معرفة السبب والنتيجة - كتاب علم البيئة - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: 1. قارن استعمل الرسم للمقارنة بين البيانات في السنوات الثلاثة.

الإجابة: س 1: في عام 1994 كانت كثافة العصافير أعلى ثم انخفضت بشدة خلال 3 سنوات (من قرابة 6 إلى قرابة 2.5). أما عام 1995 فبقيت الكثافة شبه ثابتة مع انخفاض طفيف (حوالي 4 إلى 3.5). وفي عام 1996 بدأت الكثافة أقل ثم ارتفعت تدريجيًا (حوالي 2.7 إلى 4)، وتتقارب القيم قرب السنة الثانية.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** هذا السؤال يطلب منا مقارنة البيانات في السنوات الثلاثة باستخدام الرسم البياني. الفكرة هنا هي أن ننظر إلى الخطوط أو الأعمدة التي تمثل كل سنة على الرسم ونقارن بينها من حيث الاتجاه العام والتغيرات. لنبدأ بالسنة الأولى (1994): نلاحظ أن الخط يبدأ عند قيمة عالية (حوالي 6) ثم ينخفض بشدة خلال فترة السنة ليصل إلى حوالي 2.5. هذا يعني أن كثافة العصافير كانت مرتفعة في البداية لكنها انخفضت بشكل كبير. في السنة الثانية (1995): نرى أن الخط يبدأ عند قيمة متوسطة (حوالي 4) ويبقى شبه ثابت طوال السنة مع انخفاض طفيف جدًا ليصل إلى حوالي 3.5. أي أن الكثافة كانت مستقرة تقريبًا. في السنة الثالثة (1996): نلاحظ أن الخط يبدأ عند قيمة منخفضة (حوالي 2.7) ثم يرتفع تدريجيًا ليصل إلى حوالي 4. أي أن الكثافة كانت منخفضة في البداية ثم تحسنت. عند المقارنة بين السنوات الثلاثة: نرى أن 1994 شهدت انخفاضًا حادًا، بينما 1995 كانت مستقرة، و1996 شهدت تحسنًا تدريجيًا. كما نلاحظ أن القيم في نهاية 1995 وبداية 1996 متقاربة. إذن الإجابة هي: **في عام 1994 كانت كثافة العصافير أعلى ثم انخفضت بشدة خلال 3 سنوات (من قرابة 6 إلى قرابة 2.5). أما عام 1995 فبقيت الكثافة شبه ثابتة مع انخفاض طفيف (حوالي 4 إلى 3.5). وفي عام 1996 بدأت الكثافة أقل ثم ارتفعت تدريجيًا (حوالي 2.7 إلى 4)، وتتقارب القيم قرب السنة الثانية.**

سؤال 2: 2. كون فرضية تُبيّن سبب ثبات واستقرار أعداد العصافير المنزلية في العامين 1995 و 1996؟

الإجابة: س 2: فرضية: بعد انتشار الطفيل حدث اتزان في الجماعة؛ فالعصافير الأكثر مقاومة/مناعة بقيت وتكاثرت، وأصبح عدد المواليد قريبًا من عدد الوفيات (توازن بين تأثير المرض والموارد)؛ لذلك استقرت أعداد العصافير في 1995 و1996.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن الفرضية في العلم هي تفسير مقترح لظاهرة ما، تُبنى على ملاحظات أولية. هنا السؤال يطلب فرضية لتفسير سبب ثبات أعداد العصافير في عامي 1995 و1996 بعد أن رأينا في السؤال السابق أن الأعداد كانت مستقرة في تلك الفترة.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** بالنظر إلى البيانات، نلاحظ أن عام 1994 شهد انخفاضًا حادًا في أعداد العصافير بسبب انتشار طفيل Mycoplasma gallisepticum. بعد ذلك، في عامي 1995 و1996، استقرت الأعداد. يمكن أن نفترض أن الجماعة وصلت إلى حالة من التوازن. ربما بقيت العصافير التي لديها مناعة ضد الطفيل، وتكاثرت، وأصبح عدد المواليد قريبًا من عدد الوفيات. كما أن الموارد (مثل الغذاء والمأوى) قد تكون أصبحت متوازنة مع عدد العصافير المتبقية.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك الفرضية هي: **بعد انتشار الطفيل حدث اتزان في الجماعة؛ فالعصافير الأكثر مقاومة/مناعة بقيت وتكاثرت، وأصبح عدد المواليد قريبًا من عدد الوفيات (توازن بين تأثير المرض والموارد)؛ لذلك استقرت أعداد العصافير في 1995 و1996.**

سؤال 3: 3. استنتج هل يؤثر الطفيل Mycoplasma gallisepticum في تحديد حجم جماعات العصافير المنزلية؟ وضح ذلك.

