EKOLOJİ

BİYOEKOLOJİ, BİYONOMİK ya da ÇEVREBİLİM olarak da bilinir,
canlılar ile onları çevreleyen canlı ve cansız ortam arasındaki ilişkileri inceleyen bilim dalı.

Canlıları birey, türdeş topluluk ve karma topluluk düzeyinde ele alır. Uzun yıllar halkın ilgisini çekmeyen ve bilim dünyasında genellikle geri planda kalan ekoloji, 20. yüzyıl sonlarına doğru nüfus patlaması, besin kıtlığı, çevre kirliliği gibi sorunların etkisiyle en önemli bilim dallarından biri olarak öne çıkmıştır.

Tarihsel gelişim.

İlk olarak Alman zoolog Ernst Haeckel, “hayvanların canlı ve cansız çevreleriyle ilişkisi”ni belirtmek için oekologie (Yunanca oikos: “ev”, “barınak”) terimini kullandı. Öte yandan ekoloji konusuna ilk eğilenler Eski Yunan filozofları oldu. Özellikle canlıların öteki canlılarla ve cansız çevreyle karşılıklı ilişkilerini ilk kez Aristoteles’in öğrencisi Theophrastos tanımladı. Daha sonra bitki ve hayvan fizyologlarının çalışmaları da modern ekolojinin temellerini attı. Thomas Malthus’un nüfus patlaması ve yeryüzündeki besin kaynakları arasındaki dengesizliğe dikkat çekmesi 19. yüzyıl başlarında nüfus dinamiklerine özel bir önem verilmesine yol açtı.

Bazı ekologlar karma ve türdeş toplulukların dinamikleri üzerine araştırmalar yaparken, öbürleri enerjinin depolanması konusuna eğildi. Alman tatlı su biyologu August Thienemann 1920’de, besin enerjisinin yeşil bitkilerden (üreticiler) çeşitli basamaktaki hayvanlara (tüketiciler) doğru bir dizi canlı tarafından taşındığını ortaya koydu. İngiliz hayvan ekologu C. E. Elton (1927) ekolojik nişler ve sayılar piramidi kavramlarını kullanarak beslenme basamakları görüşünü geliştirdi. Ekosistemde enerji akışını ayrıntılarıyla inceleyen ABD’li R. L. Lindeman ile Eugene ve Howard Odum da ekolojiye önemli katkıları olan bilim adamları arasındadır.
Radyoaktif izotoplar, mikrokalorimetre, bilgisayar, uygulamalı matematik gibi yeni araçların kullanımı enerji akışı ve besin çevriminin ölçülmesini, izlenmesini ve sınıflandırılmasını olanaklı kılmıştır. Ekosistemin işlevi ve yapısıyla ilgilenen sistem ekolojisi bu çağdaş yöntemlerin ürünüdür.

İlgi alanları ve yöntemler.

Ekoloji kapsadığı konuların doğal sonucu olarak çeşitli disiplinlerle yakından ilişkilidir. Bunlar arasında bitki ve hayvan biyolojisi, taksonomi, fizyoloji, genetik, meteoroloji, pedoloji, jeoloji, sosyoloji, antropoloji, fizik, kimya, matematik ve elektronik sayılabilir. Böylesine iç içe girmiş araştırma alanlarıyla ekoloji arasına kesin bir çizgi çekmek neredeyse olanaksızdır. Bitkiler ve hayvanlar üzerine yapılan araştırmalar başlangıçta ekolojinin iki alt dalını oluşturmuştur. Bitki ekolojisi, bitkilerin birbirleri ve çevreleriyle karşılıklı ilişkilerini inceler.

Bu yaklaşım büyük ölçüde bitkileri ve bir bölgede bulunan bitki örtüsünün bileşimini ele almakla birlikte, genellikle hayvanların bitkiler üzerindeki etkisini göz ardı etmektedir. Hayvan ekolojisinin ilgilendiği konularsa, türdeş toplulukların dinamikleri, dağılımı, davranışları ve hayvanların çevreleriyle olan karşılıklı ilişkileridir. Ama hayvanlar beslenmek ve barınmak için bitkilere bağımlı olduğundan hayvan ekolojisini bitki ekolojisinden ayırarak tam anlamıyla kavramak olanaksızdır. Bu durum özellikle yabanıl hayvanlar ve otlakların düzenlenmesi gibi uygulamalı ekoloji alanlarında belirginleşir. Öte yandan, tek bir canlının çevresiyle karşılıklı ilişkilerini inceleyen birey ekolojisi ve canlı gruplarını inceleyen topluluk ekolojisi gibi alt dallar, bitki ve hayvan ayrımını ortadan kaldırmaktadır.

Gerek birey ekolojisi, gerek tür ekolojisi büyük ölçüde deneye ve tümevarım yöntemine dayanır. Bu alanlar genellikle nem, ışık, tuzluluk ya da besin basamakları gibi değişkenlerle bir canlının ilişkilerini incelediğinden, hem laboratuvarda, hem arazide gerekli deney ve ölçümlerin yapılması kolaydır. Örneğin bir canlının tuzluluk ya da sıcaklık gibi etkenlere dayanıklılığı laboratuvarda ölçülür ve doğal koşullarda bu verilere uygun bir dağılım gözetilir.
Bireylerin beslenme yöntemleri, çiftleşme davranışları ve yırtıcılara karşı geliştirdikleri savunma biçimleri, tür ekolojisinin başlıca konulan arasındadır; bunlar, genellikle davranış ekolojisi olarak adlandırılan alt bölümün ilgi konusudur. Bitkiler üzerine de benzer çalışmalar yapılarak bitkinin, çevre değişikliğine gösterdiği tepki ölçülür.

