מערכות אקולוגיות: זרימת אנרגיה ומחזור חומרים

מדעים · לכיתות ז׳–ט׳

בבריכת חורף, ביער כרמל או בשונית האלמוגים באילת חיים יחד צמחים, בעלי חיים ויצורים זעירים, ותלויים זה בזה ובסביבה. מערכת כזאת נקראת מערכת אקולוגית. בשיעור נלמד איך אנרגיה זורמת בה, איך חומרים חוזרים בה שוב ושוב, ומה קורה כשאדם משנה אותה.

מה זו מערכת אקולוגית?

מערכת אקולוגית היא אזור שבו יצורים חיים פועלים זה עם זה ועם הסביבה הדוממת שלהם. הגורמים החיים, הביוטיים, הם הצמחים, בעלי החיים, הפטריות והחיידקים. הגורמים הדוממים, האביוטיים, הם אור, טמפרטורה, מים, קרקע, מלחים ואוויר.

הגורמים הדוממים קובעים מי יכול לחיות במקום. במדבר יהודה, שבו מעט גשם, חיים צמחים ובעלי חיים שמותאמים ליובש. בגליל, שבו יורד גשם רב יותר, מתפתח חורש ים־תיכוני. מערכת אקולוגית יכולה להיות גדולה כמו אוקיינוס או קטנה כמו שלולית — העיקר הוא הקשרים בתוכה.

יצרנים, צרכנים ומפרקים

יצרנים הם יצורים שמייצרים מזון בעצמם, בעיקר צמחים ואצות, בתהליך הפוטוסינתזה. הם קולטים אנרגיה מהשמש והופכים אותה לאנרגיה כימית האגורה בסוכר. הם הבסיס של כל מערכת אקולוגית ביבשה ובים.

צרכנים אוכלים יצורים אחרים. צרכנים ראשוניים אוכלים צמחים — כמו צבי ישראלי שאוכל עשב. צרכנים משניים אוכלים את אוכלי הצמחים — כמו זאב שטורף צבי. יש גם אוכלי כול, כמו חזיר בר, שאוכלים גם צמחים וגם בעלי חיים.

מפרקים — בעיקר פטריות וחיידקים — מפרקים צמחים ובעלי חיים מתים, עלים שנשרו ופסולת. הם מחזירים לקרקע מינרלים שהצמחים יוכלו לקלוט שוב. בלי מפרקים, העולם היה מתמלא בפגרים ובעלים מתים, והקרקע הייתה מתרוקנת מחומרי מזון.

בטבע כל יצור אוכל כמה סוגי מזון ונאכל על ידי כמה טורפים, ולכן שרשראות המזון מתחברות זו לזו למארג מזון. שינוי בחוליה אחת משפיע על רבות אחרות.

אנרגיה זורמת, חומרים חוזרים

האנרגיה במערכת האקולוגית זורמת בכיוון אחד: מהשמש ליצרנים, ומשם לצרכנים. בכל מעבר בין רמות במארג, רוב האנרגיה משמשת את היצור לחיים שלו — לתנועה, לחום ולנשימה — ורק כעשרה אחוזים בממוצע עוברים לרמה הבאה. לכן בכל מערכת יש הרבה יותר צמחים מאוכלי צמחים, והרבה יותר אוכלי צמחים מטורפים.

החומרים, לעומת זאת, חוזרים במחזור. במחזור הפחמן, צמחים קולטים פחמן דו־חמצני מהאוויר בפוטוסינתזה ובונים ממנו סוכר. הפחמן עובר לבעלי החיים שאוכלים אותם, וחוזר לאוויר בנשימה ובפירוק על ידי המפרקים. גם שריפת דלקים — שהם שרידים של יצורים מלפני מיליוני שנים — משחררת פחמן דו־חמצני לאוויר. במחזורים דומים עוברים מים וחנקן.

האדם והמערכת האקולוגית: סיפור החולה

בשנות החמישים יובשו אגם החולה והביצות שסביבו, כדי להרחיב את השטח החקלאי ולהילחם במלריה. הייבוש שינה את המערכת האקולוגית מן היסוד: מינים של צמחים, דגים ועופות נעלמו מהאזור, והקרקע הכבולית שהתייבשה החלה להתפורר ולהישרף.

בשנות התשעים הוצף מחדש חלק מהשטח ונוצר אגמון החולה. בעלי חיים חזרו, והיום האזור הוא תחנה חשובה לעשרות אלפי עגורים ולציפורים נודדות רבות. הסיפור מלמד שכל שינוי שהאדם עושה במערכת אקולוגית משפיע על מארג שלם, ושלעתים אפשר גם לתקן.

✅ חידון: מערכות אקולוגיות: זרימת אנרגיה ומחזור חומרים

1. מה מהבאים הוא גורם דומם (אביוטי)?

2. מה תפקידם של המפרקים?

3. איזה חלק מהאנרגיה עובר בממוצע מרמה אחת במארג לרמה הבאה?

4. מהו צרכן ראשוני?

5. איך עובר פחמן מהאוויר אל היצורים החיים?

6. למה במערכת יש הרבה יותר צמחים מטורפים?

7. מה ההבדל בין מארג מזון לשרשרת מזון?

8. מה קרה באזור החולה בשנות התשעים?

