אקולוגיה

אקולוגיה

אקולוגיה, תחום במדעי הטבע שעניינו ביחסים שבין אורגניזמים (צמחים, בע"ח ויצורים חד-תאיים) לבין הסביבה שבה הם חיים; ביתר פירוט, חקר מערכות הקשרים המסועפות בתוך קבוצה של יצורים החיים בבית גידול אחד, שבו הם תלויים זה בזה לקיומם.

בית גידול כזה נקרא מערכת אקולוגית, או אקוסיסטמה, ומלבד האורגניזמים החיים בו (מרכיביו הביוטיים), הוא כולל גם את הסביבה הפיסית הטבעית (מרכיבים אביוטיים כמו קרקע, אוויר ומים), וברוב המקרים גם את הסביבה המלאכותית - גורמים מעשה ידי אדם שמעורבים במארג הסבוך של קשרים אקולוגיים.

מערכות אקולוגיות

כדור הארץ הוא המערכת האקולוגית הגדולה ביותר, והוא אף כפוף להשפעות סביבתיות חיצוניות לו: אור השמש, בראש ובראשונה, כמקור האנרגיה החשוב ביותר שלו, וכן גורמים נוספים; לדוגמה, פגיעות מטאורים השפיעו בעבר השפעות אקולוגיות מרחיקות לכת, שהמפורסמת ביניהם היתה הכחדת הדינוזאורים לפני 65 מיליון שנה. האקוסיסטמה הגלובלית, כלומר כדור הארץ הנתפס כיחידה אקולוגית שלמה (ר' "השערת גאיה"), נקראת ביוספרה. זו נחלקת למספר רב של תת-יחידות אקולוגיות גדולות - אקוסיסטמות כמו מדבר, יער, ים וכו' - ואלה נחלקות שוב לבתי גידול, שבהם יש גומחות (נישות) אקולוגיות לכל האורגניזמים המצויים באותו בית גידול. אך הגבולות המפרידים בין יחידה ליחידה מטושטשים, וכל מערכת אקולוגית מוגדרת כפופה גם להשפעות חיצוניות - אפילו העולם כולו, כאמור.
שני עקרונות יסוד מנחים את חקר האקולוגיה: (א) מרכיביה של מערכת אקולוגית פועלים כולם אלה על אלה, במידה רבה או מעטה; (ב) שינוי במצבו של אחד המרכיבים יגרור שינויים במרכיבים רבים אחרים. לפיכך, מערכת אקולוגית היא מערכת דינמית שלעולם אינה שרויה בשיווי משקל יציב.
קטגוריית ההשפעות ההדדיות החשובה ביותר בקרב האורגניזמים היא מארג המזון: כל אורגניזם זקוק למזון לקיומו, ורק מיעוט האורגניזמים מקבלים את מזונם מגורמים אקולוגיים אי-אורגניים (מינרלים, מים) ואורגניים (תרכובות אורגניות שמצויות בקרקע ובמים); אלה נקראים "יצרנים ראשוניים", ומשמשים מזון לאחרים. היצרנים השניוניים קולטים מזון מגורמים אי-אורגניים ומיצרנים ראשוניים, וכן הלאה. תהליכי פירוק הופכים אורגניזמים חיים שוב למינרלים ולתרכובות אורגניות פשוטות יחסית, וחוזר חלילה.

השתנותן של מערכות אקולוגיות

טעות היא לראות את היחסים בין האורגניזמים במערכת אקולוגית לבין הגורמים הפיסיים הדוממים כחד-סטריים. צמחים רבים, לדוגמה, פולטים חמצן לאטמוספרה, ומקבעים חנקן, כלומר משלבים אותו בתרכובות שהם מסוגלים לנצל. הצמחים גם מתחחים סלעים באמצעות שורשיהם, ומקבעים את העפר במקומו. הידלדלות משמעותית של תכסית הצמחייה על צלעות הר (מחמת מרעה-יתר,לדוגמה), תחיש את סחף הקרקע ותשנה כליל את פניו של המדרון כבית גידול לצמחים ולבע"ח אחרים. הסחף עשוי לשנות את אפיק הנהר הנושא אותו, וכן הלאה.
בה בעת, תהליכי שינוי אביוטיים משפיעים רבות על מערכות אקולוגיות. רוב התהליכים האלה אטיים בטיבם: תהליכי הגיאולוגיה, לדוגמה, פועלים על פי רוב בסולמות זמנים של רבבות שנים ויותר, אם כי מקצתם (פעילות געשית, במיוחד), יכולים להיות מהירים מאוד. הוא הדין בשינויי אקלים, בשינוי בתנועותיהם של זרמי הים הגדולים, וכדומה.

