Canlıların birbirleriyle ve çevreleriyle olan ilişkilerini inceleyen ekoloji biliminin önemi günümüzde daha da artmaktadır. Ekoloji canlıyı tek bir birey olarak incelemekten çok, bireyin de içinde yer aldığı biyolojik organizasyon ile ilgilidir. Organizasyonun her basamağında bulunan birim, kendisini çevreleyen fiziksel çevreyle enerji ve madde alış verişi halinde bulunur.
1. Bazı önemli kavramlar Habitat: Bir canlının hayatsal olaylarını optimum şartlarda gerçekleştirebildiği yerlere o canlının habitatı denilmektedir. Canlılar kendilerine en uygun olan ortamlarda yaşamaktadırlar. En bilinen tarifiyle habitat, canlının adresidir. Bir balığın habitatı okyanus olabileceği gibi küçük bir göl de olabilmektedir. Yani canlıların habitat büyüklüğü birbirinden farklı olabilir. Bazı canlı türlerinin habitatı ise mevsimsel olarak değişebilmektedir. Göçmen hayvanların habitatı bir yılın farklı mevsimlerinde farklı yerler olabilir.
1. Bazı önemli kavramlar Ekolojik niş: bir bireyin yaşadığı ortamda yerine getirmek zorunda olduğu işlevleri veya sorumluluklarını ifade etmektedir. Beslenme, kamuflaj, üreme ve diğer canlılarla olan ilişkileri bu olaylardandır. Organizmanın habitatında gerçekleştirdiği olayların tamamı ekolojik niş olarak tarif edilmektedir. Organizmaların ekolojik nişlerini gerçekleştirmesi ekosistemin doğal dengesi ve devamı için gereklidir.
Zürafaların ekolojik nişinde yüksek ağaçların yapraklarıyla beslenme önemli bir yere sahiptir.
1. Bazı önemli kavramlar Ekosistem: Belirli bir alanda bulunan canlılarla birlikte (komünite) bu canlıların etkileşimde bulundukları çevreleri ekosistemi oluşturur. Ekosistemlerin büyüklüğü, içerdiği tür çeşidi ve birey sayısı birbirinden çok farklı olabilmektedir. Kara ekosistemleri Su ekosistemleri Ekosistem sadece bir coğrafi bölge değil, girdileri ve çıktıları olan, işlevsel bir sistemdir
1. Bazı önemli kavramlar Ekoton: Komüniteler kesin sınırlarla birbirlerinden ayrılmış değildirler. Bu nedenle komşu komüniteler arasında geçiş bölgeleri bulunur = ekoton Ekotonlar kesişen komünitelerin farklı özelliklerini taşıyabilmektedir. Bu nedenle bu bölgelerdeki biyoçeşitlilik, etrafındaki komünitelere göre daha fazladır.
Kara ekosistemi Geçiş ekosiste mi Sucul ekosistem Ekoton (bataklık)
2. Ekosistemin bileşenleri Ekosistemler; üretici, tüketici ve ayrıştırıcı gibi canlı bileşenler su, ışık, toprak, sıcaklık ve mineral gibi cansız bileşenler Müdahale edilmemiş doğal ekosistemlerde madde döngüleri, enerji akışı, besin zinciri gibi olaylar süreklidir
2. Ekosistemin bileşenleri Canlı ve cansız öğeler birbirleriyle devamlı olarak etkileşim halindedirler. Bir ormanda fotosentez yaparak ototrof beslenen bitkiler olduğu gibi bunları besin olarak tüketen heterotrof canlılar da bulunmaktadır. Canlılığını kaybetmiş organizmaları ayrıştıran saprofitlerin oluşturduğu amonyağın ortama verilmesi ile abiyotik ve biyotik öğeler arasındaki temel döngü sağlanmaktadır. Ekosistemde bulunan biyotik öğelerin sayısının ve çeşidinin değişmesi abiyotik öğeleri etkilerken, bunun tam tersi de mümkündür
Göl ekosistemi
2. Ekosistemin bileşenleri Ekosistemi etkileyen faktörler Abiyotik faktörler ( Cansız varlıklar ) Biyotik faktörler ( Canlı varlıklar ) Işık,iklim, sıcaklık, su, ortam ph si, toprak ve mineraller. Üreticiler, tüketiciler, ayrıştırıcılar.
