مكانة السلسلة الغذائية في تطور الحياة

مما نعرفه على الأرض، أن جميع الحيوانات تستخدم الأشكال الثلاثة للطاقة، ولاستهلاكها تستخدم الأجهزة الفسيولوجية المناسبة (الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي). تثير هذه العالمية إمكانية وجود السلسلة الغذائية كآلية لإمدادات الطاقة في أي مكان في الكون

الطاقة هي السلعة الأساسية التي يحتاجها كل حيوان وكل نبات، وبدونها لن يبقى على قيد الحياة. الأشكال الثلاثة المعروفة للطاقة هي الطاقة الغازية والطاقة السائلة والطاقة الصلبة. الطاقة الغازية هي الأكسجين الذي تتنفسه جميع الحيوانات (باستثناء الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية). الطاقة السائلة هي الماء الذي تشربه جميع الحيوانات والطاقة الصلبة هي كل النباتات والحيوانات التي تأكلها الحيوانات.

والتقسيم الأساسي من حيث استخدام الطاقة الصلبة هو أن هناك حيوانات تتغذى على النباتات، وحيوانات تتغذى على النباتات والحيوانات، وحيوانات تتغذى على الحيوانات. ويسمى هذا النمط من استخدام الطاقة الصلبة بالسلسلة الغذائية وهو مفهوم "يصف علاقات التغذية الموجودة بين المشاركين في المحيط الحيوي. الحلقة الأولى في السلسلة هي النباتات التي تنتج المواد العضوية وبالتالي فهي منتجة المحيط الحيوي. الحلقة الثانية في السلسلة هي الحيوانات العاشبة وتسمى مستهلكات أولية، فمن يتغذى على آكلات النباتات يسمى مستهلكات ثانوية (مثل العنكبوت الذي يأكل النملة) ومن يتغذى على آكلات اللحوم يسمى مستهلكات ثالثية (مثل النسر الذي يأكل النملة) يأكل الحية)"1.

مما نعرفه على الأرض، أن جميع الحيوانات تستخدم الأشكال الثلاثة للطاقة، ولاستهلاكها تستخدم الأجهزة الفسيولوجية المناسبة (الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي). وتثير هذه العالمية احتمالية وجود السلسلة الغذائية كآلية لتزويد الطاقة في أي مكان في الكون حيث توجد حياة، على الرغم من أنه يجب أن نأخذ في الاعتبار أنه يمكن أن تكون هناك اختلافات مختلفة هنا تخضع للظروف البيئية التي تعمل فيها أشكال الحياة هذه. من الممكن أن يكون هناك كوكب تكون فيه نسبة الحيوانات النباتية كبيرة جدا مقارنة بالحيوانات آكلة اللحوم وفي مكان آخر مثلا تكون نسبة احتياجات الطاقة السائلة كبيرة مقارنة بنسبة احتياجات الطاقة الصلبة. يجب أن تكون هذه الاختلافات أيضًا نتيجة للعمليات التطورية الجارية هناك.

يقوم المحيط الحيوي كنظام بتنشيط آليات الحفاظ على التوازن الديناميكي بين العدد الإجمالي للحيوانات وأنواعها النشطة داخله، بحيث لا يزيد عدد الحيوانات كثيرًا، سواء كان المجمع بأكمله أو ما إذا كان نوع الحيوان . على سبيل المثال، قد يؤدي وجود فائض من الحيوانات النباتية لكل وحدة مساحة إلى إزالة الغطاء النباتي، مما سيؤدي إلى إتلاف قاعدة السلسلة الغذائية، ونتيجة لذلك، يؤدي أيضًا إلى إتلاف المستويات الأعلى. إن وجود فائض من الحيوانات المفترسة سيجبرها من أجل البقاء على افتراس جميع الحيوانات التي تقع تحتها بمستوى واحد، وبالتالي، التي ستترك بعد فترة قصيرة دون مصادر للغذاء، فإنها ستموت أيضًا وتتعطل السلسلة الغذائية أيضًا. أن تتضرر على مستوى أعلى. هذا التوازن هو نتيجة النسبة المئوية للحيوانات من إجمالي عدد الأفراد من نوع معين التي تموت في وحدة زمنية. تعمل الحيوانات المفترسة كجزء من هذه الآلية. عندما تفترس الحيوانات ذات الرتبة الأدنى "فإنها تفترس فقط الضعفاء والمرضى وكبار السن - وهي عادة مفروضة عليهم بشدة من خلال حقيقة أن الشخص البالغ الأصحاء عادة ما يكون قادرًا على الهروب أو القتال - وبالتالي فهم يفترسون الحيوانات ذات الرتبة الأدنى" تأكد من أن الملاءمة فقط هي التي ستستمر في الوجود. إذا لم يتمكن البالغون الأصحاء والقادرون من نوع ما من الهروب أو القتال، فسوف يتم القضاء على النوع بأكمله بسرعة وسيحتل نوع آخر مكانه المناسب. ولذلك فإن هذا توازن دقيق للغاية، حيث أن التغيير الطفيف الذي سيحدث فيه سيؤثر على الحيوانات على كلا المستويين على الأقل، المستوى الذي فوقهم والمستوى الذي تحتهم.

