Ünite 4: Ekoloji

Ekolojide Temel Kavramlar

Çevre,canlıların yaşamı üzerinde etkili olan fiziksel, kimyasal ve biyotik faktörlerin bütünlüğüdür. Bir türe ait birey veya populasyonun arandığında bulunduğu doğal olarak yaşadığı mekana ise habitat adı verilir. Biyotop ise canlı varlıkların yaşamını sürdürebilmesi için uygun çevresel koşullara sahip bir coğrafik bölge veya değişken hacimli bir ortam olup, birden fazla sayıda populasyonun yerleştiği bir alan olarak kabul edilir. Morfolojik olarak birbirlerine çok benzeyen, aralarında çiftleşerek kendilerine benzer üreyebilme yeteneğinde olan yeni döller meydana getirebilen bireyler topluluğuna tür denir. Sınırları az çok belli bir bölgede yaşayan ve ilişki halinde bulunan aynı türe ait bireyler populasyonu oluştururken, farklı türlere ait populasyonlar bir araya gelerek komüniteyi oluştururlar. Bir organizma veya populasyonun ekosistem içindeki işlevine ise ekolojik niş adı verilir. Canlı ve cansız varlıklar arasında karşılıklı etki ve ilişkilerin oluşturduğu biyolojik sisteme de ekosistem adı verilir. Organizmaların birbirleri ve çevreleri ile karşılıklı etki ve ilişkilerini araştıran ekoloji bilimi, birey üzerinde etkili olan faktörleri, populasyonların yapı ve gelişimlerini, madde ve enerji akışını inceleyerek, ekolojik dengenin bozulmasını önlemeye çalışır. Birey ekolojisi, populasyon ekolojisi gibi alt dalları vardır.

Ekolojik Faktörler

Ekolojik faktörler; klimatik faktörler (ışık, sıcaklık, basınç, rüzgâr, nem ve yağış), fizyografik faktörler (enlem, boylam, yükselti, bakı, yeryüzü şekli vb.), edafik faktörler (toprak özellikleri) ve biyotik faktörler (bitki, hayvan, insan, mikroorganizmalar) olmak üzere dört ana başlık altında toplanabilir.

Klimatik Faktörler

Belli bir bölgede uzun süre devam eden atmosferik olayların ortalamasına iklim denir. Klimatik faktörler olan; sıcaklık, yağış, nem, rüzgar, ışık, su ve atmosferin ekoloji için oldukça önemli etkileri vardır.

Edafik Faktörler

Toprak ve onun fiziksel, kimyasal ve fizikoşimik özelliklerinden oluşan fiziksel çevreye edafik faktör denir. Toprağın inorganik bölümünün kaynağını ayrışmış kayaçlar oluşturur. Bitki, hayvan ve diğer canlıların ölü artıkları topraktaki organik maddenin kaynağıdır.

Biyotik Faktörler

Canlı çevreyi oluşturan bitki, hayvan ve diğer organizmaların tümü biyotik faktör olarak tanımlanır. Tür içi ilişkiler aynı türün bireyleri arasında, erkek-dişi ilişkileri, koloni, grup, küme ve rekabet şeklinde görülür. Türler arasında ilişkiler, rekabet, predatörlük, parazitlik, simbiyosis, mutualizm, komensalizm, amensalizm ve allelopati şeklinde olur.

Ekosistemlerde Enerji Transferi

Bitkiler (primer üreticiler) güneş enerjisini fotosentez yoluyla kimyasal enerjiye dönüştürerek birincil ürünü meydana getirirler. Besinlerini bitkileri yiyerek elde eden otobur hayvanlar da aldıkları enerjinin bir bölümünü kendileri kullanarak ikincil ürünü oluşturur; kalanı ya ısı olarak kaybolur, ya da kullanılmadan dışkı olarak dışarı atılır. Ayrıştırıcılar da ölen canlıların vücutlarındaki kimyasal enerjiyi kullanırlar. Bu şekilde güneşten ayrıştırıcılara kadar sürekli ve tek yönlü bir enerji akımı gerçekleşmiş olur. Bitkisel organizmaları besin olarak kullanan organizmalara birincil tüketiciler denir. Otobur hayvanları besin olarak kullanan hayvanlara ise ikincil tüketiciler ; ikincil tüketicileri besin olarak kullanan etobur hayvanlara da üçüncül tüketiciler denir. Belli türlere ait bireylerin diğer türlere ait bireyler üzerinden beslenmesi sonucu besin zinciri oluşur.

