บทที่ 1

นิเวศวิทยา (ECOLOGY)

นิเวศวิทยาคืออะไร?

          มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตที่เต็มไปด้วยความสงสัย และความสงสัยของมนุษย์ก็ไม่ได้จบสิ้นแค่ความสงสัยในตัวตนเท่านั้นหากแต่ยังแผ่กว้างออกไปถึงความสงสัยในปรากฏการณ์ต่าง ๆ ความสงสัยในสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ความสงสัยในสิ่งไม่มีชีวิตที่อยู่รอบ ๆ ตัว ความสงสัยต่าง ๆ เหล่านี้ก่อให้เกิด “ศาสตร์” มากมายในโลกของเรา รวมถึงศาสตร์ที่เรียกว่า “นิเวศวิทยา”  นิเวศวิทยาเป็นศาสตร์ที่มีรากฐานมาจากประวัติศาสตร์ธรรมชาติ (Natural history) การเรียนรู้ธรรมชาติของมนุษย์เป็นไปเพื่อทำให้มนุษย์สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ ความเข้าใจในธรรมชาติทำให้มนุษย์นำธรรมชาติมาใช้ให้เป็นประโยชน์ต่อตนเองได้มากกว่าสิ่งมีชีวิตอื่น

จากหลักฐานที่มีการบันทึกไว้บ่งบอกว่าชาวกรีกโบราณเป็นชนชาติที่มีความสนใจในธรรมชาติวิทยาเช่น Hippocrates, 466-390 B.C. บิดาแห่งการแพทย์ เป็นผู้ที่มีความสนในการศึกษาพฤติกรรมของสัตว์ และจำแนกสัตว์ออกตามที่อยู่อาศัย (Habitat)  Theophratus, 389-298 B.C. เป็นผู้ที่ศึกษาการแพร่กระจายของพืช โดยศึกษาความเป็นอยู่และสภาพแวดล้อมที่พืชนั้นอยู่อาศัย จนได้รับการยกย่องว่าเขาคือต้นแบบของ Ecologist ที่แท้จริง ข้อมูลเกี่ยวกับการศึกษานิเวศวิทยาในยุคก่อนสูญหายไปจำนวนมากในช่วงยุคมืด และเริ่มมีความเคลื่อนไหวอีกครั้งในศตวรรษที่ 13

ขอบข่ายของนิเวศศึกษา : นิเวศวิทยาเป็นสาขาหนึ่งของชีววิทยาที่เกี่ยวข้องกับสาขาวิชาอื่น ๆ  สามารถเป็นพื้นฐานความรู้ให้กับการศึกษาวิชาอื่น ๆ และสามารถใช้ความรู้จากสาขาวิชาอื่น ๆ มาเป็นพื้นฐานของการศึกษาทางนิเวศเช่นกัน ขอบเขตของวิชานี้อาจกำหนดได้จากระดับการประสานงาน (Level of Organization) จากหน่วยย่อยไปหาหน่วยใหญ่ หรือจากหน่วยใหญ่ไปหาหน่วยย่อยก็ได้

   

ภาพที่ 1  ขอบเขตของนิเวศวิทยา

การศึกษาระบบนิเวศของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งอาจศึกษาตามลำดับขั้นตอนตามธรรมชาตินับแต่มีการกำเนิดจักรวาล และเจาะลึกลงไปยังหมู่ดาว สิ่งมีชีวิต และเล็กลงไปจนถึงระดับควากซ์ หรืออาจศึกษาจากหน่วยเล็กที่สุดไล่ขึ้นมาจากอะตอม เป็นโมเลกุล เป็นกลุ่มสารอินทรีย์ เป็นสิ่งมีชีวิต ศึกษาระบบที่เกิดขึ้นบนดวงดาว ไปจนความสัมพันธ์ระดับจักรวาลก็ได้ โดยทั่วไปเชื่อกันว่ากำเนิดของจักรวาลคือกำเนิดของสรรพสิ่ง จักรวาลอาจมีกำเนิดเป็นไปตามทฤษฎี Bigbang จนทำให้เกิดระบบหมู่ดาวขึ้นมากมาย หนึ่งในระบบหมู่ดาวที่เกิดขึ้นก็คือ ระบบสุริยะของเรา ซึ่งจากองค์ประกอบที่พอเหมาะ และปัจจัยต่าง ๆ เหมาะสมทำให้เกิดโลกที่เต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะดังที่ปรากฏ แต่สิ่งมีชีวิตที่อยู่บนโลกนี้ก็ไม่ได้มีลักษณะที่คงที่ตลอดมานับแต่มีสิ่งมีชีวิตชนิดแรกเกิดขึ้นบนโลก เชื่อกันว่าบนโลกใบนี้มีกระบวนการที่เรียกว่าวิวัฒนาการ ซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตบนโลกเปลี่ยนแปลงไปตามแต่ละช่วงเวลาที่มีลักษณะภูมิอากาศ และภูมิประเทศของโลกเปลี่ยนแปลง

 

 ภาพที่ 2 กำเนิดจักรวาล และกำเนิดสิ่งมีชีวิต

ภาพที่ 3 biosystem ในระดับอะตอมจนถึงโลก

          การศึกษานิเวศของสิ่งมีชีวิตจึงเป็นการศึกษาลักษณะเดียวกับการศึกษา Biosystem อื่น ๆ คำว่า biosystem โดยทั่วไปจะหมายถึง ระบบที่เกิดจากการที่หน่วยทางชีววิทยาในแต่ละระดับเข้ามามีปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบต่างๆ ในสภาพแวดล้อม แล้วเกิดการจัดองค์กรที่มีรูปแบบเฉพาะเป็นอันหนึ่งอันเดียวกันซึ่งประกอบด้วยส่วนย่อยๆ  และขณะเดียวกัน ระบบนั้นจะทำหน้าที่เป็นระบบย่อยของระบบที่ใหญ่กว่า ไม่มีระบบชีวิตใดที่มีความสำคัญเหนือกว่าระบบอื่น

 

ภาพที่ 4 biosystem ตั้งแต่ระดับสิ่งมีชีวิตจนถึงโลก

แต่ละลำดับขั้นของระบบชีวิตในระบบนิเวศจะมีความสัมพันธ์เกี่ยวกับ

          1. การถ่ายทอดพลังงาน (Energy transfer)

          2. การถ่ายทอดสสาร (Material transfer)