2. Ekosistemin bileşenleri 2.1 Abiyotik faktörler ( Cansız varlıklar ) Canlıların yaşadığı ortamdaki çevresel koşulların tümü abiyotik faktörleri oluşturur. bir ekosistemdeki canlı türünü ve sayısını etkileyebilmektedir. Işık, iklim, sıcaklık, su, ortam ph sı, toprak ve mineraller Bu faktörler bir bölgede yaşayabilecek olan canlı çeşitlerini sınırlamaktadır. Abiyotik faktörlerin incelenmesi birçok ekoloji sorununun çözülmesine yardımcı olur.
Gövdesinde su depolama özelliğine sahip kaktüsler kurak ortamlarda yaşar. Abiyotik faktörler ormanların dağılışını ve burada yaşayan canlı çeşitliliğini etkiler.
2.1 Abiyotik faktörler - Işık Yeryüzündeki canlılarda bulunan enerjinin temel kaynağı güneştir. Fotosentetik canlılar güneş ışığını kullanarak organik besin sentezi yaparlar. Bu besinler de besin zinciri yoluyla canlılar arasında aktarılır. Bu sayede besin zinciri yoluyla ekosisteme enerji aktarılmış olur. Güneş ışığı canlı türleri için birçok yaşamsal olayda belirleyici bir etken olmaktadır. hayvanların biyoritmi üzerinde etkili olmaktadır.
2.1 Abiyotik faktörler - Işık Güneş enerjisinin dağılımı büyük oranda canlıların dağılımını da belirler. Güneş ışığının az geldiği ekosistemlerde canlı çeşitliliğini sınırlayan en önemli faktördür. Çünkü güneş ışığının ekosisteme aktarılmasını sağlayan bitkiler daha az fotosentez yapacak ve üretilen besin miktarı daha az olacaktır. Bitkiler bulundukları ortamın bir gün içinde aldığı güneş ışığı zamanına bağlı olarak farklı özellikler kazanmışlardır. Güneş ışığı bitkilerin çiçeklenmesi üzerinde doğrudan etkili olduğu için bir bitkinin yeni bireyler oluşturması uygun zamanda güneş ışığı almasına bağlıdır.
2.1 Abiyotik faktörler - Işık Birçok hayvanın günlük döngüleri güneş ışığıyla doğrudan ilgilidir. Avlanma ve beslenmenin yapılacağı zaman dilimi, üreme faaliyetleri Yarasa gibi bazı canlılar gece avlanırken aslanlar gündüz avlanmaktadırlar. Ekosistemlerdeki ışık şiddeti ve ışık alma süresi canlılar üzerinde etkili olarak ekosistem dengesinin korunmasını sağlamaktadır. Araschnia levana da ışığın etkisiyle kanatlardaki renk değişimi.
2.1 Abiyotik faktörler - Sıcaklık Sıcaklık hem canlılar üzerinde hem de iklim gibi cansız faktörler üzerinde etkilidir. Sıcaklığın canlılar üzerinde bu kadar etkili olmasının en önemli nedeni enzimlerin çalışmasını etkilemesidir. Biyokimyasal reaksiyonların gerçekleşmesinde görevli olan enzimler sıcaklık değişimlerinden etkilenmektedir.
