Çevreye bakıldığında veya incelendiğinde karada, suda ya da havada yaşayan canlıları görürüz. Canlıların yeryüzünde yaşadığı bu alan biyosfer olarak adlandırılır. Biyosferdeki yaşama birliklerinde ise popülasyon, komünite ve ekosistem yer alır.

  1. Popülasyon; Belirli bir bölgede yaşayan ve aynı tür canlılardan oluşan topluluktur. Bunlara örnek olarak; Toros Dağları’nda bulunan sedir ağaçları ya da Van Gölü’nde yaşayan inci kefali balıkları örnek verilebilir.
  2. Komünite; Aynı bölgede yaşayan, birbirleriyle etkileşim hâlinde bulunan popülasyonların bulunduğu topluluktur ve komünite içerisinde birden fazla tür bulunur. Bu sebeple komüniteler popülasyonlardan çok daha büyük canlı topluluklarıdır. Buna örnek olarak; Van Gölü’nde bulunan inci kefali balık popülasyonu ve bu gölde yaşayan kurbağa, bitki, böcek ve bakteri türlerinin oluşturduğu popülasyonların tamamı Van Gölü’nün komünitesini oluşturur. Komüniteler barındırdıkları tür sayısıyla farklılık göstermekle birlikte, kutuplardan Ekvatora doğru inildiğinde tür zenginliği artış gösterir.

  3. Ekosistem; belli bir bölgede yaşayan ve birbirleriyle sürekli etkileşim hâlinde olan canlılar ile bunların cansız çevreleri ile oluşturduğu bütündür. Yeryüzünde kara ve su ekosistemi olmak üzere iki ekosistem bulunur ve bu sistemlerin birleşmesiyle yeryüzünün doğal ortamı oluşmaktadır.

Popülasyonlar bir araya gelerek komüniteyi, komüniteler de cansız çevreyle birlikte ekosistemi oluşturur ve komünitede meydana gelen değişimler zamanla ekosistemi etkiler.

Bir su ekosisteminde yaşayan balıklar bu ekosistemde yaşayan; bitkiler, süngerler, tek hücreliler gibi diğer tüm canlılarla su ortamıyla etkileşim hâlindedir. Karasal ekosistemde de bir orman ekosistemini ele alacak olursak burada yaşayan bir kekik, su ve mineralleri alacağı toprakla, oksijen ve karbondioksit alışverişi yapacağı atmosferlerle ve onu yiyen hayvanlarla etkileşim halindedir. Bu sebepten bir türün sayısındaki azalma diğer türlerin de sayısını etkiler.

Ekosistemdeki canlı ve cansız tüm varlıklar belli bir düzen ve dengededir. Dünya, tüm canlılar için hava, su, sıcaklık, ışık, toprak ile mükemmel bir yaşam alanıdır. Canlılar yaşamlarını sadece kendileri için uygun ortamlarda sürdürebilirler ve bunun için de ekolojik dengenin korunması gereklidir. Ekosistemdeki dengenin bozulmasıyla birçok türün nesli tükenebilir. Ekosistemde yer alan bütün türlerin farklı görevleri olduğundan bir canlı neslinin tükenmesiyle denge bozulur ve diğer canlıların da yaşamları tehlikeye girer. Buna örnek olarak; bambu ağaçlarının insanlar tarafından kontrolsüzce kesilmesi, bambularla beslenen pandaların yaşamını tehlikeye sokmaktadır.

Komşu ekosistemlerin kesişme bölgelerine ekoton adı verilir. Ekoton türler arası geçiş bölgesidir. Her iki ekosistemin özelliklerini taşırlar ve bu yüzden tür çeşitliliği çoktur. Sakarya Nehri’nin Karadeniz’e kavuştuğu bölge ekotona örnek verilebilir.

Canlılar en iyi uyum sağlayabildikleri ortamlarda hayatlarını sürdürürler. Bir canlı türünün doğal olarak yaşayıp üreyebildiği ve yaşamsal faaliyetlerini devam ettirebildiği yaşam alanına habitat denir. Habitata kısaca canlının doğadaki adresi de denilebilir. Örneğin; hamsinin habitatı Karadeniz’dir. Bu örnekte olduğu gibi bazı canlıların habitatı çok büyüktür (çöl, deniz, orman, göl gibi.) bazı canlıların habitatı ise küçük olabilir; bir köpeğin derisinde yaşayan kenenin habitatı, üzerinde bulunduğu köpeğin derisidir. Birden fazla canlı da aynı habitatı paylaşabilir.