          3. การถ่ายทอดข้อมูล (Information transfer)

ดังนั้นระบบนิเวศ (Ecosystem) จึงมีความหมายเกี่ยวกับ “การอยู่ร่วมกัน การมีความสัมพันธ์กันของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ หรือสิ่งมีชีวิตกับปัจจัยแวดล้อมอื่น ๆ ที่ไม่มีชีวิต ที่เกิดขึ้นบนพื้นที่หนึ่ง ๆ ก่อให้เกิดการถ่ายทอดพลังงาน การหมุนเวียนธาตุอาหาร มีการรักษาสมดุลของระบบ ทำให้ระบบนั้นธำรงอยู่ได้”

ความหมายตามรากศัพท์ของนิเวศวิทยา : Ecology  มาจาก “oikology” ซึ่งเกิดจากการรวมคำว่า Oikos และ Logos    โดย Oikos = Home (บ้าน) หรือ  Habitat (แหล่งที่อยู่) ส่วน Logos = Study (การศึกษา) ความหมายตามรากศัพท์นิเวศวิทยาจึงหมายถึง การศึกษาถึงความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตที่มีต่อบ้านหรือแหล่งที่อยู่ซึ่งก็คือสิ่งแวดล้อมนั่นเอง

ประเภทของระบบนิเวศ

อาจแบ่งเป็น 3  ประเภทโดยดูจากลักษณะการถ่ายเทมวลสารและพลังงานคือ

1.       ระบบนิเวศอิสระ (Isolated ecosystem) เป็นระบบนิเวศตามทฤษฎีเท่านั้น ไม่มีการถ่ายเทพลังงานและมวลสารภายในระบบกับสิ่งแวดล้อมภายนอก

2.       ระบบนิเวศแบบปิด (Closed ecosystem) มีการถ่ายเทพลังงานจากสิ่งแวดล้อม แต่ไม่มีการถ่ายเทสารระหว่างระบบนิเวศกับสิ่งแวดล้อม

3.       ระบบนิเวศแบบเปิด (Open ecosystem) มีการถ่ายเทพลังงานและมวลสารระหว่างระบบนิเวศกับสิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นลักษณะของระบบนิเวศที่พบได้ทั่วไป

การศึกษานิเวศวิทยา

        การศึกษาวิชานี้ทำได้ในหลายระดับแต่โดยทั่วไปมุ่งศึกษาในระดับที่เป็นอินทรีย์ (Organism) เช่น เอกนิเวศวิทยา (Autecology) เป็นการศึกษานิเวศวิทยาระดับตัวตน (species/individual) หรือ ระดับประชากร (population) กับสภาพแวดล้อมที่มีผลต่อการดำรงชีวิตของมัน เน้นเรื่องของการปรับตัว พฤติกรรม และวัฏจักรชีวิต

สังคมนิเวศวิทยา (Synecology)  เป็นการศึกษานิเวศวิทยาระดับกลุ่มสิ่งมีชีวิต (community) ในสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติ โดยเน้นถึงความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ทำให้ทราบปฏิสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหลายที่มีต่อกัน

การศึกษานิเวศวิทยาอาจศึกษาโดยพิจารณาจากแหล่งที่อยู่เป็น

1.       นิเวศวิทยาน้ำจืด (Fresh water ecology หรือ Limnology)

2.       นิเวศวิทยาน้ำเค็ม (Marine ecology)

3.       นิเวศวิทยาบนบก (Terrestrial ecology)

4.       นิเวศวิทยาน้ำกร่อย (Estuary ecology)

หรืออาจแบ่งตามลักษณะทางอนุกรมวิธาน ซึ่งอาจแบ่งตามแขนงใหญ่ ๆ เป็นนิเวศวิทยาพืช และนิเวศวิทยาสัตว์ หรือแบ่งตามเชิงลึกก็ได้เช่น

1.       นิเวศวิทยาของพืช (plant ecology)

2.       นิเวศวิทยาของสัตว์ (animal ecology)

3.       นิเวศวิทยาของแมลง (insect ecology)

4.       นิเวศวิทยาของจุลินทรีย์ (microbial ecology)

5.       นิเวศวิทยาของสัตว์มีกระดูกสันหลัง (vertebrate ecology)

การศึกษาระบบนิเวศหนึ่ง ๆ จะศึกษาในด้าน

•       โครงสร้างของระบบนิเวศ (Structure)

•       หน้าที่ของระบบนิเวศ (Function)

•       การรักษาสมดุลของระบบนิเวศ (Homeostasis)

ซึ่งแต่ละระบบจะมีความสลับซับซ้อนแตกต่างกันไป แต่โครงสร้างของระบบนิเวศที่สมบูรณ์จะมีองค์ประกอบที่คล้ายคลึงกัน

โครงสร้างของระบบนิเวศ

          ระบบนิเวศหนึ่ง ๆ ประกอบขึ้นมาจากสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม สิ่งมีชีวิตที่อยู่ในระบบนิเวศหนึ่ง ๆ มีมากมายหลายชนิด และแต่ละชนิดก็มีจำนวนหลาย ๆ ตัว ซึ่งต่างก็มีความสัมพันธ์กันในลักษณะที่แตกต่างกันไป ซึ่งอาจกล่าวคร่าว ๆ ได้ว่า สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง (Species) จะไม่อยู่อย่างโดดเดี่ยว การอยู่รวมกันเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน บนพื้นที่หนึ่ง ในช่วงระยะเวลาหนึ่งนั้น จะเรียกว่าเป็นประชากร (population) และถ้าประชากรของสิ่งมีชีวิตหลาย ๆ ชนิดมาอาศัยอยู่ร่วมกันในมาตรของเวลา และสถานที่เดียวกัน จะเรียกว่าเป็น กลุ่มสิ่งมีชีวิต หรือสังคมของสิ่งมีชีวิต (Community หรือ Biotic Community) กลุ่มสิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีความต้องการปัจจัยต่าง ๆ ในการดำรงชีวิตที่แตกต่างกันรวมถึงความต้องการพื้นที่สำหรับอยู่อาศัย (Habitat)  และอาหาร ซึ่งทำให้แต่ละชนิดมีบทบาท ความสำคัญในระบบนิเวศ (Ecological Niche หรือ Niche) แตกต่างกันไป ประชากรที่มีจำนวนสมาชิกมากและมีความสำคัญมาในนิเวศนั้นถูกจัดเป็นสิ่งมีชีวิตเด่น (Dominant species) ประชากรที่มีจำนวนน้อยหรือมีบทบาทความสำคัญน้อยกว่าจะถูกเรียกว่า สิ่งมีชีวิตรอง (Associated species)

