علم شكل البيئة

يختلف علم التشكل الوظيفي عن علم التشكل البيئي في كونه يتناول السمات الناشئة عن الشكل على مستويات تنظيمية مختلفة . ^{[ 8 ]} أما علم التشكل البيئي، فيشير إلى السمات التي يمكن إثبات أنها مشتقة من البيئة المحيطة بالنوع. بعبارة أخرى، يركز علم التشكل الوظيفي بشكل كبير على العلاقة بين الشكل والوظيفة، بينما يهتم علم التشكل البيئي بالشكل والتأثيرات التي ينشأ منها. غالبًا ما تبحث دراسات علم التشكل الوظيفي في العلاقات بين شكل العضلات الهيكلية والخصائص الفيزيائية مثل توليد القوة وحركة المفاصل. ^{[ 9 ]} هذا يعني أنه يمكن إجراء تجارب علم التشكل الوظيفي في ظروف مخبرية، بينما قد لا تُجرى تجارب علم التشكل البيئي في ظروف مخبرية. علاوة على ذلك، لا توفر دراسات علم التشكل الوظيفي نفسها بيانات كافية لاستخلاص استنتاجات بشأن التكيفات البيئية للأنواع. ومع ذلك، يمكن للبيانات المستقاة من هذه الدراسات أن تدعم وتثري فهم التكيفات البيئية للأنواع. ^{[ 3 ]} على سبيل المثال، دُرست العلاقة بين تنظيم نظام ذراع الرافعة في الفك، وحجم الفم، وقوة عضلات الفك، وسلوك التغذية لدى سمكة الشمس. ^{[ 10 ]} تُضفي هذه الدراسات المتنوعة دعمًا علميًا لمفاهيم تبدو بديهية. فعلى سبيل المثال، تتناسب زيادة حجم الفم طرديًا مع زيادة حجم الفريسة. ومع ذلك، توجد أيضًا اتجاهات أقل وضوحًا. إذ لا يبدو أن حجم فريسة السمكة يرتبط بحجم الجسم بقدر ما يرتبط بخصائص جهاز التغذية.

يُعدّ العمل المذكور أعلاه مثالًا واحدًا فقط على دراسة سلوكية قائمة على علم التشكل البيئي. وتكتسب الدراسات من هذا النوع أهمية متزايدة في هذا المجال. تربط الدراسات السلوكية بين علم التشكل الوظيفي وعلم التشكل البيئي. وقد أظهرت دراسات من هذا النوع أن سمات مثل القدرة على الحركة لدى الطيور الباحثة عن الطعام تؤثر على تفضيلاتها الغذائية. ^{[ 11 ]} وتُعدّ الدراسات السلوكية شائعة بشكل خاص في مصايد الأسماك ودراسة الطيور. ^{[ 12 ]} وتحاول دراسات أخرى ربط نتائج علم التشكل البيئي بالعادات الغذائية للأنواع. وقد بحث غريفين وموسبلاك (2011) الاختلافات في النظام الغذائي ومعدل الاستهلاك كدالة لعلم التشكل البيئي للأمعاء . ^{[ 13 ]} وبالفعل، وُجد أن حجم الأمعاء يرتبط إيجابيًا بزيادة معدل الأيض. ويمكن غالبًا استخدام الدراسات الإيكومورفولوجية لتحديد وجود الطفيليات في سياق زمني مكاني معين، حيث يمكن أن يؤدي وجود الطفيليات إلى تغيير استخدام المضيف للموئل . ^{[ 14 ]}

تركز أعمال أخرى حديثة في علم التشكل البيئي على توسيع قاعدة المعرفة للسماح لدراسات التشكل البيئي بدمج نطاق أوسع من الموائل والتصنيفات والأنظمة. كما يركز الكثير من الأعمال الحالية على دمج علم التشكل البيئي مع مجالات مقارنة أخرى مثل علم الوراثة العرقي وعلم التطور الفردي لفهم التشكل التطوري بشكل أفضل. ^{[ 15 ]}

يمكن الاستعانة بتاريخ التكيفات المورفولوجية التي خضعت لها الأنواع لتحسين دورها البيئي لاستخلاص استنتاجات حول بيئتها القديمة . تساعد مورفولوجيا الأنواع القديمة الموجودة في موقع ما على استنتاجات حول المظهر والخصائص السابقة لتلك البيئة. وقد أُجريت أبحاث واسعة النطاق باستخدام هذا النهج، بالاعتماد على أحافير الأبقار نظرًا لهياكلها العظمية الكبيرة وتنوعها الكبير . ^{[ 18 ]} أجرى بلامر وبيشوب دراسة باستخدام أبقار أفريقية حية للتحقق من بيئتها القديمة بناءً على تفضيلاتها البيئية. ^{[ 19 ]} يشير الارتباط القوي بين تطور الأبقار وتفضيلاتها البيئية إلى أن الربط بين المورفولوجيا والبيئة يعتمد على التصنيف . كما تشير الأدلة إلى أن إجراء المزيد من الدراسات حول المورفولوجيا البيئية للبيئات الموجودة سابقًا قد يكون مفيدًا في تحديد المخاطر التطورية المرتبطة بالأنواع التي تعيش في بيئة محددة. ^{[ 18 ]}

يهتم علم التشكل التطوري بدراسة التغيرات التي تطرأ على شكل الأنواع عبر الزمن لتصبح أكثر ملاءمة لبيئتها. ^{[ 3 ] [ 16 ]} تُجرى هذه الدراسات بمقارنة خصائص مجموعات الأنواع لتقديم سرد تاريخي للتغيرات الشكلية المصاحبة لتغيرات الموائل. يجب أولًا معرفة تاريخ خصائص الأنواع وتماثلها قبل دراسة تاريخ التشكل التطوري. لا يُقدم هذا المجال من علم الأحياء سوى شرح مبسط لعلم الأحياء التطوري، إذ يتطلب فهم التطور داخل النوع شرحًا أكثر تعمقًا لتاريخ الأنواع.

طُرحت اقتراحاتٌ مفادها أن الارتباطات بين التنوع البيولوجي للأنواع وبيئاتٍ مُحددة قد لا تعود بالضرورة إلى علم التشكل البيئي، بل إلى قرارٍ واعٍ تتخذه الأنواع بالانتقال إلى نظامٍ بيئيٍّ تتلاءم معه أشكالها بشكلٍ أفضل. ومع ذلك، لا توجد حاليًا دراساتٌ تُقدم أدلةً ملموسةً تدعم هذه النظرية. وقد أُجريت دراساتٌ للتنبؤ بتفضيل الأسماك للموائل بناءً على شكل أجسامها، ولكن لم يُمكن التمييز بشكلٍ قاطعٍ بين الارتباط والسببية في تفضيل الأسماك للموائل. ^{[ 20 ]}