Ecosystem II Ecosystem III Ecosystem ………

BIOSPHERE

Ecosystem

ระบบนเวศ (Ecosystem)

กลมสงมชวต (Community)

แหลงทอย (Habitat) = +

การถายทอดพลงงาน (Energy flow)

วฏจกรของสาร (Nutrient cycle)

หวงโซอาหาร (Food chain)

สารใยอาหาร (Food web)

ประเภทของระบบนเวศ แบงตามลกษณะการถายทอดพลงงานและสารอาหารไดเปน 3 ประเภท คอ

1. ระบบนเวศเปด (open ecosystem) มการถายเททง

มเฉพาะการถายเท E

ไมมการการถายเท N

- พบในธรรมชาตทวไป

พลงงาน (E)

สาร (N)

2. ระบบนเวศปด (closed ecosystem)

- ประภาเรยม

3. ระบบนเวศอสระ (isolated ecosystem) ไมมการถายเททง (E)

(N)

จ าแนกตามถนทอยได 5 แบบ คอ

1. Fresh water ecosystem 2. Marine ecosystem 3. Estuary ecosystem 4. Mangrove ecosystem 5. Terrestrial ecosystem

ชนดของระบบนเวศ

โครงสรางของ ระบบนเวศ

Trophic structure = โครงสรางอาหาร Trophic structure

Autotroph Heterotroph

Consumer Decomposer

Photosynthesis Chemosynthesis - Plants - Algae - Green and Purple sulfur bacteria

- Hydrogen bacteria - Nitrifying bacteria

Herbivore Carnivore Omnivore Detritivore

Scavenger

Organisms in ecosystems

• Autotrophs (primary producers)

• Photosynthetic organisms

• Chemosynthetic organisms

การสงเคราะหดวยแสง (photosynthesis) ของพชและสาหราย

แสง 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2

คลอโรฟลล

การสงเคราะหเคม (Chemosynthesis) ของแบคทเรยบางชนด ใช H2S แทน H2O

Consumer หรอ heterotroph 1. herbivore

2. carnivore

3. Omnivore มาจาก omnes "all" or "everything"

4. Detritivore->An organism that feeds on detritus; a saprophage

Scavenger-> An animal that feeds on decaying matter such as carrion.

เปนผไดรบพลงงานล าดบสดทาย

Decomposer (saprotrophs)

Decomposer Vs Detritivore

Detritus feeders Decomposer

Decomposition

การถายทอดมวลสารและพลงงาน เกดขนตามการกนกนเปนล าดบขนทเรยกวา food chain

การถายทอดสารและพลงงาน

ผบรโภคสงสด

ผบรโภคล าดบทสาม

ผบรโภคล าดบทหนง

ผบรโภคล าดบทสอง

ผผลต Trophic level 1

Trophic level 2

Trophic level 3

Trophic level 4

Trophic level 5

1. Grazing food chain หรอ Predator food chain

2. Detritus food chain หรอ Saprophytic food chain

3. Parasite food chain 4. mixed food chain

ชนดของหวงโซอาหาร

ประเภทของหวงโซอาหาร 1. หวงโซอาหารแบบผลา (Predator chain หรอ Grazing chain)

ล าดบชนอาหาร (Trophic level) 1 2 3 4 5

ต าแหนงหนาทเชงอาหาร

ผผลต ผบรโภคพช หรอผบรโภค อนดบ 1

ผบรโภคเนอสตว อนดบ 1 หรอ ผบรโภคอนดบ 2

ผบรโภคเนอสตว อนดบ 2 หรอ ผบรโภคอนดบ 3

ผบรโภคเนอสตว อนดบ 3 หรอ ผบรโภคอนดบ

สดทาย

หวงโ

ซอาห

าร

แพลง

กตอน

พช

(Phy

topl

arkt

on)

แพลง

กตอน

สตว

(Zoo

plar

kton

)

ตวออ

นแมล

ง

ปลา

คน

2. หวงโซอาหารแบบปรสต (parasitic food chain)

