I.CANLILAR ARASI YAŞAMA ve BESLENME İLİŞKİLERİ

Canlıların hayatlarını sürdürebilmeleri için enerjiye, enerji üretebilmeleri için de besin maddelerine ihtiyaçları vardır. Besin eldesi ise çeşitli şekillerde olabilmektedir. Bazı canlı grupları kendi besinlerini üretebilirken, bazı canlılar ise dışardan hazır besin almak zorundadırlar. Bundan dolayı da canlılar arasında besin teminine yönelik bazı etkileşimler (beslenme ilişkileri) ortaya çıkar.

Canlılar arası etkileşimin genel şeması aşağıda verilmiştir.

Şemada da gösterildiği gibi canlılar beslenme ilişkilerine göre üç ana gruba ayrılırlar.

1.     OTOTROF CANLILAR

Kendi organik besinlerini dışardan aldıkları inorganik maddelerden üreten canlılardır. Hem kendi besinlerini hem de diğer (heterotrof) canlıların besinlerini üretirler. Hepsi de karbondioksit özümlemesi yapar. Bu gruptaki canlılara genel olarak üreticiler denir.

 Ototrof canlılar besin üretimi sırasında kullandıkları enerji kaynağına göre iki gruba ayrılırlar:

A.    Fotosentetik Ototroflar

Bu canlılar besin üretimi için gereken enerjiyi ışıktan sağlarlar. Hepsinde klorofil pigmenti bulunur. Bu grupta şu canlılar bulunur:

                  A.    Kemosentetik Ototroflar

Besin üretimi için gereken enerjiyi inorganik bileşiklerin oksidasyonundan elde edilen canlılardır. Işık enerjisi kullanmadıkları için klorofil bulundurmazlar. Bu grupta; sadece bazı bakteriler bulunur. Amonyak, nitrit, demir ve sülfür gibi değişik inorganik bileşikleri oksitleyen kemosentetik canlılar madde döngülerinde önemli rol oynarlar.

1.     HETEROTROF CANLILAR

Besinlerini hazır olarak alan canlılardır. Bu gruptaki canlılara genel olarak tüketiciler denir.

A.    Holozoik Beslenme

Büyük moleküller ve genellikle katı parçalar halinde dış ortamdan aldıkları besinlerini, sindirim sistemlerinde sindirerek kullanan canlı grubudur.

Holozoik beslenen canlılar üç grupta incelenirler.

Etçiller (Karnivor) : Sadece et yerler. Aslan, kartal, timsah ve yılanlar bu gruba örnektir.

Otçullar (Herbivor) : Sadece ot yiyen canlılardır. Bazıları geviş getirme özelliğine sahiptir. Koyun, keçi, at ve deve bu gruba örnektir. Hem Etçil Hem Otçullar (Omnivor) : Hem et hem de otla beslenebilen bu canlılara ayılar, maymunlar ve domuzlar örnektir.

A.    Simbiyoz (Birlikte) Yaşam

İki veya daha fazla canlının birlikte yaşamasına denir. Birliktelikte esas amaç beslenme olup, korunma ve üreme amaçlı birlikte yaşam örnekleri de vardır. Birlikte yaşam üç grupta incelenir.

Mutualizm: Birlikte yaşayan canlıların karşılıklı fayda sağladığı ortak yaşam şeklidir. Mutualizme en güzel örnek likenlerdir. Likeni su yosunu ile mantar oluşturur. Mantar su yosununa karbondioksit ve su verirken, su yosunu da mantara besin ve oksijen verir. Ayrıca insanlar ile bağırsaklarında yaşayan B ve K vitamini üreten bakteriler, geviş getiren memeliler ile selüloz sindiren bakteriler arasında da mutualizm vardır. Mutualist yaşayan iki canlı birbirlerinden ayrılırsa iki canlı da zarar görür.

Kommensalizm: Bir canlının fayda sağladığı, diğerinin ise fayda veya zarar görmediği ortak yaşamdır. Örneğin, köpek balığının karın bölgesine tutanarak besin kalıntılarıyla beslenen vantuz balığının (echeneis) köpek balığına herhangi bir fayda veya zararı olmaz.

Parazitizm: Asalak yaşam da denir. Bir tarafın fayda, diğerinin ise zarar gördüğü yaşam şeklidir. Fayda gören canlıya parazit (asalak), zarar gören canlıya ise konak adı verilir. Hayvanlarda parazit olarak yaşayan canlılar iki gruba ayrılır. Konağın vücudunun içinde örneğin, bağırsaklarında veya kanında yaşayan sindirim sistemi gelişmemiş canlılara endoparazit (iç parazit) denir. Tenya ve plazmodyum (sıtma mikrobu) bu gruba örnektir. Canlı vücudunun dışından beslenen sindirim sistemi gelişmiş parazitlere ise ektoparazit (dış parazit) denir. Örneğin bit, pire ve kene gibi kan emici canlılar ektoparazittir.