 

ภาพที่ 5 สิ่งมีชีวิต-ระบบนิเวศ

          จะเห็นได้ว่าในระบบนิเวศหนึ่ง ๆ นั้นประกอบขึ้นจากโครงสร้างเพียง 2 ส่วนหลัก ๆ เท่านั้นนั่นคือ

1.       โครงสร้างที่เป็นองค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต (Abiotic Factor หรือ Abiotic Component)

2.       โครงสร้างที่เป็นองค์ประกอบที่มีชีวิต (Biotic Factor หรือ Biotic Component)

ซึ่งองค์ประกอบทั้งสองส่วนต่างมีกิจกรรมที่สัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ความสัมพันธ์นี้จะต้องอยู่ในสภาวะแห่งการเปลี่ยนแปลงอย่างสมดุล (Dynamic equilibrium) โดยธรรมชาติเสมอ เพื่อความอยู่รอดของระบบนิเวศไม่ให้แตกสลาย

1. สิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต (Physical environment/Abiotic factor) ซึ่งประกอบด้วย สารประกอบอินทรีย์ และอนินทรีย์ (abiotic substant) และสภาพแวดล้อมทางกายภาพ (Abiotic environment) ไม่ว่าจะเป็น

        - สภาพภูมิอากาศ (Climate) : อุณหภูมิ, น้ำ, ความชื้น, แสง, ลม

          - ลักษณะทางธรณีวิทยา : ดิน, หิน, แร่ธาตุ

          - การเปลี่ยนแปลงจากสิ่งรบกวน (Disturbance) :

                   * การรบกวนตามธรรมชาติ เช่น ภูเขาไฟระเบิด, ไฟ, แผ่นดินไหว, พายุ            

                   * การรบกวนที่มีสาเหตุจากมนุษย์    

 

ภาพที่ 6 ปัจจัยทางกายภาพที่มีผลต่อลักษณะของระบบนิเวศ

          สิ่งแวดล้อมทางกายภาพไม่ว่าจะเป็น แสงสว่าง อุณหภูมิ แร่ธาตุ ความชื้น pH ความเค็ม กระแสลม กระแสน้ำ ฯลฯ มีผลต่อสิ่งมีชีวิตในหลาย ๆ ด้านเช่น

•      จำนวนชนิดของสิ่งมีชีวิตในบริเวณใดบริเวณหนึ่ง

•      การแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิต

•      จำนวนประชากรสิ่งมีชีวิต

•      รูปร่างลักษณะของสิ่งมีชีวิต

•      พฤติกรรมของสิ่งมีชีวิต

 

คำถาม : ปัจจัยทางกายภาพมีผลต่อพฤติกรรมและการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิตอย่างไร?

2. สิ่งแวดล้อมที่มีชีวิต (Biological environment/Biotic factor) สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่อยู่ล้อมรอบและมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตนั้นๆ โดยอาจแบ่งตามบทบาทของการกินอาหาร (Trophic level) หรือลำดับการส่งถอดพลังงานและสารอาหารได้เป็น

                    2.1 ผู้ผลิต (Producer หรือ Autotroph) เป็น Autotrophic Organism สามารถสร้างอาหารได้เองโดยอาศัยคลอโรฟิลล์เป็นรงควัตถุที่ใช้จับพลังงานจากแสงอาทิตย์ เปลี่ยนแปลงสารอาหารที่รับเข้ามาในรูปสารอนินทรีย์ให้กลายเป็นสารอินทรีย์ เรียกกระบวนการดังกล่าวว่า กระบวนการสังเคราะห์อาหารด้วยแสง ซึ่งพลังงานจากแสงอาทิตย์ที่พืชนำมาใช้นี้คิดเป็นพลังงานเพียง 0.1-0.2% ของพลังงานที่โลกได้รับจากดวงอาทิตย์เท่านั้น นอกจากพืชแล้วสิ่งมีชีวิตอื่นที่สามารถทำหน้าที่เป็นผู้ผลิตได้ได้แก่ สาหร่ายเซลล์เดียว (โดยเฉพาะสาหร่ายสีเขียวจัดว่าเป็นผู้ผลิตที่มีบทบาทมากที่สุดในการสร้างออกซิเจนให้กับโลก)  และแบคทีเรียพวก Cyanobacteria เช่น แบคทีเรีย Green Sulfur Bacteria ซึ่งมีรงควัตถุ Bacterioviridin และแบคทีเรีย Purple Sulfur Bacteria ซึ่งมี Bacteriochlorophyll ซึ่งแบคทีเรียทั้งสองจะใช้ H₂S แทน H₂O จึงได้ Sulfur แทน oxygen เมื่อเสร็จสิ้นกระบวนการ

 

ภาพที่ 7 พลังงานแสงอาทิตย์ที่ส่งมายังโลกและการรับและหมุนเวียนพลังงานแสงอาทิตย์ในระบบนิเวศ

2.2 ผู้บริโภค (Consumer หรือ Phagotroph) เป็น Heterotrophic Organism ไม่สามารถสร้างอาหารได้ด้วยตนเอง จะใช้สารอาหารจากผู้ผลิตอีกที่หนึ่ง ผู้บริโภคแบ่งออกเป็นหลายชนิดตามอาหารที่มันกินเช่น

·       ผู้บริโภคพืช (Herbivore)

·       ผู้บริโภคสัตว์ (Carnivore)

·       ผู้บริโภคทั้งพืชและสัตว์ (Omnivore)

·       ผู้บริโภคซาก (Detritivore – บริโภคซากอินทรีย์ที่ทับถมในดิน หรือ Scavenger – บริโภคซากตาย)

หรืออาจแบ่งตามลำดับการบริโภคเป็น

·       ผู้บริโภคปฐมภูมิ (Primary consumer) ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นผู้บริโภคพืช ซึ่งมีลักษณะสำคัญคือสามารถย่อยเซลลูโลส และเปลี่ยนเนื้อเยื่อพืชให้กลายเป็นเนื้อเยื่อสัตว์ได้

·       ผู้บริโภคทุติยภูมิ (Secondary consumer) โดยทั่วไปเป็นสัตว์ที่กินเนื้อของสัตว์ที่กินพืชเป็นอาหาร โดยทั่วไปมีขนาดใหญ่และแข็งแรง

