Ekosistem Nedir? Bileşenleri, Enerji Akışı ve Madde Döngüleri

Bir Alanı Ekosistem Yapan Canlı ve Cansız Unsurlar

Ekosistemin biyotik ve abiyotik olmak üzere iki ana unsuru vardır.

Biyotik unsurlar, alandaki canlı bileşenlerdir. Bitkiler, hayvanlar, mantarlar, bakteriler ve diğer canlı organizmalar bu gruba girer. Bu canlılar yalnızca tür olarak değil, ekosistemde üstlendikleri işlev bakımından da değerlendirilir. Örneğin bir göldeki algler üretici, alglerle beslenen küçük canlılar tüketici, ölü maddeleri parçalayan mantar ve bakteriler ise ayrıştırıcı işlevi görebilir.

Abiyotik unsurlar, canlı olmayan fiziksel ve kimyasal koşullardır. Işık, sıcaklık, su, nem, toprak yapısı, pH, hava ve çözünmüş oksijen bunlara örnek verilebilir. Bu faktörler canlıların yaşayabileceği koşulları sınırlar. Göl ekosisteminde ışığın suya ne kadar nüfuz ettiği fotosentez yapan canlıların dağılımını etkileyebilir; çözünmüş oksijen miktarı da suda yaşayan canlıların yaşamını etkileyen bir koşuldur.

Bir faktörün ekosistemde bulunması tek başına yeterli değildir; o faktörün miktarı ve diğer koşullarla ilişkisi önemlidir. Örneğin ışık, üreticiler için gereklidir ancak ışık alan bir ortamda su veya uygun sıcaklık yoksa üreticilerin gelişmesi yine sınırlanabilir. Bu nedenle sorularda bir canlıyı değerlendirirken yalnızca canlı özelliğine değil, ortamın abiyotik koşullarına da bakılmalıdır.

Ekosistem, canlıların rastgele yan yana geldiği bir alan değildir. Canlılar beslenme, rekabet, avlanma, ortak yaşam ve ayrıştırma gibi ilişkiler kurar. Cansız çevre de bu ilişkilerin gerçekleşebileceği çerçeveyi oluşturur.

Üretici-Tüketici-Ayrıştırıcı Rollerini Beslenme İlişkisiyle Okumak

Ekosistemdeki canlılar işlevsel olarak üretici, tüketici ve ayrıştırıcı gruplarıyla açıklanabilir. Bu gruplar, bir türün adından çok ekosistemde ne yaptığına odaklanır.

Üreticiler, fotosentez veya kemosentez yoluyla kendi organik besinlerini üreten canlılardır. Üreticiler, dışarıdan alınan enerjiyi organik besinlerde depolayarak besin ilişkilerinin başlangıç noktasını oluşturur. Lise düzeyindeki örneklerin çoğu fotosentez yapan bitki ve alglerdir; ancak kemosentez yapan bazı canlılar da üretici olarak kabul edilir. Bu nedenle bir canlıyı yalnızca bitki olduğu için değil, üretim işlevi nedeniyle üretici olarak sınıflandırmak gerekir.

Tüketiciler, besinlerini başka canlılardan veya onların oluşturduğu organik maddelerden sağlayan canlılardır. Bitkiyle beslenen bir canlı birincil tüketici, onunla beslenen bir canlı ise daha üst düzey tüketici olarak gösterilebilir. Bir canlı hem bitki hem hayvan yiyorsa, beslenme durumuna göre farklı besin zincirlerinde farklı trofik düzeylerde bulunabilir. Bu yüzden tüketici sınıflandırması, yalnızca canlının türüne göre değil, hangi besinle beslendiğine göre yapılır.

Ayrıştırıcılar, ölü organizmaları ve organik atıkları daha basit maddelere ayıran başlıca mantar ve bakterilerdir. Ayrıştırma sonucunda maddeler çevreye döner ve üreticilerin yeniden kullanabileceği hâle gelebilir. Ayrıştırıcılar, besin zincirinin yalnızca sonunda yer alan canlılar gibi düşünülmemelidir; ölü organizmaların bulunduğu her aşamada madde dönüşümüne katkı sağlarlar.