Bir canlının bulunduğu ortam içerisinde sahip olduğu veya yapmak olduğu bütün görev ve sorumluluklara ekolojik niş adı verilir. Bir canlının büyüme, üreme ve gelişmesi için diğer canlılarla ilişki içinde olması gibi yapması gereken bütün faaliyetler ekolojik niş içinde yer alır. Balıkların üremek için su içine yumurta bırakması, bitkilerin fotosentezle besin üretmesi, mantarların ölü ve artık maddeleri ayrıştırması buna örnek verilebilir.

Biyolojinin alt bilim dalı olan ekoloji bir ekosistemdeki canlıların birbirleriyle ve çevreleriyle ilişkilerini inceler.  Her ekosistem cansız (inorganik maddeler, organik maddeler, fiziksel koşullar) ve canlı (üreticiler, tüketiciler, ayrıştırıcılar) öğelerden oluşur.

Ekosistemin Cansız Bileşenleri (Abiyotik Faktörler)

Cansız faktörler, canlıların yaşamlarını devam ettirebildikleri çevresel koşullardır ve belirli bir çevrede hangi türlerin yaşayabileceğini belirler. Işık, iklim, sıcaklık, su, toprak ve mineraller gibi elemanlar abiyotik faktörlerdendir. Çevre koşullarını oluşturan bu faktörler, canlıları her zaman aynı önem ve yoğunlukta etkilemezler. Bunların en düşük, en uygun ve yüksek etki sınırları; canlıların cins, tür, çeşit ve gelişme devreleri ile yetiştiği yerlerinin özelliklerine göre büyük değişim gösterir.

Işık

Yeryüzündeki enerjinin temel kaynağı güneştir ve fotosentez yapan canlılar güneş enerjisini kullanarak organik besin sentezi yaparlar. Böylelikle bu bitkileri tüketerek beslenen canlılar da dolaylı olarak güneş enerjisini kullanmış olurlar. Ekosistemlerde yaşam alanına ulaşan ışığın miktarı canlıların yeryüzüne dağılımını, gelişimlerini ve davranışlarını da etkiler. Bitkilerde çiçeklenme, fototropizma, klorofil sentezi, hayvanlarda göç ve yabanıl yaşamda üreme ve davranışlarını etkiler.

Bitkiler ışık alma sürelerine göre; kısa gün bitkileri, uzun gün bitkileri ve nötr bitkiler olmak üzere üç gruba ayrılır.

Kısa gün bitkileri gündüzlerin gecelerden daha kısa olduğu mevsimlerde çiçeklenen bitkilerdir. Bu bitkilere örnek olarak; çilek, soya fasulyesi, patates ve kasım patı gibi bitkiler verilebilir. Uzun gün bitkileri, gecelerin gündüzlerden daha kısa olduğu mevsimlerde çiçeklenen bitkilerdir. Bu bitkiler, çiçeklenebilmek için günde en az az 12-14 saat ışık almak zorundadırlar. Bu yüzden uzun gün bitkileri genellikle ilkbahar ve yaz dönemlerinde çiçeklenir. Uzun gün bitkilerine örnek olarak arpa, buğday, dere otu ve ıspanak verilebilir. Çiçeklenmesi ve gelişimi gün uzunluğundan etkilenmeyen bitkilerde nötr gün bitkileri olarak adlandırılır. Bunlara örnek olarak; Pamuk, domates ve ayçiçeği verilebilir.

Sıcaklık

Sıcaklık, canlıların yaşam döngülerini etkileyen ve dağılışlarını sınırlayan en önemli faktörlerden biridir. Canlıların gelişmesi, üremesi ve metabolik faaliyetlerinin devam edebilmesi için bulundukları ortamın belirli bir sıcaklık aralığında olması gerekir, canlıların bünyesinde bulunan enzimlerin çalışmasını etkiler. Canlı vücutlarda bulunan enzimlerin yapısı yüksek sıcaklıkta bozulur, düşük sıcaklıklarda ise yetersiz çalışır veya hiç çalışmazlar.

Sıcaklık aynı zamanda hayvanlarda dış görüşünü ve vücut büyüklüğünü etkiler. Örneğin; soğuk bölgelerde yaşayan sıcakkanlı hayvanların vücudu, sıcak bölgede yaşayanlardan daha büyüktür (Bergman kuralı). Soğuk iklimde yaşayan sıcakkanlı hayvanların kulak ve kuyruk gibi çıkıntıları ısı kaybını azaltmak için sıcak iklimde yaşayan akrabalarına göre daha küçüktür (Allen kuralı).

Sıcaklık değişimleri hayvanlarda göç etme, üreme ve aktif olma durumlarını da etkilemektedir. Bazı kuşlar sonbahar yaklaşırken, kış şartlarının olumsuz çevre koşullarından korunmak için göç eder. Bazı hayvanlar da sıcaklığın düşmesi ile soğuk ve kurak mevsimlerde hayatta kalabilmek için yaşamsal faaliyetlerini en aza indirerek kış uykusuna yatar. Kış uykusunda hayvanlarda vücut sıcaklığı normalin altına düşer ve kalbin atım sayısı azalır. Ayılar, kurba­ğalar, köpekbalıkları, böcekler, yarasalar, yılanlar kış uykusuna yatan hayvanlardır.

Sıcaklık, bitkilerin ilkbaharda yaprak ve çiçek açmasını, sonba­harda da yaprakların dökülmesi ve bitki davranışlarını etkiler.

Su ve pH

Dünyanın yaklaşık olarak ¾’ü sularla kaplıdır ve suyun canlı yaşamı için önemi büyüktür. Dünyada yaşam olmasının sebebi sudur ve canlıların vücudunda birçok metabolik olay su varlığında gerçekleşir. Tüm hücrelerde gerçekleşen enzimatik tepkimeler için su miktarının belli bir düzeyde olması gerekir ve bu enzimatik tepkimelerin devamlılığı için tüm canlılar dışarıdan su almak zorundadır. Karada yaşayan canlılar; yağmur, kar ve buz sayesinde su ihtiyaçlarını karşılarlar. Ayrıca bitkilerin de fotosentez ile besin üretebilmesi için suya ihtiyaçları vardır.

Ortamdaki suyun miktarı, mevsimlere göre dağılışı, canlıların yaşamı için büyük önem taşır. Bitki örtüsü ve zenginliğinin oluşmasında suyun önemi büyüktür; bol yağış alan bölgeler bitki örtüsü bakımından zenginken, yağış miktarı az olan kurak iklim bölgelerinde ise bitki örtüsü yok denecek kadar azdır.

Yine ortamın pH derecesi de canlıların metabolik faaliyetlerini gerçekleştirebilmesi açısından önemli faktörlerden biridir.

Organizmaların birçoğunun iç ortamının pH’si 7 veya 7’ye yakındır. Canlıların iç ortamlarındaki küçük pH değişimleri metabolik faaliyetler üzerinde büyük değişimlere yol açar. Örneğin, insan kanının optimum pH’si 7,2’dir. Kanda meydana gelecek asitleşme ya da bazikleşme yaşamı tehlikeye sokabililir.

Okyanus ve denizlerin pH’si yaklaşık 8,2’dir. Çeşitli nedenlerle suyun asitleşmesi bu ortamda yaşayan canlılara zarar verir.

Toprak ve Mineraller

Toprak, kayaların ve inorganik maddelerin çeşitli organizmalar ve iklim koşulları gibi nedenlerle fiziksel, kimyasal ve biyolojik ayrışmasıyla meydana gelir. Toprağın yapısında %25 su, %25 hava, %45 mineral ve %5 kadar da organik madde bulunur. Toprak kara canlıların için hem yaşam ortamı hem de doğrudan ham madde kaynağıdır. Tüm canlıların yaşamlarının devam etmesi doğrudan veya dolaylı olarak toprağa bağlıdır. Bitkiler kökleri ile toprağı bağlanır ve fotosentez için gerekli mineralleri buradan sağlar. Toprakta bulunan mineraller, canlılar için hayati önem taşır.

