KONU 7 KOMÜNİTE EKOLOJİSİ Aslı Sade Memişoğlu
1. İki tür arasındaki etkileşim tipleri İki farklı türe ait bireyler arasında farklı etkileşimler olabilir: Nötral, 0: ilgili türler birbirlerinden etkilenmezler Pozitif, +: birbirlerini olumlu etkilerler Negatif, - : birbirlerini olumsuz etkilerler İki tür için: 00, - -, + +, + 0, - 0, ve + - olabilir Bu kombinasyonlardan üçü (- -, + + ve + -) kendi içlerinde ikiye ayrılır Böylece 9 çeşit etkileşim ortaya çıkar 2
1. İki tür arasındaki etkileşim tipleri 1. Nötralizm (00): olası ilişkiden her iki tür de etkilenmez 2. Rekabet (doğrudan engelleme şeklinde, - -): her iki tür birbirine doğrudan müdahale eder, etkileri doğrudan ve her ikisi için de olumsuzdur 3. Rekabet (kaynak için rekabet şeklinde, - -): Her iki tür benzer kaynakları kullanır. Kaynaklar sınırlı olduğunda birbirlerini dolaylı olarak olumsuz etkiler 4. Amensalizm ( - 0 ): İlişkiden, türlerden biri olumsuz etkilenirken diğeri etkilenmez. chap. 7. community ecology 3
5. Komensalizm ( + 0 ):İlişkiden türlerden biri yararlanırken diğeri etkilenmez 6. Asalaklık (parazitlik + - ): Bir tür ilişkiden yarar sağlarken diğerine doğrudan zarar verir. Yarar sağlayan türün varlığı, diğerinin varlığını sürdürmesine bağlıdır. 7. Avlanma (avcılık/otlama, + - ): Büyük oranda asalaklığa benzer 8. Proto-işbirliği (zorunlu olmayan işbirliği, + + ): Her iki tür de yararlanır. Ama her biri bu ilişki olmasa da yaşamını sürdürür. 9. Mutualizm (karşılıklı ortaklık, + + ):her iki tür de yararlanır. İşbirliği olmadan tek başlarına yaşayamazlar 4
Komensalizm Nötralizm İki tür etkileşimi koordinat modeli Amensalizm 5
1. İki tür arasındaki etkileşim tipleri Bu ilişkilerde vurgulanması gereken üç eğilim vardır: 1. Olumsuz etkileşimler öncü komünitelerde görülür. 2. Ekosistemlerin evrimi ve gelişimi sırasında olumsuz etkileşimler gittikçe azalma, olumlu etkileşimler gittikçe artma eğilimi gösterir 1. Böylece olgunlaşmış veya karmaşık yapılı komünitelerde, türlerin yaşama şansını artıran olumlu etkileşimler yaygındır 3. Yeni veya yakın zamanda ortaya çıkan birlikteliklerde olumsuz etkileşimler daha sık ve şiddetli görülür 6
1. İki tür arasındaki etkileşim tipleri Belirli iki tür arasındaki etkileşim çeşidi farklı koşullarda veya yaşam döngülerinin farklı aşamalarında farklı biçimlerde olabilir. Popülasyon büyümesi gibi modeller kullanılarak bu etkileşimler daha net anlaşılır dn/dt = rn (r/k)n 2 CN 2 N Büyüme = Sınırsız tür içi nüfus artışının rakip türün hızı büyüme olumsuz etkileri olumsuz etkileri 7
1. İki tür arasındaki etkileşim tipleri Bu denklemde, etkileşim biçimlerine bağlı olarak değişik sonuçlar söz konusudur: Rekabet gücü (C) her iki tür için de küçük ise, popülasyonların üreme oranı çok da olumsuz etkilenmez Türler arası rekabet, tür içi rekabetten az olduğundan, iki tür birlikte yaşamaya devam edebilir. Rekabet gücü büyükse, rekabet gücü büyük olan tür ya diğerini ortadan kaldıracak ya da başka bir habitata gitmeye zorlayacaktır Yani istekleri birbirine benzeyen türler kuramsal olarak bir arada yaşayamazlar 8
