... konulu sunumlar: "Ekolojiye Giriş ve Biyosfer Ekoloji, organizmaların birbirleri ve çevreleriyle olan etkileşimlerini, ilişkilerini araştıran bir bilim dalıdır. Çeşitli."— Sunum transkripti:
1
Ekolojiye Giriş ve Biyosfer Ekoloji, organizmaların birbirleri ve çevreleriyle olan etkileşimlerini, ilişkilerini araştıran bir bilim dalıdır. Çeşitli organizmaların dünyamızdaki dağılışını, bolluğunu, davranış şeklini ve evrimsel uyumlarını belirlemeye çalışır. Sonuçta, gezegenimizin sınırlı kaynaklarını dengeli kullanmayı sağlayacak bilgileri sunar.
2
Ekolojinin Faaliyet Alanı İnsanlar her zaman, diğer organizmaların yayılışına ve bolluğuna ilgi duymuşlardır. Bu süreç tarih öncesi insanlardan başlayıp, günümüze kadar süre gelmiştir. Ekoloji, tanımlayıcı bir bilim olmasının karşın, deneysel yönü son yıllarda hızla artmıştır.
3
Ekologlar, bugün ise pek çok soruya cevap aramaktadırlar. Sequa ağaçları Colorado’da neden gelişmez? Minnesota’da sıtma taşıyan sinekler neden yok? Çitalar neden yok olma tehdidi yaşamaktadır? Caretta caretta nasıl korunabilir? Pek çok soruya cevap bulabilmek için gözlem ve deneyler kullanır, hipotezleri test eder.
4
5
Organizmaların çevreleri ile olan etkileşimleri, organizmaların yayılış alanları ve bollukları ekolojinin ilgi alanlarıdır. Her hangi bir organizmaların çevresi, abiyotik ve biyotik faktörleri içerir. Hiçbir organizma yalnız değildir ve bir diğer organizmanın çevresinin bir parçasıdır. Etkileşimler, av-avcı ilişkisi, rekabet ilişkisi karşılıklı yararlanma vb. düzeyinde olabilir.
6
Ekoloji ve evrimsel biyoloji yakından ilişkilidir. Organizmaların evrimsel uyumundaki ekolojik, çevresel etkilerle ilgilenir. Örneğin tarla farelerini avlayan bir şahinin daha etkin şekilde avlanabilmesini sağlayan mekanizmalar ile avın da avcıdan kaçabilmek için geçirdiği değişimlerin mekanizmasını evrimsel bir temelde açıklamaya çalışır.
7
Ekolojik araştırmaların sınırları bireysel organizmaların adaptasyonlarından başlayarak biyosfer dinamiklerine kadar uzanır. Organizma Populasyon Komünite Ekosistem Biyosfer
8
Ekoloji, çevresel sorunları değerlendirme için bilimsel bir ortam hazırlar. Her düzeyde çevre kirliliği bugün biyosferin en önemli sorunlarındandır. Pek çok yaşam alanı kirlenmiş, bozulmuş ya da yok olmuştur. Bir çok tür ortadan kalkmış, bir çoğu da yok olma tehdidi yaşamaktadır. Ekologlar, ekoloji bilgisi ile tüm bu sorunların çözümünde zemin hazırlarlar, halkı bilinçlendiriler ve korumaya yönelik kararların alınmasını sağlarlar. Kısaca, önlem prensibini yerleştirmeye çalışırlar.
9
Organizmaların Yayılışını Etkileyen Faktörler Belirli bir türün coğrafik yayılışını neyin sınırladığını belirlemek için pek çok soru sormak gerekir.
10
Türün dispersali, organizmaların yayılışına katkı yapar Kuzey Amerika’da neden kanguru yoktur? Biyocoğrafik cevaplar en basit olanıdır: dispersali engelleyen doğal engeller vardır.
11
Davranış ve habitat seçimi, organizmaların yayılışına katkı yapar Davranış farklılıklarına bağlı sınırlamalar olabilir. Uygun habitatlar bulunamıyorsa yayılış sağlanamaz.