🖨️ דף עבודה להדפסה

8 שאלות, שאלות לחשיבה ודף תשובות עם הסברים.

💬 שאלות לשיחה

  1. מה לדעתכם יקרה למארג המזון בחורש אם כל השועלים ייעלמו ממנו?
  2. איך אתם, בחיי היומיום, משתתפים במחזור הפחמן?
  3. האם היה נכון לייבש את החולה? מה היו היתרונות ומה המחירים?

📖 קטע קריאה בנושא: 🦢 החולה: לייבש ולהציף מחדש

לפני כשבעים שנה היה בעמק החולה אגם רדוד, ומסביבו רחבות של גומא פפירוס, קנים וצמחי מים. זו הייתה אחת המערכות האקולוגיות העשירות באזור: חיו בה דגים, צבים, תנים, חתולי , ומעליה עברו מיליוני ציפורים. אבל לאנשים שגרו שם היא הייתה גם מקור לסבל. יתושי האנופלס שהתרבו הפיצו , מחלה שהרגה אנשים רבים בארץ.

בשנות החמישים החליטה מדינת ישראל הצעירה לייבש את האגם . המטרות היו להיפטר , להוסיף אדמות לחקלאות ולשפר את ניצול המים. הייבוש נחשב אז להישג לאומי. אבל לאחר שנים התברר שהיו לו גם מחירים כבדים.

עשרות מינים של צמחים ובעלי חיים נעלמו מהאזור, וחלקם — כמו מין של דג מקומי — מהעולם. הקרקע באזור הייתה , אדמה שחורה שנוצרה משרידי צמחים שהצטברו מתחת למים אלפי שנים. כשהכבול התייבש, הוא החל להתפרק, לשקוע ואפילו בשריפות תת־קרקעיות. הרוח העלתה ממנו אבק, ומים שזרמו ממנו הובילו לכנרת חומרים שפגעו באיכות המים שלה.

בשנות התשעים התחילו לתקן חלק מהנזק. באזור מוגבל הוצפה האדמה מחדש, ונוצר אגם קטן — אגמון החולה. התוצאה הפתיעה גם את המומחים. בתוך זמן קצר חזרו לאזור צמחי מים, דגים ועופות. היום עוצרים באגמון בכל חורף עשרות אלפי עגורים, וחלקם נשארים בו כל החורף. החקלאים באזור משתפים פעולה: הם מפזרים לעגורים מזון במקום מסוים, כדי שלא יאכלו את בשדות. גם נשמר טוב יותר באזורים שהוצפו, ומבקרים רבים מגיעים לצפות בציפורים, מה שמביא פרנסה לתושבי האזור. כך עזר גם לטבע וגם לאנשים.

סיפור החולה מלמד הכול קשור. שינוי שנעשה למען מטרה אחת משפיע גם על הקרקע, על המים, על המינים ועל אנשים במקום אחר. הוא מלמד גם שאפשר ללמוד מטעויות, ושלפעמים טבע שנפגע יכול להשתקם — אם נותנים לו הזדמנות.

📖 מילון הקטע
  • ביצות — אזורים רטובים ובוציים
  • מלריה — מחלה שמעבירים יתושים
  • נכחדו — נעלמו לגמרי מהעולם
  • כבול — אדמה שחורה משרידי צמחים
  • להתלקח — להתחיל לבעור באש
  • יבולים — מה שמגדלים וקוטפים בשדה
  • שיקום — תיקון והחזרה למצב טוב
  • מערכת אקולוגית — יצורים וסביבתם שקשורים זה לזה

שאלות

1. למה הוחלט לייבש את החולה?
2. מה זה כבול?
3. מה קרה לכבול כשהתייבש?
4. איך החקלאים עוזרים למנוע נזק מהעגורים?
5. מה המסר המרכזי של הקטע?
6. הייבוש של החולה השפיע גם על הכנרת. הסבירו איך, והראו מה זה מלמד על מערכות אקולוגיות.

עוד שיעורים במדעים

לכל 60 השיעורים במדעים ←

חוברת ומבחן לדוגמה לכיתה

שאלות נפוצות

האם עיר יכולה להיות מערכת אקולוגית?

כן. גם בעיר יש יצרנים (עצים וגינות), צרכנים (ציפורים, חתולים, חרקים ואנשים) ומפרקים, וגם גורמים דוממים כמו אור, חום ומים. זו מערכת אקולוגית שהאדם שינה מאוד.

מה זה מין פולש?

מין שהגיע לאזור חדש, לרוב בעזרת האדם, ומתפשט בו על חשבון המינים המקומיים. בישראל, למשל, המיינה ההודית מתחרה בציפורים מקומיות על מקומות קינון.

למה חשוב המגוון הביולוגי?

במערכת עם מינים רבים יש מארג מזון מסועף, ואם מין אחד נפגע, אחרים יכולים למלא את מקומו. מערכת כזאת עמידה יותר לשינויים, כמו בצורת או מחלה.

שווה להסתכל גם על מדע וטכנולוגיה, ולומדים.

האם זה עזר?
לא מצאתם בדיוק את הדף שחיפשתם?ספרו לנו מה צריך — ואולי הוא יחכה לכם כאן בשבוע הבא.
לבקשת דף ←או בוואטסאפ