Ekoloji Nedir? Organizma, Popülasyon ve Ekosistem İlişkileri

Bir canlıdan biyosfere: 5 ekolojik inceleme düzeyi nasıl ayrılır?

Ekoloji, olayın kapsamına göre 5 temel organizasyon düzeyinde incelenebilir. Bu düzeyler birbirinin eş anlamlısı değildir; her biri farklı bir soruya cevap verir.

1. Organizma: Tek bir canlının çevresiyle ilişkisi incelenir. Soru, ‘Bu birey hangi sıcaklıkta yaşayabilir veya ışık eksikliğine nasıl tepki verir?’ biçimindedir.

2. Popülasyon: Aynı türün, belirli bir bölgede yaşayan bireyleri ele alınır. Popülasyon büyüklüğü, yoğunluğu, dağılımı ve zaman içindeki değişimi incelenir. Örneğin belirli bir göldeki aynı balık türünün birey sayısındaki değişim popülasyon ekolojisinin konusudur. Daha fazla ayrıntı için Popülasyon Ekolojisi sayfasına bakılabilir.

3. Komünite: Aynı bölgede yaşayan farklı türlere ait popülasyonların oluşturduğu canlılar topluluğudur. Rekabet, avlanma ve simbiyoz gibi türler arası ilişkiler bu düzeyde değerlendirilir. Bir ormandaki ağaç, kuş, böcek, mantar ve mikroorganizma topluluklarının ilişkileri komünite ekolojisine örnektir. Konu, Komünite Ekolojisi ile birlikte çalışılabilir.

4. Ekosistem: Bir komünite ile onun cansız çevresinin birlikte oluşturduğu sistemdir. Canlı bileşenler ile su, ışık, sıcaklık, toprak ve atmosferik gazlar gibi cansız bileşenler arasındaki madde ve enerji ilişkileri incelenir. Ekosistem Ekolojisi, bu düzeyin ayrıntılı devamıdır.

5. Biyosfer: Dünya üzerindeki tüm ekosistemlerin toplamıdır. İklim, okyanuslar, kara ekosistemleri ve küresel ölçekteki etkileşimler bu kapsamda ele alınır. Biyosfer, listedeki en geniş düzeydir; fakat her küresel olayın tek başına yalnızca biyosfer ekolojisiyle açıklanacağı anlamına gelmez.

Karar kuralı: Soruda tek canlı ve çevresel tolerans varsa organizma; aynı türün bireyleri ve sayısal değişimi varsa popülasyon; birden fazla türün ilişkisi varsa komünite; canlı-cansız bileşenler birlikte ve enerji-madde alışverişiyle veriliyorsa ekosistem düzeyi düşünülür.

Biyotik ve abiyotik faktörleri aynı olay üzerinde okumak

Bir ekosistemin bileşenleri iki ana grupta incelenir. Biyotik faktörler canlı bileşenlerdir: aynı türün bireyleri, farklı türler, avcılar, avlar, rakipler, parazitler ve besin kaynakları bu gruba girer. Abiyotik faktörler ise canlı olmayan çevre koşullarıdır: sıcaklık, ışık, su, toprak yapısı, pH ve atmosferik gazlar bunlara örnektir.

Bu iki grup birbirinden kopuk değildir. Örneğin su miktarındaki azalma abiyotik bir değişimdir; fakat bunun sonucunda bitki yoğunluğu azalabilir, otçulların besin kaynağı daralabilir ve avcıların sayısı değişebilir. Aynı şekilde bitkilerin fotosentez yoluyla ortamı ve besin ilişkilerini etkilemesi, biyotik bir etkinin çevre koşullarıyla bağlantısını gösterir.

Bir faktörün ‘sınırlayıcı faktör’ olarak adlandırılması, o faktörün belirli bir canlı veya popülasyon için büyüme, çoğalma ya da dağılımı kısıtlaması anlamına gelir. Bu ifade bütün türler için aynı koşulun geçerli olduğu anlamına gelmez. Bir tür için su miktarı belirleyici olabilirken başka bir tür için ışık, sıcaklık, besin veya habitat alanı daha sınırlayıcı olabilir.