Ekosistemlerde Madde Döngüleri

Boşlukta yer kaplayan ve kütlesi olan tüm varlıklara madde ; Canlı ve cansız çevre arasında maddelerin alınıp verilmesine ise madde döngüsü (madde çevrimi, ekolojik döngü) adı verilir. İnorganik maddelerin cansız ortamdan alınıp, canlılar arasında aktarıldıktan sonra tekrar cansız ortama eklenmesi biyojeokimyasal madde döngüsü olarak tanımlanır. Böylece canlıların gereksinim duyduğu ancak sınırlı miktarda bulunan birçok elementin tekrar kullanımı mümkün olur.

1. Karbon Döngüsü: Bitkilerde organik bileşiklerin yapımı için gerekli olan karbonun ana kaynağı karbondioksittir.
2. Oksijen Döngüsü: Oksijenin kaynağı, atmosfer ve litosferdir.
3. Fosfor Döngüsü: Fosforun ana kaynağı fosfat içeren kayalardır.
4. Azot Döngüsü: Azot atmosferin ana kütlesini oluşturur.
5. Yapay Madde Döngüsü: Doğal olarak bulunmayan, ancak insanlar tarafından yapay olarak üretilerek çeşitli amaçlar için kullanılan ve doğa için kirletici olan maddelerin biyojeokimyasal döngüsüne yapay madde döngüsü adı verilir.

Populasyon Ekolojisi

Doğada sınırları az çok belli bir alan işgal eden, aynı tür organizmaların, yapılarını, gelişimlerini, değişimlerini ve tüm bunların neden ve sonuçlarını araştıran ekolojinin bir alt dalına populasyon ekolojisi (demokoloji) denir. Populasyon ekolojisi populasyonların yapılarını, gelişimlerini, zamana bağlı olarak değişimlerini inceler.

Populasyon Dinamiği

Populasyonların sayısı belli periyotlarla artar veya azalır. Dengedeki kararlı populasyonların sayısı değişmeden sabit kalır. Populasyon dinamiği, populasyonda zaman içinde meydana gelen değişimlerin sayısal ifadesi olarak tanımlanır. Ekolojik koşulların ideal olduğu populasyonların kendini yenileyebilme yeteneği biyolojik artış potansiyeli olarak tanımlanır. Populasyonlar biyolojik artış potansiyeli ile sürekli büyüme eğiliminde iken ekolojik faktörler (besin, rekabet, iklim faktörleri vb) populasyonların büyümelerini engelleyerek, populasyon büyüklüğünün belli sınırlar arasında kalmasını sağlar ki bu çevre direnci (çevresel tepki) olarak tanımlanır. Doğal populasyonlar yaşam süreçleri boyunca büyüme, küçülme, dengede kalma veya dalgalanma şeklinde değişimler gösterirler. Populasyonların dengesini etkileyen faktörler başlıca dört ana başlık altında toplanabilir;

• yoğunluğa bağlı faktörler,
• yoğunluğa bağlı olmayan faktörler,
• populasyonlardaki kalitatif değişimler
• biyolojik çeşitlilik.

Komünite (Tür Toplulukları)

Kendine has ekolojik koşullara sahip, sınırları az çok belli bir alanda, bitki ve hayvan populasyonlarının bir araya gelerek karşılıklı ilişkilerinin oluşturduğu birliğe komünite (tür toplulukları) denir. Ekolojik koşulların farklılığı; çeşitliliği, bunların organizmalar üzerindeki etkileri tür topluluklarının büyüklüğünü ve tipini tayin eder. Ortam özelliklerine göre komüniteleri;

• Kara
• Deniz ve
• Tatlı su olmak üzere üç ana grupta toplamak mümkündür.

Komünitelerin Yapısal Özellikleri

Komünitelerde bulunan tür ve birey sayısı ile bunların ortamdaki dağılış şekilleri yapısal özellikleri oluşturur. Komünitelerde yerleşim düzeni yatay ve düşey yönde olabilir. Yatay yöndeki yerleşim düzeni sonucu mozaik yapı oluşur ve bu mozaik yapı içinde; küçük bitki ve hayvan toplulukları (biyoskön), yoğun yerleşim bölgeleri (biyokonon) ve benzer ekolojik istekleri olan ve aynı yaşam şekline sahip bitki toplulukları (sinuzi) bulunur. Düşey yöndeki tabakalaşma topoğrafik yapıya uygun olarak gelişebildiği gibi, aynı bölgedeki bitkiler arasında; ışık, nem, sıcaklık ve diğer faktörlerin etkisi altında (ağaç, çalı, ot ve yosun katı gibi) oluşabilir.