Parazit olarak yaşayan bitkiler de kendi aralarında iki gruba ayrılır. Bitki gövdelerinde yaşayan ökse otu, konak bitkinin odun borularından emeçleriyle sadece su ve mineral alıp, organik besinleri fotosentez yoluyla kendisi üretir. Bu şekilde beslenen bitkilere yarı parazit bitkiler denir.

Bazı bitkiler ise kloroplastları olmadığı için konak bitkinin hem soymuk borularına hem de odun borularına emeç gönderip doğrudan organik besin ve su alırlar. Böyle bitkilere ise tam parazit bitkiler denir.

Virüsler ise üremeleri için mutlaka canlı hücrelere ihtiyaç duydukları için mecburi parazit olarak adlandırılırlar.

A.    Saprofit Beslenme

Bu gruptaki canlılara çürükçül (ayrıştırıcı) canlılar adı da verilir. Ölen organizma kalıntlarındaki organik besinleri, inorganik maddelere kadar ayrıştırırlar. Bu gruptaki canlıların enzim salgılama mekanizmaları üst düzeyde olduğu için bol miktarda hücre dışı sindirim yaparlar. Saprofitler hem ölen organizmaları ortadan kaldırmaları yönüyle hem de toprağın inorganik bileşiklerce zenginleşmesini sağlamaları açısından doğada önemli rol oynarlar. Ayrıştırıcılar grubunu bazı bakteriler ve mantarlar oluşturur.

1. HEM OTOTROF HEM HETEROTROF CANLILAR

Hem dış ortamdan hazır organik besin alan hem de inorganik maddelerden organik besin sentezleyebilen canlılardır. Böcekçil bitkiler ve öglena bu grubun en iyi örnekleridir. 

Böcekçil bitkiler azotça fakir topraklarda yaşadıkları için azotlu organik bileşikleri avladıkları böceklerden sindirim yoluyla elde ederken diğer organik besinlerini fotosentez yoluyla kendileri üretirler.

II. BESİN ZİNCİRİ ve ENERJİ PİRAMİDİ

Bir yaşam birliğindeki canlıların birbirini tüketmesi ile ilgili oluşan beslenme ilişkisi zincirine besin zinciri denir. Besin zinciri üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar olmak üzere üç temel canlı grubundan oluşur. Bir yaşam alanındaki çok sayıda besin zincirinin oluşturduğu karmaşık beslenme ilişkilerine ise besin ağı adı verilir. Besin zincirlerinde doğal bir enerji akışı gerçekleşir. Buna da enerji piramidi adı verilir.

Besin Zinciri ve Enerji Piramidi ile İlgili Genel Bilgiler

·        Besin ve enerji piramidinde en alt tabaka da üreticiler bulunur. Üreticilerin büyük kısmını ise fotosentetik canlılar ve özellikle bitkiler oluştururlar.

·        İkinci tabakada koyun, inek, tavşan, çekirge, zooplankton gibi doğrudan üreticilerle beslenen canlılar bulunur. Bu canlılara 1.dereceden tüketiciler adı verilir.

·        Üçüncü tabakada 1.dereceden tüketicilerle beslenen hayvanlar bulunur. Bu canlılara 2.dereceden tüketiciler adı verilir. Yılanlar, etçil kuşlar, kurbağalar ve sırtlanlar bu gruba örnek verilebilir. Bunların üzerinde de bir tabaka olabilir. Aslan, timsah ve kaplan gibi yırtıcıların oluşturduğu bu tabakaya 3.dereceden tüketiciler adı verilir.

·        Bazı canlılar farklı besin zincirlerinde farklı katmanlarda yer alabilirler. Örneğin yılanlar bazen son tüketici olabilirken, bazen de yırtıcı kuşlar tarafından tüketilebilirler.

·        Üreticiler ışık enerjisini kimyasal bağ enerjisine dönüştürerek besin ve enerji piramidine kazandırırlar. Üreticiler bu enerjinin bir kısmını kendileri kullanırken diğer kısmını yapılarında depo ederler.

·        Ayrıştırıcılar ölen organizmalardaki organik kalıntıları inorganik maddelere dönüştürerek üreticilere kazandırırlar ve katmanda yer alırlar.

·        Bir katmandaki birey sayısında meydana gelen bir artış veya azalma hem alt hem de üst katmanları etkiler.