1. İki tür arasındaki etkileşim tipleri Etkileşim tipine göre bu denklem farklı şekillerde yazılabilir: iki tür birbiriyle olumlu etkileşim içindeyse son terim çıkartma yerine toplama olarak eklenir. Böyle bir durumda iki popülasyon yararlı bir denge durumuna ulaşacak şekilde büyür. 9
1. İki tür arasındaki etkileşim tipleri Olumsuz etkileşimleri açıklarken «zararlı» sözcüğünün kullanılmaması önemlidir. Evet, rekabet ve avlanma, etkilenen türün büyüme oranını düşürür Fakat uzun dönemde ilgili türün evrimsel geleceğine zararlı olacağı anlamına gelmez!!! Olumsuz etkileşimler bu türün doğal seçiliminin hızlanmasını ve uyumu artıran formların oluşmasını sağlayabilir Hızlı nüfus artışıyla yok olma sınırına gelmesini önler 10
2. Birlikte evrim Bir çeşit komünite evrimidir Birbirleriyle üreme ilişkileri olmayan fakat yakın ekolojik ilişkileri olan türlerin birlikte evrimleşmesi. ÖR: Bitkiler ve herbivorlar, büyük organizmalar ve simbiyotik mikroorganizmalar, parazitler ve konakçıları. Türlerden birinin evrimi, karşılıklı seçilim baskısı yaratarak onunla etkileşim içinde olan türün de evrimleşmesini sağlar 11
2. Birlikte evrim Rekabet şeklinde başlayan bir etkileşim, evrimsel süreç içinde karşılıklı yarar sağlayan bir etkileşime dönüşebilir ÖR: Bitkiler ve otçullar Bitkiler yenilmeye karşı kimyasal zehir salgılamak üzere evrimleşir Böcekler de evrimleşerek bu kimyasallara dirençlileri seçilir Bir bakıma birinin evrimi diğerinin evrimine bağlıdır Sonunda kararlı bir denge hali ortaya çıkar. 12
2. Birlikte evrim Ayrıca otlamanın bitki büyümesini tetiklediği ve net primer üretimi artırdığı da gösterilmiştir. Yani zaman içinde etkileşim karşılıklı yarar biçimine dönüşmüştür chap. 7. community ecology 13
3. İşbirliğinin evrimi ve grup seçilimi Grup seçilimi: bir komünitede birlikte yaşayan ve aralarında bir yarar ilişkisi bulunmasına bakılmaksızın doğal seçilime uğrayan gruplardır Birlikte yaşayan canlıların lehine olan ya da onlara grup halinde üstünlük sağlayan kararkterler seçilip korunur. Bu özellikleri taşıyan bireyin aleyhine bile olsa!!! 14
3. İşbirliğinin evrimi ve grup seçilimi İşbirliği nasıl ortaya çıkar? Kökeninde sosyal olmayan bir ortam vardır Karşılıklı yardımlaşma pek de dostça olmayan bir ortamda başlayıp gelişir ve en sonunda deneme yanılmalarla yerleşip korunur. İlk olarak yakın akrabalar arasında başladığı düşünülür. Bunda etkili olan genler ilgili grubun neslini sürdürme şansını artırır 15
3. İşbirliğinin evrimi ve grup seçilimi ÖR: Av-avcı, parazit-konakçı etkileşimleri av ve konakçı açısından olumsuzdur Ancak olumsuzluk derecesi, gruplar ne kadar uzun süre birlikte bulunursa o kadar azalır. Grup seçilimi «ihtiyat» özelliği ile birlikte gelişir Avcı ya da parazit, av veya konakçısı aşırı tüketmeyecek şekilde davranır Aksi halde kendisi de yok olur. 16