Komünitelerde Tür Çeşitliliği

Komünitelerde bulunan toplam tür sayısı, tür çeşitliliği olarak ifade edilir. Tür çeşitliliği üzerinde zaman, iklim, ortam şartlarındaki çeşitlilik, üretim, rekabet, avcılık ve insan faktörü etkilidir ve bu faktörler teker teker değil genelde birleşik etki eder.

Komünitelerin İşlevleri

Komünitelerin işlevsel özelliklerinin temelinde besin ve beslenme vardır. Tür topluluklarının en önemli özelliklerinden biri de zamana bağlı olarak sürekli bir değişim içinde olmalarıdır.

Ekolojik Süksesyon

Komünitelerdeki tür kompozisyonu, ekolojik süksesyon adı verilen bir süreç içinde zamanla değişir. Çoğunlukla sel, fırtına ve yangın gibi doğal etkenler, depremler, yer kaymaları ve volkanik patlamalar komünitelerde ekolojik süksesyona neden olur. Bitkiler arasında rekabeti kazanan türler alana yerleşir, kaybedenler ise yok olur ve böylece yeni bir bitki birliği oluşur. Vejetasyonun bu kararlı safhası “klimaks” olarak isimlendirilir ve bu çevre koşullarına uyum sağlamış olan çeşitli populasyonlardan oluşur.

Ekosistem

Yaşam birliklerinin oluşturulduğu yapısal ve işlevsel sisteme ekolojik sistem veya ekosistem adı verilir. Bir başka deyişle ekosistem, canlı organizmalar ile cansız çevrenin karşılıklı madde alışverişi yapacak biçimde birbirlerini etkiledikleri bir doğa parçasıdır.

Ekosistemlerin İşlevsel Özellikleri

Organik maddenin üretimi için gerekli enerji güneşten sağlanır. Madde döngüsü, enerji akışı ve populasyonların denetimi, ekosistemlerin işlevsel özellikleridir. Ekosistem devamlı değişim içinde olan, zamana bağlı olarak gelişen; aralarında sürekli enerji akımı bulunan canlı ve cansız öğelerden oluşur. Diğer taraftan ekosistem, kendini yenileyebilecek, denetleyebilecek ve düzenleyebilecek özelliğe sahiptir. Ekosistemler işlevsel düzeyde kalabilmek için her zaman tepki gösterme eğiliminde olurlar ki, buna Homeastasis denir.

Ekosistemin Öğeleri

Canlı öğeler; üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar olmak üzere üç grup altında incelenir. Cansız öğeler ise kimyasal maddeler (inorganik maddeler, organik maddeler) ve fiziksel koşullardan (iklim, topografya gibi) oluşur.

Ekosistemde Birincil Ürün

Birincil üretici olması nedeniyle ekosistemin temel öğesi bitkilerdir. Bazı bakteriler de kemosentez yoluyla birincil ürünü üretebilirler. Tüketiciler kendileri için gerekli olan enerjiyi ve organik maddeleri bitkiler ve diğer organizmalardan veya ölü organik artıklardan sağlarlar. Fotosentez ile organik bileşikler üretilirken, mineraller erimiş olarak toprak suyundan alınır. Besin zincirinde enerjisi bir canlıdan diğerine aktarılır. Fakat her basamakta enerjinin büyük bir kısmı ısı olarak kaybolur ve çok az bir kısmı yiyici tarafından kendi biyokütlesinin oluşturulmasında kullanılır. Alınan enerji ve üretilen biyokütlenin enerjisi arasındaki oran ekolojik etkenlik, ekosistemlerin verimliliği ve dengede kalması açısından büyük önem taşır.

Biyomlar (Büyük Yaşam Birlikleri)

Karasal ekosistemlerin sınıflandırılmasında en büyük tür topluluğu birimine biyom (büyük yaşam kuşağı) denir. Biyomlar yeryüzünde arazi yapısı ve genel iklim koşulları benzer olan geniş bölgeler olup, benzer bitki ve hayvan toplumlarıyla benzer toplum yapısı gösteren büyük yaşam birlikleridir. Biyomlar, aynı iklim koşullarını paylaşan ekosistemlerdir. Diğer taraftan okyanus akıntıları ve karalarda biyomların dağılışında büyük rol oynar. Biyomlara tundra ve taygalar örnek verilebilir.