·        Enerji bir üst katmana sadece besin tüketimi yoluyla geçer. Enerji aktarımı üreticilerden son tüketicilere doğru olmak üzere tek yönlüdür.

·        Bir besin piramidinde üreticilerden son tüketicilere (aşağıdan yukarıya) doğru gidildikçe;

     1.     Birey sayısı genellikle azalır.

     2.     Bir üst katmana aktarılan enerji toplamı azalır.

     3.     Isı kaybına bağlı olarak her katmanda bir miktar enerji kaybı olur.

     4.     Depo edilen toplam besin ve enerji (potansiyel enerji) azalır.

    5.     Birey başına kullanılan enerji (kinetik enerji) genellikle artar.

     6.     Biyokütle (bir gruptaki canlıların toplam kütlesi) azalır.

    7.     Dokularda biriken ayrıştırılamayan zehirli madde oranı artar. (Biyolojik birikim)

         8.     Bazı besin zincirleri kısa, bazıları da daha uzun olabilir.

ÖRNEK 1:

Bir nehir ağzı ekosisteminde, zehirli bir maddenin sudaki oranı milyonda 3 mg olarak bulunmuştur. Bu ekosistemdeki besin zincirini oluşturan canlı türlerinin dokularında ise, bu maddenin oranının binde 0,5 mg, binde 2 mg, binde 25 mg değerlerine ulaştığı saptanmıştır.

Buna göre, binde 25 mg değeri, ekosistemdeki besin zincirini oluşturan aşağıdaki canlıların hangisinde saptanmıştır?

          A)   Etçil balıklarda

          B)    Hayvansal planktonlarda

          C)    Balıkçıl deniz kuşlarında

          D)   Otçul balıklarda

ÇÖZÜM:

Soruda binde 25 olarak verilen zehirli madde miktarı en yüksek değerdir. Zehirli madde birikiminin en fazla olduğu canlı grubu ise besin zincirinin son halkasını oluşturan canlılardır. Seçeneklerde verilen canlılardan balıkçıl deniz kuşları en üst tüketicidir.

III. EKOLOJİK KAVRAMLAR

Canlıların birbirleriyle ve çevreleriyle olan ilişkilerini inceleyen bilim dalına ekoloji adı verilir. Ekoloji biliminde kullanılan bazı kavramlar şunlardır.

Biyosfer: Dünyadaki yaşam alanlarının tamamına biyosfer denir. Biyosfer basitten karmaşığa doğru şu birimlerden oluşur.

Birey → Populasyon → Komünite → Ekosistem → Biyosfer

Populasyon: Belirli bir alanda yaşayan aynı tür bireylerin oluşturduğu canlı topluluğudur.

Komünite: Belirli bir yaşam alanındaki canlıların tamamına komünite adı verilir.

Ekosistem: Bir bölgedeki canlıların cansız faktörlerle birlikte oluşturduğu sisteme ekosistem adı verilir. Cansız etkenler ışık, toprak, su, hava, mineraller, pH ve sıcaklıktır.

Baskın tür: Komünitede sayı ve faaliyet yönünden daha fazla göze çarpan türlere denir. Genel olarak kara komünitelerinde baskın tür bitkilerdir. Su komünitelerinde ise genellikle belirgin bir baskın türe rastlanmaz.

Süksesyon: Bir ekosistemde baskın olan türün yerini zamanla başka bir türün almasına süksesyon adı verilir.

Biyotop: Canlıların yaşamlarını devam ettirdikleri uygun çevre koşullarını taşıyan, coğrafik alanlara denir.

Habitat: Bir canlı türünün tabii olarak yaşayıp üreyebildiği doğal ortama, yani o türün doğadaki adresine habitat denir. Canlılar habitatına uygun adaptasyonlara (uyum özellikleri) sahiptirler.

Flora: Bir ekosistemdeki bitki, mantar ve bakteri türlerinin tamamına flora denir.

Fauna: Bir ekosistemdeki hayvan populasyonlarının tamamına denir.

Çevre Direnci: Bir populasyonun büyümesini olumsuz yönde etkileyen dış faktörlerdir. Besin kıtlığı, avcı hayvan sayısı ve kuraklık gibi faktörler çevre direncini meydana getirir.

Ekoton: Farklı iki ekosistemin kesişme bölgesidir. Bu bölgeler tür çeşitliliği bakımından zengindir.

Mikroklima: Dar bir alandaki sıcaklık farklarına denir. Bu duruma bağlı olarak aynı bölgede farklı türlerinin dağılışları gözlenebilir.

