โครงสร้างและหน้าที่ในระบบนิเวศ

โครงสร้างของระบบนิเวศหรือองค์ประกอบ (Structure or Component) มีหลายสิ่งหลายอย่างนานาชนิด (Diversity) ทั้งสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต รวมทั้งสิ่งแวดล้อมทางสังคมโดยมีการกระจายอย่างได้สัดส่วนของปริมาณสิ่งแวดล้อม และทำหน้าที่เพื่อการเอื้อประโยชน์ซึ่งกันและกันเป็นวงจรชีวิตโครงสร้างในระบบนิเวศโครงสร้างในระบบนิเวศ ประกอบด้วยองค์ประกอบที่เป็นสิ่งมีชีวิต (Biotic) เป็นตัวการที่ทำให้เกิดกิจกรรมต่าง ๆ ของแต่ละระบบนิเวศแบ่งออกเป็น 3 ประเภทตามลักษณะและหน้าที่ในระบบนิเวศนั้น ๆ
1.1) ผู้ผลิต (Producers) หมายถึง ผู้ผลิตโดยทั่วไปคือพืชสีเขียวทั้งหมด ตั้งแต่พืชที่มีขนาดเล็กที่สุด ไปจนถึงพืชที่มีขนาดใหญ่ พืชเหล่านี้สามารถผลิตอาหารขึ้นเองจากอนินทรีย์สารที่มี่โครงสร้างทางเคมีไม่ซับซ้อน เรียกว่า Autotrophic Organisms ด้วยการใช้น้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์จากภายนอก โดยมีแสงอาทิตย์เป็นแหล่งของพลังงาน กระบวนการสร้างอาหารของสิ่งมีชีวิตนี้ เรียกว่า กระบวนการสังเคราะห์แสง
1.2) ผู้บริโภค (Consumers) หมายถึง สิ่งที่ไม่สามารถผลิตอาหารขึ้นใช้เองได้ ต้องหาอาหารและพลังงานให้ตัวเองด้วยการบริโภคสิ่งมีชีวิตอย่างอื่นเรียกว่า Heterotrophic Organisms ที่เป็นทั้งพืชและสัตว์ แยกผู้บริโภคได้เป็นผู้บริโภคขนาดใหญ่ กับผู้บริโภคขนาดเล็ก ผู้บริโภคขนาดใหญ่แยกออกได้3 กลุ่มคือ
ก) กลุ่มผู้บริโภคที่กินเฉพาะพืชเป็นอาหาร(Herbivores) เช่น วัวแพะกระต่าย ฯลฯ
ข) กลุ่มผู้บริโภคที่กินเฉพาะสัตว์เป็นอาหาร(Carnivores) เช่น กบ งู สุนัขจิ้งจอก ฯลฯ
ค) กลุ่มผู้บริโภคที่กินทั้งพืชและสัตว์เป็นอาหาร (Omnivores) เช่น มนุษย์
ผู้บริโภคตามระดับขั้นของการบริโภคออกเป็น
ก) ผู้บริโภคขั้นปฐมภูมิ (Primary Consumer) ได้แก่ ผู้ที่กินพืชเป็นอาหาร เช่น แมลง สัตว์บก เช่น วัว, ควาย, แพะ, แกะ, กระต่าย ฯลฯ
ข) ผู้บริโภคขั้นทุติยภูมิ (Secondary Consumer) ได้แก่ ผู้ที่กินผู้บริโภคขั้นปฐมภูมิเป็นอาหาร เช่น เสือ สุนัขจิ้งจอก จระเข้ ตัวอ่อนของแมลงในน้ำซึ่งกินแพลงก์ตอนสัตว์ เป็นต้น
ค) ผู้บริโภคขั้นตติยภูมิ (Tertiary Consumer) ได้แก่ ผู้ที่กินผู้บริโภคขั้นทุติยภูมิอีกต่อหนึ่ง เช่น ปลาที่กินตัวอ่อนของแมลง เป็นต้น
1.3) ผู้ย่อยสลาย (Decomposers) ได้แก่ พวกแบคทีเรีย เห็ด รา สามารถย่อยสลายสารอินทรีย์ที่เน่าเปื่อย ของเสีย และกากอาหารให้เป็นสารที่มีขนาดโมเลกุลเล็กลงแล้วจึงดูดซึมส่วนที่สลายได้ไปใช้เป็นอาหารบางส่วน ส่วนที่เหลือจะปลดปล่อยออกไปในสิ่งแวดล้อมเป็นแหล่งธาตุอาหารต่อไป
องค์ประกอบที่เป็นสิ่งไม่มีชีวิต (Abiotic) เป็นส่วนประกอบพื้นฐานของระบบนิเวศและเป็นปัจจัยช่วยให้สิ่งมีชีวิตที่เป็นสมาชิกในระบบ สามารถดำเนินกิจกรรมได้
