EKOLOJI. EVREN VE YAġAM

Transkript

1 EKOLOJI Yrd.Doç.Dr. Tamer Albayrak EKOLOJI 1. HAFTA: EKOLOJIYE GIRIġ VE BIYOSFER 2. HAFTA: SUCUL VE KARASAL BIYOMLAR 3. HAFTA: DAVRANıġ BIYOLOJISI POPULASYON EKOLOJISI KOMINITE EKOLOJISI KORUMA BIYOLOJISI KARMAŞıK BIR SISTEMIN DAVRANıŞıNı BELIRLEYEN KURALLAR, BU SISTEMIN PARÇALARıNı BELIRLEYEN KURALLARDAN NITELIK OLARAK FARKLıDıR VICSEK 2002 EKOLOJI BIR BÜTÜN, PARÇALARıNıN TOPLAMıNDAN FARKLıDıR ILKESI EVREN VE YAġAM SıNıRLı DÜNYA Evren de 1-10 milyar galaksi Bir galakside milyar yıldız Bir yıldızın (GüneĢ) etrafındaki dokuz gezegenden biri Dünya 1

2 EKOLOJI Biyoloji nin ana bölümlerinden biri olan Ekoloji (=Ökoloji), Latince Oikos (Konut, yaģam yeri, organizmaların konutu) ve Logy (Bilim) kelimelerinin bileģiminden meydana gelmiģ bir terimdir. Bilimsel olarak ekoloji, Canlıların yaģam yerlerinde incelenmesi veya Organizma gruplarının kendi aralarında ve çevreleri ile olan karģılıklı iliģkilerini araģtıran bir bilim olarak tanımlanabilir. Ekoloji bilim dalı Fizik, Kimya, Botanik, Zooloji, Mikrobiyoloji, Meteoroloji, Klimatoloji, Oseanografi, Jeoloji, Matematik, Ġstatistik, Bitki beslenmesi, Anatomi, Morfoloji, Patoloji, Pedagoji, Jeomorfoloji, Mineroloji gibi bilim dallarıyla iliģkili olup bu dalların araģtırma yöntem ve sonuçlarından yararlanır. CANLı TOPLULUKLARı EKOLOJI NEDIR? Ekolojinin faaliyet alanı (organizmadan biyosfere) Canlıların yayılıģı Biyomlar (sucul karasal) Organizmalar ve onların çevreleri arasındaki etkileģimler, organizmaların yayılıģını ve bolluğunu belirler Populasyon ve Kommunite (Biyosönoz= Yaşam birliği= Tür toplulukları): Biyosferi oluģturan canlı varlıklar bir araya gelerek ekolojik toplulukları oluģtururlar. Bu durumda populasyon Belli bir bölgede yaģayan aynı türe ait bireylerin oluģturduğu topluluk Kommunite ise Belli bir bölgede yaģayan çeģitli türlere ait bireylerin oluģturduğu topluluktur. Biyom: Yeryüzünde büyük iklim kuģaklarına bağlı olarak oluģan büyük canlı toplumuna denir. Biyosfer: Canlı küre, canlılar dünyası; Yeryüzündeki ekosistemler topluluğudur. Ekosfer:Dünya ekosistemi, Biyosferdeki canlılar ile bunların cansız çevreleri Ekosistem: Canlı ve cansız elementlerin karģılıklı madde alıģveriģine dayalı olarak oluģturduğu sistem. Abiyotik ögelerle( sıcaklık, nem, ph gibi fiziki ve kimyasal etmenler) birlikte biyotik kommunitedir. Her ekosistem iģlevleri faklı üç organizma grubuna sahitir.bunlar Üreticiler, Tüketiciler ve AyrıĢtırıcılar( mantar ve bakteriler) dır. Ekolojik niş: Bir organizmanın veya populasyonun ekosistem içindeki görevi ya da iģlevi Flora: Bir bölgedeki bitkilerin tümü Fauna: Bir bölgedeki hayvanların tümü Biyocoğrafya: Hayvan ve bitkilerin coğrafi dağılımıyla ilgilenen biyoloji alanı BIYOLOJIK HIYERARŞI Biomlar, ör. yağmurormanları Ekosistemler Komüniteler Türler Biosphere Biyosfer Ekosistem Kominite ORMAN YAPıSı Kırık Gelişen katman kuşlar, omurgasızlar, yarasalar Gölgeli katman kuşlar, sürüngenler, İki yaşamlılar, likenler, k yosunları Alt katman Gölgeye töleranslı bitkiler, kuşlar, sincaplar, kertenkeleler, kemirgenler Populasyonlar; üreyebilen bireyler topluluğu Birey Birey Populasyon Fig. 4.2, p. 72 Açıklık Zemin katmanı Çürüyen katman, solucanlar, böcekler, bakteriler Toprak altı nematodlar, mikroorganizmalar 2