4. Türler arası rekabet ve birlikte bulunma İki şekilde ortaya çıkar: 1. Engelleme şeklinde rekabet: İki tür birbiriyle doğrudan karşılaştığı zaman ortaya çıkar Yavru, yurt, alan savunması yaparlar 2. Kaynak tüketimi şeklinde rekabet: Farklı türler, yiyecek, av, yuva bakımından benzer kaynakları kullandıkları zaman birbirlerini dolaylı olarak olumsuz etkilerler 17
4. Türler arası rekabet ve birlikte bulunma Rekabet sonucunda iki tür arasında karşılıklı bir denge kurulabilir Rekabetin çok güçlü olduğu durumlarda ise rekabet gücü üstün olan tür, diğerinin yerini alabilir ya da diğerini başka bir kaynağı kullanmaya zorlayabilir. Eğer bu tip iki tür aynı yerde bulunuyorsa ya farklı kaynakları kullanmaktadır ya da yaşam etkinliklerini farklı zamanlarda yürütmektedir. Rekabetle dışlanma: Benzer türlerin ekolojik olarak birbirlerinden ayrılması 18
Popülasyon büyüklüğü Tek başına diğer türle aynı kültürde Benzer nişlere sahip iki protozoa türünün rekabeti Tek başına diğer türle aynı kültürde chap. 7. community ecology Günler 19
4. Türler arası rekabet ve birlikte bulunma Sınırlı bir alanda birlikte bulunan iki türün popülasyonları, eş zamanlı olarak nasıl bir büyüme gösterirler? Türler arası rekabette kullanılan Lotka-Volterra eşitliği, Rekabet, avcı-av, parazit-konakçı ilişkilerini ve başka etkileşim tiplerini modellemekte yararlıdır. dn 1 /dt = r 1 N 1 (K 1 - N 1 - αn 2 )/K 1 N: birey sayısı dn 2 /dt = r 2 N 2 (K 2 - N 2 - βn 1 )/K 2 K: taşıma kapasitesi r: büyüme hızı α: 2. türün 1. üzerindeki olumsuz etkisi β: 1. türün 2. tür üzerindeki olumsuz etkisi 20
4. Türler arası rekabet ve Avcı türlerin varlığı, bir komünitedeki tür çeşitliliğini ve türler arası rekabeti etkiler: ÖR: ABD de bir gel-git alanında kaya midyesi, midye, deniz salyangozu gibi türler ve bunları avlayan denizyıldızı Denizyıldızı ortamdan kaldırılınca av olan türlerin de sayısı azalmış??? Rekabette daha başarılı olan birkaç tür, diğerlerinin yok olmasına sebep olmuş Çeşitlilik azalmış birlikte bulunma chap. 7. community ecology 21
5. (+ -) nitelikli etkileşimler: Avlama, otlama, asalaklık Uzun süreli doğal seçilim sonucu zararlı etkiler ya azalır ya da etkileşim tamamen ortadan kalkar. Şiddetli olumsuz etki ya birinin ya da her ikisinin ortadan kalkmasına yol açar. Dolayısıyla şiddetli avlanma veya asalaklık ilişkisi yakın bir geçmişe dayanır İnsan türünün yaptığı gibi geniş veya ani değişiklikler av/asalaklık şiddetini artırır. 22
5. (+ -) nitelikli etkileşimler: Avlama, otlama, asalaklık Olumsuz etkileşimler aslında engelleyici ve dizginleyicidir Uzun süreli ve birlikte evrim açısından bakınca bundan yararlananlar sadece avcı/asalaklar değildir ÖR: Otçul böceklerin avcıları, bu böceklerin sayılarını dizginler Böylece böceklerin yiyeceklerinin tümünü bitirmesi ve habitatın bozulması engellenmiş olur. 23
İlk bir araya geliş Konakçıparazit ilişkilerinde birlikte bulunmanın evrimi: Konakçı:sinek Parazit: arı 2 yıl birliktelikten sonra Hafta chap. 7. community ecology Konakçı Parazit 24