Biyom: İklim ve toprağın özelliklerine bağlı olarak benzer özelliklerde bitki ve hayvanların yaşadığı geniş bölgelere biyom denir. Dünya’nın bazı ana biyomları tundra, tayga, ılıman yaprak döken ormanlar, çalı ormanları, yağmur ormanları, çöl ve savan gibi biyomlardır.

Ekoloji Niş: Habitat içindeki bireylerin yaşamlarını sürdürmek için yaptıkları faaliyetlerin tamamına ekolojik niş adı verilir.

ÖRNEK 2:

I.Flora

II.Komünite

III.Fauna

IV.Populasyon

Yukarıdaki ekolojik birimlerden hangileri birden fazla tür çeşidi içerir?

          A)    Yalnız I     B) I ve II     C) II ve IV     D) I, II ve III

IV. POPULASYONLAR

Belirli bir yaşam alanındaki aynı tür bireylerin oluşturduğu canlı topluluğuna populasyon denir. Örneğin, Marmara denizindeki istavritler, Belgrad ormanlarındaki kızılçamlar birer populasyon örneğidir. Populasyonlar en küçük yaşama birlikleridir.  

Populasyonların Özellikleri

        1.     Populasyonun Büyüklüğü: Populasyonun birey sayısıdır. İç ve dış faktörlerin etkisiyle birey sayısı azalırsa populasyon küçülmüş. Birey sayısında artma olursa populasyon büyümüş olur. Doğum ve içe göçler populasyonun büyümesini sağlarken, ölüm ve dışa göçler populasyonun küçülmesine neden olur.

Verilen Formülde; A=B ise populasyon dengededir.

                                 A<B ise populasyon küçülür.

                                 A>B ise populasyon büyür.

Populasyonlarda birey sayısı geometrik (katlanarak), besin oranı ise aritmetik olarak artar.

   2.     Populasyonun Doğum ve Ölüm Oranı: Populasyona birim zamanda üremeyle kaatılan yeni birey sayısının toplam birey sayısına oranına doğum oranı, birim zamanda ölen birey sayısının toplam birey sayısına oranına ise ölüm oranı denir. Bu oranlar çevre şartlarına göre değişiklik gösterebilir.

    3.     Populasyon Yoğunluğu: Belirli bir zamanda birim alanda bulunan birey sayısına denir. Populasyon yoğunluğu çevre şartlarına göre değişebilir.

    4.     Populasyon Taşıma Kapasitesi: Belirli şartlar altında bir ekosistemde veya habitatta bir populasyonun bulundurabileceği en yüksek birey sayısına taşıma kapasitesi denir. Çevre şartlarının değişmesi taşıma kapasitesini de değiştirir.

     5.     Populasyonda Yaş Dağılımı: Bir populasyonun gelecekteki durumu hakkında yaş dağılımlarına bakılarak tahminler yapılabilir. Yaş dağılımı ile ilgili olarak üç tip populasyon vardır. Bu populasyonlar ve yaş dağılımları aşağıda görülmektadir.

Populasyonlarda Görülen Dalgalanmalar

Belirli zaman aralıklarında populasyonun birey sayısında belirgin artış veya azalmaların ortaya çıkması durumu dalgalanma olarak ifade edilir. Populasyonlarda görülen dalgalanmalarda çevresel faktörler etkili olabileceği gibi diğer populasyonlardaki bireylerle olan etkileşimler de rol oynayabilir.

·        Av ile avcı populasyonlarının gelişiminde birbirine bağlı olarak artma veya azalma eğilimi görülür.

·        Çeşitli faktörlere bağlı olarak değişik dalgalanmalar gösteren farklı populasyonlar bulunmaktadır.

·        Aynı besinlerle beslenen türler farklı ortamlara yaşadıklarında normal büyüme eğilimlerini gösterirken, aynı ortamda yaşadıklarında aralarında rekabet ortaya çıkar. Bu durumda üstün olan tür hayatını normal olarak sürdürürken diğeri yok olabilir veya ortamını değiştirerek rekabetten kaçabilir.

V. MADDE DÖNGÜLERİ

Bir ekosistemin sürekliliği bu ekosistemi oluşturan canlı ve cansız unsurlar arasındaki madde aktarımına bağlıdır. Bu şekilde ekosistemdeki maddelerin devirli olarak kullanılmasına madde döngüsü adı verilir. Doğada başlıca su, karbon, oksijen, azot, fosfor gibi madde ve elementler devirli olarak kullanılır.