1) พลังงาน เป็นองค์ประกอบสำคัญที่จะทำให้ระบบนิเวศคงความเป็นระบบนิเวศอยู่ได้ พลังงานจะเป็นปัจจัยทำให้สิ่งมีชีวิตทุกชนิดในระบบนิเวศสามารถดำรงชีวิตอยู่ต่อไป ดวงอาทิตย์ คือ แหล่งของพลังงานที่สำคัญที่สุดของระบบนิเวศพืชคือผู้ผลิตที่สามารถรับเอาพลังงานแสงอาทิตย์แล้วผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสง เปลี่ยนรูปแบบของพลังงานเป็นพลังงานเคมี บางส่วนของพลังงานนี้พืชใช้เพื่อการเจริญเติบโตและขยายพันธุ์ บางส่วนถ่ายทอดไปยังสัตว์ซึ่งเป็นผู้บริโภคด้วยกระบวนการบริโภคและบางส่วนเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อนที่ไม่สามารถใช้ประโยชน์ได้ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะถูกคายออกมาสู่สิ่งแวดล้อม
2) สารเคมี สารเคมีเป็นองค์ประกอบที่เป็นสิ่งไม่มีชีวิตในระบบนิเวศมี 2 ชนิดที่สำคัญคือก) อินทรีย์วัตถุ (Organic Substances) เช่น โปรตีน คาร์โบไฮเดรต วิตามิน และสารเคมีอื่น ๆที่จำเป็นสำหรับชีวิตประจำวัน ฯลฯหรือเรียกอีกอย่างว่า แหล่งธาตุอาหาร (Nutrient Pools)ข) อนินทรีย์วัตถุ (Inorganic Substances) เช่น น้ำ ออกซิเจน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส ฯลฯ
3) องค์ประกอบทางด้านลมฟ้าอากาศ เป็นสภาพทางกายภาพและสภาพทางภูมิศาสตร์ที่สำคัญต่อระบบนิเวศมาก สภาพทางภูมิศาสตร์ ได้แก่ อุณหภูมิ แสงสว่าง ความชื้น กระแสน้ำ สภาพความเป็นกรดเป็นด่าง ส่วนสภาพทางกายภาพ ได้แก่ มีเดียม และซับสเตรตัม (Medium and Substratum)
3.1) อุณหภูมิ มีผลต่อสิ่งมีชีวิตมาก แต่ละชนิดมีช่วงความทนต่อช่วงของอุณหภูมิต่างกัน สิ่งมีชีวิตมีการปรับตัวเพื่อการอยู่รอดในสภาพที่ต่างกัน
3.2) กระแสน้ำ เป็นสภาพแวดล้อมทางภูมิศาสตร์อย่างหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อการมีชีวิตในระบบนิเวศน้ำไหล พบว่าสิ่งมีชีวิตที่อาศัยในน้ำไหลเชี่ยวจะต้องปรับตวให้เหมาะกับสภาพที่เป็นอยู่ เช่น การว่ายทวนน้ำของปลาไหลเพื่อไปยังต้นน้ำว่ายเกาะกลุ่ม เป็นเกลียวคล้ายเกลียวเชือกทวนกระแสน้ำขึ้นไป จึงสามารถไปถึงจุดหมายปลายทางได้ ถ้าตัวใดหลุดจากกลุ่มจะถูกพัดไป ปากแม่น้ำ สิ่งมีชีวิตบางชนิดจะไม่เคลื่อนที่เมื่อยู่ในบริเวณน้ำไหล
3.3) แสง เป็นปัจจัยสำคัญสำหรับชีวิตพืชและสัตว์ โดยเฉพาะพืชที่ต้องใช้แสงสว่างเป็นพลังงานในการสังเคราะห์แสง เพื่อให้ได้ผลผลิตคือ พลังงานอาหาร
3.4) ความชื้น ปริมาณความชื้นมีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ จัดเป็นค่าสัมพันธ์ พืชบางชนิดต้องการความชื้นสูงในการเจริญเติบโต
3.5) สภาพความเป็นกรดด่าง ในดินและน้ำมีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิตในบริเวณต่างๆ อินทรีย์ในแต่ละชนิดต้องการความเป็นกรดและด่างต่างกัน
3.6) มีเดียม สิ่งที่ล้อมรอบสิ่งมีชีวิต เช่น น้ำ ถือว่าเป็นตัวกลางของสัตว์น้ำ
3.7) ซับสเตรตัม บริเวณพื้นผิวที่สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ อาจเป็นของเหลว เช่น น้ำ หรือของแข็ง เช่น ฝาผนังหรือโขดหิน ซึ่งเป็นที่เกาะของสิ่งมีชีวิต ซึ่งจะปรับตัวให้เข้ากับพื้นผิวที่ตนอาศัย เช่น จิ้งจกมีเท้าแบนราบเพื่อเกาะเพดานได้
