Ünite 1: Ekolojinin Genel İlkeleri

Giriş

Üzerinde yaşadığımız dünya pek çok canlı ve cansız varlığı içinde barındırmaktadır. Burada yaşayan canlılar hem kendi aralarında hem de yaşadıkları ortamla sürekli etkileşim halindedir. İnsanların, hayvanların ve bitkilerin arasındaki ve tüm canlıların birbirleri ve canlı ve cansız çevreleri ile olan etkileşimlerini inceleyen bilim dalına ekoloji adı verilir.

Çevre koşulları, canlıların içinde bulundukları ortamın tüm koşullarını ifade etmektedir. Bunlar;

1. İklim faktörleri (ışık, ısı, yağış, hava ve hava hareketleri)
2. Toprak faktörleri (Toprak fiziği, toprak kimyası, toprak suyu, toprak havası ve toprak sıcaklığı gibi)
3. Canlı faktörler (Toprak içinde ve toprak dışında yaşayan tüm canlılar).

Ekolojide Temel Kavramlar

Ortam ve çevre: Canlı varlıklar organik ya da inorganik maddelerinden meydana gelmiş belli bir alan içerisinde yaşantılarını devam ettirirler ve bu alanda birtakım etmenlerle sürekli iletişim içerisindedirler. Bu alana ortam denir. Canlıların yaşamlarını sürdükleri, yaşamları boyunca etkisini bulunan süreçler, enerjiler ve maddesel varlıkların tümüne ise çevre denir.

Habitat ve Biyotop: genellikle aynı anlamda kullanılmalarına rağmen habitat daha dar anlamlıdır. Bir canlının ya da populasyonun doğal yaşam alanı olarak adlandırılmaktadır. Biyotop ise canlı varlıkların yaşamını devam ettirebilmesi için gerekli uygun çevre koşullarına sahip bölge veya ortam olarak ifade edilmektedir.

Ekolojik Niş: Bir organizma ya da populasyonun kendi aralarında ve cansız çevre ile sürekli etkileşim içinde bulunduğu ekosistem içerisindeki işlevini belirtmektedir. Ekolojik niş, habitat kavramı ile karıştırılan bir kavramdır. Oysaki habitat bir canlının yaşadığı yeri, niş ise yaşadığı yerdeki işlevini anlatmak için kullanılır.

Leibig’in Minimum Yasası: Canlıların yaşayabilmesi için alınması gereken besin maddelerinin en azından minimum miktarda alınması gerektiğini savunan kuram, ilk olarak 1840 yılında Leibig tarafından bitkiler için ortaya atılmış daha sonra tüm ekolojik etmenlere uygulanmıştır. Bu kurama göre ortamdaki hangi besin maddesi az ise, az olan madde gelişim sınırlayıcısıdır.

Tolerans yasası: 1911 yılnda Shelford tarafından ortaya atılmıştır. Canlı varlıklar herhangi bir faktöre karşı, en iyi gelişebildikleri optimum değerlerin dışında bulunan maksimum ve minimum sınırlardaki değerlere olan toleransları sayesinde hayatlarını devam ettirebilirler. Bir canlının herhangi bir faktör karşısında varlığını devam ettirebildiği alt ve üst sınırlar arasında kalan değerlere ekolojik tolerans denir.

Homeostasis: Canlının vücudunda gerçekleşen her türlü değişikliğe karşı var olan dengenin korunmaya çalışılmasıdır. Hücrelerden gereksiz, fazla ve zararlı maddelerin uzaklaştırılarak iç çevrenin dengeli bir durumda kalmasına homeostasi denir.

Sinerjik etki: Birlikte etki olarak bilinen iki etkenin beraberce olan etkisinin, her ikisinin tek başına etkisinin toplamından daha fazla olması demektir.

Ekolojik ilişkiler: Diğer canlılarında üzerinde yaşadıkları cansız çevre üzerinde birtakım etkileri bulunmaktadır. Bu etkilere reaksiyon denir. Bir canlının diğer bir canlı üzerindeki etkisine koaksiyon veya biyolojik ilişki denir. Aslında direk veya dolaylı olarak ekosistemlerdeki bütün türler birbiriyle etkileşim içindedir.

Populasyon: En basit anlamıyla popülasyon; belirli bir alan içerisindeki aynı türe ait canlıların oluşturduğu topluluktur.

Kommunite (biyosönoz=tür topluluğu): Belli bir ortamda ve uygun ortam koşullarında yaşayan, yaşadığı ortamda etkileşim halinde bulunan çeşitli türlere ait bireylerin oluşturduğu topluluktur.

Ekosistem: Belirgin sınırları olan, biyotik (canlı) ve abiyotik (cansız) bileşenlerin ekolojik sistem oluşturacak şekilde birbirleriyle etkileşimiyle bir araya gelen ve bir sistem olarak çalışan bir birimdir. İlk kez 1935 yılında A.G.Tansley tarafından kullanılmıştır.

Biyocoğrafya: Yeryüzünde canlıların dağılışını inceleyen bilim dalıdır. İki kısma ayrılır: Bitkilerin yaşadığı ortam Bitki coğrafyası (flora), hayvanların yaşadığı ortama hayvan coğrafyası (fauna) olarak isim almaktadır.