Nasıl yorumlanır? Bir canlının belirli bir ortamda bulunmaması, tek başına o ortamın tamamen uygunsuz olduğunu kanıtlamaz. Önce hangi çevresel değişkenin değiştiği, bu değişkenin türün yaşam gereksinimiyle nasıl karşılaştırıldığı ve başka faktörlerin sonucu değiştirip değiştirmediği incelenmelidir. Ekolojik sonuçlar çoğunlukla tek nedenli değil, birden fazla faktörün birlikte etkisiyle ortaya çıkar.

Güneşten tüketiciye: enerji akışı neden madde döngüsünden farklıdır?

Enerji çoğu ekosistemde güneşten gelir ve fotosentezle yakalanır; ancak bazı ekosistemlerde kemoototrof üreticiler inorganik maddelerin oksidasyonundan elde edilen kimyasal enerjiyi kullanır. Bu besinler besin zincirleri ve Besin Ağları aracılığıyla tüketicilere aktarılır. Ayrıştırıcılar da ölü organizmaların ve atıkların parçalanmasında rol oynar.

Beslenme ilişkileri, üreticilerden başlayarak farklı trofik seviyeler oluşturur. Üreticiler ilk trofik seviyede; üreticilerle beslenen canlılar bir sonraki seviyede; onları tüketen canlılar ise daha üst seviyelerde yer alır. Bir türün birden fazla canlıyla beslenmesi veya farklı canlılar tarafından tüketilmesi, tek bir zincir yerine besin ağı oluşturur.

Enerji akışında kritik nokta, enerjinin trofik düzeyler arasında aktarılırken bir bölümünün ısı olarak kaybedilmesidir. Bu nedenle ekosistemde üst trofik seviyelere çıkıldıkça kullanılabilir enerji azalır. Kaynak metin belirli bir enerji aktarım yüzdesi vermediği için, sınav veya anlatım sırasında yaygın yüzdeleri bu rehberin kesin verisi gibi kullanmamak gerekir. Doğru çıkarım, enerjinin tek yönlü aktığı ve her aktarımda kayıp yaşandığıdır.

Madde ise enerji gibi yalnızca tek yönde ilerlemez. Karbon, azot, su ve fosfor gibi maddeler canlılar, atmosfer, su küre ve toprak-kayaç sistemi arasında dolaşır. Bu süreçler Madde Döngüleri başlığında incelenir.

Ayırma ipucu: ‘Enerji nereden gelir, hangi trofik düzeylere aktarılır?’ sorusu enerji akışını; ‘Karbon veya su hangi ortamlar arasında geçiş yapar?’ sorusu madde döngüsünü sorgular. Enerji akışı ile madde döngüsü aynı kavram değildir.

Popülasyonun değişimini açıklamak: sayı, dağılım ve etkileşim

Popülasyon, belirli bir zamanda belirli bir bölgede yaşayan, aynı türe ait ve birbiriyle etkileşebilen ya da üreyebilen bireyler topluluğudur. Popülasyonun yalnızca toplam birey sayısını bilmek yeterli değildir. Bireylerin alana nasıl dağıldığı, yoğunluğun zamanla nasıl değiştiği ve doğum-ölüm ile göç hareketlerinin sonucu nasıl etkilediği de önemlidir.

Bir popülasyonun büyüklüğü doğumlar ve dışarıdan gelen bireylerle artabilir; ölümler ve dışarıya göçlerle azalabilir. Bu nedenle gözlenen bir artış, yalnızca doğumların arttığını göstermez. Benzer biçimde sayıdaki düşüş, yalnızca ölümlerle açıklanamayabilir. Sınav sorularında bu ayrımı yapabilmek için doğum, ölüm, içe göç ve dışa göç ifadelerini ayrı ayrı izlemek gerekir.