·       ผู้บริโภคลำดับตติยภูมิ (Tertiary consumer) จตุรภูมิ (Quatiary consumer) และต่อ ๆ ไป

·       ผู้บริโภคลำดับสูงสุด (Top Carnivore) เป็นผู้บริโภคที่มักจะไม่ถูกกินโดยสัตว์อื่นต่อไป

 

ภาพที่ 8 การกินกันเป็นทอด ๆ ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ

2.3 ผู้ย่อยสลายอินทรียสาร (Decomposer หรือ Saphotroph) ทำหน้าที่สลายซากและเศษอินทรีย์ต่าง ๆ ให้มีขนาดเล็กลงโดยการย่อยภายนอกเซลล์ สิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้มีจำนวนมาก แต่เนื่องจากมีขนาดเล็กเมื่อคิดมวลรวมจึงมีน้ำหนักน้อย แต่มีอัตราการเผาผลาญสูงปลดปล่อยพลังงานออกมาเป็นจำนวนมาก สิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้จัดเป็น Heterotroph เช่นกันเนื่องจากไม่สามารถสร้างอาหารเองได้ มันจะดูดซึมอาหารที่มันย่อยโดยการหลั่งเอนไซม์ออกไปย่อยซากอินทรีย์ที่อยู่ในธรรมชาติจนมีขนาดเล็กลง จนอาจกลายเป็นสารอนินทรีย์รูปที่พืชสามารถนำไปใช้ได้ นับว่ามีบทบาทสำคัญในวัฏจักรการหมุนเวียนสารอินทรีย์-สารอนินทรีย์ในระบบนิเวศ

 

หน้าที่ของระบบนิเวศ

          หน้าที่ของระบบนิเวศเป็นกิจกรรมต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดพลังงานและมวลสาร ซึ่งโดยทั่วไปจะถ่ายทอดผ่านการกินกันเป็นทอด ๆ ในห่วงโซ่อาหาร (food chain) หรือสายใยอาหาร (food web) ห่วงโซ่อาหารมีหลายลักษณะอาจแบ่งตามสิ่งมีชีวิตเริ่มต้นในห่วงโซ่อาหารเป็น

•      ห่วงโซ่อาหารที่เริ่มจากพืชหรือสัตว์ที่มีชีวิตเรียกว่า  grazing food chain หรือ predator food chain นอกจากนั้นก็มีห่วงโซ่อาหารที่มีลักษณะพิเศษที่สิ่งมีชีวิตเริ่มต้นจะไม่ถูกบริโภคเสร็จสิ้นในคราวเดียวแต่จะถูกบริโภคไปเรื่อย ๆ และอาจเป็นที่อยู่อาศัยของผู้บริโภคไปพร้อม ๆ กันด้วย ห่วงโซ่อาหารแบบนี้เรียกว่า parasite food chain

•      ห่วงโซ่อาหารที่เริ่มจากซากอินทรีย์เรียกว่า detritus food chain

 

ภาพที่ 10 ห่วงโซ่อาหารที่เริ่มจากซากอินทรีย์

ถ้าเป็นห่วงโซ่อาหารที่มีหลาย ๆ แบบผสมกันอาจเรียกว่า ห่วงโซ่อาหารเบ็ดเตล็ด (Miscellaneous food chain) เช่น พืช à ควาย à เหลือบ à นก

          อย่างไรก็ตามระบบนิเวศในธรรมชาติจะมีการถ่ายทอดอาหารไม่เป็นสายตรงจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปสู่อีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งต่อไปเรื่อย ๆ เพราะสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งจะกินอาหารหลาย ๆ ชนิด หรือไม่ก็อาจกลายเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตอื่นอีกหลาย ๆ ชนิด ลักษณะการกินกันที่ซับซ้อนสับสนเช่นนี้เรียกว่า สายใยอาหาร

สายใยอาหารประกอบด้วยห่วงโซ่อาหารหลายสายเชื่อมกันแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในชุมชนที่มีต่อกันอย่างสลับซับซ้อน ระบบนิเวศใดที่มีสายใยอาหารสลับซับซ้อนแสดงว่ามีเสถียรภาพสูง เพราะมีโอกาสที่จะเสียสมดุลได้น้อยถ้าหากมีสิ่งมีชีวิตใดสูญหายไปก็ยังมีสิ่งมีชีวิตอื่นทดแทนได้

พีระมิดนิเวศ

          การแสดงความสัมพันธ์ระหว่างระดับอาหารต่าง ๆ ในระบบนิเวศสามารถเขียนได้ในลักษณะฐานกว้าง ยอดแคบจึงเรียกว่า พีระมิดนิเวศ  ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะแบ่งเป็น 3 แบบคือ

1.       พีระมิดจำนวน (Pyramid of Number)  เป็นพีระมิดที่เปรียบเทียบสัดส่วนจำนวนหรือปริมาณสิ่งมีชีวิตในห่วงโซ่อาหารหนึ่ง ๆ  โดยคิดจากจำนวนของสิ่งมีชีวิตต่อพื้นที่ โดยทั่วไปพบว่าฐานซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตในกลุ่มผู้ผลิตจะมีขนาดกว้างมากเนื่องจากมักจะมีปริมาณมากที่สุด อย่างไรก็ตามพบว่าในบางห่วงโซ่อาหารที่ผู้บริโภคลำดับที่ 1 มีขนาดเล็กมาก ๆ และไม่ได้บริโภคผู้ผลิตครั้งละมาก ๆ ฐานของพีระมิดนิเวศในห่วงโซ่อาหารแบบนี้จะแคบกว่าจำนวนผู้ผลิตเช่น กรณีของต้นลำไยและแมลง เนื่องจากผู้ผลิตคือ ต้นลำไย 1 ต้นมีดอกมากมาย และแต่ละดอกสามารถเป็นแหล่งอาหารให้กับแมลงได้มากกว่า 1 ตัวดังนั้นเมื่อเขียนพีรามิดของจำนวนจะได้พีระมิดฐานแคบ

