Canlıların Çevreyle Etkileşimi: Ekolojiye Giriş

Konu Anlatımı

Canlıların Çevreyle Etkileşimi: Ekolojiye Giriş

Bu derste ne öğreneceğiz?

Ekoloji, canlıların kendilerini çevreleriyle ve diğer canlılarla olan ilişkilerini inceleyen bilim dalıdır. Bu derste canlıları etkileyen biyotik ve abiyotik etkenleri, popülasyon ve ekosistem kavramlarını, besin zinciri ile enerji aktarımını ve karbon, azot ve su döngülerini giriş düzeyinde öğreneceğiz.

Dersten sonra şunları yapabiliyor olmanız gerekiyor: bir ortamın biyotik ve abiyotik etkenlerini ayırt etmek, bir popülasyonun yoğunluğunu hesaplamak, bir besin zincirinde enerji aktarımını yüzde on kuralıyla izlemek ve üç büyük madde döngüsünün aşamalarını sıralamak.

• Kazanım 1: Ekolojinin konusunu ve temel birimlerini tanımlar.
• Kazanım 2: Biyotik ve abiyotik etkenleri örnekleriyle sınıflandırır.
• Kazanım 3: Popülasyon, topluluk ve ekosistem kavramlarını ayırt eder.
• Kazanım 4: Besin zinciri, besin ağı ve trofik basamakları ilişkilendirir.
• Kazanım 5: Yüzde on kuralını hesaplayarak enerji aktarımını yorumlar.
• Kazanım 6: Karbon, azot ve su döngülerinin aşamalarını sıralar.

Ön bilgi

Bu konunun ön bilgisi Canlıların Ortak Özellikleri ve Hücresel Solunum ve Enerji Üretimi konularıdır. Canlılar enerji ihtiyacını karşılamak için besin zincirinin belirli halkalarında yer alır; üst basamakların enerjisi alt basamaklardan gelir. Bu yüzden enerji akışını anlamak, solunum ve fotosentez bilgisini gerektirir.

İkinci ön bilgi hücresel organizasyon düzeyidir. Bir canlı çevresinden ne kadar su ve mineral aldığı, homeostazi kavramıyla ilişkilidir. Üçüncü ön bilgi ise bitkisel doku ve bitki organlarıdır; yaprağın su kaybı ve stomaların açılıp kapanması abiyotik etkenlerle etkileşimin somut örneğidir.

Ekoloji Nedir, Hangi Soruları İnceler?

Ekoloji, canlıların kendi çevreleriyle ve diğer canlılarla olan ilişkilerini, bu ilişkilerin zamana ve yere göre nasıl değiştiğini inceleyen bilim dalıdır. Ekolog bir su birikintisinde şu soruları sorar: hangi canlılar yaşıyor, sayıları ne kadar, neden burada bulunuyorlar, birbirleriyle nasıl ilişkileri var ve bu ilişkiler bir değişimle bozuluyor mu.

Ekoloji birbirine bağlı üç düzeyde çalışılır. Bireysel düzey bir bireyin çevresini etkilerini inceler. Popülasyon düzeyi aynı türün bireylerini ve yoğunluk değişimlerini inceler. Ekosistem düzeyi ise farklı türlerin ve cansız çevrenin bir arada oluşturduğu bütünü inceler. Bu üç düzeyin verileri birbirini tamamlar.

Biyotik ve Abiyotik Etkenler

Canlıları etkileyen etkenler iki grupta incelenir. Biyotik etkenler canlı kökenlidir; diğer canlılar, yırtıcılar, parazitler, rekabet eden türler ve salgı maddeleri bu gruptadır. Abiyotik etkenler cansız kökenlidir; ışık, sıcaklık, su, toprak, rüzgâr ve mineraller bu gruptadır.

Bir etkenin etkisi üç biçimde olabilir. Sınırlayıcı etken, bir başka etken bolken etkinin azaldığı durumdur. Maskeleyici etken, başka bir etkenin etkisini azaltan etkendir. Birleştirici etken ise etkisi diğer etkenlerle birlikte artan etkendir. Bu yüzden bir ortamda enerji, su ve sıcaklığı ayrı ayrı değil birlikte değerlendirmek gerekir.

Popülasyon, Topluluk ve Ekosistem

Popülasyon, belirli bir alanda aynı zamanda yaşayan aynı türe ait bireylerin oluşturduğu topluluktur. Topluluk ise bir alanda yaşayan farklı türlerin popülasyonlarından oluşan toplamdır. Ekosistemin en küçük birimi olan popülasyonun yayılma alanı ve yoğunluğu ölçülebilir.

