Doğal Sistemler ve Biyoçeşitlilik

Konu Anlatımı

1. Doğal Sistem Kavramı ve Ekolojik Organizasyon

Doğal sistem, belirli bir alanda canlı varlıkların birbirleriyle ve içinde yaşadıkları cansız ortamla sürekli alışveriş hâlinde bulunmasıdır. Bu bütüne ekosistem denir; bir orman, bir göl, bir çöl ya da bir mercan resifi birer ekosistemdir. Ekolojik organizasyon küçükten büyüğe doğru birey, popülasyon, topluluk, ekosistem, biyom ve biyosfer basamaklarından ilerler. Aynı bölgede yaşayan tek bir kurt bir bireydir; oradaki bütün kurtlar bir popülasyonu, kurtların geyik, tavşan, baykuş ve bitkilerle birlikte kurduğu düzen ise topluluğu meydana getirir. Topluluğun cansız ortamla etkileşimi ise ekosistemi oluşturur.

Ekosistemi ayakta tutan iki temel akış vardır: enerji akışı ve madde döngüsü. Enerji güneşten gelir ve kullanım sonrası ısı olarak uzaya kaçar; madde ise hiçbir şey yok olmaksızın sürekli döner. Bu ayrım, doğal sistemlerle ilgili bütün soruların anahtarıdır.

2. Ekosistemin Bileşenleri

Ekosistem bileşenleri ikiye ayrılır. Canlı bileşenlere biyotik, cansız bileşenlere abiyotik faktör denir. Toprak, su, sıcaklık, ışık, rüzgâr ve basınç abiyotik; bitkiler, hayvanlar, mantarlar ve mikroorganizmalardan oluşan canlı örtü ise biyotik bileşendir.

Ayrıştırıcılar ölü yaprak, ölü hayvan ve atıkları parçalayarak maddeyi yeniden toprağa kazandırır. Böylece karbon, azot ve fosfor gibi besin maddeleri bir kez daha kullanılabilir hâle gelir.

3. Enerji Akışı ve Trofik Basamaklar

Enerji, güneşten prodüktöre, oradan tüketicilere doğru tek yönlü ilerler; geriye doğru bir akış yoktur. Besin zincirinin her halkasına trofik basamak denir. Bir basamaktan diğerine taşınan enerjinin yalnızca kabaca %10'u üst basamağa geçer; kalanı solunumla ısıya, harekete ve sindirime harcanır. Bu yüzden besin zincirleri genellikle dört-beş basamağı geçmez.

Pratikte enerji kaybı şöyle işler: 1 000 birim güneş enerjisi bir bitki tarafından tutulursa bu bitkiyle beslenen otçul hayvan yaklaşık 100 birim, onun avcısı ise yaklaşık 10 birim enerji alır. Aynı nedenle sırtlan gibi çok sayıda basamak içeren beslenme biçimleri nadirdir.

4. Biyoçeşitlilik Düzeyleri

Biyoçeşitlilik, bir alandaki yaşam çeşitliliğinin tümüdür ve üç düzeyde incelenir: tür çeşitliliği, genetik çeşitlilik ve ekosistem çeşitliliği. Tür çeşitliliği bölgedeki tür sayısını, genetik çeşitlilik aynı tür içindeki bireysel farklılıkları, ekosistem çeşitliliği ise orman, bozkır, göl gibi farklı yaşam ortamlarının zenginliğini ifade eder.

Yalnızca belirli bir alanda yayılış gösteren türlere endemik tür denir. Anadolu, üç iklim kuşağının ve dağ sistemlerinin kavşağında bulunduğu için birçok tür için barınma alanıdır; bu nedenle Türkiye'de bitki türlerinin yaklaşık üçte biri endemiktir. Üstelik Anadolu'nun yarımada oluşu ve dağların birbirinden yalıtılmış yaşam alanları oluşturması da endemizmi güçlendirir.

5. İklim Sistemleri ve Ekosistem Dengesi

İklim sisteminin işleyişi güneş ışınlarının yeryüzüne düştüğü açıyla başlar. Ekvatora dik gelen ışınlarla kutuplara eğik düşen ışınlar arasındaki fark, basınç kuşaklarını ve dolayısıyla rüzgârları, yağışı ve sıcaklık dağılımını belirler. Ekvatorda yükselen hava alçak basınç, 30. kuzey ve güney enlemlerinde alçalan hava yüksek basınç oluşturur; bu döngüye genel atmosferik dolaşım denir.

Ekosistemlerde denge, bozulma sonrası yeniden kurulabilen bir süreçtir. Bir orman yandığında ilk önce otlar, sonra çalılar, en son ağaçlar gelir; topluluğun kendini yeniden kurmasına topluluk değişimi (succession), yani ardışık topluluk yenilenmesi denir. İklim değişikliği, kirlilik ve istilacı türler ise bu doğal onarım hızını aşan baskılar yaratır ve tür kayıplarına yol açar.

6. Sınav Odaklı Özet Tablosu

Tehlike kategorileri büyükten küçüğe doğru yok olmuş (EX), kritik tehlikedeki (CR), tehlikedeki (EN), hassas (VU), neredeyse tehdit altındaki (NT) ve tahdit altında olmayan (LC) biçiminde dizilir. Sorularda bu sıra ile endemik tür kavramı sıkça birlikte sorulur.