ผถกอาศย ปรสต ปรสตอนดบสงกวา (Host) (Parasite) (Hyperparasite)

ตวอยางเชน นก ไรนก โพรโตซว แบคทเรย ไวรส

filamentous bacteria

Nematode

Plant

ซากพชซากสตว

ผบรโภค ซากพช ซากสตว

ผบรโภค เนอสตว

รา ผบรโภคเหดรา (fungivore)

ตวอยางเชน

ซากพชซากสตว ไสเดอน รา

ปลา ไร (mite)

3. Detritus food chain หรอ Saprophytic food chain

4. หวงโซอาหารแบบผสม (mixed food chain)

ผผลต ผบรโภค ปรสต สาหราย ปลา พยาธใบไม คน หญา กระตาย ยงกนปลอง เชอมาลาเรย

อะไร? ทถกถายทอดไประหวางการกนกนเปนทอด ๆ

พลงงาน และมวลสาร

ผผลต

ผยอยสลาย ผบรโภค Debris Waste

สงมชวตสมพนธกนในลกษณะการถายทอดมวลสารและพลงงาน และมลกษณะเปน Open System

การถายทอดสารและพลงงาน

primary productivity

พลงงานแสงทเปลยนไปเปนพลงงานเคมในสารอนทรยตอหนงหนวยเวลา เรยก primary productivity

NSP ->Net secondary productivity

GSP ->Gross secondary Production

R -> respiration

secondary productivity

ในการถายทอดพลงงาน“Lindeman” พบวา พลงงานทสงผานไปในแตละ trophic level จะสงผานแคประมาณ 10-20%

ในแตละล าดบขน จะมการสญเสยพลงงานไปประมาณ 80-90% ในรปของ Metabolism จงสรปออกมาเปน

ten percent law

100% 10% 1% 0.1% ---->

การถายทอดพลงงาน

ขอสรป

หวงโซอาหารยงสน ประสทธภาพการถายทอดพลงงานยงสงขน หวงโซอาหารยงยาวประสทธภาพการถายทอดพลงงานยงนอยลง

ตนขาว (100 kg)

ตกแตน (10 kg)

คน (1 kg)

การกนกนในธรรมชาต จะเกดการถายทอดพลงงานไมเกน 4 – 5 ขนตอน

ตนขาว (100 kg)

ตกแตน (10 kg)

คน (0.1 kg)

กบ (1 kg)

หวงโซอาหาร และสายใยอาหาร (Food Chain & Food Web)

ตารางเปรยบเทยบระหวางหวงโซอาหารกบสายใยอาหาร สงเปรยบเทยบ หวงโซอาหาร สายใยอาหาร

1. ทศทางการกน -กนกนทางเดยวไมเกน 4 – 5 ขนตอน เพราะวายงกนกนหลายขนตอนมากขนเพยงใด อตราการสญเสยพลงงานมากยงขนเพยงนน

- กนกนหลายทศทางโดยเกดจากหลาย ๆ หวงโซอาหาร เชอมโยงกนคลายใยแมงมม

open chain

หญาทะเล พยน คน สาหราย ไรน า กง

นกอนทร ปลาจาระเมด

closed chain (Complex food chains)

นกอนทร ดาวทะเล

สาหรายสน าตาล

ลกกง หอย

ไดอะตอม

ปลาจาระเมด

ตารางเปรยบเทยบระหวางหวงโซอาหารกบสายใยอาหาร (ตอ)

สงเปรยบเทยบ หวงโซอาหาร สายใยอาหาร 2. ระดบความซบซอน ต ากวา มากกวา

3. ระดบความสมดลของกลมสงมชวต

ต ากวา สงกวา

4. ลกษณะการกนกนในธรรมชาต

เกดนอยกวา เกดมากกวา

Ecosystem Pyramid

Diagram แสดงการถายทอดพลงงานอยในรป พรามดนเวศ (Ecological pyramid)