2.1 Abiyotik faktörler - Sıcaklık Sıcaklık değişimleri canlılardaki fizyolojik olayları etkilemektedir. Yeryüzündeki sıcaklığın oluşmasında en büyük etken güneşten gelen ışınlardır. Bu ışınlar atmosferin tabakalarında ve yeryüzünde yansımalara uğramakta, bunun sonucunda dünyanın belirli bir sıcaklıkta kalması sağlanmaktadır. Bu sıcaklığa bağlı olarak rüzgar, fırtına ve yağmur gibi atmosfer olayları meydana gelmektedir. Bir bölgedeki sıcaklık değerleri o bölgenin tür çeşitliliğini de etkilemektedir. Farklı iklimlere sahip iki bölgedeki bitki ve hayvan türleri de farklı olmaktadır.
2.1 Abiyotik faktörler - Sıcaklık Bitkilerin büyük bir kısmında büyüme ve gelişme 7-38C aralığında gerçekleşir. Sıcaklığın çok düşük olduğu yerlerde bitki türleri gelişemezken, sıcaklığın çok fazla olduğu yerlerde de sınırlı sayıda ve türde bitki bulunmaktadır. Sıcaklık sadece canlıların gelişimi üzerinde değil bazı fizyolojik cevap mekanizmaları üzerinde de etkili olmaktadır. Çöllerde yaşayan kaktüslerin stomalarının açıklık değeri sıcaklığa göre düzenlenmektedir. Yüksek sıcaklığın etkilerinden korunmak için bazı bitkilerde diken şeklinde yapraklar gözlenirken, bazı hayvanlarda ise vücut renklerinin ortama uygun hale getirilmiş olduğu gözlenmektedir.
2.1 Abiyotik faktörler - Sıcaklık Sıcaklığın yıl içindeki değişimleri bazı bitkilerde yaprak dökümüne veya bazı hayvanlarda göç hareketleri ve kış uykusuna yatma gibi tepkilere yol açmaktadır. Kuşların sıcak bölgelere göç etmesi sıcaklığın yıllık değişim döngülerine bağlı olarak gerçekleşmektedir.
2.1 Abiyotik faktörler - İklim Klimatoloji biliminin incelediği iklim bir çok faktörden etkilenmektedir. Isı, nem ve yağış. Bir bölgenin iklimine bağlı olarak bu bölgenin tür çeşitliliği ortaya çıkmaktadır. Dolayısıyla iklimi etkileyen her faktör biyoçeşitliliği de etkilemektedir. Ekvator bölgesindeki tropikal meyvelere kutuplardaki tundralarda rastlanmazken çöllerde de kutup ayısına rastlanmamaktadır. İklim özellikleri büyük bölgelerde değişiklik gösterebildiği gibi mikroklima şeklinde daha dar alanlarda da değişiklik gösterebilmektedir.
İklim,bir bölgenin ekosistem yapısı ve özellikle de bitki örtüsü üzerinde çok önemli etkiye sahiptir. Örneğin çay ve fındık bitkisi Türkiye de Karadeniz bölgesinde yetişir.
Türkiye'nin değişik yerlerindeki iklim çeşitlerinin farklı olmasından dolayı farklı bitki türleri yetişmektedir.
2.1 Abiyotik faktörler Toprak ve mineraller Toprak birçok canlı türünün hayatını devam ettirebilmesi için gereklidir Toprak, bitkiler için yetişme ortamı, hayvanlar için yaşama alanı, mikroorganizmalar için ise yaşama ortamıdır. Toprak oluşumu bir çok faktörün etkisiyle uzun zamanda olmaktadır. Bu süreçte birbirinden farklı özelliklere sahip toprak türleri meydana gelebilmektedir. Bitkilerin yaşaması için gerekli olan bir çok mineral bulunmaktadır. Azot, potasyum, kalsiyum, fosfor, kükürt ve magnezyum
Toprak farklı katmanlardan oluşur.
2.1 Abiyotik faktörler Toprak ve mineraller Her bitki farklı minerallere ve su miktarına ihtiyaç duyabileceğinden dolayı bitkilerin yaşadığı toprak tipleri farklı olabilmektedir. Toprağın korunması canlılığın devamı için gereklidir. Bu nedenle özellikle erozyon önlenmelidir!!! Ağaçlandırma çalışmaları ve doğru ekim teknikleri toprağın korunmasında etkili olmaktadır.