12
Biyotik faktörler organizmaların yayılışını etkiler Yeni ortamda bağımlı olunan türler olmayabilir. Avlanma, hastalık ya da rekabete bağlı olumsuz etkiler de sınırlama yapabilir.
13
Abiyotik faktörler organizmaların yayılışını etkiler Sıcaklık Su Güneş Işığı Rüzgar Kayalar ve Toprak Sıcaklık, su, ışık ve rüzgar iklimin ana elemanlarıdır.Organizmaların coğrafik yayılış alanını belirleyen en önemli faktörler sıcaklık ve sudur.
14
Karasal Biyomlar Karasal biyomların coğrafik yayılışı, büyük ölçüde, iklimdeki bölgesel değişiklikler üzerine dayanır. Karasal biyomlar, sıklıkla, temel fiziksel ya da iklimsel özelliklere göre ve sahip oldukları baskın bitki örtüsüne göre isimlendirilirler. Her biyom aynı zamanda belirli bir çevreye uyum sağlamış mikroorganizmalar, mantarlar ve hayvanlarla tanınır.
15
Karasal Biyomlar
16
İklim ve Biyomlar
17
18
Büyük su kütlelerine yakınlık ve dağ sıraları gibi topoğrafik özellikler, bölgesel ölçekte, iklimi farklı alanlar yaratabilir. İklimdeki bu bölgesel, yöresel değişiklikler, biyosferdeki yama şeklindeki oluşumlara neden olur. Okyanus akıntıları, hava kütlelerini aşırı derecede ısıtmak ya da soğutmak süretiyle kıtaların kıyıları boyunca, iklimi etkiler.
19
İklim ve Biyomlar Dağlar da güneş radyasyonu, yöresel sıcaklık ve yağış üzerinde önemli etkiye sahiptir.
20
Mevsimsel sıcaklık değişimlerine gölcükler ve göller de duyarlıdır. Ilıman bölgedeki göllerin çoğu yaz ve kış mevsimi boyunca sıcaklık tabakalaşması gösterir. Bu Turnover olayıdır.
21
Mikroklima İklim çok ince ölçekte de değişiklik gösterir, buna mikroklima denir. Orman zemini ya da bir kayanın altı için mikroklima terimi kullanılır. Orman ağaçları zemindeki mikroklimayı yumuşatır. Açık alanlar ormanların iç kısımlarına göre daha sıcak ve kuraktır. Eğer orman içerisindeki bir kütüğü kaldırırsanız, sıcaklık ve nem uç değerlerini tamponlayan mikroçevrede yaşayan pek çok hayvanı bulabilirsiniz.
22
Sucul Biyomlar Sucul (akuatik) biyomlar, biyosferin en büyük kısmını teşkil eder. Bir çok sucul biyom, fiziksel ve kimyasal değişkenler bakımından bir dikey tabakalaşma sergiler. Fotik zon, afotik zon, termoklin zon, bentik zon gibi Okyanuslar Denizler Göller Göletler Akarsular Nehirler Dereler Bataklıklar Sulak alanlar Estuari (lagün) Mercan resifleri
23
Sucul Biyomlar
24
25
26
27
28
Populasyon Ekolojisi Populasyon, aynı alanı işgal eden, tek bir türe ait bireylerin oluşturduğu bir gruptur. Aynı kaynaklara bağımlı olup, benzer çevre faktörlerinden etkilenirler, birbirleriyle çiftleşip, birbirlerini etkilerler. Herhangi bir populasyonun en önemli iki özelliği, populasyon yoğunluğu ve populasyonun alandaki dağılım modelidir. Yoğunluk, birim alan ya da hacimdeki birey sayısıdır. Dağılım ise, populasyonun coğrafi sınırları içerisinde bireylerin yerleşme şeklidir.