1.     AZOT DÖNGÜSÜ

Birçok önemli organik bileşiğin yapısında azot (N) bulunmaktadır. Azotlu organik bileşikler ototrof canlılar tarafından üretilip, beslenme yoluyla heterotrof canlılara aktarılır. Ölen organizmalardaki organik kalıntılardaki azot da çürükçüller tarafından toprağa kazandırılır. Ayrıca toprak ve atmosfer arasında da çeşitli yollarla azot geçişleri olmaktadır.

Atmosferden toprağa azot geçişi, asit yağmurlarıyla gerçekleşebildiği gibi, mikroorganizma faaliyeti ile de gerçekleşebilir. Baklagillerin kökünde yaşayan Rhizobium bakterileri gibi azot bağlayıcı bakteriler havadaki serbest azotu tutarak toprağa kazandırırlar. Siyanobakteriler de atmosferin serbest azotunu kullanarak organik besin sentezi yaparlar.

Organik kalıntıların çürümesiyle açığa çıkan amonyak, nitrit bakterileri tarafından nitrite, nitrit de nitrat bakterileri tarafından nitrata dönüştürülür. Bu olaya nitrifikasyon adı verilir. Nitrifikasyon sayesinde topraktaki yararlı azot tuzlarının oranı artar. Nitrifikasyon bakterileri bu dönüşüm sırasında elde ettikleri kimyasal enerji ile organik besin sentezi yaparlar. (kemosentez)

Bitkiler atmosferdeki serbest azotu (N₂) kullanamazlar. İhtiyaç duydukları azotu topraktan NO₃ (nitrat) tuzları şeklinde alırlar.

Bazı bakteriler de nitrit ve nitrat tuzlarındaki azotu serbest hale dönüştürürler. Bu olaya da denitrifikasyon adı verilir.

ÖRNEK 3:

Kapalı bir deney ortamında deneyin başlangıcından 24 saat sonra, karbondioksit ve serbest azot miktarının azaldığını, oksijen miktarının arttığı gözleniyor.

Bu değişikliğe, aşağıdakilerden hangisine verilen iki canlı grubunun birlikte yaşaması neden olur?

A)    Yeşil bitki – Mantar

B)    Parazit bitki – Mantar

C)    Baklagiller – Nitrifikasyon Bakterileri

D)   Yeşil bitki – Parazit bitki

ÇÖZÜM:

Soruda kapalı bir ortamda karbondioksit ve serbest azotu azaltan, buna karşılık oksijen miktarını artıran canlı gruplarını bulmamız istenmektedir. A, B ve D seçeneklerinde verilen canlı grupları sadece oksijen ve karbondioksit gazlarının değişimini etkiler. C seçeneğinde verilen baklagiller karbondioksit miktarını azaltıp oksijen miktarını artırırken köklerinde yaşayan azot bağlayıcı bakteriler( Rhizobium) ise serbest azot miktarını azaltır.

1.     KARBON DÖNGÜSÜ

En genel şekliyle karbon devri, karbonun karbondioksit şeklinde ototrof canlılar tarafından organik besin üretiminde tüketimi, solunum olayı sonucunda da karbondioksit olarak üretilmesi şeklinde gerçekleşir.

Ayrıca fosil yakıtların tüketilmesiyle de atmosfere bol miktarda CO ve CO₂ şeklinde karbon geçişi olmaktadır.

1.     SU DÖNGÜSÜ

Canlılar genel olarak suyu sıvı olarak tükettikten sonra, bunu tekrar sıvı veya gaz şeklinde dışarı atarlar. Topraktan atmosfere su buharı şeklinde, atmosferden de toprağa yağmur, dolu veya kar şeklinde su geçişi gerçekleşmektedir.

2.     FOSFOR DÖNGÜSÜ

Fosfor canlılarda nükleik asitlerin, ATP’nin, fosfolipit ve fosfoproteinlerin yapısına katılırlar. Hayvanlarda diş, kemik ve dış iskeletlerin yapısına katılır. Tabiatta en çok fosfatlı kayaçlarda inorganik olarak bulunur. Atmosferde fosfor bulunmaz. Bu nedenle fosfor devri kara ve su ortamları arasında gerçekleşir.

Fosfatlı kayaçların aşınmasıyla inorganik fosfor sulara geçer. İnorganik fosfor bitkiler tarafından alınarak organik fosfata dönüştürülür. Organik fosfatlar besin zinciriyle otçul ve etçil hayvanlara taşınır. Bitki ve hayvanların organik kalıntıları saprofitler tarafından ayrıştırılarak tekrar inorganik fosfata dönüştürülür. Sudaki fosforun karaya geçmesi suda yaşayan canlıların insan ve kuşlar gibi karada canlılar tarafından yenmesiyle sağlanır.