Biyom: Özellikle sıcaklık ve yağış faktörlerinin etkisi altında geniş bir bölgede ya da kara parçasının önemli bir bölümünde ve belirli bir ana vejetasyon tipi ile kaplı olan alana biyom adı verilir.

Biyosfer ve ekosfer: Canlı küre olarak da adlandırılan biyosfer yerkürede canlıların yaşadığı bölümdür. Yaklaşık 20 km. kalınlığındadır.

Ekolojinin Sınıflandırılması

Ekoloji bilimi türleri, türlerin oluşturdukları toplulukları ortaya koymak amacıyla ekoloji bilimini sınıflandırmışlardır. Bunlar;

1. Amaca göre sınıflandırma:
   • Birey Ekolojisi (Autekoloji),
   • Ekosistem Ekolojisi (Synekoloji)
   • Populasyon Ekolojisi(Demekoloji),
   • Uygulamalı Ekoloji (Ekoteknoloji).
2. Yaşam ortamlarına göre sınıflandırma:
   • Karasal Ekoloji,
   • Sucul ekoloji,
3. Çalışılan organizmaya göre sınıflandırma:
   • Bitki Ekolojisi,
   • Hayvan Ekolojisi,
   • Mikrobiyal Ekoloji.

Ekolojik Faktörler

Canlıların hem aynı türe ait diğer bireyleriyle (tür içi) hem de diğer türlerle (türler arası) ilişkileri yanı sıra bulundukları ortamında canlılar üzerine etkisi bulunmaktadır. Organizmaların yaşamını dolaylı yada dolaysız bir biçimde bulundukları ortamın koşullarından olumlu yada olumsuz şekilde etkileyen etmenlere ekolojik faktör adı verilir. Bu etmenlerin fiziksel ve kimyasal bölümü abiyotik (cansız) faktörler ve biyolojik bölümü biyotik (canlı) faktörler olarak iki grupta ele alınır.

Canlılar yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmek için mutlaka diğer canlılara ve çevrelerine ihtiyaç duymaktadırlar. Abiyotik faktörler yeryüzünde canlıların yaşam alanlarını sınırlandıran en önemli etkenlerdir. Fiziksel ve kimyasal ya da iklimsel ve iklimsel olmayan şekliyle ele alınan çevresel koşullara abiyotik faktörler denir.

İklimsel Abiyotik Faktörler şu şekildedir;

• Işık,
• Sıcaklık,
• İklim,
• Yağış ve Nem,
• Radyasyon,
• Rüzgâr,

İklimsel Olmayan Abiyotik Faktörler şu şekildedir;

• Su,
• Toprak,

Bir ekosistemde yer alan mikroorganizma, bitki, hayvan ve insanların birbirlerini doğrudan ya da dolaylı olarak etkileyen beslenme şekilleri ve biyolojik ilişkilerden oluşan faktörlerin tümüne biyotik faktör adı verilmektedir.

Canlılar alemi, beslenme şekillerine göre iki büyük grupta incelenmektedir. Kendi besinlerini kendileri üreten ototrof canlılar ve besinlerini hazır olarak dışarıdan alan heterotrof canlılar.

Belirli bir çevrede yaşayan canlılar arasında yaşam olayları nedeniyle aynı tür ya da faklı türlerle dolaylı ya da dolaysız ilişkileri bulunmaktadır. Bu ikili ilişkiler koaksiyon olarak adlandırılmıştır ve ikiye ayrılır. Birincisi, aynı türün bireyleri arasında tür içi (homotipik ya da intraspesifik), ikincisi ise farklı türlerin bireyleri arasında türler arası (heterotipik ya da interspesisifik) ilişkilerdir.

Ekosistem

Canlı ve cansız çevrenin belirli bir alanda birbirleriyle sürekli ve karşılıklı ilişkilerinden meydana gelen ekolojik birime ekosistem denir. Ekosistemde aynı zamanda besin ağı vardır. Tüm ekosistemlerde canlı ve cansız ögeler birbirlerine enerji akışı ve madde döngüleri ile bağlanırlar. Ekosistemi meydana getiren başlıca dört unsur bulunmaktadır:

• Cansız varlıklar,
• Primer üreticiler,
• Tüketiciler,
• Ayrıştırıcılar.

Maddenin Sakınımı/Korunumu Yasası dünyada var olan hiçbir element/madde yok olamaz, yoktan da element ya da madde var edilemez demektir. Bu dünyada var olan elementlerin / maddelerin miktarı sabit demektir. Sadece elementler madde ve madde bileşimlerine dönüşebilir. Bu dönüşme her iki yönde daha basitten karmaşığa ya da karmaşıktan daha basite doğru olabilir. Bu durum zaman zaman elementlerden oluşan bileşiklerin / maddelerin miktarlarını kısmen değişse de toplam element miktarı her zaman sabittir, değişmez.