Bu üç işlevsel grup bir ekosistemin işleyişini açıklamak için kullanılır; ancak her ekosistemde bu grupların aynı sayıda türle veya aynı yoğunlukta bulunması gerekmez. Bir ortamda üretici, tüketici ve ayrıştırıcı rollerinin nasıl gerçekleştiği; ortamın su, toprak, ışık ve sıcaklık koşullarına bağlıdır.

Besin Zincirinde Enerjinin İzlediği Yol

Ekosisteme enerji çoğunlukla güneş ışığıyla girer. Fotosentez yapan üreticiler bu enerjiyi kimyasal enerjinin bulunduğu organik besinlere dönüştürür. Tüketiciler üreticileri veya başka tüketicileri besin olarak aldığında enerji beslenme yoluyla aktarılır.

Örnek bir besin zinciri şu şekilde gösterilebilir: çimen → çekirge → kurbağa → yılan. Burada çimen üretici, çekirge birincil tüketici, kurbağa daha üst düzey tüketici, yılan ise zincirin sonraki tüketicisidir. Oklar, genellikle besinin ve enerjinin hangi canlıdan hangi canlıya aktarıldığını gösterir; okun yönü yiyenden yenilene doğru değil, besin kaynağından beslenen canlıya doğrudur.

Enerji akışı ile madde döngüsü aynı şey değildir. Enerji bir canlıdan diğerine aktarılırken bir bölümünün ısı olarak çevreye yayılması nedeniyle sistemde aynı biçimde dolaşıp başlangıç noktasına dönmez. Buna karşılık su, karbon ve azot gibi maddeler canlılar ile cansız çevre arasında farklı süreçlerle yeniden dolaşabilir.

Besin zincirleri doğadaki bütün ilişkileri tek başına göstermez. Bir canlı birden fazla canlıyla beslenebilir veya birden fazla canlının besini olabilir. Bu bağlantılar birlikte ele alındığında besin ağı oluşur. Sınav sorusunda bir türün sayısındaki değişim soruluyorsa, yalnızca tek bir zincire bakmak yerine türün bulunduğu tüm besin ilişkilerini ve abiyotik koşulları değerlendirmek gerekir.

Üretici sayısındaki azalma, ona bağlı birincil tüketiciler için besin miktarını azaltabilir. Bunun sonucunda üst düzey tüketiciler de dolaylı olarak etkilenebilir. Ancak sonuç, türlerin beslenme çeşitliliğine, çevre koşullarına ve sistemdeki diğer canlıların rolüne bağlıdır; tek bir değişiklik için her ekosistemde aynı sonucu varsaymak doğru değildir.

Su, Karbon ve Azotun Ekosistem İçinde Yeniden Kullanılması

Madde döngüleri, bir maddenin canlılar ve cansız çevre arasında farklı biçimlerde dolaşmasını açıklar. Ekosistemde enerji akışının aksine maddeler uygun koşullarda yeniden kullanılabilir.

Su döngüsünde su; buharlaşma, yoğunlaşma ve yağış gibi süreçlerle atmosfer, kara ve su ortamları arasında hareket eder. Canlılar suyu alır, kullanır ve çeşitli yollarla çevreye geri bırakır. Yağış miktarı ve nem, özellikle kara ekosistemlerinde hangi canlıların yaşayabileceğini etkileyen abiyotik koşullardır.

Karbon döngüsünde atmosferdeki karbondioksit, fotosentez sırasında üreticiler tarafından organik besinlerin yapısına katılabilir. Üreticilerle beslenen tüketiciler karbonu bünyelerine alır. Solunum, ölü organizmaların ayrıştırılması ve bazı yanma süreçleri karbonun yeniden çevreye dönmesine katkı sağlayabilir. Bu süreçler, karbonun canlı ve cansız bileşenler arasında taşındığını gösterir.