מכיוון שהשפעתם של שינויים טבעיים במרכיבים מסוימים של מערכת אקולוגית היא אטית בדרך כלל, היא מעניקה למרכיבים הביוטיים זמן ניכר להסתגלות בדרך האבולוציה. לכך הכוונה כאשר מדברים על "שיווי משקל אקולוגי", אם כי מונח זה כאמור אינו ראוי. אך לעתים קצב השינוי מהיר, ומינים רבים אינם מספיקים להסתגל ונכחדים. האקולוגים מסוגלים כיום לנבא במידה סבירה של דיוק את השפעותיו של שינוי מהיר ומקומי (כמו שריפת יער), ומכנים זאת סוקצסיה אקולוגית: הם יכולים לומר אילו מינים ישגשגו אחרי השינוי, אילו מינים ייכחדו, אילו מינים חדשים יגיעו מבתי גידול סמוכים וישתקעו, מה תהיה ההשפעה על תכסית הקרקע, וכיו"ב.
ההשפעות המהירות ביותר, שניבוי תוצאותיהן קשה במקרה הטוב ובלתי אפשרי ברוב המקרים, הן אלה שמקורן במעשי האדם. תוצא החממה, למשל, הוא כינוי למכלול השפעותיה של הפליטה המואצת של גזים שונים לאטמוספרה - מתחנות כוח, מכלי רכב, ממפעלי תעשייה ואף מבתי מגורים. בין הגזים האלה יש למנות בראש ובראשונה את הפחמן הדו-חמצני ( CO2). העלייה בריכוז הגזים הללו (לפחות לדעת רבים, אם כי הנושא עדיין שנוי במחלוקת) בולמת חלק מהחום המשתחרר מפני הקרקע והים, שהיה נפלט לחלל כקרינה תת-אדומה אלמלא כן, וגורמת אפוא לעליית הטמפרטורה הממוצעת של פני עולמנו. התוצאות הן מרחיקות לכת בכל הביוספרה.
דוגמאות נוספות להשפעת האדם על הסביבה: זיהום הקרקע, האטמוספרה וההידרוספירה; התפשטות מדבריות עקב רעיית-יתר בשוליהם; בירוא יערות בקצב מסחרי, המביא לא רק להשמדה ישירה של בתי גידול אלא גם להתמעטות בכמות החמצן שתורמת הצמחייה לאטמוספרה; ועוד. לאחרונה נוסף לרשימה גם החשש מפני תוצאותיה של ההנדסה הגנטית, דהיינו שחרור לביוספרה של אורגניזמים מלאכותיים, שלא התפתחו מתוך יחסי גומלין אבולוציוניים עם שאר מרכיבי הסביבה.

תולדות המחקר האקולוגי

המחקר האקולוגי החל להתבדל משאר תחומי עיסוקה של הביולוגיה כאשר פנו זואולוגים ובוטנאים מעיסוקם במינים, בסוגים ובקבוצות גדולות יותר של אורגניזמים, אל חקר יחסי הגומלין בין אורגניזמים שונים. אחד הצעדים הראשונים היה חקר חברות הצמחים, החל בתחילת המאה ה-20; צעד חשוב אחר היה חקר הדינאמיקה של אוכלוסיות, שראשיתו בעיוניו של תומס מלתוס באמצע המאה ה-19, אך יישומו לזואולוגיה החל מאוחר יותר, בשנות ה-20 של המאה ה-20. בתוך זמן קצר התבררה חשיבות הזיקות שבין מערכות אלה לבין סביבתן הפיסית. עוד נדבך חשוב הוסיפו מחקרי תקציב האנרגיה שהחלו באותה עת בערך; אלה התמקדו בדרכים שבהן עוברת אנרגיה מכלי לכלי במארג המזון.
בשנות ה-40 של המאה ה-20 החל שילובם של הרעיונות השונים למסכת מושגית אחת, שקיבלה את השם "אקולוגיה". את המונח עצמו טבע כבר ב-1866 הזואולוג הגרמני ארנסט הקל, מן המלה היוונית oikos שפירושה "בית", במובן של בית גידול. במחצית השנייה של המאה העשרים כבר היתה האקולוגיה מדע לכל דבר, ומספר העוסקים בה הלך וגדל. החל משנות ה-60 גם גברה התודעה האקולוגית בציבור הרחב, לפחות בחלק מארצות העולם.
בתודעה האקולוגית שני מרכיבים, נבדלים לפחות במידה מסוימת. האחד, שהוא אולי החזק יותר, צופה בדאגה בתהליכים המשחיתים את סביבת קיומו של האדם עצמו, ושואף להיאבק בזיהום האוויר, למשל, משום שהוא גורם למחלות ולירידה באיכות החיים. האחר נותן את הדעת לביוספרה כולה, וקורא לבלימת התהליכים המשחיתים מערכות אקולוגיות גם אם אין בהן משום השפעה ישירה וחמורה על האדם - הנתפס לא כגורם אחד מגורמים רבים במערכת, אלא כ"נוטר" הביוספרה: הואיל ויש ביד האדם כוח כה רב להשפיע על הסביבה, בדרכים שרבות מהן בלתי-הפיכות, מוטלת עליו אחריות מוסרית להגן עליה.