منذ ظهور الحياة على الأرض، أدى التطور إلى تنوع عدد الأنواع النباتية والحيوانية وكانت النتيجة عدداً كبيراً من الخطوات في السلسلة الغذائية. لذلك، بجانب مصطلحات مثل المستهلكين الأساسيين والمستهلكين الثانويين، ينبغي استخدام مصطلح الدرج الذي ذكرناه سابقًا. على سبيل المثال، إذا كان لدينا العديد من الحيوانات المفترسة التي يتم افتراسها من قبل بعضها البعض، فإن عدد الخطوات هو نفس عدد الحيوانات المفترسة. على سبيل المثال، إذا كان لدينا ضمن مجموعة المستهلكين الثانويين 4 حيوانات مفترسة، المفترس أ، المفترس ب، المفترس ج، المفترس د، المفترس أ يتغذى على حيوان يتغذى على الغذاء النباتي، المفترس ب يتغذى على المفترس أ، المفترس ج يتغذى على المفترس ب والمفترس D. يتغذى على Crazy C. ومن هذا يستلزم الاستنتاج أنه مع مرور الوقت، ومع تعمق التطور وزيادة مدى الاختلافات بين الحيوانات والنباتات، تصبح السلسلة الغذائية أكثر تعقيدا وتطورا. ولذلك، فإن دراسة مدى تعقيد السلسلة الغذائية على أي كوكب يحمل الحياة، يمكن أن يعطي مؤشرا على عمق التطور الذي حدث هناك، وأيضا قدرة، وإن كانت أساسية، على عمر الحياة على هذا الكوكب.

وبما أن الخطوة الأولى في السلسلة الغذائية هي الغطاء النباتي، فإن الخطوة الثانية يجب أن تظهر فقط مع ظهور الحيوانات. ومما هو معروف على الأرض، يبدو أن السلسلة الغذائية كان يجب أن تظهر على الأقل في العصر الكربوني (قبل 360 مليون سنة)، عندما ظهرت لأول مرة غابات ضخمة من النباتات، وفي نفس الوقت أو بعدها بدأت البرمائيات في الانتشار، ظهرت الزواحف الأولى وبدأت مجموعات مختلفة من الحشرات تنتشر في جميع أنحاء العالم3. لكن النتائج تظهر أن الحيوانات ظهرت في وقت مبكر. ومن الأمثلة على ذلك الفقاريات عديمة الفك التي ظهرت في العصر الأوردوفيشي (منذ 505 مليون سنة)4. وبما أن هذه الفقاريات كان لا بد أن يكون لديها مصادر للغذاء، وإذا لم يكن هناك نبات بالفعل، كان عليها أن تعتمد غذائيًا على حيوانات أقل منها رتبة. وبما أن أصل الحياة، بما في ذلك الحيوانات الأولى، كان في البحر، فإن الاستنتاج يتطلب أن السلسلة الغذائية بدأت في مرحلة مبكرة جداً من تطور الحياة، حتى قبل وجود الغطاء النباتي والبيئة التي ظهرت فيها. البيئة البحرية. ونتيجة لذلك، فإن المطلوب هو الاستنتاج بأن السلسلة الغذائية ليس من الضروري أن تبدأ بالنباتات، بل بعامل بيولوجي آخر، وهو ما يشكل الخطوة الأولى. وهذا يعني وجود نقاط بداية مختلفة لسلسلة غذائية في تطورات بيولوجية أخرى وجدت مكانها على النجوم الحاملة للحياة.

إن السلسلة الغذائية التي تكون درجتها الأولى هي الغطاء النباتي لديها عنصر جديد وهو أنها تعمل بشكل رئيسي على الأرض. وحتى لو كانت موجودة في بيئة مائية، فهي محدودة للغاية. ولا يمكن ذلك إلا إلى ذلك المكان الذي لا يمكن لأشعة الشمس الوصول إليه. وهذا ممكن على الأرض فقط حتى عمق 200 متر. وهذا العمق يعتمد على بعد الكوكب عن الشمس. من الممكن أنه إذا كانت الأرض أقرب إلى الشمس (وهي مسافة تسمح فيها حرارة الشمس بوجود الماء)، فمن الممكن أن توجد سلسلة غذائية مائية تعتمد على النباتات البحرية حتى على أعماق أكبر.