الإجابة: س 3: نعم؛ لأن البيانات تُظهر أنه بعد وصول الإصابة إلى %20 حدث انخفاض ملحوظ في كثافة العصافير (واضح جدًا في 1994)، مما يدل أن الطفيل يزيد الوفيات ويقلل نجاح التكاثر، فيعمل كعامل محدد لحجم الجماعة (عامل يعتمد على الكثافة).

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن العوامل المحددة لحجم الجماعة هي عوامل تؤثر على عدد الأفراد في جماعة حيوية، وقد تكون معتمدة على الكثافة (مثل الأمراض) أو غير معتمدة على الكثافة (مثل الكوارث الطبيعية). هنا السؤال يتعلق بتأثير طفيل Mycoplasma gallisepticum على جماعة العصافير.
2. **الخطوة 2 (التحليل):** بالنظر إلى البيانات من الرسم البياني، نرى أنه في عام 1994، عندما وصلت الإصابة بالطفيل إلى حوالي 20%، حدث انخفاض كبير ومفاجئ في كثافة العصافير (من حوالي 6 إلى حوالي 2.5). هذا يدل على أن الطفيل تسبب في زيادة الوفيات بين العصافير، وربما قلل من نجاح التكاثر لأن العصافير المريضة قد لا تتكاثر بنفس الكفاءة.
3. **الخطوة 3 (الاستنتاج):** إذن، نستنتج أن الطفيل Mycoplasma gallisepticum يؤثر في تحديد حجم جماعات العصافير المنزلية. لأنه عندما انتشر الطفيل، انخفضت أعداد العصافير بشكل ملحوظ، مما يظهر أن الطفيل يعمل كعامل محدد لحجم الجماعة يعتمد على الكثافة (حيث ينتشر المرض أكثر عندما تكون الكثافة عالية). لذلك الإجابة هي: **نعم؛ لأن البيانات تُظهر أنه بعد وصول الإصابة إلى %20 حدث انخفاض ملحوظ في كثافة العصافير (واضح جدًا في 1994)، مما يدل أن الطفيل يزيد الوفيات ويقلل نجاح التكاثر، فيعمل كعامل محدد لحجم الجماعة (عامل يعتمد على الكثافة).**

ما تعريف القدرة الاستيعابية (Carrying Capacity) في علم البيئة؟

• أ) معدل نمو الجماعة الحيوية في ظروف مثالية.
• ب) أكبر عدد من أفراد الأنواع المختلفة تستطيع البيئة دعمه ومساعدته على العيش لأطول فترة ممكنة.
• ج) الحد الأدنى لعدد الأفراد اللازم لبقاء النوع.
• د) المساحة الجغرافية التي تشغلها جماعة حيوية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: أكبر عدد من أفراد الأنواع المختلفة تستطيع البيئة دعمه ومساعدته على العيش لأطول فترة ممكنة.

الشرح: 1. القدرة الاستيعابية هي مفهوم مركزي في ديناميكيات الجماعات. 2. تُعرّف بأنها الحد الأقصى لعدد الأفراد من نوع ما يمكن للبيئة دعمه بشكل مستدام. 3. تتحدد بعوامل مثل توافر الطاقة والماء والمواد المغذية. 4. إذا تجاوزت الجماعة هذا الحد، يزيد عدد الوفيات عن الولادات.

تلميح: هذا المصطلح يشير إلى الحد الأقصى الذي يمكن للبيئة تحمله.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما العوامل التي تحدد القدرة الاستيعابية للبيئة؟

• أ) درجة الحرارة والرطوبة وضوء الشمس فقط.
• ب) توافر الطاقة، والماء، والأكسجين، والمواد المغذية.
• ج) عدد المفترسات ووجود المنافسين من الأنواع الأخرى.
• د) المساحة المتاحة وطبيعة التضاريس.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: توافر الطاقة، والماء، والأكسجين، والمواد المغذية.

الشرح: 1. القدرة الاستيعابية ليست قيمة ثابتة مطلقة. 2. تتغير بناءً على توافر الموارد الأساسية في البيئة. 3. الموارد المحددة الرئيسية تشمل: الطاقة (غذاء/شمس)، الماء، الأكسجين، والعناصر الغذائية. 4. نقص أي من هذه الموارد يحد من عدد الأفراد الذي يمكن للبيئة تحمله.