29
30
Yaşam Öyküleri Doğal seçilim, organizmaların hayatta kalma şanslarını ve üreme başarılarını artıran özellikleri destekler. Uzun Ömürlü fakat üremeyen organiznaların, Darwin’in bakış açısına göre uyum değeri yoktur. Her türde, hayatta kalma ile üreme sıklığı, yavru bakımına yatırım, üretilen yavru sayısı gibi özellikler arasında bir tercih vardır. Organizmanın üreme ve hayatta kalmasını etkileyen bu özellikler, organizmanın yaşam öyküsünü oluşturur.
31
Yaşam Öyküleri Yaşam öyküleri çeşitlilik gösterir: Big-bang üreme-semelparity, Tekrarlayan üreme-iteroparity gibi farklı öyküler vardır. Pasifik alabalığı, Sabırlık bitkisi Bazı kertenkeleler, Bazı meşe ağaçları Bir kez üremenin tekrarlanan üremeye karşı evrimsel ikilemindeki kritik faktör, yeni dölün hayatta kalma oranıdır. Hayatta kalma oranı düşük ise tekrarlanan üreme gerçekleşir.
32
Yaşam Öyküleri
33
Darwin uyumu, ne kadar yavru üretildiğiyle değil, kendi yavrularını üretmek üzere kaç tanesinin yaşadığı ile ölçülür. En yüksek üreme verimine sahip kuramsal bir yaşam biçimi oluştursaydık, üremeye erken yaşlarda başlayan, her defasında çok sayıda döl veren ve yaşamı boyunca bir çok üreme dönemi geçiren bireylerin oluşturduğu bir populasyon ideal olacaktır.
34
Yaşam Öyküleri Ancak, kaynaklar sınırlıdır ve üreme ve hayatta kalma arasında bir tercih söz konusu olmaktadır.
35
Yaşam Öyküleri Darwin uyumu, ne kadar yavru üretildiğiyle değil, kendi yavrularını üretmek üzere kaç tanesinin yaşadığı ile ölçülür. En yüksek üreme verimine sahip kuramsal bir yaşam biçimi oluştursaydık, üremeye erken yaşlarda başlayan, her defasında çok sayıda döl veren ve yaşamı boyunca bir çok üreme dönemi geçiren bireylerin oluşturduğu bir populasyon ideal olacaktır.
36
Yaşam Öyküleri Yaşam öyküleri adaptasyonlarında, yavruların sayısı ve adaptasyonu, organizmalar evrimleşirken maruz kaldığı seçilim baskısına bağlıdır. Ölüm oranının gençlerde yüksek ise genellikle nispeten küçük olan döl oluşturulur. Yavru bakımı olan gruplarda ise daha az sayıda döl verilmektedir. Primatlar, genellikle, bir defada bir ya da iki yavru oluştururlar. Meşe, ceviz ve hindistancevizi gibi ağaçlar, çok miktarda enerji ve besin maddesi depolayan iri tohumlara sahiptir.
37
Yaşam Öyküleri
38
Populasyonu Sınırlayıcı Faktörler Populasyon büyümesi hakkında iki genel soru vardır: 1. Neden tüm populasyonlar sonsuza dek artışlarını sürdüremez? 2. Belirli türlerin populasyon yoğunlukları neden bazı habitatlarda, diğer habitatlara göre daha fazladır?
39
Populasyonu Sınırlayıcı Faktörler Populasyon büyümesinin neden durduğunu anlamada ilk adım, populasyon yoğunluğu artarken doğum, ölüm, içeriye ve dışarıya göç olaylarının nasıl değiştiğini araştırmaktır.
40
Populasyonu Sınırlayıcı Faktörler Populasyon yoğunluğu artarken, ölüm oranı artmakta, doğum oranı da azalmaktadır. Bu durumda populasyon yoğunluğa bağlı faktörler tarafından sınırlandırılmaktadır ve geri bildirim mekanizmaları vardır. Buna karşılık, populasyon yoğunluğu ile değişmeyen doğum ve ölüm oranı varsa bu durumda yoğunluktan bağımsız faktörler devrededir ve geri bildirim mekanizmaları yoktur.