מאז אמצע שנות ה-80 גברה במידה רבה התודעה האקולוגית ברחבי העולם, בשני המובנים, ומספרם של הגופים הפועלים להגנת האקולוגיה של כדור הארץ הולך ורב. במדינות רבות קמו שדולות פוליטיות, שגרסו כי רוב ההחלטות המשפיעות על הסביבה הן פוליטיות בראש ובראשונה, ומאלה התפתחו בכמה מקרים מפלגות "ירוקות", שחרתו על דגלן את ההגנה על הסביבה, ואף זכו לייצוג נכבד בפרלמנטים (הראשונה שבהן היתה מפלגת הירוקים בגרמניה המערבית). בעקבותיה של פעילות זו הוקמו גופים ממשלתיים "בעלי שיניים" להגנת הסביבה, כמו המשרד לאיכות הסביבה בישראל, או הסוכנות להגנת הסביבה (EPA) בארה"ב. גם ארגונים לא-ממשלתיים, כגון גרינפיס, ממלאים תפקיד חשוב בעניין זה.
אמצעי התקשורת הבינלאומיים והלאומיים השונים מגלים אף הם מודעות רבה, ומדווחים בהרחבה גם על מפגעים אקולוגיים נקודתיים חמורים (טביעת מכליות נפט, למשל) וגם על מחקרים שמצביעים על התפשטותם המהירה של נזקים אקולוגיים ארוכי טווח, כמו התרחבות החור בשכבת האוזון או השיטפונות הפוקדים את בנגלדש בשל התגברות הסחף בהרי ההימלאיה. אחד ההיבטים החשובים של התפשטות התודעה האקולוגית הוא מיקוד המאבק בנושאים נקודתיים, כמו הקריאה להצלתם של מינים בסכנת הכחדה, כמו לווייתנים שונים, ולהגנה על מערכות אקולוגיות שלמות, כמו יערות הגשם הטרופיים.
הפועל היוצא של כל אלה הוא חקיקת חוקים להגנה על הסביבה (משפט סביבתי) במדינות רבות, וישראל ביניהן, וחתימתן של אמנות בינלאומיות רבות להגנת הסביבה. עם זאת, המאבק נתקל בלי הרף בהתנגדותם של אינטרסים מושקעים, מסחריים ואחרים.

תחומי המחקר האקולוגי

מטבע ברייתה, האקולוגיה היא מדע בין-תחומי (אינטרדיסציפלינרי), משום שהיא משלבת תיאוריות ומידע מתחומים מדעיים רבים - ענפי הביולוגיה השונים, מטאורולוגיה, גיאולוגיה, פיסיקה, כימיה, מתמטיקה, אנתרופולוגיה, סוציולוגיה, ניהול ועוד ועוד.
בתחילת הדרך, קו ההפרדה הראשי בין עיסוקיה של האקולוגיה היה בין חקר החי לחקר הצומח. אך בהדרגה היטשטשו הגבולות הללו, ובמקומם התפתחה הבחנה אחרת: בין אוטואקולוגיה, חקר היחסים בין מין מסוים לבין סביבתו, לסינאקולוגיה, חקר מכלול היחסים בין גורמי הסביבה. מטבע הדברים, התחום הראשון נוח יותר למחקר מדעי "קלאסי" הועשה שימוש בשיטות דקדקניות ומבוקרות ומפתח דגמים מתמטיים, ואילו האחרון הוא יותר עיוני, כמעט פילוסופי, ויש שפיתחו אותו אף לכלל מיסטיקה ("השערת גאיה" המפורסמת).
ישנם גם אקולוגים בעלי התמחויות מצומצמות יותר, המתמקדים בחקירת מרכיבים מסוימים של מערכות, כמו יחסי הגומלין בין אקולוגיה וגנטיקה, אקולוגיה ופיסיולוגיה או אקולוגיה וקלימטולוגיה.
שיטות המחקר האקולוגי שאובות בהכרח מן המדעים השונים התורמים לה. מחמת מורכבותם הבלתי-נתפסת כמעט של מכלולי היחסים האקולוגיים, נאלצים החוקרים בד"כ ללכת באחת משתי דרכים: חקר היבטים מסוימים, כגון גלגולי האנרגיה במארג המזון תוך שימוש בשיטות הפיסיקה והכימיה; או התמקדות במערכות אקולוגיות מצומצמות מאוד וחקר מכלול פעילויות הגומלין בתוכן. לדוגמה, האקולוגים יוצרים בית גידול מלאכותי, מבודד לחלוטין מסביבתו, מכניסים לתוכו מספר מצומצם של מרכיבים ביוטיים ואביוטיים, ועוקבים אחר התפתחות היחסים ביניהם.

 

ערכים נוספים מכל התחומים ניתן למצוא באנציקלופדיה: www.ynet.co.il