2.1 Abiyotik faktörler Su Dünyamızın büyük bir kısmı sularla kaplıdır. Su döngüsüyle devamlı olarak bir devridaim halinde olan su, canlılığın devamı için gerekli olan en önemli faktörlerden biridir. Buharlaşma yolu ile atmosfere geçen su yağışlar şeklinde tekrar yeryüzüne dönmekte ve canlılığın devamı sağlanmaktadır. Su miktarı bir canlıdaki biyolojik olayları etkilemektedir. enzimlerin çalışması için su miktarının belirli bir değerde olması gerekmektedir.
Her canlının yaşaması için su şarttır. Bu nedenle kullanılabilir su kaynaklarının korunması ekosistemlerin geleceği açısından insanlığın önemli sorumluluklarından biridir.
2.1 Abiyotik faktörler Su Ortamdaki su miktarına göre canlılar farklı özelliklere sahip olabilirler. Kaktüsler su depolayan bir gövdeye sahipken bazı bitki türleri de suyu köklerinde depolamaktadır. Buharlaşan sular atmosferde yoğunlaşarak sıvı veya katı halde tekrar yeryüzüne düşmektedir. Yağış olarak isimlendirilen bu olay hem toprak ve göl gibi su kaynaklarını beslemekte hem de bitkilere ulaşmaktadır. Bu yıkama işlemi solunum ve fotosentez olaylarında gereklidir. Bitkilerin su ihtiyaçlarını karşılamak için topraktan su alması sırasında birçok mineral çeşidi de suda çözünmüş olarak alınır ve fizyolojik olaylarda kullanılır. Bitkilerin yanında diğer canlı türleri de suya bağımlıdır.
2.1 Abiyotik faktörler ph Ortam ph sının değişmesi enzim aktivesini etkileyerek veya hücresel yapıyı bozarak canlıları etkileyebilmektedir. Toprak ph sının değişmesi bitkileri ve bu bitkilerle beslenen canlıları etkilerken, su ph sındaki değişim balık, plankton, bir çok alg türünü etkilemektedir. Ortam ph sının değişmesinde tarımda kullanılan ilaç ve gübrelerin sulara karışması, kirli suların doğrudan doğal ortamlara bırakılması, asit yağmurlarının artması gibi olaylar etkili olmaktadır. Canlılar kalıtsal özelliklerine ve uyum yeteneklerine bağlı olarak belirli koşullara sahip ortamlarda yaşamlarını sürdürebilirler.
2.1.1 Abiyotik faktörlerin canlılara etkisi Canlıları etkileyen abiyotik faktörler için alt ve üst sınırlar bulunmaktadır. Bir canlının yaşayabilmesi için bu faktörlerin alt ve üst değerleri arasına tolerans aralığı denilmektedir. Canlılar farklı değerlere uyum gösterebildikleri için canlıların tolerans aralıkları farklı olabilir. Ör: ortamdaki tuzluluk değerlerine göre bir yengecin aktivesi o yengecin tuzluluk tolerans eğrisini oluşturur.
2.2 Biyotik faktörler Ekosistemlerin dengesi ve bu dengenin devamı ekosistemin geleceğini belirlemektedir. Bunda abiyotik faktörlerin etkisi kadar biyotik faktörlerin de etkisi bulunmaktadır. Ekosistemdeki canlıların tümü biyotik faktörleri oluşturur. Bir ekosistemi oluşturan canlı ve cansız unsurlar karşılıklı etkileşim halindedir. Bir organizmanın tüm faaliyetleri onun ekolojik nişini belirler. Bir ekosistemdeki canlılar üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar (saprofitler ) olmak üzere üç grupta incelenebilirler.