41
Populasyonu Sınırlayıcı Faktörler Yoğun pupulasyonlarda kaynak azalması üremeyi azaltarak, populasyon büyümesini durdurabilir. Artan populasyon yoğunluğu, azalan besin kaynakları üzerinde tür içi rekabeti arttırır bu da doğum oranını düşürür.
42
Populasyonu Sınırlayıcı Faktörler Besin ya da yitecek için tür içi rekabet dışındaki faktörler, aynı zamanda, populasyon yoğunluğuna bağlı davranışların ortaya çıkmasına neden olabilir. Alan savunmaları ortaya çıkar. Savunulacak alan için rekabet olabilir. Bazı kuşlarda sınırlı yuva alanı için rekabet edilebilir. Böylece alan savunması populasyon büyümesini denetler. Bazı populasyonlarda artan yoğunluğa bağlı olarak sitres baskısı ortaya çıkabilmektedir. Saldırgan davranışlar artmaktadır.
43
Populasyonu Sınırlayıcı Faktörler Populasyon yoğunluğu organizmaların sağlığını ve dolayısıyla yaşam süresini de etkiler. Bazı av populasyonlarında yoğunluğun artmasıyla avlanma oranının artmasına dolayısıyla ölüm oranının artmasına neden olabilir. Toksik atıkların birikimi, populasyon büyüklüğünün yoğunluğa bağlı düzenlenmesine katkı yapan diğer bir faktördür. Bazı hastalıkların populasyon üzerindeki etkisi yoğunluğa bağlı olabilir.
44
Populasyonu dinamiği, biyotik ve abiyotik faktörler arasındaki karmaşık etkileşimi yansıtır.
45
Bazı populasyonlarda düzenli olarak aşırı artış ve çöküş döngüleri görülür.
46
Komünite Ekolojisi Komünite bir alan ya da habitat içerisindeki tüm populasyonların birliğidir. Türler arasındaki etkileşimler tarafından belirlenen bir yapı ile tür kompozisyonlarının belirlediği bir dizi özelliğe sahiptir. Komüniteler, içerdikleri tür sayısı olan tür zenginliği (çeşitliliği) bakımından farklılıklar gösterir. Ayrıca, bu türlerin nispi bollukları da birbirinden farklıdır: Bazıları yaygın, bazıları nadir türlerdir.
47
Komünite Ekolojisi
48
Türler Arası İlişkiler ve Komünite Yapısı
49
Rekabet Kaynaklar azaldığı zaman kaynaklar için türler arası rekabet görülür. Eğer iki populasyon bir kaynak için rekabet ediyorsa sonuçta türlerden birinin ya da her ikisinin yoğunluğunda bir azalma olabilir veya iki rakipten biri o alanda yok olur. Rekabette Elenme Prensibi: G.F. Gause, 1934 Paramecium aurela ve Paramecium caudatum arasındaki rekabette kültür ortamında ikinci tür yok olmuştur.
50
Rekabet Ekolojik Niş: Bir türün kendi çevresi içerisindeki biyotik ve abiyotik kaynakları kullanması ile ilgili olayların tümü, o türün ekolojik nişi olarak adlandırılır. Eğer organizmanın habitatı adresi ise, nişi, o habitat artı organizmanın mesleğidir. Ekolojik rolüdür, ekosisteme nasıl uyum yaptığını gösterir. Tropikal ağaç kertenkele populasyonunun nişi: tolere edeceği sıcaklık aralığı, yaşadıkları dalların büyüklüğü, aktif oldukları zaman, avlarının tipi ve büyüklüğü gibi çok elemanlıdır
51
Rekabet Nişleri aynı olan iki tür, kommünite içerisinde bir arada bulunamaz: Rekabette elenme prensibi. Eğer nişlerinde bir ya da daha fazla farklılık varsa, ekolojik olarak benzer türler komünite içerisinde birlikte bulunabilir.