3 EKOLOJIK YAYıLıM MODELLEMELERI DISTRIBUTION OF KRÜPER S NUTHATCH TÜRÜN YAYıLıġıNı VE BOLUĞUNU NELER ETKILER? EVRIMSEL GÜCLER NE DUZEYDE ETKILIDIR? 1022 individuals were observed The average density of Krueper s Nuthatch Turkey: ± 0.33 ind./km2. Lesvos Island: 1.94 ± 0.79 ind./km2 Ġn 1465 point counts IMPORTANT AREAS OF KRUEPER S NUTHATCH KÜÇÜK KUMRU Streptopelia senegalansis BIYOCOĞRAFIK BÖLGELER COĞRAFIK YAYıLıġı SıNıRLAYAN FAKTÖRLER 3

4 TÜR NAKILLERI BILDIGINIZ TÜRLER VE ETKILERI NELERDIR? KÜÇÜK KUMRUNUN YıLLRA GÖRE DISPARSELI (YAYıLıMı) BIYOTIK FAKTÖRLER ORGANIZMANıN YAYıLıġıNı ETKILER ABIYOTIK FAKTÖRLER ORGANIZMANıN YAYıLıġıNı ETKILER GULF STREAM AKıNTıSı VE IKLıM (SıCAK SU AKıNTıSı) Küresel Iklım Modelleri 4

5 ABIYOTIK FAKTÖRLER ORGANIZMANıN YAYıLıġıNı ETKILER Ne söylüyor? Sıcaklık Su GüneĢ IĢığı Rüzgar Kayalar ve Toprak SıCAKLıK VE SU ORGANIZMALARıN YAYıLıġıNı ETKILEYEN ÖNEMLI FAKTÖRLERDIR. Ne söylüyor? 5

6 do TURNOVER (DÖNGÜSEL DEĞIġIKLIK) MIKROKLIMA TaĢ altları Orman altı Su kenarları ġehir. Geçmişte (doğal) iklim değişimleri Geçmiş İklimi Belirlemek Arktik buz Eski Toprak (R.A. Müller&G. MacDonald, 2000) Mağara çökelleri Ağaç yaģ halkaları DOĞAL IKLIM DEĞIŞIMININ NEDENLERI UZUN SÜRELI IKLıMSEL DEGIġIKLIK VE TÜRLERIN DISPERSALI Buzul Dönemleri bu gün Son 750 bin yıl İnsanlar yeryüzünden silinmedikçe bir daha Buz Çağı olmayacak James E. Hansen 6

7 Sıcaklık Gelecekteki İklim Projeksiyonları Future Simulation (A2 [ ] minus RF [ ]) Ne söylüyor? BarıĢ ÖNOL, Ph.D Ġstanbul Technical Univ., Dept. of Meteorology Gelecekteki İklim Projeksiyonları Future Simulation (A2 [ ] minus RF [ ]) Yağış Iklım değiģikliğinde, tohum yayılıģ hızı, her bir türün göçünü sürdürmeye yetecek kadar uzun mu? Uganda Kahve Üretimi BarıĢ ÖNOL, Ph.D Ġstanbul Technical Univ., Dept. of Meteorology VEJETASYON HARITASı BIOMLAR: ENLEM VE YÜKSEKLIĞE GÖRE Alpine Tundra Dağ Ġğne yapraklı Orman GeniĢ yapraklı orman Tropikal Orman Tropikal orman GeniĢ yapraklı orman Kuzey Ġğne yapraklı orman Arktik Tundra Yüksek Sıcaklık & yağmur alırlığı DüĢük 7

