Çevre Biyolojisi 115-02 Bölüm 03-01 Temel Ekolojik Kavramlar ve Süreçler Çağatay Tavşanoğlu 2018-2019 Güz
Canlıların ve habitatların çeşitliliğine karşın tüm ekosistemlere ve ekosistemlerin bileşenlerinin arasındaki ilişkilere uygulanabilecek birkaç temel kavram ve süreç vardır Ekosistemin temel gereksinimleri: Enerjinin elde edilmesi, dönüştürülmesi ve aktarımı Yaşam için gerekli maddelerin toplanması ve geri dönüşümü
Enerji Enerjinin formları: ısı, ışık, elektrik İki kategoride toplanabilir: Potansiyel (depolanmış) enerji (ör; canlılardaki temel enerji taşıyıcısı ATP nin yüksek enerjili kimyasal bağlarında bulunan enerji) Kinetik enerji (hareket halindeki nesnelerin sahip olduğu enerji)
Termodinamiğin yasaları Enerjinin korunumu yasası (1. yasa): Kapalı bir sistemde enerji yaratılamaz ya da yok edilemez, sadece bir şekilden diğer bir şekle dönüştürülebilir 2. Yasa: Evrendeki düzensizlik (entropi) düzenli olarak artar ve enerji dönüşümleri sırasında enerji daha az düzenli (daha az kullanışlı) biçimlere doğru değişir (bozulur)
Benzinin kimyasal bağında yer alan potansiyel enerji Isı enerjisi Işık enerjisi Elektrik enerjisi Mekanik enerji Tüketilen enerji = Üretilen enerji Güneş (Işık enerjisi) Kimyasal bağ enerjisi
2. Yasa:Evrendeki düzensizlik (entropi) düzenli olarak artar ve enerji dönüşümleri sırasında enerji daha az düzenli (daha az kullanışlı) biçimlere doğru değişir (bozulur) Bundan dolayı, bitkiler tarafından alınan ışık enerjisinin yalnızca % 10 u, bitkiler üzerinden beslenen canlılar tarafından alınabilir (geri kalan % 90 enerji ısı enerjisi olarak kaybedilir ya da kullanılır)
Ekosistemde enerjinin akışı
Trofik seviyeler Trofik seviye Örnekler Enerji kaynağı Birincil üreticiler (T1) Herbivorlar (T2) Birincil karnivorlar (T3) İkincil karnivorlar (T4) Yeşil bitkiler, fotosentetik bakteriler ve protistler, kemosentetik bakteriler Sığırlar, filler, tavşanlar, ringa balıkları, çekirgeler, su pireleri Çoğu balık, çoğu böcekçil kuş, tilkiler, aslanlar, örümcekler Şahinler, foklar, köpekbalıkları Güneş enerjisi (fotosentez yapanlar); kimyasal enerji (kemosentez yapanlar) Birincil üreticilerin dokuları Herbivorlar Birincil karnivorlar Omnivorlar Yengeçler, çoğu kuş, insanlar Herhangi bir trofik seviyeye ait organizmalar Detrivorlar (çürükçüller) Çoğu bakteri, mantar, solucanlar, akbabalar, sinek larvaları Diğer organizmaların ölü bedenleri ve atık ürünleri
Ototrof birincil üreticiler Fotoototroflar Güneş ışığını enerji kaynağı olarak kullanırlar Fotosentez yapan bitkiler ve mikroorganizmalar Kemoototroflar Kimyasal tepkimelerden enerji elde ederler Prokaryot canlılardır
Hetorotroflar Predatörler Avlarını saldırarak öldürür, yaşamları boyunca birçok ve farklı av üzerinden beslenir Köpekbalıkları, yırtıcı kuşlar, karnivor bitkiler, balinalar, tohum yiyen kuşlar ve kemiriciler Otçullar Çok sayıda av üzerinden beslenirler, her bir av bireyinden sadece bir parça alırlar Filler, geyikler, koyunlar Parazitler Avlarının küçük bir parçasıyla beslenirler, avlarının üzerinde ya da içinde yaşarlar, yaşamları boyunca bir ya da birkaç birey üzerinden beslenirler Bağırsak solucanları, afitler, ökseotu, mikroorganizmalar Parazitoidler Böcek konaklarının yakınına ya da içine yumurta bırakırlar, larval gelişimleri boyunca konaklarından beslenirler Hymenoptera ve Diptera takımlarına ait böcekler
Ayrıştırıcılar Ayrıştırıcılar da birincil üreticiler kadar önemlidir Çoğunlukla mikroorganizmalardır
Besin zincirleri ve besin ağları
İki trofik seviye arasında enerji kayıpları (%10 kuralı)
Ekolojik piramitler Sayı piramitleri Biyokütle piramitleri Enerji akışı / üretim piramitleri
Ekolojik piramitler Sayı piramitleri
Ekolojik piramitler Biyokütle piramitleri
Ekolojik piramitler Enerji akışı piramitleri Yılda metrekarede kilokalori
Besin zincirleri ve besin ağları Özelleşmiş zincirlerin riskleri
Biyolojik yükseltgenme Besin zincirlerinin işleyişine bağlı olan bir süreç Biyolojik konsantrasyon: Herhangi bir trofik seviyede, canlılar ortamdaki maddeleri önemli miktarda konsantre hale getirme potansiyeline sahiptir Bazı maddelerin besin zinciri boyunda ilerleyişlerinde konsantre hale gelmelerine biyolojik yükseltgenme denir Kirleticiler, ağır metaller, pestisitler, DDT
DDT örneği Kalıcı bir madde Böcek direnci Yıkım ürünü zehirlidir Birikime neden olur (yağda çözünür)