2.2 Biyotik faktörler - üreticiler İnorganik maddeleri organik maddelere dönüştürerek besin elde eden canlılar = üreticiler ( ototroflar ) Öglena gibi kloroplast taşıyan protistler, bazı bakteriler, yeşil bitkiler ve arkeler Canlılar ile cansız faktörler arasındaki köprü üreticiler ile kurulmaktadır. Üreticiler sayesinde C,N,O ve H gibi maddeler canlıların yapısına katılabilmektedir. Egitimhane.com
2.2 Biyotik faktörler - üreticiler Ototrof canlılar fotosentez veya kemosentez olaylarını gerçekleştirirler. Fotosentez yapanlar (fotoototroflar) besin üretimi için güneş ışığı ve klorofil kullanırlar. Kemosentez yapanlar (kemoototroflar) ise ortamdaki inorganik maddelerin oksidasyonu sonucu açığa çıkan kimyasal bağ enerjisini kullanarak besin sentezini gerçekleştirmektedirler. Karadaki bitkilerin yaptığı fotosentezin daha fazlası okyanuslarda yaşayan fitoplankton adı verilen mikroorganizmalar tarafından yapılmaktadır. Egitimhane.com
2.2 Biyotik faktörler - üreticiler Su ekosistemlerindeki en önemli üreticiler olan algler ve siyanobakteriler ise güneş enerjisinden bitkilere göre daha fazla yaralanmaktadırlar. Su yüzeyine yakın olarak yaşayan yüzerek veya sürüklenerek suda asılı halde kalan organizmalara plankton denir. Fitoplanktonlar deniz komünitelerindeki temel üreticilerdir. Üretici canlılar hem heterotrofların besin ihtiyacının karşılanmasında hem de atmosferdeki oksijen ve karbondioksit miktarının dengede kalmasında etkilidirler.
2.2 Biyotik faktörler - tüketiciler İhtiyaç duyduğu organik besinleri kendisi üretemeyerek dışarıdan hazır olarak almak zorunda olan canlılara tüketiciler (heterotrof) denir. Çoğunluğunu hayvan türlerinin oluşturduğu bu grupta bazı mantar türleri, bakteri türleri, protista türleri de bulunabilmektedir. Heterotrof canlılar tükettikleri besin tiplerine göre çeşitli gruplara ayrılmaktadırlar. Doğrudan üretici canlılarla beslenen tüketicilere otçul (herbivor) canlılar adı verilir. Koyun, inek, zooplanktonlar otçullara örnek oluşturur.
Tüketiciler ihtiyaçları olan besinleri diğer canlılardan karşılarlar.
2.2 Biyotik faktörler - tüketiciler Diğer hayvan türlerini yiyerek beslenen tilki ve kurt gibi canlılara ise etçil (karnivor) canlılar denir. İnsan, maymun, tavuk gibi canlılar ise hem bitkisel hem hayvansal kaynaklı besinleri tüketebilirler. Bu canlılara ise hepçil (omnivor) canlılar denir. Kedigiller etçil canlılardandır.
2.2 Biyotik faktörler - ayrıştırıcılar Ortamdaki organik atıkları parçalayarak inorganik maddelere dönüştüren canlılardır. Mantar ve bakteri türlerinin birçoğu ayrıştırıcı (saprofit) olarak görev yaparlar. Bu canlılar çeşitli şekillerde cansız çevreye bırakılan organik maddeleri parçalayarak metabolizmalarında kullanırlar. Bu süreçte oluşan inorganik maddeleri ise doğaya bırakırlar. Bu yolla saprofitler organik atıkların tekrar kullanılabilir hale gelmesini sağlayarak madde döngülerinde önemli rol oynarlar.
Mantarlar ayrıştırıcı canlılardandır.