Popülasyonun çevreyle ilişkisi, taşıma kapasitesi ve sınırlayıcı faktörlerle birlikte düşünülür. Ancak belirli bir ortamın kaç birey taşıyacağını, kaynakta veri yoksa kesin bir sayı olarak söylemek doğru değildir. Su, besin, yaşam alanı, hastalıklar ve avlanma baskısı gibi etkenler popülasyonun büyümesini sınırlandırabilir.

Türler arası ilişkiler de popülasyonların dağılımını ve bolluğunu etkiler. Rekabet, iki canlının aynı sınırlı kaynağı kullanması durumunda ortaya çıkabilir. Avlanmada bir tür diğerini tüketir; simbiyozda ise türler arasında uzun süreli ilişkiler bulunur. Bu ilişkilerin etkisi, tarafların nasıl ve ne ölçüde yarar ya da zarar gördüğüne göre değerlendirilmelidir. Ayrıntılı ilişki çözümlemeleri için Komünite Ekolojisi sayfası kullanılabilir.

Ekolojik niş, biyoçeşitlilik ve ekosistemin tepkisi

Ekolojik niş, bir türün ekosistemdeki rolünü ve kaynakları kullanma biçimini ifade eder. Yalnızca türün yaşadığı yer değildir. Bir türün neyle beslendiği, hangi koşullarda yaşadığı, hangi canlılarla etkileştiği ve enerji akışındaki rolü nişinin parçalarıdır. Bu nedenle aynı habitatta yaşayan iki türün nişleri tamamen aynı olmak zorunda değildir.

Aynı kaynak için rekabet eden türlerin kaynak kullanımında farklılaşması, birlikte yaşamalarını etkileyebilir. Fakat ‘iki tür mutlaka birbirini yok eder’ gibi genel bir sonuç çıkarılamaz; kaynakların miktarı, çevre koşulları ve türlerin kullanım biçimleri birlikte incelenmelidir.

Biyoçeşitlilik üç düzeyde ele alınabilir: genetik çeşitlilik, tür çeşitliliği ve ekosistem çeşitliliği. Bu üç düzey aynı şey değildir. Bir bölgede tür sayısı fazla olabilir; fakat türlerin genetik çeşitliliği düşük olabilir. Benzer biçimde çok sayıda tür barındıran tek bir habitat, ekosistem çeşitliliğinin yüksek olduğu anlamına gelmez.

Ekosistemler bozulma sonrasında farklı tepkiler gösterebilir. Direnç, bir bozulma sırasında temel yapı ve işlevlerin korunabilmesi; dayanıklılık ise bozulma sonrasında önceki duruma dönme kapasitesi olarak açıklanır. Bu iki kavramı karıştırmamak gerekir: biri bozulma anındaki korunmayı, diğeri sonrasındaki toparlanmayı vurgular.

Ekosistemlerin insanlara sağladığı temiz su, tozlaşma, toprak oluşumu, besin döngüleri, iklim düzenleme ve rekreasyon gibi faydalar ekosistem hizmetleri olarak adlandırılır. Bu hizmetlerin devamı, canlı çeşitliliği ve ekosistemin işleyişiyle bağlantılıdır. İnsan faaliyetlerinin çevre üzerindeki etkilerini Çevre Sorunları ve Sürdürülebilirlik başlıklarıyla birlikte değerlendirmek gerekir.

Çözümlü örnekler: ekolojik düzeyi ve sınırlayıcı faktörü bulma

Örnek 1 — İnceleme düzeyi

Verilenler: Bir gölde yaşayan aynı balık türünün birey sayısı 3 yıl boyunca izleniyor. Araştırmada doğum, ölüm ve göç hareketleriyle birlikte popülasyonun dağılımı inceleniyor.