تلميح: هذه العوامل ضرورية لبقاء واستمرار المخلوقات الحية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ماذا يحدث عندما تتجاوز جماعة حيوية القدرة الاستيعابية لبيئتها؟

• أ) تتوقف الجماعة عن النمو ولكن تبقى مستقرة عند الحد الأقصى.
• ب) يتجاوز عدد الوفيات عدد المواليد، مما يؤدي إلى انخفاض عدد أفراد الجماعة إلى أقل من مستوى القدرة الاستيعابية.
• ج) تهاجر أفراد الجماعة تلقائياً إلى بيئات جديدة بالكامل.
• د) تتطور الجماعة بسرعة لاستهلاك موارد جديدة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: يتجاوز عدد الوفيات عدد المواليد، مما يؤدي إلى انخفاض عدد أفراد الجماعة إلى أقل من مستوى القدرة الاستيعابية.

الشرح: 1. عندما يتجاوز عدد الأفراد الموارد المتاحة، يدخلون في منافسة شديدة. 2. يصبح الحصول على الغذاء والمأوى أصعب. 3. يزيد الإجهاد والمرض. 4. نتيجة لذلك، يرتفع معدل الوفيات وينخفض معدل المواليد. 5. يؤدي هذا إلى انخفاض حجم الجماعة حتى يعود إلى مستوى يمكن للبيئة دعمه.

تلميح: فكر في نتيجة الضغط على الموارد المحدودة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

بناءً على تحليل بيانات جماعة العصافير، أي مما يلي يمثل فرضية معقولة لاستقرار أعدادها في عامي 1995 و1996 بعد انتشار الطفيل؟

• أ) اختفاء الطفيل تماماً من البيئة في تلك السنوات.
• ب) زيادة هجرة العصافير السليمة إلى المنطقة بشكل كبير.
• ج) بقاء العصافير الأكثر مقاومة وتكاثرها، وحدوث توازن بين عدد المواليد والوفيات.
• د) تدخل البشر بتقديم كميات غير محدودة من الغذاء للعصافير.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: بقاء العصافير الأكثر مقاومة وتكاثرها، وحدوث توازن بين عدد المواليد والوفيات.

الشرح: 1. بعد انتشار المرض (عامل ضغط)، تموت الأفراد الأضعف. 2. تبقى الأفراد التي لديها مقاومة أو مناعة طبيعية. 3. هذه الأفراد الباقية تتكاثر وتمرر صفات المقاومة. 4. مع الوقت، يتوازن عدد المواليد (من الأفراد المقاومة) مع عدد الوفيات. 5. تصل الجماعة إلى حالة استقرار جديدة عند مستوى قدرة استيعابية يتناسب مع الموارد المتاحة وتأثير المرض المتبقي.

تلميح: فكر في كيفية استجابة الجماعة للضغط الانتقائي.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

بناءً على دراسة حالة عصافير الحسون، أي العبارات التالية تصف بشكل صحيح دور الطفيل Mycoplasma gallisepticum؟

• أ) عامل لا يعتمد على الكثافة، مثل الكوارث الطبيعية، ويضرب بشكل عشوائي.
• ب) مصدر غذاء ثانوي للعصافير لا يؤثر على أعدادها على المدى الطويل.
• ج) يعمل كعامل محدد لحجم الجماعة يعتمد على الكثافة، حيث يزيد الوفيات ويقلل نجاح التكاثر.
• د) محفز لنمو الجماعة من خلال زيادة المنافسة الصحية بين الأفراد.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: يعمل كعامل محدد لحجم الجماعة يعتمد على الكثافة، حيث يزيد الوفيات ويقلل نجاح التكاثر.

الشرح: 1. العوامل المحددة للجماعة إما تعتمد على الكثافة أو لا تعتمد عليها. 2. الأمراض والطفيليات هي عوامل تعتمد على الكثافة: تنتشر بسهولة أكبر عندما تكون الكثافة عالية. 3. البيانات أظهرت انخفاضاً حاداً في الجماعة عند وصول الإصابة لـ 20%. 4. هذا يدل على أن الطفيل يزيد من معدل الوفيات، وقد يقلل من قدرة الأفراد على التكاثر. 5. وبالتالي، فهو يحدد الحجم الأقصى الذي يمكن أن تصل إليه الجماعة في وجوده.

تلميح: تذكر العلاقة بين انتشار المرض وكثافة الجماعة.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب