Canlıların birbirleriyle ve yaşadıkları çevreyle olan ilişkilerini inceleyen biyolojinin alt bilim dalına ekoloji adı verilir. Bir canlının doğal çevresi, canlının yaşadığı ortamdaki canlı ve cansız tüm varlıkları kapsar.
Ekoioji bitkilerin, hayvanların ve insanların arasındakı bağlantıları ve tüm bu canlılarını birbiriyle ve çevreyle etkileşimlerini inceler.
Ekolojide kullanılan bazı terimler aşağıda verilmiştir
BİYOSFER
Canlı organizmaların birbirleriyle ilişkilerini sürdüğü kayaç, su ve hava katmanlarında oluşan yeryüzü örtüsüdür.
KOMÜNİTE
Komünite belirli bir alanda yaşayan ve birbiriyle etkileşim içinde olan bitki, hayvan ve diğer türlerin populasyonların meydana getirdiği canlı (biyotik) topluluklardır.
Komüniteler, kendilerinden daha büyük bir sistem olan ekosistemin canlı bölümünü oluştururlar. Örnek: Karadeniz bir ekosistemdir. Karadeniz’deki tüm hayvan, bitki ve mikroorganizmalar bir komünitedir. Komünite içinde sayı ve etkinlikçe göze çarpan türlere baskın tür denir. Kara komünitelerinde genelde bitkiler baskın türdür, Su ekosistemlerinde ise genellikle belirgin bir baskın türe rastlanmaz.
Bir komünite de, çevre koşullarının etkisiyle baskın türlerin yerini zamanla başka bir türün almasına süksesyon denir. Örneğin, bir bölgeye Zararlı böcek ve hastalıklar girdiğinde komünitenin yapısı değişebilir.
Ormanla kaplı bir yamacın eteğinden zirvesine kadar her katta ya de bir ağacın tepesinden köküne kadar uzanan aralıkta farklı iklim koşulları oluşur buna mikroklima denir. Her mikroklima da farklı bitki örtüsü ve farklı hayvan türleri yaşar.
Yaşama birliklerinin sınırları vardır. iki ya da daha fazla yaşama birliğinin sınırlarının çakıştığı yere ekoton denir. Ekotonlar her iki yaşama birliğinin özelliklerini taşıdığından tür çeşidi fazla olabilir.
EKOSİSTEM
Dogada belirli bir alanda yaşayan canlılar ve canlıların etkileşim içinde bulundukları canlı ve cansız ögelelerin tümüne ekosistem denir. Örnek: Van Gölü, Kars – karadeniz Bölgesi. En büyük ekosistem dünyadır. Ekosistemleri temel enerji kaynağı güneştir. Bir ekosistemin sürekliliği üretici, tüketici ve ayrıştırcı organizmaların varlığına bağlıdır. Bu uç grup organizmanın birbirleri ve çevreleriyle olan etkileşimleri sağlıklı olduğu sürece, bir ekosistem kendi kendine yeterlidir. Bir ekosistemde enerji akışı ve besin maddesinin devirli olarak kullanılmaktadır.
HABİTAT
Canlının doğal olarak üreyip, yaşadığı ortama canlının habitatı adı verilir. Canlının adresi olarak da açıklanabilir.
EKOLOJİK NİŞ
Bir türün ekosistemdeki görevidir Bu terim yaşanılan alanı değil, yapıları işi gösterir. Diğer bir deyişle, bir organizmanın yaşamını sürdürebilmek için çevresini kullanma yolları oranın nişini belirler.
BESİN ZİNCİRİ VE BESİM AĞI
Bir komünite içinde, enerjinin taşınabileceği organizmalar dizisine besin zinciri, karmaşık olarak birbirine girmiş çok sayıda besin zincirinin tümüne besin ağı denir.
Her besin zinciri veya besin ağı, komünite için Üretici olan ototrof organizmalar (genelde yeşil bitkiler) ile başlar. Her besin ağı veya besin zinciri her düzeyde, genellikle bakteri ve mantar gibi çürükçül organizmalarla (ayrıştırıcılar) sonlanır.
Bir besin zinciri,
Bitki —> Tohum yiyen kuşlar —> Yılan — Şahin şeklinde gösterilebilir. Her canlı ayrı bir basamakta yer alır.
Besin zincirlerinin uzunluğu örneklere göre değişebilir
Tüm bitkiler
- 1. basamağı; bitkilerle beslenen otçullar
- 2. basamağı (ve birinci dereceli tüketicileri); otçullarla beslenen etçiler
- 3. basamağı (ve ikinci dereceli tüketicileri) oluşturur.