หน้าที่ในระบบนิเวศการที่มนุษย์ สัตว์ และพืช ดำรงชีวิตอยู่ ได้รับพลังงานและวัตถุธาตุอย่างต่อเนื่องกันเป็นที่น่าสังเกตว่า ทั้งสัตว์และมนุษย์ไม่สามารถจะสร้างสารประกอบที่เป็นปัจจัยในการดำรงชีวิตได้โดยตรง อาศัยพืชเป็นตัวสร้างขึ้น จากกระบวนการที่เรียกว่า “Photosynthesis”เนื่องจากองค์ประกอบ (Structure) ที่มีหลากหลายชนิดในระบบนิเวศ ทำให้แต่ละชนิดต้องมีบทบาท (Niche) แตกต่างกันไป เกิดการทำงาน (Function) ตามกลุ่มหน้าที่ โดยแบ่งหน้าที่ได้เป็น 4 กลุ่ม คือ
1) กลุ่มแร่ธาตุอาหาร (Nutrient Pool) ทำหน้าที่สนับสนุนการเจริญเติบโตของพืชหรือผู้ผลิต โดยให้แร่ธาตุอาหารเพื่อนำไปใช้ในการทำกิจกรรมต่าง ๆ
2) ผู้ผลิต (Producers) ทำหน้าที่ผลิตอาหารโดยได้รับแร่ธาตุสนับสนุนจากกลุ่มธาตุอาหาร เพื่อเป็นต้นทุนพลังงานในการทำกิจกรรม แล้วรับการสนับสนุนจากองค์ประกอบอื่นๆ เช่น แสงแดด น้ำ นำมาสังเคราะห์แสงปรุงอาหาร เก็บสะสมไว้ในลำต้น กิ่ง ก้าน ใบ
3) ผู้บริโภค (Consumers) ทำหน้าที่บริโภค ผู้ผลิตหรือบริโภคต่อเนื่องกันเองตามลำดับของการกิน เช่น สัตว์กินสัตว์จะกินสัตว์กินพืช ซึ่งไปกินพืชมาเป็นอาหารเพื่อนำอาหารเข้าสู่ร่างกายและแปรรูปเป็นพลังงานไปใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ แล้วขับถ่ายกากของเสียออกจากร่างกาย
4) ผู้ย่อยสลาย (Decomposers) ทำหน้าที่ย่อยสลาย ซึ่งในความเป็นจริงอาจกล่าวได้ว่า ผู้ย่อยสลายคือผู้บริโภคกลุ่มหนึ่ง ซึ่งมีขนาดเล็กสุด ซึ่งสามารถย่อยสารอินทรีย์ต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นกากของเสียที่สัตว์หรือผู้บริโภคขับถ่ายออกมา หรือการที่ผู้ผลิตหรือผู้บริโภคตาย หรือส่วยของอวัยวะบางส่วนของผู้ผลิต เช่น ใบไม้ที่ร่วงหล่น ส่วนของผู้บริโภคเช่น ขน หนัง เล็บ หรือซากพืชและสัตว์ที่เหลือจากการบริโภค ล้วนแล้วแต่ถูกย่อยสลายด้วย ผู้ย่อยสลายซึ่งส่วนใหญ่เป็น จุลินทรีย์ แบคทีเรียต่าง ๆ แล้วแปรสภาพส่วนที่ย่อยได้ซึ่งเป็นโมเลกุลขนาดเล็กไปเป็นธาตุอาหารให้แก่ผู้ผลิต สะสมในดิน, น้ำ, อากาศ แล้วแต่ระบบนิเวศนั้น ๆ ซึ่งอาหารส่วนหนึ่งที่ทำการย่อยสลายจะแบ่งปันไปใช้ในกิจกรรมเพื่อการดำรงชีพของผู้ย่อยสลายเองด้วย ทั้งนี้การถ่ายทอดพลังงานที่เกิดจากการกินต่อเนื่องกันไม่ว่ารูปแบบใดก็ตาม จะเริ่มกระบวนการถ่ายทอดพลังงานจากพืชสเขียว (Producers) ไปสู่ผู้บริโภคขั้นต่าง ๆ ซึ่งทำให้พลังงานลดลงเรื่อย ๆ ตาม Trophic Level หรือลำดับขั้นของการบริโภคที่เพิ่มขึ้น โดยพลังงานจะลดลงทุกๆ ครั้งที่มีการเปลี่ยนลำดับขั้นการบริโภคประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ เป็นไปตามกฎธรรมชาติที่เรียกว่า Law of Ten ซึ่งการลดลงเนื่องจากสูญเสียพลังงานออกไปในรูปของพลังงานความร้อนและการขับถ่ายของเสีย ดังแสดงในภาพที่ 2.7 สำหรับการถ่ายทอดพลังงานจากพืชไปสู่สัตว์กินพืชจะสูญเสียพลังงานไปประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ ส่วนจากสัตว์สู่สัตว์ที่กินสัตว์ จะสูญเสียประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ โดยการกินต่อเนื่องจะทำได้สูงสุด 5 ลำดับขั้น (นับตั้งแต่ผู้ผลิตขึ้นไป) ซึ่งบางระบบนิเวศอาจมี Top Carnivores ซึ่งส่วนใหญ่เป็นมนุษย์บนพื้นผิวที่ตนอาศัย เช่น จิ้งจกมีเท้าแบนราบเพื่อเกาะเพดานได้

ที่มา: YouTube