Çözüm adımları:

1. İncelenen canlıların aynı türe ait olduğu belirlenir.
2. Tek bir bireyin davranışı değil, bireyler grubunun sayısı ve dağılımı ele alınır.
3. Zaman içindeki değişim ile doğum, ölüm ve göç verileri kullanıldığı için konu popülasyon düzeyindedir.

Sonuç: Bu çalışma popülasyon ekolojisi kapsamındadır. Eğer soruda balıklarla birlikte algler, kuşlar ve mikroorganizmalar arasındaki ilişkiler verilseydi komünite düzeyine; su sıcaklığı ve çözünmüş gazlarla birlikte tüm sistemin enerji-madde ilişkisi verilseydi ekosistem düzeyine yaklaşılırdı.

Örnek 2 — Sınırlayıcı faktör

Verilenler: Aynı bitki türünün iki yetişme alanında sıcaklık ve toprak nemi karşılaştırılıyor. Birinci alanda ışık yeterli, sıcaklık uygun ve toprak nemli; ikinci alanda ışık yeterli ve sıcaklık uygun olmasına rağmen toprak nemi düşük. İkinci alandaki bitkilerin büyümesi daha yavaş.

Çözüm adımları:

1. İki alanda ortak kalan koşullar belirlenir: ışık ve sıcaklık.
2. Farklı olan çevresel değişken toprak nemidir.
3. Büyüme farkı, verilen koşullar içinde nem eksikliğinin kısıtlayıcı olabileceğini gösterir.
4. Sonuç yalnızca bu deney düzeni için geçerlidir; başka bir türde veya başka bir ortamda farklı faktör sınırlayıcı olabilir.

Sonuç: Bu örnekte toprak nemi, bitkinin büyümesini sınırlayan faktör olarak yorumlanır. ‘Bitkinin yaşadığı her ortamda en önemli faktör sudur’ sonucu çıkarılamaz.

Sık yapılan hatalar ve karıştırılan kavramlar

• Ekoloji ile çevre sorunlarını eş anlamlı sanmak: Ekoloji canlı-çevre ilişkilerini araştıran bilim dalıdır. Çevre sorunları ise bu ilişkileri bozan kirlilik, habitat kaybı veya kaynak baskısı gibi durumları konu edinir. Çevre sorunları ekolojinin önemli uygulama alanlarından biridir; ekolojinin tamamı değildir.

• Habitat ile nişi karıştırmak: Habitat, canlının yaşadığı yer veya ortamdır. Niş, canlının bu ortam içindeki rolü ve kaynak kullanım biçimidir.

• Komünite ile ekosistemi aynı kabul etmek: Komünite yalnızca canlı popülasyonlarını kapsar. Ekosisteme su, ışık, sıcaklık ve toprak gibi cansız bileşenler de katılır.

• Besin zinciri ile besin ağını ayırmamak: Besin zinciri tek bir beslenme yolunu gösterir. Birden fazla zincirin kesişmesiyle daha karmaşık besin ağları oluşur.

• Enerji ve maddeyi aynı biçimde düşünmek: Enerji trofik düzeyler boyunca aktarılır ve aktarım sırasında ısı kaybı yaşanır. Maddeler ise farklı canlı ve cansız ortamlar arasında döngü yapar.

• Direnç ile dayanıklılığı ters kullanmak: Direnç, bozulmaya rağmen yapıyı koruma; dayanıklılık, bozulmadan sonra toparlanma kapasitesidir.

• Her değişimi tek bir nedene bağlamak: Bir popülasyonun azalması yalnızca ölüm oranıyla değil, dışa göç, besin azalması, avlanma veya habitat değişimiyle de ilişkili olabilir. Verilen değişkenler tek tek kontrol edilmeden kesin neden söylenmemelidir.

• Biyoçeşitliliği yalnızca tür sayısı sanmak: Biyoçeşitlilik; genetik, tür ve ekosistem çeşitliliği olmak üzere üç düzeyde ele alınır. Tür sayısı bunlardan yalnızca biridir.