ซงแตละล าดบชนของการบรโภคเรยกวา trophic level แบงเปน 3 พรามดคอ 1. พรามดของจ านวน (pyramid of number) หนวยเปน ตว/ตารางเมตร 2. พรามดมวลชวภาพ (pyramid of biomass) หนวยเปน g/ตารางเมตร 3. พรามดของพลงงาน (pyramid of energy) หนวยเปน cal/ตารางเมตร

1. Pyramid of Number

มหนวยเปนจ านวน ตว หรอตน ตอ พนท (m2) หรอปรมาตร (m3 )

พรามดจ านวน จะมในรปแบบหวกลบไดหรอไม ในกรณใด ?

2. Pyramid of Mass

มหนวยเปน กรม (g) ตอ พนท (m2) หรอปรมาตร (m3 )

Pyramid of Mass (invert)

3. Pyramid of Energy

มหนวยเปน kcal/m2/year เปนพระมดหวตงเสมอ

Pyramid of Energy Pyramid of Number

Biogeochemical cycle

https://www.youtube.com/watch?v=TWb4KlM2vts

Water cycle Song

Carbon-Oxygen cycle https://www.youtube.com/watch?v=CLqFUI2Pvlc

Nitrogen cycle

Recommend clips

Sulfur cycle

https://www.youtube.com/watch?v=HOpRT8BRGtk

https://www.youtube.com/watch?v=LbBgPekjiyc

https://www.youtube.com/watch?v=TNTTJ4N3kIE

https://www.khanacademy.org/science/biology/ecology/biogeochemical-cycles/v/phosphorous-cycle

Phosphorous cycle

ดวงอาทตย การถายทอดพลงงานและวฏจกรของสาร

ผผลต ผบรโภคพช ผบรโภคสตว

พลงงาน

สารอนนทรย ผยอยอนทรยสาร สาร

สาร

ผรบพลงงานเปนล าดบสดทาย คอ ผยอยอนทรยสาร การถายทอดพลงงานจะเกดทศทางเดยว (unidirection) ไมเปนวงจรหรอไมเปนวฏจกร แตการถายทอดสารจะเปน วฏจกร (Cyclic)

ขอสรป

Biomagnification

สารพษทไมถกยอยสลาย เชน โ ล ห ะ ห น ก ไ ด แ ก ป ร อ ท ต ะ ก ว แคดเมยม หรอยาฆาแมลงบางชนดทสลายตวยาก เชน DDT เมอเกดปนเปอนในสงแวดลอมจะถกถายทอด และสะสมในหวงโซอาหารเปนแบบการเ พ ม ข ย า ย ท า ง ช ว ภ า พ (Biomagnification) โดยสงมชวตในล าดบทายจะเกดการสะสมเปนพษเหลานเปนทวคณ

Biomagnification

Bioaccumulation; Biomagnification

Bioaccumulation; Biomagnification

มากทสด ปรมาณพลงงาน นอยทสด

นอยทสด มากทสด

Ten percent law

Biomagnification

ปรมาณสารพษทสะสมในเนอเยอ

ผบรโภคพช ผบรโภคสตว ผผลต

Keystone species

https://thisisnoordinaryworld.wordpress.co

m/tag/keystone-species-2/

http://cbc.amnh.org/crisis/foodweb.html

Keystone species

Keystone species

http://www.live58.org/an-introduction-to-

keystone-species

Keystone species

https://thisisnoordinaryworld.wordpress.co

m/tag/keystone-species-2/

Through their feces, bears also distribute tens of thousands of seeds from huckleberries, chokecherries, currants, mountain ash and pine nuts. And grizzlies that scavenge carcasses and those that learn to fish for trout or salmon spread around natural fertilizers.

Keystone species

Keystone species

Gray Wolves: A Case Study of Keystone Species Removal and Restoration

Keystone species

Exotic species (Alien species)

Red fox

myrtle

brown tree snake

Exotic species (Alien species)