ภาพที่ 11 พีระมิดจำนวน

2.       พีระมิดน้ำหนัก (Pyramid of Biomass) เป็นพีระมิดที่เปรียบเทียบสัดส่วนโดยใช้วิธีหาปริมาณน้ำหนักแห้ง (มวลชีวภาพ) ของสิ่งมีชีวิตในแต่ละระดับ มีหน่วยเป็นน้ำหนักแห้งต่อพื้นที่หรือปริมาตร โดยทั่วไปจะได้เป็นพีรามิดฐานกว้างยอดเรียว แต่ระบบนิเวศบางแห่งพีระมิดน้ำหนักอาจมีฐานแคบยอดกว้างก็ได้ ถ้าสิ่งมีชีวิตที่ถูกบริโภคมีขนาดเล็กมาก มีอายุสั้น และมีจำนวนเยอะมากเช่น พีระมิดน้ำหนักของแพลงค์ตอน à ปลาเล็ก à ปลาใหญ่

ภาพที่ 12 พีระมิดน้ำหนัก

3.       พีระมิดพลังงาน (Pyramid of Energy) เป็นพีระมิดที่เปรียบเทียบสัดส่วนโดยใช้พลังงานที่เก็บสะสมไว้ในสิ่งมีชีวิตแต่ละระดับ ซึ่งสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่จะใช้พลังงานไม่ถึง 20% ของพลังงานที่มันได้รับยิ่งระดับการบริโภคยิ่งมาก พลังงานที่ถูกถ่ายทอดจะยิ่งน้อยลง การเขียนพีระมิดชนิดนี้จะมีหน่วยเป็นแคลอรีต่อพื้นที่ โดยทั่วไปพีระมิดพลังงานจะมีฐานใหญ่ ปลายเรียว

ภาพที่ 13 พีระมิดพลังงาน

การถ่ายทอดพลังงานและมวลสาร

การถ่ายทอดพลังงานมีการสูญเสียออกไปในทุก Trophic Level ดังนั้นการถ่ายทอดพลังงานตามลำดับการกินใน food chain จะค่อนข้างจำกัดประมาณ 4-5 ขั้น (trophic level ที่ 5 จะได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์ที่พืชนำไปใช้ได้ประมาณ 0.01%) ดังนั้น Food chain ยิ่งสั้นจะมีพลังงานสะสมในรูปมวลชีวภาพมาก

ภาพที่ 14 การถ่ายทอดพลังงานในห่วงโซ่อาหารที่ยาวต่างกัน

ในการถ่ายทอดพลังงาน “Lindemann” พบว่า พลังงานที่ส่งผ่านไปในแต่ละ trophic level จะส่งผ่านแค่ประมาณ 10-20%  ในแต่ละลำดับขั้น จะมีการสูญเสียพลังงานไปประมาณ 80-90% ในรูปของ Metabolism เช่น การหายใจ  การสร้างเนื้อเยื่อ พลังงานความร้อน มีบางส่วนที่ไม่สามารถถ่ายทอดพลังงานสู่อีกขั้นได้ เช่น พืช มีบางส่วนที่กินไม่ได้เช่น เปลือก เมล็ด พอพลังงานถ่ายทอดไปที่สัตว์ก็มีบางส่วนในร่างกายสัตว์ที่กินไม่ได้   จึงสรุปออกมาเป็น ten percent law

100% à10% à 1% à 0.1% ----->

 

ภาพที่ 15 การถ่ายทอดพลังงาน

การถ่ายทอดมวลสารในห่วงโซ่อาหารก็มีแนวโน้มลดลงเรื่อย ๆ เนื่องจากการบริโภคในแต่ละลำดับขั้นไม่สมบูรณ์ มวลสารบางส่วนจะถูกถ่ายทอดจาก trophic level ที่ต่ำกว่าไปยังผู้บริโภคที่ trophic level สูงกว่าแต่สิ่งที่เหลือจากการบริโภคเช่น ส่วนที่กินไม่ได้ และส่วนที่ย่อยไม่ได้ จะถูกคืนกลับสภาพแวดล้อม

 

ภาพที่ 16 การถ่ายทอดมวลสาร

 

คำถาม : ในห่วงโซ่อาหารที่ประกอบด้วย ข้าว à ตั๊กแตน à กบ à นก à คน นั้นสิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้บริโภคลำดับที่ 2 เป็นชนิดเดียวกับสิ่งมีชีวิตใน trophic level ที่ 2 หรือไม่อย่างไร?

          จะเห็นได้ว่า Energy flow จะถ่ายทอดในทิศทางเดียว และจะลดลงไปเรื่อย ๆ เช่นเดียวกับการถ่ายทอดมวลสาร (Biomass) ในห่วงโซ่อาหาร แต่ถ้าพิจารณาถึงการถ่ายทอดสารอาหาร (Nutrient) จะเกิดขึ้นในลักษณะที่เป็นวัฏจักร (biogeochemicalcycle) หมุนเวียนไม่จบสิ้น เพราะสารอาหารจะถูกถ่ายทอดผ่านสิ่งมีชีวิต และบางครั้งผ่านสิ่งที่ไม่มีชีวิต แต่การถ่ายทอดนั้นจะเชื่อมโยงต่อกันไปเรื่อย ๆ

“การถ่ายทอดพลังงานและสารอาหารจัดเป็น หน้าที่ (Function) ของระบบนิเวศ”

Bioaccumulation; Biomagnification

นอกจากพลังงานและสารอาหารแล้วมี สารอื่น ๆ บางชนิดอีกที่สามารถถูกถ่ายทอดไปในห่วงโซ่อาหารจัดเป็นการสะสมทางชีวภาพ ตามระดับพลังงานซึ่งจะมีการสะสมมากขึ้นเรื่อย ๆ ตามระดับพลังงานที่สูงขึ้นไป ได้แก่ การสะสมสารพิษต่าง ๆ  การสะสมของโลหะหนักในสัตว์น้ำเป็นต้นสารพิษประเภท DDT มีผลทำให้เปลือกของไข่สัตว์ปีกเปราะบาง แตกง่าย และมีโอกาสเสี่ยงที่จะสูญพันธุ์สูงขึ้น

 

ภาพที่ 17 การสะสม DDT ในสิ่งมีชีวิตซึ่งมีแนวโน้มมากขึ้นเรื่อย ๆ ในสิ่งมีชีวิตที่ trophic level สูงขึ้น

 

ภาพที่ 18 ผลของการสะสม DDT ในสัตว์ปีก

ECOLOGICAL NICHE

สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดในระบบนิเวศหนึ่ง ๆ มีความต้องการ มีบทบาท หน้าที่ ที่แตกต่างกันไป กล่าวได้ว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้มี Ecological niche ที่แตกต่างกัน สิ่งมีชีวิตที่มีความยืดหยุ่นของ niche สูงเรียกว่า Generalist