Birbirini izleyen her basamakta, sistemden enerji kaybı vardır. Bu kayıp, kısmen solunum tepkimelerinde açığa çıkan ısıdan, kısmen organizmaların aldıkları besinin tümünü sindirememesinden kaynaklanır. Bunun sonucunda besin zincirlerinde bir üst gruba aktaran ener giderek azalır. Bu nedenle bir besin zincirinde dört veya beş basamaktan fazlasına nadiren rastlanır. Bi komünite içindeki verimliliğin dağılımı, tabanında ureticierin, tepesinde son tüketicinin bulunduğu bir piramit gösterilir. (Enerji Piramidi)
Enerji piramidi tüm ekosistemler İçin ayrıdır. Ekosistemlerin diğer birçok özelliği sistemdeki enerji akışı ile ilişkili olduğundan enerji piramidine benzerlik gösterir.
Piramitlerden anlaşıldığı gibi tabandan (üreticiler) yukarı doğru gidildikçe, aktarılan enerji, biyokütle ve sayı azalmaktadır. Ancak (genellikle) canlının vücut büyüklüğü ve enerji gereksinimi artar.
Bir ekosistemde, toprağa ya da suya karışan, kimyasal zehirli maddeler canlı üreticiden tüketiciye doğru artan oranlarda birikim gösterir. Piramidin en üst grubu (son tüketici) çevreye yayılan zehirli maddeden en çok etkilenen gruptur (biyolojik birikim).
Kimyasal zehirlerin (DOT gibi), suda çözünmemeleri, canlı metabolizmasında kullanılmamaları, vücuttan atılamadıkları için dokularda birikmeleri, besin zincirinde bir üst basamakta daha fazla birikmelerinin nedenleridir.
Ekosistemlerde Madde Döngüsü
Bir ekosistem dışarıdan sürekli bir enerji girişi olmadan fonksiyonunu sürdüremez. Ekosisteme giren güneşin (güneş enerjisi) besin zinciri halkalarından geçerek
düzenli olarak aktarılmaktadır. Bi ekosistemde ener akışı üreticiden son tüketiciye (saprofitlere) doğru tek yönlüdür. Enerji dışındaki maddelerin (su, karbondoksit, oksijen, azot, fosfor vb.) canlı ve cansız ortam arasında yer değiştirmesi ve korunmasına madde döngüsü denir. Ekosistemin sürekliliği madde döngüsünün gerçekleşmesine bağlıdır.
Azot, canlı vücudunda özellikle klorofilin, nükleik asitlerin, proteinlerin ve bazı vitaminlerin yapısında bulunur. Azot döngüsü atmosferik azotun toprağa geçişi ile başlar. Bitkiler, hayvanlar, saprofit ve kemosentetik bakteriler döngüde rol oynar.
Canlı maddenin esas yapısını karbon elementi oluşturur. Karbondioksit, yeşil bitkiler tarafından fotosentezde kullanılarak organik maddenin yapısına girer ve döngü başlar.
Atmosfer ve hidrosferin kendi içlerinde ve aralarındaki doğal CO dengesi, insanlar tarafından bozulmaktadır. Atmosferdeki CO miktarının artması, gündüz yeryüzüne gelen güneş ışınlarının bir kısmının geriye yansımasını önleyecektir (sera etkisi).
Canlılar beslenme özellikleri bakımından üçe ayrılırlar:
I. Ototrof canlılar
Il. Heterotrof canl ılar
III. Hem ototrof hem heterotrof canlılar
I. Ototrof canlılar (üreticiler); basit inorganik maddelerden organik madde sentezlerler. Kullandıkları enerji kaynağına göre iki gruba ayrılırlar.
a. Fotosentetik ototroflar; organik besin sentezinde güneş enerjisini kullanırlar. Örnek, yeşil bitkiler. bazı bakteriler, algler.
b. Kemosentetik ototroflar; organik besin sentezinde çevrelerindeki bazı inorganik bileşikleri okside ederek sağladıkları kimyasal enerjiyi kullanırlar. Örnek: demir, nitrit,
nitrat, sülfür ve metan bakterileri.