52
Rekabet
53
Kaynak Paylaşımı: Aynı nişe sahip türler arasındaki rekabetin iki olası sonucu vardır: ya daha az rekabet gücündeki tür yok olacaktır ya da türlerden birisi doğal seleksiyon ile farklı bir kaynağı kullanmak üzere evrimleşebilir. Komünite içerisindeki benzer türlerin bir arada yaşamasını mümkün kılan bu niş farklılaşması kaynak paylaşımı alarak adlandırılır.
54
Rekabet
55
Karakter Kayması: İki türün allopatrik populasyonları yapı olarak benzer olmalarına ve benzer kaynakları kullanmalarına karşın, simpatrik populasyonları genelde vücut yapısı ve kullandıkları kaynaklar bakımından farklılıklar gösterirler. İki türün simpatrik populasyonlarında, aynı iki türün allopatrik populasyonlarındakine göre karakter bakımından daha fazla farklılaşma eğiliminin olması karakter kayması olarak adlandırılır.
56
Rekabet
57
58
Predasyon (Avlanma) Predasyon, herbivorluk ve parazitliği de kapsar. Uyumsal evrimde önemli bir faktördür ve hem avın hem de avcının doğal seleksiyonla adaptasyonlarını belirler. Predas adaptasyonları: Keskin duyular, zehir dişleri, iğneleri, pençeler, tırnaklar, hız ve çeviklik gibi.
59
Predasyon Av adaptasyonları: Hayvanlarda Hayvanlar saklanma gibi pasif savunma ya da kaçma ve saldırma gibi aktif savunma ile avcılara karşı kendilerini koruyabilirler. Bazı hayvanlar mekanik ya da kimyasal savunma yapabilirler. Toksin salgılayanlar da vardır. Av adaptasyonları: Bitkilerde Bitkiler kaçamasalar da, kimyasal toksinler, hormonlar ve dikenler ile savunma yaparlar.
60
Predasyon Etkili bir kimyasal savunmaya sahip olan hayvanlar, genellikle parlak renklidirler; avcı türlere karşı zehirli olduklarını aposematik renklenme ile bildirirler. Kriptik renklenme, pasif bir savunmadır, ortamda görünmeme prensibine dayanır. Kötü tada sahip pek çok hayvan benzer renklenme biçimine sahiptir-siyah zemin üzerine kırmızı ya da sarı şeritler- yaban arıları, mercan yılanları.
61
Predasyon
62
Mimikri yoluyla da korunma yapılabilir. Mimikri, bir türün diğerinin görüntüsünü taklit ettiği adaptasyondur. Bates mimikrisinde lezzetli ya da zararsız türler kötü tatlı ya da zararlı modeli taklit eder.
63
Predasyon Müller mimikrisinde tadı beğenilmeyen iki ya da daha fazla tür birbirine benzerlik gösterir.
64
Parazit ve Patojenler Parazitizm, parazit denen bir organizmanın besinini konak olan ve bu olayda zarar gören organizmadan sağladığı simbiyotik bir ilişkidir. Parazitoidizm ise özel bir parazitlik tipidir ve canlı konaklar üzerine-içerisine yumurtalarını bırakırlar. Patojenler, tipik olarak bakteriler, virüsler ya da birhücrelilerdir.
65
Mutualizm Mutualizm her iki türün de yarar sağladığı türler arası bir ilişkidir. Bazen ilişkide olan türlerdeki adaptasyonların birlikte evrimini gerektirir.
66
Kommensalizm Kommensalizm türlerden yalnız birinin yarar sağladığı bir ilişkidir.
67
Komünite DinamiklerindeTrofik Yapı Bir komünitenin yapısı ve dinamikleri, büyük ölçüde organizmalar arasındaki beslenme ilişkilerine-komünitenin trofik yapısına bağlıdır. Bu beslenme ilişkileri besin zincirlerini, besin zincirleri de besin ağlarını oluşturur. Çünkü, bir çok tür ağ içerisinde birden fazla trofik düzeyde bulunabilmektedir. Tüketicilerin çoğu özel bir besinle sınırlandırılmış değildir.