Azot döngüsünde azot, canlıların yapısında bulunan önemli maddelerin oluşumunda kullanılır. Ancak atmosferdeki azot gazı, canlıların tamamı tarafından doğrudan kullanılamaz. Topraktaki bazı mikroorganizmaların gerçekleştirdiği dönüşümler, azotlu maddelerin üreticiler tarafından alınabilir hâle gelmesine katkı sağlar. Ölü organizmaların ayrıştırılması da azotlu maddelerin çevreye dönmesinde rol oynar.

Döngü kavramı, maddenin hiçbir değişime uğramadan aynı biçimde dolaştığı anlamına gelmez. Su, karbon ve azot farklı kimyasal biçimlere dönüşerek ekosistemin farklı bölümlerine katılabilir. Sorularda döngü ile enerji akışını ayırmak için şu ölçüt kullanılabilir: Yeniden kullanılabilen su, karbon ve azot madde döngüsüne; üreticiden tüketiciye aktarılıp bir kısmı ısıya dönüşen enerji ise enerji akışına örnektir.

Göl, Orman ve Çöl Ekosistemlerini Cansız Koşullarla Karşılaştırmak

Ekosistem örnekleri, biyotik unsurların abiyotik koşullara nasıl uyum sağladığını görmek için karşılaştırılabilir.

Tatlı su ekosisteminde su bitkileri ve algler üretici olabilir. Balıklar, su böcekleri ve diğer canlılar tüketici rolü üstlenebilir; çamur ve su içindeki bakteriler ile mantarlar ayrıştırmaya katkı sağlar. Suyun sıcaklığı, ışığın suya ulaşma miktarı ve çözünmüş oksijen gibi koşullar canlıların dağılımını etkiler.

Orman ekosisteminde ağaçlar ve diğer bitkiler üreticidir. Böcekler, kuşlar, geyikler ve yırtıcılar farklı tüketici basamaklarında yer alabilir. Topraktaki mantar ve bakteriler ölü yaprakların ve diğer organik maddelerin parçalanmasına katkı sağlar. Yağış, sıcaklık ve toprak yapısı ormandaki canlı çeşitliliğini etkileyen başlıca çevre koşulları arasındadır.

Çöl ekosisteminde temel belirleyici koşul yağışın azlığı ve buna bağlı su kıtlığıdır. Sıcaklık ve nem, çölün türüne ve bölgesine göre değişebilir. Kaktüs gibi su depolayabilen bitkiler üretici olabilir; böcekler, deve ve çakal gibi canlılar tüketici olarak bulunabilir. Çölde yaşayan canlıların su kaybını azaltan veya suyu kullanma biçimini değiştiren özelliklere sahip olması, ortam koşullarının canlı dağılımını sınırladığını gösterir.

Bu örneklerde aynı canlıların her ortamda yaşayamayacağı sonucu çıkarılabilir; fakat bunu yalnızca sıcaklıkla açıklamak eksik olur. Su miktarı, nem, ışık, toprak ve besin kaynakları birlikte değerlendirilmelidir. Bir türün bulunmaması, o türün hiçbir koşulda yaşayamayacağı anlamına değil, incelenen ortamın mevcut koşullarının o tür için uygun olmayabileceğine işaret eder.

Çözümlü Örnekler

Örnek 1: Besin zincirinde rol ve ok yönü

Verilenler: Bir çayırda çimen, çekirge, kurbağa ve yılan bulunmaktadır. Çekirge çimenle, kurbağa çekirgeyle, yılan da kurbağayla beslenmektedir.

Çözüm adımları:

1. Kendi besinini fotosentezle oluşturan canlıyı belirleriz. Çimen üreticidir.
2. Çimenle beslenen canlıyı belirleriz. Çekirge birincil tüketicidir.
3. Çekirgeyle beslenen kurbağa, birincil tüketiciyi tükettiği için daha üst düzey tüketicidir.
4. Kurbağayla beslenen yılan, zincirde kurbağadan sonra yer alır.
5. Besin ve enerji aktarım yönünü üreticiden tüketicilere doğru yazarız: çimen → çekirge → kurbağa → yılan.