Il. Heterotrof canlılar (tüketiciler): besinlerini dış ortamdan hazır olarak alırlar. Besinlerini alma biçimlerine göre üç grupta incelenirler.
a. Holozoik beslenenler; besinlerini katı parçacıklar halinde alıp sindirim organlarında sindirebilen canlılardır. Sindirim sistemleri, duyu organları, kas ve sinir sistemleri
gelişmiştir. Aldıkları besin türüne göre otçul (geviş getiren memeliler. kemirgen memeliler gibi), etçil (aslan, kaplan gibi). hem otçul hem etçil (ayı, domuz gibi) olarak gruplandırılırlar.
b. Çürükçül beslenenler (saprofitlik); sindirim enzimlerini hücre dışına salgılayıp ölü organizmaları yapıtaşlarına kadar parçalayıp, monomer halinde hücreye alırlar. Örnek: Maya mantarları ve bazı bakteriler.
c. Birlikte yaşama (simbiyozluk): farklı türe ait iki canlının birlikte yaşaması ve beslenmesidir. Yararlı birlikler ve zararlı birlikler olmak üzere iki grupta incelenir.
Yararlı Birlikler
I. Kommensalim: ortaklardan biri yarar görürken diğerinin yarar ya da zarar görmediği birliktir. Örnek: Bazı yengeçlerin solungaçlarına tutunarak yaşayan yassı solucanlar. Bu örnekteki yassı solucanlar yengecin besin artıkları ile beslenir, onu barınak olarak kullanır, yengeçle birlikte yer değiştirir ancak yengeç bu birliktelikten yarar ya da zarar görmez.
Il. Mutualizm; ortaklardan her ikisinin de yarar gördüğü birlikteliktir. Bazı örneklerde birbirinden ayrılan ortaklar bağımsız olarak yaşamlarını sürdüremez (türler arası ilişkilerin, kommensalizm olarak başladığı ve mutualizme doğru evrimleştiği varsayılmaktadır). Örnek: Yeşil alg ve mantarların ortaklığı sonucu oluşan likenler. Mantar, alg hücrelerini korur, ona karbondioksit ve su sağlarken, alg hücreleri de fotosentez yaparak mantarlara organik besin sağlar. Bu birlik, çölden kutuplara kadar hemen her yerde yaşamını sürdürebilir. Odun yiyen ancak selülozıı sindiremeyen termitlerle bağırsağında yaşayan ve selülaz enzimi üreten flagellatlar (tekhücreli kamçıiilar) arasındaki ilişki de mutualizm örneğidir.
Zararlı Birlikler
Parazitizm: birlikte yaşayan iki canlıdan biri yarar sağlar-ken, diğerinin zarar görmesi şeklindeki birlikteliktır. Parazit canlının enzim sisteminde eksiklik vardır. Parazitlik bitki-bitki arasında (ökse otu — elma ağacı). hayvan-bitki arası-da (bazı bitkilerin soymuk borularından beslenen böcek-ler), hayvan — hayvan arasında (memeli hayvanların bağırsaklarında yaşayan solucanlar, derisinde yaşayan uyuz böcekleri, bit. kene gibi) gözlenebilir. Parazit organizma, üzerinden beslendiği canlının (konukçu) vücudunun içinde yaşıyor ve çoğalıyorsa endoparazit, dış kısmına yapışarak veya tutunarak yaşıyorsa ekzoparazit adını alır. Ekoloji, genellikle organizmaların birbirleriyle ve çevreleriyle olan karşılıklı ilişkilerinin incelenmesi olarak tanımlanır. Burada çevre. herhangi bir şekilde organizma üzerinde etkili olan, organizma dışındaki her şeyi kaplar. Işık, sıcaklık, iklim, toprak ve mineraller, su. pH, abiyotik (cansız) çevreyi: üreticiler, tüketiciler, ayrıştırıcılar, avcılar (predatör), parazitler, biyotik (canlı) çevreyi oluşturur. Ekoloji, aynı zamanda populasyon, komünite, ekosis-tem, biyosfer gibi yüksek organizasyon basamaklarında inceler.
Populasyon
Belirli bir alanda yaşayan. aynı türe ait bireylerin oluşturduğu topluluğa populasyon denir. Bir anlamda populasyonlar yaşama birliklerinin en küçük biyolojik birimleridir. Uludağ’daki ladin ormanı, İstanbul’un insan nüfusu, Van’daki Van kedileri, Karadeniz’in hamsi balıkları birer populasyon örneğidir.
Populasyon, hem yapısı hem de görevi olan biyolojik bir birimdir. Bir popurasyonlardaki bireyler doğar, büyür. ürer ve ölür. Bireyler değişir ancak populasyonlar varlığını sürdürür.
Populasyonun Özellikleri
Populasyonların Gelişmesi: Populasyonlar. doğumlar ve içe göçlerle büyüyebilir ya da ölümler ve dışa göçlerle küçülebilir. Bir populasyonun büyüklüğündeki değişme aşağıdaki formülle hesaplanabilir.