Ø Habitat niche สิ่งมีชีวิตมีความต้องการที่อยู่อาศัยที่แตกต่างกัน ที่อยู่อาศัย (Habitat) ของสิ่งมีชีวิตไม่ใช่แค่บ้าน ถ้ำ รัง โพรง เท่านั้น แต่จะรวมถึงสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ ที่อยู่ในบริเวณนั้นเช่น Habitat ของเสือ ไม่ใช่แค่ถ้ำที่มันใช้พัก แต่จะรวมพื้นที่ทั้งหมดในอาณาเขตของมัน รวมทั้งสิ่งมีชีวิต และสิ่งไม่มีชีวิตต่าง ๆ ในบริเวณนั้นด้วย

Ø  Trophic niche สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีความต้องการอาหารแตกต่างกันบางชนิดบริโภคพืชบก บางชนิดบริโภคพืชน้ำ  บางชนิดบริโภคสัตว์ ฯลฯ สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บริโภคอาหารได้มากกว่า 1 อย่าง แต่ถ้าสิ่งมีชีวิตใดสามารถบริโภคอาหารได้อย่างเดียวจะจัดเป็นพวก Specialist

The Competitive exclusion principle

สิ่งมีชีวิตที่มี niche เหมือนกันมักจะอยู่ร่วมกันไม่ได้ เว้นแต่จะมี niche differentiation หรือ resource partitioning เช่น การเลี่ยงเวลาหาอาหาร การเลี่ยงความต้องการเชิงปริมาณ (การทดแทนด้วยสิ่งอื่น ๆ ) ดังนั้นสิ่งมีชีวิตที่เป็น Generalist ซึ่งมี niche ที่กว้างกว่าพวก Specialist จึงแพร่กระจายได้มากกว่า ปัจจัยที่มีผลต่อการอยู่รอด และการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตถูกจัดเป็นปัจจัยจำกัด (Limiting factor)

Limiting Factor

สิ่งมีชีวิตต้องได้รับปัจจัยเพียงพอ และสภาพแวดล้อมเหมาะสมจึงจะประสบความสำเร็จในการมีชีวิต ปัจจัยบางอย่างที่มีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิตมากจนถ้าขาดไป หรือมีมากเกินไปจะทำให้สิ่งมีชีวิตนั้นไม่สามารถดำรงชีวิตอยู่อย่างปกติจนอาจถึงตายได้เช่น trace elements หรือแม้แต่ H₂O, O₂ บางครั้งก็อาจกลายเป็น limiting factor

Limit of Tolerance (Shelford’s law of tolerance)

ปริมาณของปัจจัยบางปัจจัยที่ใช้ในการดำรงชีวิต ถ้ามีมากไปหรือน้อยไป จะเป็นตัวจำกัดการดำรงชีวิต สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีความต้องการ หรือช่วงความทนทานต่อปัจจัยต่าง ๆ แตกต่างกัน โดยแต่ละชนิดจะสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ดีในช่วงที่เหมาะสมที่สุด (optimal period) และสามารถทนอยู่ในช่วงที่มากกว่าหรือน้อยกว่าช่วงนี้ได้อีกจนถึงจุดที่เป็นขีดจำกัดที่มากเกินไปหรือน้อยเกินไป ซึ่งจะไม่สามารถดำรงชีวิตต่อไปได้ นั่นหมายความว่า

•      สิ่งมีชีวิต “ทน” ต่อปัจจัยต่าง ๆ ได้ไม่เท่ากัน

•      ถ้ามีช่วง “ทน” ได้กว้าง จะแพร่กระจายได้ดี

•      ปัจจัยหนึ่งอาจมีผลต่ออีกปัจจัยหนึ่งได้

ซึ่งความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันนี้ทำให้การแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดแตกต่างกัน

 

ภาพที่ 18 การกระจายตัวของสิ่งมีชีวิตมีความสัมพันธ์กับความทนต่อสภาพแวดล้อม

 

Liebig’s law of minimum

การเจริญเติบโตของพืชขึ้นอยู่กับปริมาณธาตุอาหารที่มีอยู่น้อยที่สุด บางครั้งจะเรียกว่า แนวคิดของถังไม้ (barrel  concept) เนื่องจากสามารถเปรียบเทียบกับถังไม้  ซึ่งประกอบด้วย ซีกไม้แต่ละอันเปรียบได้กับปัจจัยแต่ละปัจจัย  หากซีกไม้อันใดขาดไปหรือมีเพียงบางส่วน เมื่อเติมน้ำลงไป ถังน้ำใบนั้นจะบรรจุน้ำได้ในระดับที่มีซีกไม้ที่สั้นสุดเท่านั้น แสดงลักษณะของถังไม้ที่ประกอบจากซีกไม้แต่ละแผ่นเปรียบเหมือนปัจจัยต่างๆ ในภาพมีฟอสเฟตอยู่น้อยที่สุด ความจุของถังนี้ก็จะเท่ากับระดับของฟอสเฟตที่มีอยู่

สรุป : อิทธิพลของปัจจัยทางกายภาพมีผลต่อสิ่งมีชีวิต ในลักษณะที่ “การดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตถูกควบคุมจากสารที่ต้องการในปริมาณน้อย และสภาพวิกฤตสิ่งแวดล้อม ส่วนปัจจัยที่มากกว่า-น้อยกว่าช่วงความทนทานจะเป็นปัจจัยจำกัดในการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิต”

 

คำถาม : จากกราฟสิ่งมีชีวิตใดที่น่าจะมีการแพร่กระจายตัวสูง เพราะเหตุใดจึงคิดเช่นนั้น

                                                                             สิ่งมีชีวิต A

                                                                            

สิ่งมีชีวิต B

การรักษาสมดุลของระบบนิเวศ

ระบบนิเวศแต่ละระบบมีชนิดและจำนวนของสสารและสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่แตกต่างกัน แต่สิ่งเหล่านั้นล้วนมีบทบาทในการรักษาสมดุลของระบบเช่นเดียวกันเช่น ผู้ผลิตของป่าไม้มี biomass สูง ในขณะที่ผู้ผลิตของทะเลมี turn over สูง เพื่อให้ผู้บริโภคในแต่ละระบบมีอาหารเพียงพอภายใต้สภาวะแวดล้อมที่แตกต่างกัน จะเห็นได้ว่าไม่ว่าจะเป็นนิเวศบกหรือนิเวศน้ำ ผู้ผลิต ผู้บริโภค และผู้ย่อยสลายต่างทำหน้าที่ของตนเองเพื่อพยายามรักษาสมดุลของระบบไว้

