ข้อใดเป็นสิ่งมีชีวิตบุกเบิกของการเปลี่ยนแปลงแทนที่แบบปฐมภูมิ

การแทนที่ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศการแทนที่ของสิ่งมีชีวิต หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของชนิดหรือชุมชนในระบบนิเวศ ตามกาลเวลา โดยจะเริ่มจากจุดที่ไม่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่เลย จนกระทั่งเริ่มมีสิ่งมีชีวิตกลุ่มแรกเกิดขึ้น ซึ่งกลุ่มของสิ่งมีชีวิตกลุ่มแรก จะเป็นกลุ่มที่มีความทนทานสูง และวิวัฒนาการไป จนถึงสิ่งมีชีวิตกลุ่มสุดท้ายที่เรียกว่า ชุมชนสมบูรณ์ (climax stage)

การแทนที่ของสิ่งมีชีวิต แบ่งได้เป็น ๒ ประเภท คือ

๑. การเกิดแทนที่ชั้นบุกเบิก (Primary succession)

การเกิดแทนที่จะเริ่มขึ้นในพื้นที่ที่ไม่เคยมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่มาก่อนเลย ซึ่งแบ่งออกได้เป็น ๒ ประเภท คือ

๑.๑. การเกิดแทนที่บนพื้นที่ว่างเปล่าบนบก มี ๒ ลักษณะด้วยกันคือ

- การเกิดแทนที่บนก้อนหินที่ว่างเปล่า ซึ่งจะเริ่มจาก

ขั้นแรกจะเกิดสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น สาหร่ายสีเขียว หรือไลเคนบนก้อนหินนั้น ต่อมาหินนั้นจะเริ่มสึกกร่อน เนื่องจากความชื้น และสิ่งมีชีวิตบนก้อนหินนั้น ซึ่งจากการสึกกร่อนได้ทำให้เกิดอนุภาคเล็กๆ ของดินและทราย และเจือปนด้วยสารอินทรีย์ของซากสิ่งมีชีวิตสะสมเพิ่มขึ้น จากนั้นก็จะเกิดพืชจำพวกมอสตามมา

ขั้นที่สอง เมื่อมีการสะสมของอนุภาคดินทราย และซากของสิ่งมีชีวิต และความชื้นมากขึ้น พืชที่เกิดต่อมาจึงเป็นพวกหญ้า และพืชล้มลุก มอสจะหายไป

ขั้นที่สาม เกิดไม้พุ่ม และต้นไม้เข้ามาแทนที่ ซึ่งไม้ยืนต้นที่เข้ามาในตอนแรกๆ จะเป็นไม้โตเร็ว ชอบแสงแดด จากนั้นพืชเล็กๆ ที่เกิดขึ้นก่อนหน้านี้ ก็ค่อยๆ หายไป เนื่องจากถูกบดบังแสงแดดจากต้นไม้ที่โตกว่า

ขั้นสุดท้าย เป็นชั้นชุมชนสมบูรณ์ (climax stage) เป็นชุมชนของกลุ่มมีชีวิต ที่เติบโตสมบูรณ์แบบ มีลักษณะคงที่ มีความสมดุลในระบบนั่นคือ ต้นไม้ได้วิวัฒนาการไปเป็นไม้ใหญ่ และมีสภาพเป็นป่าที่อุดมสมบูรณ์นั่นเอง

- การเกิดแทนที่บนพื้นทรายที่ว่างเปล่า ในขั้นต้น พืชที่จะเกิดขึ้นจะเป็นประเภทเถาไม้เลื่อย ที่หยั่งรากลงในบริเวณที่เป็นที่ชื้น ขั้นต่อไปก็จะเกิดเป็นลำต้นใต้ดินที่ยาว และสามารถแตกกิ่งก้านสาขาไปได้ไกล และเมื่อใต้ดินมีรากไม้ ก็เกิดมีอินทรียวัตถุมากขึ้น ทำให้ความสามารถในการอุ้มน้ำก็เพิ่มมากขึ้น และธาตุอาหารก็เพิ่มขึ้น และที่สุดก็เกิดไม้พุ่ม และไม้ใหญ่ตามมาเป็นขั้นตอนสุดท้าย