حدثت عدة حالات انقراض جماعي للحيوانات على الأرض. الأول في نهاية العصر الأوردوفيشي، والثاني في نهاية العصر الديفوني، والثالث في نهاية العصر البرمي، والرابع في نهاية العصر الترياسي، والخامس في نهاية العصر الطباشيري5. وهذا له معنى واحد وهو انقطاع السلسلة الغذائية وتجدد تطورها مع تجدد الحياة. هناك قدر كبير من الأدلة الجيولوجية لمثل هذه الظاهرة. ومن الأمثلة على ذلك الانقراض الذي حدث قبل حوالي 240 مليون سنة، في الفترة الانتقالية بين العصرين البرمي والترياسي6. التفسيرات المحتملة لهذا الانقراض هي، على سبيل المثال، اصطدام نيزك قوي، مما أدى إلى إثارة كميات كبيرة من الغبار التي كانت متفرقة في الغلاف الجوي أو الانفجارات البركانية على نطاق عالمي أدت إلى انبعاث كميات من الرماد والغازات على نطاق كارثي. وعلى أية حال كانت النتيجة واحدة - سواد سطح الأرض وتباطؤ وتوقف نشاط التمثيل الضوئي. والحيوانات التي تتغذى على النباتات فقدت مصدر حياتها وماتت أيضاً، وبالتالي توقفت السلسلة الغذائية بأكملها. ولم يتجدد إلا عندما بدأ الغبار ينقشع وبدأت الشمس تضيء الأرض من جديد. وسواء كان أحد هذه التفسيرات صحيحًا أو كلاهما صحيحًا، فإن هذه الظاهرة يمكن أن تحدث أيضًا في النجوم الأخرى الحاملة للحياة. وعلى كل حال فالمعنى واحد، ولن تتجدد السلسلة الغذائية إلا عندما تتجدد الحياة كلها أيضاً.
بالتوازي مع السلسلة الغذائية، هناك سلسلة غذائية معاكسة. وهذه هي نفس السلسلة الغذائية التي تحلل الحيوانات الميتة7. في الخطوة الأولى هناك يرقات الذباب أو الحشرات (الخنافس والنمل) التي تتغذى على أجزاء الذبيحة المختلفة وتقسيمها إلى وحدات أصغر. وفي المستوى الثاني توجد حيوانات أصغر حجمًا، مثل العلق الذي يتغذى على الوحدات الصغيرة من الجثث. وعندما تمر هذه الأجزاء عبر جهازها الهضمي، فإنها تتفكك بشكل أكبر، والأجزاء المفرزة من الجهاز الهضمي تغذي الكائنات الموجودة في المستوى الثالث. ومن بين الكائنات الموجودة في هذا المستوى الفطريات التي تقوم بتفكيك هذه الأجزاء إلى مركبات بسيطة والتي بدورها تتحلل إلى مواد أولية غير عضوية بواسطة البكتيريا الموجودة في المستوى الرابع والأخير.
وفي ضوء حقيقة أن الحياة على الأرض ترافقت مع عدد من حالات الانقراض، فإن الاحتمال يبرز أن هذا الانقراض قد خلق بالفعل مصادر غذاء هائلة ومفاجئة لجميع الحيوانات في السلسلة الغذائية المقابلة، مما سمح لها بالتكاثر السريع. ومع تجدد الحياة والعودة إلى معدل الوفيات، إذا أمكن تسميته "طبيعياً"، فإن إجمالي مصادر الغذاء للحيوانات في السلسلة الغذائية العكسية انخفض وبالتالي انخفض عددها أيضاً. إذا كانت الانقراضات الدورية ظاهرة تحدث أيضًا في نجوم أخرى، فإن نفس العمليات الدورية تنطبق على السلسلة الغذائية المقابلة.
إذا أردت، يمكنك رؤية النشاط الموازي للسلسلتين الغذائيتين كنوع من المعادل البيولوجي لقانون الحفاظ على الطاقة. فكما أن الطاقة لا تختفي، بل تأخذ شكلاً وتتوسع، كذلك الحياة. منذ أن بدأت في التطور على كوكب معين حتى احتمال توقفها لأي سبب من الأسباب، فإن الكتلة البيولوجية ومكوناتها الكيميائية ككل لا تختفي، بل تأخذ شكلها وتتوسع فقط خلال التطور البيولوجي، بدءًا من أفقر الحيوانات وتنتهي بالحيوانات الأكثر تطوراً.

מקורות
1. ماركوز هيس عدي – علم الأحياء اليوم، فصول في علم الأحياء، كتب تل أبيب 1995، ص. 176.
2. ديكسون دويل – بعد الإنسان، علم حيوان المستقبل، سفريت معاريف، 1984، ص. 21.
3. يابلونكا هناء – التطور، الوحدة الثانية، الجامعة المفتوحة، 2، ص. 1994.
4. اسم الاسم.
5. اسم الاسم.
6. عشات يورام – "الانقراض الأعظم على الإطلاق"، جاليليو، 31 نوفمبر 1998، ص. 46.
7. ماركوز هيس عدي - المرجع نفسه. 176-177.