8 BIYOSFER (EKOSFER) Biyosfer, yerküredeki 17 km kalınlığındaki canlı biyolojik madde tabakasıdır Ancak, çoğu organizma sadece yüzeye yakın 1 km lik bir tabakada yer alır BIYOSFER (EKOSFER) YERKÜRENIN FIZIKSEL ORTAMı Hidrosfer (sucul ortamlar) Litosfer (kabuk) Atmosfer (gaz tabaka) YERKÜRENIN FIZIKSEL ORTAMı Biyosfer, bu fiziksel bölümlerle organizmaların etkileģimi ile ekosistemleri oluģturur 8

9 BIYOTA (ORGANIZMALAR)NEDEN HER YERDE AYNı DEĞILDIR? Organizmalar, özel evrimsel adaptasyonlarının uyum gösterebildiği habitatlarda yayılırlar Alanlar arası fiziksel farklılıklar ne kadar fazla olursa, alanların biyotaları arasındaki fark da o kadar büyük olur Gabar aynası, ġırnak Çöl serçesi EKOSISTEM Birbirine bağlı organizmalarla, onların yaģadıkları ve etkileģtikleri ortamın oluģturduğu ve civardaki topluluk ve ortamlardan farklı olan bir birlikteliktir. BIYOM Eğer canlı topluluğu ve onun bulunduğu ortam çok büyükse, bunlar biyom olarak adlandırılır Biyomların her birinin kendine özgü flora, fauna ve mikrobiyolojik toplulukları vardır. Ancak, biyomlar genellikle baskın vejetasyon tipleri ile sınıflandırılırlar BĠYOMLAR KARASAL BĠYOMLAR SUCUL BĠYOMLAR KARASAL BIYOMLAR Tundra Taiga Ilıman yaprakdöken ormanlar Ilıman yağmur ormanları Ilıman çayırlar Savanlar Makilikler Çöller Tropik yağmur ormanları Tropik mevsimsel ormanlar 9

10 KARASAL BIYOMLAR Ana karasal biyomların dağılımını belirleyen en önemli etmenler sıcaklık ve yağıģtır BIOMLAR: ENLEM VE YÜKSEKLIĞE GÖRE Alpine Tundra Yüksek enlemlerde Ilıman bölgelerde DüĢük enlemlerde sıcaklık sıcaklık, yağıģ yağıģ, mevsimsellik Dağ Ġğne yapraklı Orman GeniĢ yapraklı orman Denizden yükseklik (değiģimler enlemlerde olana benzer) Tropikal Orman Tropikal orman GeniĢ yapraklı orman Kuzey Ġğne yapraklı orman Arktik Tundra Yüksek Sıcaklık & yağmur alırlığı DüĢük TUNDRA: KUZEYIN SOĞUK DÜZLÜKLERI TUNDRA: KUZEYIN SOĞUK DÜZLÜKLERI Tundra vejetasyonunda karayosunları, likenler ve otlar hakimdir. Çok yıllık bitkiler genellikle yoktur. Az sayıda hayvan türü olsa da, yılın belli zamanlarında faunada bir artıģ olur (Ren geyiği, tilkiler, tavģanlar, lemmingler) Yazın su kuģlarının yuvalanma alanı TUNDRA: KUZEYIN SOĞUK DÜZLÜKLERI TAIGA: HERDEMYEġIL KUZEY ORMANLARı 10

11 TAIGA: HERDEMYEġIL KUZEY ORMANLARı Taiga vejetasyonunda Ladin, Köknar gibi ibreli herdemyeģil koniferler hakimdir. Yaprak döken ağaçlar da bulunur. Fauna açısından kuģlar ve böcekler dikkat çeker. Önemli memeliler, geyik, ayı, kurt, sansar, vaģak ve kirpidir. (tavģan ve kemirgenler de bol bulunur) TAIGA: HERDEMYEġIL KUZEY ORMANLARı ILıMAN YAPRAKDÖKEN ORMANLAR ILıMAN YAPRAKDÖKEN ORMANLAR MeĢe ve Kayın gibi geniģ yapraklı ağaçlar hakim türlerdir. Orijinal olarak çok sayıda büyük memeli (kurtlar, ayılar, geyikler), küçük memeliler, kuģ ve böcek türünü içerir ILıMAN YAĞMUR ORMANLARı ILıMAN YAĞMUR ORMANLARı Yeryüzündeki en karmaģık ekosistemlerden biridir, aynı zamanda en çok odun üretimi sağlayan biyomlardan biridir Artvin 11