ภาพที่ 19 การรักษาสมดุลของระบบนิเวศ

เมื่อสิ่งมีชีวิตใดก็ตามดึงสารและพลังงานไปจากสิ่งแวดล้อม สิ่งมีชีวิตนั้นก็ต้องคืนสารและพลังงานกลับสู่สิ่งแวดล้อมด้วยเช่นกัน ระบบนิเวศจึงจะเกิดดุลยภาพได้ เมื่อใดที่มีการนำเอาสารและพลังงานเข้าระบบหนึ่ง ๆ มากเกินไป ระบบนั้นจะไม่เสถียรและเกิดการเปลี่ยนแปลงไป หากแต่ถ้าดึงสารและพลังงานออกจากระบบมากเกินไป ระบบนั้นจะเริ่มล่มสลาย

ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิต

          สิ่งมีชีวิตมีการกระจายตัวที่แตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่ แต่ละสภาพแวดล้อมทั้งนี้เพราะมันมีความต้องการต่าง ๆ มี niche ที่แตกต่างกัน สิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้บริโภคจะมีการกระจายตัวสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตที่เป็นอาหารของมัน สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันจะมีการกระจายตัวออกจากกันตามทรัพยากรที่มันต้องการ อาจแบ่งระดับความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิจได้เป็น

1.       ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน (Intraspecific relationship)

2.       ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกัน (Interspecific relationship)

Intraspecific relationship

การรวมกลุ่มของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันทำให้เกิด การแข่งขัน (Competition) การติดต่อสื่อสาร (Communication) และความสัมพันธ์เชิงสังคม (Social interaction) ซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละชนิด เกิดลักษณะการกระจายตัวที่แตกต่างกันในแต่ละกลุ่มประชากรของสิ่งมีชีวิตซึ่งอาจแบ่งได้เป็น

1. การรวมกลุ่ม (Clumped) เช่น ฝูงปลา

  -  พบมากที่สุด

  -  สิ่งแวดล้อมไม่สม่ำเสมอ สิ่งมีชีวิตจะไปรวมกันอยู่บริเวณที่มีทรัพยากรที่ต้องการ หรือบริเวณที่ปลอดภัย

2. สม่ำเสมอ (Uniform) เช่น การจองพื้นที่ทำรังของนก

  -  พบไม่บ่อย

  -  การแก่งแย่งรุนแรงเนื่องจากมีทรัพยากรจำกัด หรือมี niche ที่เหมือน ๆ กันไม่อาจเลี่ยงหรือแบ่งปันได้

3. อิสระ (Random) เช่น การกระจายตัวของต้นไทรในป่าที่อุดมสมบูรณ์มาก ๆ

  -  ค่อนข้างหายาก

  -  สิ่งแวดล้อมสม่ำเสมอ

  -  การต่อสู้ไม่รุนแรง

ภาพที่ 20 รูปแบบการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิต

Interspecific relationship

สิ่งมีชีวิตต่างชนิดกันมีความสัมพันธ์กันในแง่การถ่ายทอดพลังงานและมวลสาร ความสัมพันธ์เหล่านี้อาจเป็นความสัมพันธ์ชั่วคราว หรือความสัมพันธ์แบบอยู่ร่วมกันตลอดเวลา

1.                    Neutralism (0,0)/(0,0) สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ร่วมกันนั้น ไม่มีใครได้รับหรือเสียประโยชน์จากกันและกันโดยตรง และเมื่อแยกทางจากกันก็ไม่มีใครได้รับหรือเสียประโยชน์เช่นกัน เช่น  สิงโตกับไม้พุ่มเตี้ย   นกกินปลีกับกวางดาว

ภาพที่ 21 ความสัมพันธ์ระหว่างสิงโตกับพุ่มไม้

2.                   Protocooperation (+,+)/(0,0) สิ่งมีชีวิต 2 ชนิดที่เมื่ออาศัยอยู่ร่วมกันต่างก็ได้รับประโยชน์จากกันและกัน แต่ไม่จำเป็นต้องอยู่ร่วมกันเสมอไปแม้แยกกันอยู่ก็สามารถดำรงชีวิตอยู่ต่อไปได้เช่น ปูเสฉวนกับดอกไม้ทะเล ดอกไม้ทะเลจะเกาะอยู่บนเปลือกของปูเสฉวน สามารถเคลื่อนที่ไปหาแหล่งอาหารใหม่ ๆ ได้ และยังได้รับอาหารบางส่วนจากปูเสฉวนด้วย ในขณะที่ปูเสฉวนก็ใช้ดอกไม้ทะเลช่วยพรางตาศัตรูได้  ความสัมพันธ์ระหว่างผีเสื้อและดอกไม้ ความสัมพันธ์ระหว่างมดดำและเพลี้ยะ

 

ภาพที่ 22 ปูเสฉวนกับดอกไม้ทะเล ผีเสื้อและดอกไม้ มดดำกับเพลี้ยะ

3.                   Mutualism (+,+)/(-,-) สิ่งมีชีวิต 2 ชนิดเมื่ออาศัยอยู่ร่วมกัน ต่างฝ่ายต่างก็ได้รับประโยชน์จากกันและกันแต่หากแยกจากกันจะไม่สามารถดำรงชีวิตต่อไปได้เช่น
          - ไลเคนส์ (Lichens) ซึ่งเป็นการอยู่ร่วมกันระหว่างรากับสาหร่ายสีเขียว โดยราจะได้รับอาหารจากสาหร่ายสีเขียวซึ่งสามารถสร้างอาหารได้เอง ส่วนสาหร่ายก็ได้รับความชื้นจากรา

•         แบคทีเรียไรโซเบียมในปมรากถั่ว

-               โปรโตซัวไตรโคนิมฟาในทางเดินอาหารปลวก

 