5. (+ -) nitelikli etkileşimler: Avlama, otlama, asalaklık Olumsuz etkileşimlerden çıkan 2 sonuç: 1. Parazit ile konakçı tür, evrimsel anlamda uzun yıllardan beri birlikte yaşıyorlarsa, olumsuz etki nispeten daha az, nötral hatta faydalı bile olabilir 2. Bir parazit, konakçı türün yaşama ortamına ilk kez getirilmiş ise, konakçıya en şiddetli derecede zarar veren parazit olur Bu sebeplerle bir bölgeye potansiyel tehlike oluşturacak canlılar getirilmemelidir. 25
6. Taraflar için olumlu etkileşimler: Komensalizm, İşbirliği ve Mutualizm Olumlu etkileşim tipleri evrimsel bir sırayla: 1. Komensalizm: + 0 2. Proto-işbirliği: + + 3. Mutualizm: + + En basitten daha ileri işbirliğine doğru gider 26
6. Taraflar için olumlu etkileşimler: Komensalizm, İşbirliği ve Mutualizm Komensalizm: Hemen her solucan deliğinde, her kabuklu deniz hayvanı veya sünger içinde davetsiz birtakım türler bulunur. Proto-işbirliği: yengeçler ve sırtında yaşayan sölenterler Sölenter yakıcı hücrelere sahip; yengece koruma sağlar Yengeç besin artıkları sağlar Mutualizm: birbirinden çok farklı türler arasında görülür Selülozu sindiren bakteriler ve konakçı hayvanlar arasında Ekosistemler geliştikçe ve olgunlaştıkça parazitliğin yerine mutualizm geçmektedir!!! 27
Doğrudan etkiler yanında dolaylı etkiler de vardır: Sistem içi mutualizme katkı yapar ÖR: bir göldeki plankton ile levrek arasında doğrudan bir ilişki yoktur fakat dolaylı mutualizm içindedirler Levrek, planktonla beslenen balıkları yiyerek dolaylı yoldan planktondan yararlanır Plankton da avcılarını yediği için levrekten yarar sağlar Bir komünitedeki besin zinciri aslında tamamen bir mutualizm ilişkisidir!!! 28
İnsan, son 20-30 yıl öncesine kadar yaşadığı ototrof çevre üzerinde bir enerji paraziti olarak yaşamıştır Artık mutualizm evresine geçmek zorundadır. Bunu beceremezse uyumsuz bir parazitin konakçısını ölecek derecede yiyip bitirdiği gibi, doğayı tüketecek ve böylece kendi sonunu da getirecektir!!! 29
7. Komünite düzeyinde biyoçeşitlilik Çeşitliliğin iki bileşeni: 1. Zenginlik: birim alandaki tür çeşidi 2. Nispi bolluk: birim alanda var olan türlerdeki bireylerin bolluğu Bir komünitedeki türlerin küçük bir oranı çok yüksek sayıda bulunur = baskın tür Bazen birkaç baskın tür yerine orta-bollukta pek çok tür olur Çok sayıda az bolluk gösteren tür bulunur 30
Çeşitlilik ele alınan alan arttıkça, artar Kuzey enlemlerden ekvatora gidildikçe artar Stres altında bulunan komüniteler ile yaşlı komünitelerde azalır. İnsan etkilerine bağlı olarak doğal ve tarım ekosistemlerinde çeşitlilik azalmaktadır 31
Birey sayısı Kirlenmemiş Orta düzey kirlenme Kirlenmiş Türler Kirlenmemnin biyoçeşitliliğe etkileri Birbirine paralel akan 3 akarsu. Evsel atıklarla farklı derecelerde kirleniyor. 32
Kirlenme başlangıcı Çeşitlilik Yoğunluk Çeşitlilik Temiz su Aktif ayrışma Düzelme evresi Temiz su Günler Mil Tek noktadan kirlenme görülen bir akarsuda çeşitlilik 33