Sonuç: Çimen üretici; çekirge, kurbağa ve yılan tüketicidir. Oklar, besin kaynağından beslenen canlıya yönelir. Örneğin çekirge sayısı azalırsa kurbağanın besin kaynağı azalabilir; ancak kesin sonucu söylemek için kurbağanın başka besinlerle beslenip beslenmediği de bilinmelidir.

Örnek 2: Bir gölde abiyotik faktörün etkisi

Verilenler: Bir gölde suya ulaşan ışık miktarı azalmış, algler daha az fotosentez yapmaya başlamış ve alglerle beslenen küçük canlıların sayısı düşmüştür.

Çözüm adımları:

1. Işık, canlı olmadığı için abiyotik faktördür.
2. Algler fotosentez yapan üreticilerdir.
3. Işık azaldığında alglerin üretim faaliyetleri sınırlanabilir.
4. Alglerle beslenen küçük canlıların besin miktarı azalır; bu nedenle onların sayısı da düşebilir.
5. Bu canlılarla beslenen balıklar varsa, balıkların besin ilişkileri de dolaylı biçimde etkilenebilir.

Sonuç: Değişim, abiyotik bir faktörün üreticiyi ve üreticiye bağlı tüketicileri etkilemesine örnektir. Ancak balık sayısının kesin olarak aynı oranda azalacağı söylenemez; balıkların başka besin kaynakları, göldeki diğer üreticiler ve değişimin süresi bilinmelidir.

Sık Yapılan Hatalar ve Karıştırılan Kavramlar

Ekosistem ile habitatı aynı sanmak: Habitat, belirli bir canlının yaşadığı yer veya ortamdır. Ekosistem ise o alandaki canlılar ile cansız çevrenin karşılıklı ilişkilerini kapsar. Bir ağacın gövdesi bazı canlılar için habitat olabilir; ağacın, böceklerin, kuşların, toprağın, ışığın ve nemin birlikte oluşturduğu ilişkiler ise daha geniş ekosistem bağlamında incelenir.

Enerji döngüsü demek: Enerji ekosistemde üreticiden tüketicilere aktarılır ve aktarım sırasında bir bölümü ısı olarak çevreye yayılır. Bu nedenle enerji akışı ile su, karbon ve azotun madde döngülerini birbirine karıştırmamak gerekir.

Ayrıştırıcıları yalnızca besin zincirinin son halkası sanmak: Ayrıştırıcılar, ölü organizmaları ve organik atıkları parçalayarak maddelerin çevreye dönmesine katkı sağlar. Bu görev, üreticilerin kullanabileceği maddelerin yeniden ortaya çıkması açısından önemlidir.

Her bitkiyi üretici kabul etmek: Üretici sınıflandırmasında temel ölçüt, ışık enerjisiyle fotosentez veya kimyasal enerjiyle kemosentez yaparak inorganik maddelerden organik madde üretmektir. Bir canlının görünüşü veya bitkiye benzemesi tek başına yeterli ölçüt değildir.

Bir tür azalınca sonucu kesinmiş gibi yazmak: Bir türün azalması, onunla beslenen veya onun tarafından tüketilen türleri etkileyebilir; fakat etkinin yönü ve büyüklüğü besin ağına, alternatif besinlere ve çevre koşullarına bağlıdır. Soruda verilen ilişkilerin dışına çıkarak kesin sonuç üretmek hatalıdır.

Ekosistemde mutlaka her rolün tek bir türle temsil edildiğini düşünmek: Üretici, tüketici ve ayrıştırıcı rolleri işlevsel gruplardır. Aynı rolü birden fazla tür üstlenebilir; bir tüketici de farklı beslenme ilişkilerinde farklı trofik düzeylerde yer alabilir.