๑.๒. การแทนที่ในแหล่งน้ำ เช่น ในบ่อน้ำ ทะเลทราย หนอง บึง ซึ่งจะเริ่มต้นจาก

ขั้นแรก บริเวณพื้นก้นสระ หรือหนองน้ำนั้น มีแต่พื้นทราย สิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นเบื้องต้นก็คือ สิ่งมีชีวิตเล็กๆ ที่ล่องลอยอยู่ในน้ำ เช่น แพลงก์ตอน สาหร่ายเซลล์เดียว ตัวอ่อนของแมลงบางชนิด

ขั้นที่สอง เกิดการสะสมสารอินทรีย์ขึ้นที่บริเวณพื้นก้นสระ จากนั้นก็จะเริ่มเกิดพืชใต้น้ำประเภทสาหร่าย และสัตว์เล็กๆ ที่อาศัยอยู่บริเวณที่มีพืชใต้น้ำ เช่น พวกปลากินพืช หอยและตัวอ่อนของแมลง

ขั้นที่สามที่พื้นก้นสระมีอินทรียสารทับถมเพิ่มมากขึ้น อันเกิดจากการตายของสาหร่าย เมื่อมีธาตุอาหารมากขึ้น ที่พื้นก้นสระก็จะเกิดพืชมีใบโผล่พ้นน้ำเกิดขึ้น เช่น กก พง อ้อ เตยน้ำ แล้วจากนั้นก็จะเกิดมีสัตว์จำพวก หอยโข่ง กบ เขียด กุ้ง หนอน ไส้เดือน และวิวัฒนาการมาจนถึงที่มีสัตว์มากชนิดขึ้น ปริมาณออกซิเจนก็จะถูกใช้มากขึ้น สัตว์ที่อ่อนแอก็จะตายไป

ขั้นที่สี่ อินทรียสารที่สะสมอยู่ที่บริเวณก้นสระจะเพิ่มมากขึ้น ในขณะที่สระจะเกิดการตื้นเขินในหน้าแล้ง ในช่วงที่ตื้นเขินก็จะเกิดต้นหญ้าขึ้น สัตว์ที่อาศัยอยู่ในสระจะเป็นสัตว์ประเภทสะเทินน้ำสะเทินบก

ขั้นสุดท้าย ซึ่งเป็นชั้นชุมชนสมบูรณ์แบบ สระน้ำนั้นจะตื้นเขิน จนกลายสภาพเป็นพื้นดิน ทำให้เกิดการแทนที่ พืชบก และสัตว์บก และวิวัฒนาการจนกลายเป็นป่าไปได้ในที่สุด

ซึ่งกระบวนการแทนที่ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศจะต้องใช้เวลานานมาก ในการวิวัฒนาการของการแทนที่ทุกขั้นตอน

๒. การแทนที่ของสิ่งมีชีวิตในขั้นทดแทน (Secondary succession)

เป็นการเกิดแทนที่ของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในพื้นที่เดิมที่ถูกเปลี่ยนแปลงไป เช่น บริเวณพื้นที่ป่าไม้ที่ถูกโค่นถาง ปรับเป็นพื้นที่เพาะปลูก หรือพื้นที่ป่าไม้ที่เกิดไฟป่า ในขั้นต้นของการแทนที่จะเกิดสิ่งมีชีวิตกลุ่มอื่นเกิดขึ้นแทนที่ ทั้งที่เกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ และการปลูกโดยมนุษย์ ในขั้นที่เกิดขึ้นเองนั้น มักจะเริ่มด้วยหญ้าและเป็นต้นไม้เล็ก ไปจนถึงต้นไม้ใหญ่ ซึ่งการแทนที่ในขั้นทดแทนนี้ จะใช้เวลาน้อยกว่าการแทนที่ของสิ่งมีชีวิตในขั้นบุกเบิก ทั้งนี้เพราะการแทนที่ในขั้นทดแทนนี้ เกิดขึ้นในพื้นที่บริเวณนั้นมีดินและธาตุอาหารอยู่พร้อมแล้ว

การเปลี่ยนแปลงแทนที่

ในสภาพแวดล้อมหนึ่งๆ พบว่าเมื่อกาลเวลาผ่านไปอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของกลุ่มสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้น กลุ่มสิ่งมีชีวิตเดิมที่เคยพบอาจสูญหายไปกลายเป็นอีกกลุ่มหนึ่งขึ้นมาแทนที่ เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า การเปลี่ยนแปลงแทนที่ของระบบนิเวศ (ecological succession)