Popülasyon yoğunluğu, birim alana düşen birey sayısıdır. Alan 2,4 kilometrekare olan bir çayırda 600 birey yaşıyorsa yoğunluk 600 ÷ 2,4 = 250 birey olur. Yoğunluğun yüksek olması tek başına olumsuz değildir; rekabetin ve etkileşimin yoğunlaştığı anlamına gelir. Düşük yoğunluk ise eş bulma zorluğu doğurabilir.

Besin Zinciri ve Besin Ağı

Bir ortamdaki canlılar arasında beslenme ilişkisi kurulduğunda besin zinciri oluşur. Zincirin ilk halkası üreticilerdir; bunlar kendi organik maddelerini üretir. İkinci halka birincil tüketiciler, üçüncü halka ikincil tüketicilerdir. Her basamak bir trofik basamaktır ve enerji bir üst basamağa aktarılır.

Gerçek ortamlarda besin zincirleri tek hat hâlinde değildir. Bir tür birden çok basamaktan beslenebilir ve birden çok tür tarafından tüketilebilir. Bu nedenle besin zincirleri birbirine bağlanarak besin ağını oluşturur. Bazı türler hem üretici hem tüketicidir; bu türlere hemotrof organizmalar denir ve karbon kaynağını canlı ve cansız maddelerden sağlayabilirler.

Enerji Aktarımı ve Yüzde On Kuralı

Enerji bir basamaktan diğerine aktarılırken büyük ölçüde kaybolur; bir kısmı metabolizmada kullanılır ve ısı olarak çevreye yayılır. Yaklaşık olarak alınan enerjinin yalnız onda biri bir sonraki basamağa aktarıldığı kabul edilir. Bu yaklaşım yüzde on kuralı olarak adlandırılır ve bir tahmin aracıdır.

Kural bir zincirde böyle uygulanır: birinci basamakta 10000 birim enerji varsa birinci tüketicilere 1000 birim, ikinci tüketicilere 100 birim, üçüncü tüketicilere 10 birim aktarılır. Görüldüğü gibi basamak sayısı arttıkça aktarılan enerji hızla azalır. Bu nedenle üst trofik basamaklarda çok daha az birey bulunur.

Madde Döngüleri: Karbon, Azot ve Su

Madde döngüsü, bir elementin canlılar ve cansız çevre arasında sürekli olarak dolaşmasıdır. Karbon döngüsünde karbondioksit atmosferden fotosentezle organik maddelere bağlanır, solunumla ve ayrışmayla yeniden atmosfere verilir. Azot döngüsünde atmosferdeki azotun bir kısmı bakır ve azot bağlayan bakterilerce kullanılabilir hâle getirilir, bitkilerce alınır ve ayrışma ile yeniden atmosfere döner.

Su döngüsünde su buharlaşır, atmosferde yoğunlaşır ve yağış olarak yeryüzüne iner. Yüzey ve yeraltı suları yeniden buharlaşır ya da canlıların vücudunda tutulur. Canlılar suyu terleme, soluma ve boşaltım yoluyla çevreye verir. Bu döngülerde canlılar hem kaynak hem hedef konumundadır; yani canlı çevreyi değiştirir.

Basit örnek

Bir çayırın alanı 2,4 kilometrekaredir ve bu çayırda 600 birey yaşamaktadır. Popülasyon yoğunluğu birim alana düşen birey sayısı olduğuna göre hesap yapılır: 600 ÷ 2,4 = 250 birey olur. Bu değer, bir kilometrekarelik alana düşen birey sayısını verir. Yoğunluk yüksekse rekabet de yüksektir; besin ve su rekabeti birey başına düşen kaynak miktarını azaltır.

İleri örnek

Bir göldeki besin zincirinde birinci basamakta üreticiler toplam 10000 birim enerji depolamaktadır. Yüzde on kuralına göre bu enerjinin birinci tüketicilere aktarılan kısmı 10000 ÷ 10 = 1000 birim olur. İkinci tüketicilere aktarılan kısım ise 1000 ÷ 10 = 100 birimdir. Üçüncü tüketicilere ise 100 ÷ 10 = 10 birim ulaşır. Görüldüğü gibi dört basamaklı bir zincirde enerjinin yalnız binde biri üst basamağa geçmiş olur; bu yüzden üst basamakta çok az birey bulunur.

Adım adım çözülmüş örnek

Aşağıdaki örnekte bir popülasyonun yoğunluğu adım adım hesaplanmaktadır.

• Adım 1: Alan 2,4 kilometrekare olarak verilir.
• Adım 2: Alan içindeki birey sayısı 600 olarak verilir.
• Adım 3: Yoğunluk hesaplanır: 600 ÷ 2,4 = 250 birey.
• Adım 4: Sonuç birim alana göre yazılır: bir kilometrekarelik alana 250 birey düşer.
• Adım 5: Yorum: bu yoğunluk, iki yıl önce aynı alanda 300 birey olduğu bilgisiyle karşılaştırıldığında popülasyonun küçüldüğünü gösterir.