Populasyonun Yoğunluğu: Birim alan veya hacimde bulunan ortalama birey sayısına populasyon yoğunluğu. biyolojik ağırlığa ise biyokütle denir. Örnek: Bir dönüm alandaki ağaç sayısı, bir metreküp havuz suyundaki paramesyum sayısı. Populasyon yoğunluğu aynı zamanda populasyon büyüklüğü hakkında da bir fikir verir ve populasyonun başarısının bir ölçüsüdür.
Bireylerin Yayılış Alanlarında Dagılışı: Populasyonu oluş-turan bireyler, ortam faktörlerinin etkisi altında, yaşadıkları ortamlarda çeşitli şekillerde yayılış gösterirler (Şekil 3)
a. Düzenli dağılım; çevresel koşulların alanın her yerinde çok düzenli olduğu ve bireyleri arasında yoğun rekabet bulunan populasyonlarda nadir gözlenen bir dağılım bi-çimidir. Bireyler arasındaki uzaklık eşittir.
b.Rasgele (tesadüfe bağlı) dağılım da nadirdir. Çevre koşullarının tekdüze olduğu. bireyler arasında yoğun rekabet olmadığı ve bireylerde bir araya toplanma eğiliminin bulunmadığı durumlarda gözlenir. Bireyler arasındaki uzaklık farklıdır.
c. Kümeleşmiş dağılım ise doğada en sık gözlenen dağılım biçimidir. Organizmaların ortam koşullarının en uygun olduğu bölgelerde toplanma eğiliminden kaynak-lanır. Bu tip dağılım, besin, yer ya da ışık için rekabeti artırabilir: ancak bu zararlı etki yararlı bazı sonuçlarla bastırılır.
Ölüm Oranı ve Hayatta Kalma
Bitki ve hayvan gibi büyük organizmaların çoğu, kararlı bir hızla üreyemez. Bu organizmalarda üreme potansiyelleri genellikle yaşa bağlı bir değişkenlik gösterir. Bir populasyondaki çeşitli yaş gruplarındaki mortalite (ölüm) oranlarını belirlemek, yaşam döngüsündeki hangi evrelerin çevresel kontrole en duyarlı olduğunu gösterir ve her yaş dönemi sonunda hayatta kalabilecek bireylerin oranını hesaplamayı mümkün kılar.
Habitatlarda (yaşam ortamlarına) uyum gösteren canlılar genellikle maksimum ömür yaşlarını tamamlar. Hidralarda ölüm oranı tüm yaş dönemlerinde sabittir (II.eğri). Istiridyelerde ise genç yaşlarda ölüm oranı çok yüksektir (larva dönemlerinde başka canlılar tarafından besin olarak kullanıldıklarından): ancak hayatta kalan bireylerin daha uzun zaman yaşama şansı elde ettikleri görülmektedir.
Popülasyonda Yaş Dağılımı: Populasyonlarda yaş dağılımı, ölüm oranına etki yapması bakımından önemli bir populasyon özelliğidir. Çevre koşullarındaki değişiklik, herhangi bir populasyon için hayatta kalma eğrisinin şeklini değiştirebilir. Değişen ölüm oranları populasyon dinamiğini ve gelecekteki büyüklüğünü etkileyebilir.
Hayvan populasyonlarında Uç ekolojik yaş vardır:
- I. Üreme dönemi öncesi (insanlarda 1-15 yaş grubu).
- Il. Üreme dönemi (insanda 15-59 yaş grubu)
- III. Üreme dönemi sonrası (insanda 60 yaş ve üzeri)
Populasyonların Düzenlenmesi: Populasyonlar sınırsız bir sekilde büyüyemez, boyutlarını sınırlayan faktörler vardır. Avcılar (populasyon bireyleri ile beslenen bir üst basamaktaki organizrnalar), hastalık, parazitizrn, populasyon içi rekabet populasyonlarda dalgalanmalar yaratır. Populasyonların, zaman sürecinin belirli kesimlerinde sayıca azalması ya da çoğalmasına dalgalanma denir.
Av bitki olabildiği gibi hayvan da olabilir. Avcı hayvan populasyonu, avladığı hayvan populasyonundan küçüktür (sayıca daha azdır). Avcı tür avını tamamen tüketirse, bir süre sonra kendi de besinsizlikten yok olabileceğinden doğada avcılar avlarını tamamen tüketmezler. Avlanılan hayvan populasyonu küçüldüğünde avcı hayvanlar ya besin azlığından azalır yada başka avlara yönelirler, bu süreçte av olan hayvanlar üreyerek populasyonu büyütürler.