Boşlukta yer kaplayan ve kütlesi olan tüm varlıklara madde denir. Canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için ortamlarından enerjinin yanı sıra madde alıp vermek zorundadır. Canlı ve cansız çevre arasında maddelerin alınıp verilmesine madde döngüsü (madde çevrimi, ekolojik döngü) denir. Maddenin litosfer, hidrosfer ve atmosfer arasında sadece fiziksel değişime uğramasına hidrolojik döngü adı verilir.

Yeryüzünü kaplayan su tabakasının sıcaklık faktörü ile buharlaşması ve atmosfer nemini oluşturmasıyla başlayan ve yağışlarla suyun tekrar yeryüzüne dönmesi ile oluşan döngüye su döngüsü veya hidrolojik döngü adı verilmektedir. Buharlaşma, yoğunlaşma ve yağışlar su döngüsünün en önemli evreleridir.

Canlı yapısının en önemli elementlerinden biri olan karbon, tüm organik bileşiklerin temel yapı elemanıdır. Canlı organizmalar karbonlu bileşikleri kullanmak zorundadırlar. Karbonun yeryüzünde doğal kaynağı atmosfer, hidrosfer ve litosfer’dir. Karbon atmosferde karbon dioksit, hidrosferde karbonik asit, karbonat ve bikarbonat, litosferde kömür, linyit, petrol, doğalgaz ve kireç taşı, biyosferde yani canlılarda ise organik madde şeklinde bulunmaktadır.

Oksijen, doğada değişik biçimlere dönüşerek sürekli bir döngü içerisindedir. Atmosferde gaz, litosferde ise çözünmüş olarak bulunan oksijen, serbest halde azottan sonra en çok bulunan elementtir. Atmosferdeki oksijen oranı sabittir. Hayvanların ve basit yapılı bitkilerin solunum yoluyla aldıkları oksijen hidrojenle birleşince su oluşur. Bu su, daha sonra dışarıya atılarak doğaya verilir. Ortamdaki karbondioksit, algler ve yeşil bitkiler tarafından fotosentez yoluyla karbonhidratlara dönüştürülür, yan ürün olarak da oksijen açığa çıkar.

Azot doğada karmaşık bir yoldan elde edilir. Azot atmosferde yaklaşık %78 oranındadır ve diğer gazlardan daha fazladır. Bu nedenle en önemli kaynağını atmosfer oluşturmaktadır. Tüm canlıların büyümek için gerekli olan proteinleri üretebilmek üzere azota (nitrojen)e ihtiyaçları vardır. Ayrıca, canlıların yapısında bulunan proteinleri oluşturan aminoasitler, proteinler, nükleik asitler, hormonlar ve vitaminlerin içerisinde bulunan ve yaşam için gerekli elementlerden biridir. Ancak, canlıların yapı taşları içerisinde bulunan azot tüm canlılar tarafından direk olarak atmosferden alınıp kullanılamaz.

Canlılar için gerekli temel maddelerden biri olan fosforun doğadaki temel kaynakları fosfatlı kayaçlar ve denizlerdir. Yaşam için mutlak gerekli olan fosfor canlılarda nükleik asitlerin enerji aktarımlarını sağlayan ATP, hücre zarının yapısında, ayrıca kemik ve dişlerin yapılarında bulunmaktadır. Fosfor diğer elementler gibi doğada bileşikler halinde bulunur. Fakat bu bileşikler suda kolay çözünmezler. Fosfor bileşikleri özellikle kemik, diş, kabuk gibi hayvansal atıklarda ve doğal kayaçlarda bulunurlar.

Toprakta ve proteinlerin yapısında bol miktarda bulunan kükürtün toprak içerisindeki temel kaynakları pirit ve kalkopirit kayaçlar ve ayrışmış bitkisel maddelerdir. Kükürt canlılar tarafından su içerisinde çözünen sülfatlar halinde kullanılabilmektedir. Kükürt içeren proteinler, önce topraktaki çeşitli organizmalar aracılığıyla kendilerini oluşturan aminoasitlere parçalanır, ardından aminoasitlerdeki kükürt başka bir dizi toprak mikroorganizması yardımıyla hidrojen sülfüre dönüşür.

Doğal olarak bulunmayan, ancak insanlar tarafından yapay olarak üretilerek çeşitli amaçlar için kullanılan ve doğa için kirletici olan maddelerin biyojeokimyasal döngüye yapay madde döngüsü adı verilmektedir. Birçok yapay madde doğal veya biyolojik yolla seyreltilerek ya da fiziksel ve kimyasal değişime uğratılarak canlılara zarar vermeyecek duruma gelir.

Bilinen en büyük ekosistem dünya ekosistemidir. Bir kıta, bir okyanus, ekosistem olabildiği gibi bir çayır, bir mera da birer ekosistem olabilir. Dünyanın büyük ekosistemleri iki grupta incelenmektedir.

1. Karasal ekosistemler,
   • Orman ekosistemleri,
   • Tarım ekosistemleri,
   • Çayır ve step ekosistemleri,
   • Çöl ekosistemleri,
   • Tundra ekosistemleri.
2. Sucul ekosistemler,
   • Denizsel ekosistemler,
   • Karasal su ekosistemleri,
   • Akarsular,
   • Durgun sular,
   • Sulak alanlar.