2.2 Biyotik faktörler - ayrıştırıcılar Bitki ve hayvan ölülerinin ve bu canlıların atıklarının saprofitlerce ayrıştırılmaya uğramadığı bir ortamda canlılık ancak sınırlı bir zaman diliminde var olacaktır. Kullanılan maddelerin geri dönüşümü sağlanamazsa bir süre sonra maddeler tükeneceğinden canlılık da devam edemeyecektir. Ekosistemlerin dengede olması için üretici, tüketici, ayrıştırıcı canlıların belirli değerlerde bulunması şarttır. Bu nedenle bu gruplardaki canlıların miktarlarında meydana gelecek aşırı artış veya azalmalar ekosistem dengelerinde çok önemli değişikliklere yol açmaktadır.
3. Ekosistem tipleri 1) Doğal ekosistem A) Karasal ekosistem B) Su ekosistemi 2) Yapay ekosistem
3. Ekosistem tipleri - karasal 4 temel karasal ekosistem: A)Orman ekosistemleri 1) Tayga ormanları (iğne yapraklılar) 2) Ilıman bölge yaprak döken ormanlar 3) Tropikal ormanlar B) Çöl ekosistemleri C) Tundra (kuzey çölleri) D) Çayırlar
Egitimhane.com
Güneş Şahin, seviye 5 Enerji Ağaçlar, seviye I (üreticiler) Tavşan, seviye 2 Çekirge seviye 2 Yılan, seviye4 Ot, seviye I (üretici) Fare, seviye 3
3. Ekosistem tipleri - Su 2 temel su ekosistemi: 1) Deniz 2) Tatlı su
Göl ekosistemi Güneş ışığı Littoral bölge Ayrıştırıcılar Fitoplankton ve zooplankton Bentik bölge
Yapay ekosistem 1990 ların başında bazı bilim adamları, Biyosfer-2 adı verilen dünyanın en büyük ekoloji projelerinden biri üzerinde çalışıyordu. Burası Arizona Çölü nde 13.000 m 2 lik bir alana yayılan cam ağırlıklı yapı malzemeleri ve betonla inşa edilmiş, kapıları dışarıya sımsıkı kapatılmış bir yaşam alanıydı. Yapılan planlara göre, dış dünyaya kapalı bu dev yapının içinde, yeryüzünde yaşama kaynaklık eden su, oksijen ve azot çevrimi gibi mekanizmaların kendiliğinden işlediği bir ekosistem kurulacaktı. 2 yıl boyunca içerideki 8 kişiye de hayat imkânı sağlayacaktı. Burada küçük derecikler akıyor, bitki örtücükleri gelişiyor, buharlaşma-terlemeye bağlı yağmurlar yağıyordu. Bütün besin maddeleri yapının içinde üretiliyordu.
Egitimhane.com
Deneme sona erip de kapılar açıldığında, insanlar içeride işlerin hiç de planlandığı gibi gitmediğini öğrendi. İçerideki oksijen oranı % 14 e düşerek deniz seviyesinden 5300 metre yükseklikteki düzeye inmişti. Karbondioksit konsantrasyonunda ani yükselmeler olmuş, azot oksit miktarı ise insan beyninde hasara yol açacak oranlara ulaşmıştı. Temiz su sağlayan sistem kirlenmiş, Biyosfer-2 de yaşayan 25 omurgalı canlı türünden 19 u yok olmuş, bitkilerin tozlaşmasını sağlayan böceklerin tamamı ölmüş, göllerdeki yosunlar aşırı büyümüş ve gıda bitkileri sarmaşıklarla sarılıp boğulmuştu. tüm tesisi karıncalar, çekirgeler ve hamamböcekleri istila etmişti. Söz konusu hizmetleri bizim adımıza gerçekleştiren canlılar yok olursa, ne olur? Cevap açıktır: Biz de varlığımızı sürdüremeyiz. 21. yüzyılın gelişmiş teknolojisini ve tüm maddi olanaklarımızı seferber etsek bile, yeryüzündeki dengeleri ve yaşamamız için gerekli koşulları sağlayamayız