12 ILıMAN YAĞMUR ORMANLARı ILıMAN ÇAYıRLAR Normal geliģim durumunda, dünyanın en derin ve tarıma en elveriģli toprakları bu bölgelerde bulunur ILıMAN ÇAYıRLAR Civardaki dere kenarları dıģında çok az ağaç vardır ve vejetasyona otsu bitkiler hakimdir Çayırlar, otlayan hayvanların doğal yayılım alanıdır (bizon, sığır, antilop) Kullanıldığında dikkat edilmesi gerekir: AĢırı otlatma (bodur bitkiler) Bilinçsiz tarım (üst toprağın kaybı) YapılaĢma, Ağaçlandırma ILıMAN ÇAYıRLAR Ardahan SAVAN: TROPIK ÇAYıRLAR SAVAN: TROPIK ÇAYıRLAR GeniĢ aralıklarla yerleģmiģ dikenli ağaçların bulunduğu geniģ çayırlar Dikenler herbivorlara karģı Doğal sık yangınlar Antilop, Zürafa, Zebra, Filler gibi herbivorlar çok yüksek sayıda bulunurlar Aslan, Çita, Çakallar önemli predatörleridir AĢırı otlatma bu alanların çöle dönüģmesine yol açar 12

13 SAVAN: TROPIK ÇAYıRLAR MAKI: ÇALıLAR VE KÜÇÜK AĞAÇLAR MAKI: ÇALıLAR VE KÜÇÜK AĞAÇLAR Kuraklığa dayanıklı çam ve meģe ağaçlarında oluģan çok yoğun bir vejetasyon Çoğu bitki su kaybını önlemek için sert, küçük, derimsi (sclerophyllous = kurakçıl) yapraklara sahiptir MAKI: ÇALıLAR VE KÜÇÜK AĞAÇLAR ÇÖLLER ÇÖLLER 13

14 ÇÖLLER TROPIK YAĞMUR ORMANLARı TROPIK YAĞMUR ORMANLARı Yüksek dikey taç tabakalanmasına sahip ormanlar Yerkürede en yüksek çeģitliliğe ve üretkenliğe sahip alanlardır BĠYOMLAR KARASAL BĠYOMLAR SUCUL BĠYOMLAR SUCUL BIYOMLAR Karasal biyomların belirleyicileri: sıcaklık, yağıģ Sucul biyomların belirleyicileri: Sudaki çözünmüģ madde miktarı (Tuzluluk) Su derinliği IĢık kalitesi ve ıģığa ulaģabilirlik Dip kısmın yapısı (ör; kaya, kum, balçık) Su sıcaklığı ve sirkülasyon özellikleri SUCUL ORGANIZMALAR Plankton Fitoplankton Zooplankton Nekton Bentos Sucul alanlardaki en temel ayrım tatlı ve tuzlu su ortamlarıdır. Nehir ağızları ve acı sular bu ikisinin arasında yer alır. 14

15 PLANKTON NEKTON NEKTON BENTOS BENTOS 15

16 SUCUL BIYOMLAR Sulakalanlar Denizel sulakalanlar Subasar (Mangrov) bataklıklar Tuzlu bataklıklar TaĢkın ekosistemleri Bataklık sistemleri Tatlı sular Lotik sistemler (Akarsu) Lentik sistemler (Durgun su) Denizel ortamlar Nehir ağzı ve acısu ortamları Mercan resifleri SULAKALANLAR Dünyada çok farklı yerlerde bulunurlar Kommünitedeki türler farklı olsa da sistemin temel yapısı çok benzerdir Ġklime ve coğrafi konuma göre sınıflandırması zor sistemlerdir DENIZEL SULAKALAN SISTEMLERI Subasar (Mangrov) bataklıklar Tropik ve subtropiklerde deniz kıyısında yer alır DENIZEL SULAKALAN SISTEMLERI Tuzlu bataklıklar Gelgitler ile düzenli olarak bataklığı deniz suyu basar BATAKLıK SISTEMLERI Drenajın engellendiği ve suyun biriktiği alanlarda ortaya çıkar Çok kurak yıllar dıģında sürekli su bulunur 16

17 TATLı SU YAġAM SISTEMLERI LOTIK (AKARSU) SISTEMLERI Tatlısu ekosistemleri iki temel bölümde incelenebilir: Akarsu ortamlar (Lotik) Durgun su ortamları (Lentik) LOTIK (AKARSU) SISTEMLERI??? Çoruh Nehri, Artvin LENTIK (DURGUNSU) SISTEMLERI Sivas Sivas 17