ภาพที่ 23 ไรโซเบียมที่ปมรากถั่ว ไลเคนและไตรโคนิมฟา

4.                   Commensalisms (+,0)/(-,0)เมื่ออยู่ร่วมกันฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์อีกฝ่ายหนึ่งไม่ได้และไม่เสียประโยชน์ เมื่อแยกจากกันตัวที่ไม่ได้-ไม่เสียประโยชน์จะเหมือนเดิมแต่ฝ่ายที่เคยได้รับประโยชน์จะไม่ได้อะไรแทนหรืออาจจะเสียประโยชน์เมื่อไม่ได้อยู่รวมกันกับผู้อื่นเช่น

   - กล้วยไม้บนต้นไม้ กล้วยไม้เป็นพืชที่เกาะอยู่บนต้นไม้อื่น ๆ โดยไม่ชอนไชรากลงไปเพื่อแย่งน้ำหรืออาหารจากต้นไม้
       - เหาฉลามกับปลาฉลาม เหาฉลามจะเคลื่อนที่ไปพร้อมกับปลาฉลามและได้รับอาหารที่เหลือจากปลาฉลามด้วย ส่วนปลาฉลามก็ไม่ได้หรือเสียประโยชน์อะไร

 

ภาพที่ 23 ความสัมพันธ์แบบ commensalism

5.                   Predation (+,-)/(-,+)  เมื่ออาศัยอยู่ร่วมกัน โดยฝ่ายหนึ่งที่เป็น ผู้ล่า (predator) จะได้ประโยชน์ ส่วนเหยื่อ (prey) จะเสียประโยชน์โดยการสูญเสียอวัยวะ ชิ้นส่วนหรือเสียชีวิต แต่เมื่อแยกจากกันผู้ล่าจะเสียประโยชน์ ส่วนเหยื่ออาจไม่ได้ไม่เสียอะไร หรืออาจได้ประโยชน์จากการแยกกันอยู่เช่น

-      แมลงกับนก นก (ผู้ล่า) จิกแมลง (เหยื่อ) กินเป็นอาหาร นกจึงได้ประโยชน์ ส่วนแมลงเสียประโยชน์

- นกกับมนุษย์ มนุษย์เป็นผู้ล่านกเป็นอาหาร มนุษย์จึงได้ประโยชน์ ส่วนนกเป็นเหยื่อจึงเสียประโยชน์

สิ่งมีชีวิตหนึ่ง ๆ ในระบบนิเวศอาจเป็นได้ทั้งผู้ล่าและเหยื่อ ซึ่งทำให้มีชีวิตสามารถควบคุมปริมาณซึ่งและกันให้อยู่ในภาวะสมดุล

 

ภาพที่ 24 การล่าเหยื่อ

โดยทั่วไปความสัมพันธ์รูปแบบนี้จะทำให้สิ่งมีชีวิตที่มีเหยื่อ-ผู้ล่าที่มีความจำเพาะเกิดการปรับตัวในรูปแบบที่สัมพันธ์กันเช่น เมื่อผู้ล่ามากขึ้นเหยื่อพยายามอยู่รอดด้วยการเพิ่มปริมาณลูกหลานครั้งละมาก ๆ  หรือเลี่ยงการถูกกินด้วยการเพิ่มขนาด หรือเปลี่ยนแปลงสรีระให้เหมาะสมต่อการหนี อย่างไรก็ตามในระบบนิเวศที่สมดุลจะพบได้ว่าจำนวนผู้ล่าและเหยื่อนั้นมีความสัมพันธ์กันเสมอ

6.                   Parasitism (+,-)/(-,0) เมื่ออาศัยอยู่ร่วมกัน ฝ่ายที่ได้รับประโยชน์เรียกว่า ปรสิต (parasite) ส่วนฝ่ายที่เสียประโยชน์เรียกว่า ผู้ถูกอาศัย (host) เมื่อแยกทางจากกันปรสิตมักจะดำรงชีวิตได้ไม่ดี หรือไม่อาจดำรงชีวิตได้เลย ส่วนผู้ถูกอาศัยไม่ได้ไม่เสียอะไรจากการแยกกันอยู่เช่น
    - เห็บกับสุนัข เห็บเป็นปรสิตภายนอก (ectoparasite)

    - พยาธิกับมนุษย์ พยาธิเป็นปรสิตภายใน (endoparasite)

     - ปรสิตสังคม (social parasite) เช่น การวางไข่ในรังนกอื่นของนกกาเหว่า

 

ภาพที่ 25 ปรสิตต่าง ๆ

7.                   Parasitoid (+,-) / (-,0) สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งจะล่าสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง เพื่อใช้เป็นพื้นที่วางไข่ และเป็นแหล่งอาหารสำหรับตัวอ่อนเช่น

  - ต่อเบียน ที่จะวางไข่ไว้บนหนอนผีเสื้อ เมื่อหนอนเข้าดักแด้ ตัวอ่อนของต่อจะฟักและกินหนอนผีเสื้อเป็นอาหาร

ภาพที่ 26 การวางไข่ของแมลงเบียนบนตัวอ่อนของแมลงอื่น

8.                   Amensalism (-,0) / (0,0) เมื่ออาศัยอยู่ร่วมกัน จะมีฝ่ายหนึ่งเป็นผู้เสียประโยชน์ ส่วนอีกฝ่ายหนึ่งไม่ได้ไม่เสียประโยชน์อะไร เมื่อแยกจากกันต่างฝ่ายต่างดำรงชีวิตอยู่ได้ตามปกติเช่น
   - ราสร้างสาร antibiotic ไปยับยั้งการเจริญของแบคทีเรีย (บางครั้งเรียกภาวะ Antibioticism หรือ Allelopathism)

   - ต้นไม้ยืนต้นขนาดใหญ่ บังแสงต้นไม้พุ่มเตี้ยที่ขึ้นบริเวณโคนต้น ทำให้ต้นไม้เล็ก ๆ ไม่สามารถเติบโตได้

 

ภาพที่ 27 การสร้างสารปฏิชีวนะของราไปยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย

9.                   Competition (-,-) เมื่อสิ่งมีชีวิต 2 ชนิดอาศัยอยู่ร่วมกัน แล้วทั้งสองฝ่ายต่างเสียประโยชน์เนื่องจากมี niche ที่เหมือน ๆ กันเช่น

  - กระต่ายกับวัว ที่อาศัยอยู่ในทุ่งหญ้าเดียวกัน

  - กระรอกและนกหัวขวาน ต้องการโพรงในการทำรัง

 

คำถาม : ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตแบบใดที่น่าจะก่อให้เกิด Coevolution