การเปลี่ยนแปลงแทนที่ของระบบนิเวศ

จากตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงของแหล่งน้ำนี้อาจจะกล่าวได้ว่า สิ่งต่างๆทั้งหลายในโลกนี้ ไม่มีอะไรยั่งยืนคงทนอยู่ได้ตลอดกาล ทุกสิ่งทุกอย่างย่อมเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

ประเภทของการเปลี่ยนแปลงแทนที่

การเปลี่ยนแปลงแทนที่แบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ ประเภทแรกเป็น การเปลี่ยนแปลงแทนที่แบบปฐมภูมิ (Primary succession) เป็นการเปลี่ยนแปลงแทนที่ที่เริ่มจากบริเวณที่ปราศจากสิ่งมีชีวิตมาก่อนเช่น การเปลี่ยนแปลงแทนที่ที่เกิดขึ้นบนก้อนหินหรือหน้าดินที่ถูกเปิดขึ้นใหม่ในการตัดช่องเขาทำถนน จนกระทั่งเกิดสิ่งมีชีวิตพวกมอส และไลเคนขึ้นมาเป็นกลุ่มแรก เมื่อสิ่งมีชีวิตกลุ่มแรกตายไปก็จะทับถม กลายเป็นชั้นบางๆของดินเกิดขึ้น จากนั้นก็เริ่มเป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิตกลุ่มที่ 2 เช่น หญ้าหรือพวกวัชพืชป่าเกิดขึ้นแทนที่ เมื่อกลุ่มสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ตายไปก็จะทับถมเป็นชั้นดินที่หนาขึ้นเรื่อยๆ และความอุดมสมบูรณ์ของรุธาตุในดินก็เริ่มมีมากขึ้นจนทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตกลุ่มแล้วกลุ่มเล่าขึ้นมาแทนที่ อาทิ ไม้ล้มลุก ไม้พุ่ม จนกระทั่งในที่สุดเกิดเป็นสังคมพืช ซึ่งประกอบด้วยกลุ่มพืชชนิดต่างๆ เกิดขึ้นเป็นลำดับกลายเป็น สังคมสมบูรณ์ (climax community) และมีความสมดุล

ประเภทที่สองเป็น การเปลี่ยนแปลงแทนที่แบบทุติยภูมิ (secondary succession) เป็นการเกิดแทนที่ของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในพื้นที่เดิมที่ถูกเปลี่ยนแปลงไป เช่น การเปลี่ยนแปลงแทนที่ในบริเวณที่ถูกไฟไหม้บริเวณที่เคยหักล้างถางพงเพื่อทำไร่แล้วปล่อยให้รกร้างภายหลัง หรือ ป่าที่ถูกตัดโค่น เป็นต้น ในขั้นต้นของการแทนที่จะเกิดสิ่งมีชีวิตกลุ่มอื่นเกิดขึ้นแทนที่ ทั้งที่เกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ และการปลูกโดยมนุษย์ ในขั้นที่เกิดขึ้นเองนั้น มักจะเริ่มด้วยหญ้าและเป็นต้นไม้เล็ก ไปจนถึงต้นไม้ใหญ่ ซึ่งการแทนที่ในขั้นทดแทนนี้ จะใช้เวลาน้อยกว่าการแทนที่ของสิ่งมีชีวิตในขั้นบุกเบิก ทั้งนี้เพราะการแทนที่ในขั้นทดแทนนี้ เกิดขึ้นในพื้นที่บริเวณนั้นมีดินและธาตุอาหารอยู่พร้อมแล้ว

การเปลี่ยนแปลงแทนที่แบบทุติยภูมิในพื้นที่ที่เคยทำไร่ข้าวโพด

ก. ในช่วงปีแรก : พื้นที่ในไร่ยังคงมีซากของต้นข้าวโพดหลงเหลืออยู่

ข. ในช่วงปีที่ 2 : พบว่ามีต้นหญ้ารุกรานเข้ามาในพื้นที่ และขึ้น กระจายไปทั่ว

ค. ในช่วงปีที่ 3 : ต้นหญ้าเจริญเติบโตสมบูรณ์ และมีพวกต้นแห้ว กระเทียมขึ้นแซมอยู่ในไร่

ง. ในช่วงปีที่ 10 : มีไม้พุ่มและไม้ยืนต้นเกิดขึ้น