18 EKOSISTEM Ne söylüyor? DENIZEL YAġAM KUġAKLARı lentik Nehir ağzı Kıta sahanlığının bentos u 200 m ye kadar. Makro algler. Üretim yüksek. Derin okyanus bentos u Tamamen heterotrof. Yukarıdan gelen döküntülere bağımlılar. Tek birincil üretim, volkanik deliklerde bulunan kemosentetik bakterilerce yapılır Pelajik ortam (su ortamı) lotik NEHIR AĞZı VE ACıSU ORTAMLARı Tatlı ve tuzlu suların birbirine karıģtığı sığ alanlardır Acısu alanları: Kararlı ortamlar. Lagün benzeri. SeyrelmiĢ deniz suyu. Nehir ağızları: DeğiĢken ortamlar. ÇeĢitlilik düģük, besince zengin, tür bolluğu yüksek. MERCAN RESIFLERI Bentik kommünitelerdir Tropik ve subtropiklerde sıcak, sığ, besince fakir ancak temiz deniz sularında yayılırlar Çoğu mercan simbiyotik (içlerinde fotosentez yapan algler taģırlar) Yeryüzündeki en üretken ekosistemlerden biridir Diğer canlı formları için de fiziksel bir altyapı oluģturması nedeniyle çeģitlilik çok fazladır ve tropik yağmur ormanlarının denizel eģdeğeridir MERCAN RESIFLERI Ekosistem Kıtasal ekosistemler Alan (milyon km 2 ) Tipik net birincil üretim hızı (g kuru madde/m 2 /yıl) Tahmini dünya net birincil üretim (10 9 kuru ton/yıl) Tropik yağmur ormanları Tropik mevsimlik orman Ilıman herdemyeşil orman (taiga) Ilıman yaprak döken orman Boreal orman Çalılık Savan Ilıman çayır Tundra Çöl/yarı çöl çalılıkları Ekstrem çöl, kayalık, kumul ve buz Tarım alanı KARASAL TOPLAM

19 Ekosistem Alan (milyon km 2 ) Tipik net birincil üretim hızı (g kuru madde/m 2 /yıl) Tahmini dünya net birincil üretim (10 9 kuru ton/yıl) Ne söylüyor? Sucul ekosistemler Bataklık Göl ve akarsu Açık deniz Upwelling bölgeleri Kıta sahanlığı Alg yatakları ve resifler Nehir ağzı ve acı sular DENİZEL TOPLAM Biyosfer toplamı Ne söylüyor? Antalya, Boğazkent in dünü ve bugünü MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 112 Antalya, Boğazkent DAVRANıġ BIYOLOJISI DAVRANıġ BIYOLOJISI DavranıĢ nedir? Bir hayvanın yaptığı ve bunu nasıl yaptığı Ģeklinde öğrenme ve hafıza gibi hareketsel niteliği olmayan davanıģlarında içeren bir olgudur. 19

20 ANADOLU SıVACıSı ÖTÜġÜ Neden ötüģler önemli? DOĞAL SEÇILIM NEDEN BIR DAVRANıġı DIĞERINE GÖRE DAHA FAZLA DESTEKLEMIġTIR? Hayvan davranıģı etoloji Genler ve çevre = fenotip Neden kuģlar ilk baharda ürer? Bir davranıģın ortaya çıkmasında hangi faktörler etkilidir? Filogeni ve davranıģ 20

21 DAVRANıġ BIYOLOJISI EVRIM VE EKOLOJIYI BIRBIRINE BAGLAR 21

22 22

23 Kinesis: bir uyarıya karģı dönme oranı ve hareketteki basit bir değiģiklik Ģeklindeki cevap Taksis:belirli bir uyarıya doğru veya tersi yönde hareket yönelimi anlamına gelir. Fototaksis Rheotaksi: akıntının tersine dogru yönelim GÖÇ 23

24 Agonistik davranıģ: hem tehditkar hem de itaatkar davranıģ UzlaĢma davranıģı: Dominans hiyerarģi: grupta birinin zamanla üstünlüğünü kabul ettirmesi Territoryum: savunak egemenlik alanı Monogamik: tek eģli Poligamik: çok eģlilik Poliginik: erkek tek Poliandre: diģi tek Feromonlar Alturzm: özveri fedakarlık Kin seçilimi: akraba seçilimi 24