Kavram karşılaştırma tablosu

Sık Yapılan Hatalar

• Abitotik etkenler yalnız cansız oldukları için canlıları etkilemediklerini düşünmek: Su, sıcaklık ve ışık doğrudan belirleyicidir. Doğrusu, her abiyotik etkenin bir eşik değeri vardır.
• Popülasyonun bireylerden oluşmadığını düşünmek: Popülasyon, aynı türe ait bireylerden oluşur. Doğrusu, farklı türler bir araya geldiğinde topluluk oluşur.
• Besin zincirinde enerji kaybının olmadığını düşünmek: Her basamakta enerjinin büyük bölümü kullanılır ve ısı olarak kaybolur. Doğrusu, aktarım yüzde on kuralına göre çok düşüktür.
• Besin ağının tek hat olduğunu düşünmek: Besin ağında bir tür birden çok basamaktan beslenir. Doğrusu, zincirler birbirine bağlandığında ağ oluşur.
• Madde döngüsünde canlıların yalnız rolü olduğunu düşünmek: Canlılar hem madde alıp hem de çevreye verir. Doğrusu, döngüde canlı hem kaynak hem hedef konumdadır.
• Azotun atmosferden doğrudan bitkilerce alındığını düşünmek: Bitkiler azotu topraktan mineral hâlinde alır. Doğrusu, azotu kullanılabilir hâle getiren bakteriler vardır.
• Popülasyon yoğunluğunun her zaman yüksek olmasının olumlu olduğunu düşünmek: Yüksek yoğunluk rekabeti artırır. Doğrusu, yoğunluğun kendisi değil kaynakların bireye düşen payı belirleyicidir.
• Ekolojinin yalnız bitkileri incelediğini düşünmek: Ekoloji tüm canlıları ve onların çevre ilişkilerini inceler. Doğrusu, ekoloji canlılar dünyasının bütününü kapsayan bir bilim dalıdır.

Özet

Ekoloji, canlıların kendi çevreleriyle ve diğer canlılarla olan ilişkilerini inceleyen bilim dalıdır ve bireysel düzeyden başlayıp popülasyon ve ekosistem düzeyine kadar çalışılır. Canlıları etkileyen etkenler canlı kökenli biyotik etkenler ve cansız kökenli abiyotik etkenler olarak ikiye ayrılır. Sınırlayıcı etken, başka etkenler bolken etkisi azalan etkendir; bu yüzden etkenler birlikte değerlendirilir. Popülasyon, belirli bir alanda aynı zamanda yaşayan aynı türe ait bireylerin oluşturduğu topluluktur; popülasyon yoğunluğu birim alana düşen birey sayısıdır ve hesaplanır. Topluluk farklı türlerin popülasyonlarından oluşur, ekosistem ise toplulukla cansız çevrenin bir arada oluşturduğu bütündür. Besin zinciri üretici, birincil tüketici ve ikincil tüketici halkalarından oluşur; her halka bir trofik basamaktır. Zincirlerin birbirine bağlanması besin ağını oluşturur. Enerji bir basamaktan diğerine aktarılırken büyük ölçüde kaybolur; yüzde on kuralına göre yaklaşık onda biri aktarılır, bu yüzden üst basamaklarda birey sayısı azalır. Madde döngülerinde karbon, azot ve su sürekli dolaşır; canlılar bu döngülerde hem kaynak hem hedef konumdadır.

Kendini dene

Üç soruyu yanıtlamadan önce her biri için puan ver. Birincisi, bir ortamın etkenlerini biyotik ve abiyotik olarak ayırıp sınırlayıcı etkeni gerekçesiyle belirlemen gerekiyor. İkincisi, dört basamaklı bir besin zincirinde yüzde on kuralını uygulayarak üst basamağa aktarılan enerjiyi hesaplaman ve bu sonucun birey sayısıyla ilişkisini yorumlaman gerekiyor. Üçüncüsü, karbon döngüsünün aşamalarını sıralayıp her aşamada canlının rolünü yazman gerekiyor. Puanlarken sınıflandırmayı, hesabın her adımını ve yorumunuzu ayrı ayrı not et.

İlgili konular

• Canlıların Ortak Özellikleri — homeostazi ve çevreye uyum başlığı bu konuya temel oluşturur.
• Hücresel Solunum ve Enerji Üretimi — enerji aktarımının kaynağı ve kullanımı.
• Fotosentez ve Enerji Dönüşümü — üreticilerin temel basamağı.
• Canlıların Sınıflandırılması — tür kavramının popülasyon düzeyindeki karşılığı.