Bu minerallerden en çok ihtiyaç duyulan karbon (C), hidrojen (H), Oksijen (O) ve azot (N)’tur. Topraktaki mineral maddelerin eksikliği tüm canlıları olumsuz etkiler; bitkilerin büyümesini, toprakta en az bulunan mineral madde sınırlar ve buna minimum kuralı denir. Örneğin; bir bitkinin yaşadığı toprakta magnezyum elementi dışında diğer tüm elementlerin yeteri kadar bulunduğunu varsayarsak, bu bitkinin gelişimi, toprakta az bulunan magnezyum elementiyle sınırlandırılır.

İklim

İklim, belli bir gölgede uzun süren hava koşullarının ortalama durumudur. İklimin oluşumunda ekosistemin dört cansız bileşeni olan; sıcaklık, ışık, rüzgâr ve suyun önemi büyüktür. İklim yeryüzü enlemlerine göre farklılıklar gösterir. Bir bölgede hüküm süren iklim koşulları da canlıların coğrafi yayılışını etkiler. Örneğin; Ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe geniş yapraklı ağaçlardan iğne yapraklı ağaçlara geçiş görüşür. 

Coğrafi olarak Kuzey yarım kürede bulunan ülkemizde deniz kıyılarında ılıman bir iklim, iç kesimlerde ise daha soğuk ve kurak bir iklim gözlenmektedir.

Coğrafi olarak Kuzey yarım kürede bulunan ülkemizde deniz kıyılarında ılıman bir iklim, iç kesimlerde ise daha soğuk bir iklim gözlenmektedir. Bu özellikler de değerlendirildiğinde genel olarak üç iklim çeşidine (Akdeniz, Karadeniz ve karasal iklim) rastlanmaktadır. Ayrıca Marmara ve Ege bölgeleri arasında bir geçiş iklimi mevcuttur.

Ekosistemin Canlı Bileşenleri (Biyotik Faktörler)

Biyotik, bir ekosistemde birbirleriyle ilişki içerisinde bulunan canlıları ifade eder. Bir ekosistemde bulunan canlılar, özellikle beslenme açısından birbirlerine bağlıdırlar. Canlılar üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar olmak üzere üç gruba ayrılır.

Üreticiler (ototrof)

İnorganik maddelerden organik maddeleri sentezleyerek kendi besinlerini üreten canlılardır. Kendi besinini kendisi üretir ve büyük çoğunluğu fotosentetik canlılardır. Bu canlılar besin üretirken güneş enerjisini kullanıyor ise fotosentetik, kimyasal enerji kullanıyor ise kemosentetik canlılar olarak adlandırılır. Ayrıca bir çok besin zincirinin ilk basamağını oluştururlar.

Karasal ekosistemde yer alan üreticiler; atmosferdeki oksijen ve karbondioksit dengesini korurlar. Ayrıca bitkiler, toprağın üst kısmını yutarak erozyonu önlemede etkilidirler. Bitkiler, algler, öglena, bazı bakteriler ve bazı arkeler üretici canlılardır.

Tüketiciler (heterotrof)

Kendi besinini kendisi üretemeyen, ihtiyaç duydukları besinleri dışarıdan hazır almak zorunda olan canlılardır. Hayvanlar, bazı mantarlar, bazı bakteri ve protistler tüketici canlılardır.

Doğrudan üretici canlılarla beslenen tüketicilere birincil tüketici, bunlarla beslenenlere ikincil, ikincillerle beslenen canlılara ise üçüncül tüketici denir. Herhangi bir beslenme basamağındaki sayıca artma ya da azalma ekosistemdeki dengeyi bozar.

Ayrıştırıcılar (saprofitler)

Doğadaki ölü organizmaları, dökülmüş yaprakları, dışkıları ve diğer organik maddeleri hücre dışı sindirim yoluyla sindirerek besin ve enerji ihtiyaçlarını karşılayan canlı grubudur.  Bunların ayrıştırılmasıyla canlı dokularında biriken organik maddeler inorganik maddelere parçalayarak yeniden üretici canlıların kullanımına sunulur ve tekrar ekosisteme kazandırılır. Ayrıştırıcılar her ekosistemde bulunur ve madde döngüsündeki rolü çok önemlidir. Mantarlar ve bazı bakteriler bu gruba örnektir.