Ne Öğreneceğiz

Ekosistemin bileşenleri, enerji ve madde akışı ile biyoçeşitlilik düzeyleri kazanım düzeyinde ele alınır. Bu konuda ögrenme çıktıları:

• Ekosistemin biyotik ve abiyotik bileşenlerini örneklerle açıklar.
• Enerjinin ekosistem içindeki tek yönlü akışını ve kabaca %10 aktarım kuralını yorumlar.
• Prodüktör, tüketici ve ayrıştırıcıların görevlerini karşılaştırır.
• Biyoçeşitlilik düzeylerini (tür, gen ve ekosistem çeşitliliği) ayırır ve açıklar.
• Endemizm kavramını kullanarak Türkiye'nin biyolojik zenginliğini değerlendirir.
• IUCN tehlike kategorilerini tehlike derecesine göre sıralar.

Ön Bilgi

Bu konuya başlamadan önce temel kavram ve ön koşulları kavramanız yardımcı olacaktır. Konunun çerçevesinde şu kavramlar dikkat ister:

• Enerji akışı tersine çevrilemez, madde ise ekosistem içinde sürekli döngüye girer.
• Ayrıştırıcılar olmasa besin maddeleri toprağa geri dönmez ve sistem çöker.
• Anadolu'da bitki türlerinin yaklaşık üçte biri endemiktir; bu oran Türkiye'nin zenginliğini gösterir.
• Türkiye, üç kıtanın kavşağında yer alması nedeniyle büyük göçmen kuş yolları üzerindedir.
• IUCN kategorisinde yok olmuş (EX) en üst, tahdit altında olmayan (LC) en alt basamaktır.
• Ekosistem hizmetleri görünmezdir ancak tozlaşım, temiz su ve toprak oluşumu gibi ekonomik değer taşır.
• Topluluk çeşitliliği genellikle ekosistem direncini artırır; tek tür hâkimiyeti direnci düşürür.

Basit Örnek ve Günlük Yaşam

Günlük yaşamda ve mesleki bağlamda bir uygulama:

Soru: Bir bitki topluluğu güneşten 1 000 birim enerji tutuyor. Bu enerjiden beslenen otçul bir tavşan, ardından onunla beslenen bir tilki bulunuyor. Tilki kaç birim enerji alır?

1. Adım 1: Üretilen enerji prodüktör basamağında 1 000 birim kabul edilir.
2. Adım 2: Yüzde on kuralına göre otçul hayvan 1 000 × 0,10 = 100 birim alır.
3. Adım 3: İkinci basamakta tilki 100 × 0,10 = 10 birim enerjiye ulaşır.

Sonuç/cevap: Tilki yaklaşık 10 birim enerji alır.

Adım Adım Çözülmüş Örnek

Örnek 1: Trofik Basamakta Enerji Kaybı konusunun adımları:

1. Adım 1: Üretilen enerji prodüktör basamağında 1 000 birim kabul edilir.
2. Adım 2: Yüzde on kuralına göre otçul hayvan 1 000 × 0,10 = 100 birim alır.
3. Adım 3: İkinci basamakta tilki 100 × 0,10 = 10 birim enerjiye ulaşır.

Karşılaştırma Tablosu

Sık Yapılan Hatalar

Enerji ile maddeyi aynı döngüde düşünmek: Enerji tek yönlü akar ve ısıya dönüşür, madde ise döner; soruda döngü soruluyorsa cevap maddedir.

%10 kuralını ters uygulamak: Yüzde on, alt basamaktan üst basamağa geçiş oranıdır; üretimden tüketiciye giderken azalma olur, artım değil.

Endemik türü nadir türle karıştırmak: Endemiklik yayılışla ilgilidir, popülasyon büyüklüğüyla değil; bir tür aynı anda hem endemik hem bol olabilir.

IUCN kategorilerini alfabetik sıraya koymak: Kategoriler tehlike derecesine göre dizilir; en üstte yok olmuş (EX), en altta tahdit altında olmayan (LC) bulunur.

Fotosentezcileri ayrıştırıcı saymak: Ayrıştırıcılar hazır organik madde parçalar, fotosentezciler inorganiktan organik üretir; ikisi aynı basamakta düşünülemez.

Kendini Dene

Soru: Yaşadığınız bölgeden bir besin zinciri yazınız: güneşten başlayan zinciri trofik basamaklarıyla numaralandırınız ve her basamakta enerjinin yaklaşık yüzde kaçının aktarıldığını açıklayınız.

Örnek cevap: Puanlama anahtarı: Güneşle başlayan en az dört basamaklı doğru zincirin yazılması 4 puan; basamakların (prodüktör, birinci derece tüketici, ikinci derece tüketici, ayrıştırıcı) doğru adlandırılması 4 puan; her basamakta kabaca %10 aktarımın ve kalanın ısı olarak kaybolduğunun yazılması 4 puan; madde döngüsü ile enerji akışının farkının bir cümleyle açıklanması 2 puan; yazım 1 puan. Toplam 15 puan.