Canlıların yalnız bugün çevreleriyle kurdukları ilişkileri değil, aynı zamanda evrimleşme süreçleri boyunca çevreyle kurdukları ilişkileri inceleyen topluluk ekolojisi, konusunun bu geniş ve karmaşık yapısından ötürü çok çeşitü sorunlarla uğraşır. Topluluk ekolojisi genellikle varsayımlara dayanmakta ve tümdengelim yöntemini kullanmaktadır. Ama karmaşık sistemlerin incelenebilmesi için yeni araçlar geliştirilmiş ve deneysel çalışmalara geçilmiştir. Büyük ölçüde pedoloji, jeoloji, meteoroloji ve kültürel antropolojiden yararlanan topluluk ekolojisi, besin çevrimi, enerji depolanması ve ekosistemlerle ilgili önemli kavramlar oluşturmuştur.

Topluluk ekolojisi kara ya da su gibi yaşama ortamlarına göre alt bölümlere ayrılır. Bu bölümler gene çevre özelliklerine denk düşen daha dar uzmanlık alanlarını da kapsar. Örneğin kara ekolojisi içinde yer alan orman, otlak ve çöl sistemleri, kara ekosistemlerinin mikroklima, toprak kimyası, toprak faunası, su çevrimi, ekoloji genetiği ve verimlilik gibi konularını inceler. Geleneksel olarak limnoloji adıyla bilinen su ekolojisi, akarsu ve göl ekolojileriyle sınırlıdır. Deniz ekolojisiyse denizdeki yaşamla ilgilenir.

Türdeş topluluk ekolojisi aynı türden bitki ve hayvanların sıklığını ve dağılımını etkileyen olguları araştırır. Doğum oranı, ölüm oranı, topluluğa katılım ve ayrılma oranları, rekabet ve av-avcı ilişkileri türdeş topluluk ekolojisinin başlıca çalışma alanlarıdır. Bir türdeş topluluğun zamanla değişen davranışlarını izleyebilmek için istatistikten yararlanılır. Doğadan belli bir düzen içinde yalınlaştırılarak alınmış verilerin ışığında geliştirilen matematiksel örnekler, bir türdeş topululuğun doğal koşullar altındaki davranışıyla karşılaştırılarak sınanır. İki ya da daha çok türün oluşturduğu ayn topluluklar arasındaki karşılıklı ilişkiler de türdeş topluluk ekolojisinin alanına girer. Bu ekoloji dalının temel taşlarından birisi olan türdeş topluluk genetiği ya da ekoloji genetiği, doğada gen frekanslarının değişimi, genetik özellikler üzerinde doğal seçmenin etkisi ve çokbiçimlilik gibi konulan inceler.

Karma topluluk ekolojisinin konusu karma topluluğun işlevleri ve kuruluşudur. Türlerin dağılım bölgeleri ve dağılımda ortaya çıkan düzensizlikler, karma toplulukta denge durumu ve bu dengeyi belirleyen etkenler, bir karma topluluk içindeki belli bir grubun (örn. etçiller) rolü, besin çevrimi, iklim ve daha birçok değişken, inceleme konulan arasındadır. Karma topluluk oluşturan türler arasındaki çok yönlü ilişkileri sınıflandırmak ve tanımlamak için çok aynntılı yöntemler kullanılır. Özellikle bitki karma toplulukları için uygulanan bu yöntemler, topluluğun zaman içinde, ekolojik ardıllık olarak bilinen bir düzene bağlı kalarak değiştiğini göstermiştir. Karma topluluğa enerji ve besinden oluşan bir makine gözüyle bakılabilir. Bu makinenin anlaşılabilmesi için besin ağını tanımlamak, enerji ve besin akışının birincil üreticilerden (yeşil bitkiler) otçullara, etçillere, aynştıncılara doğru akışını izlemek gerekir.

Karma topluluk ekolojisi yukarıda açıklanan beslenme dinamiğine eğilirken doğal olarak ekosistemde gelişen karşılıklı ilişkilerle ilgilenmekte ve onu ekosistem ekolojisinden ayırmak daha da güçleşmektedir. Ekosistemin yapı ve işlevini kavramaya ve çözümlemeye çalışan ekosistem ekolojisi, çalışma yöntemi olarak matematiği, matematiksel örnekleri ve bilgisayar programlarını kullanan sistem ekolojisi biçiminde gelişmiştir. Sistem ekolojisi, incelediği ekolojik sistemin içeriğinden çok, girdi ve çıktılarını çözümlemeye ağırlık vererek uygulamalı ekolojinin gelişmesini hızlandırmıştır. Uygulamalı ekoloji, çevre kirliliği sorunlarında, tarımsal üretimin ve besin kaynaklarının düzenlenmesinde ekoloji ilkelerini uygulamakta, ayrıca insanın çevresi ve öbür türler üzerindeki etkilerini incelemektedir.

Ekolojinin önemli alt dallarından biri de fosil canlıları konu alan paleoekolojidir. Paleoekoloji, günümüzde yaşayan canlıların incelenmesinde kullanılan çalışma yöntemlerini geçmiş dönemlerin türdeş ve karma topluluklarına uygular.

Bazı ekologlar çalışma alanlarını böcek ekolojisi, iri memelilerin ekolojisi gibi tak- sonomik gruplarla sınırlandırırken, öbürleri deniz kıyısı ya da tropik yağmur ormanı gibi sınırlı çevreler üzerine yoğunlaştırır.

ekolojik ardıllık

belirli bir bölgedeki bitki ve hayvan topluluklarının zaman içinde geçirdiği değişiklikler. Bu süreçte, o bölgedeki her canlı topluluğu, ekolojik doruk denen son ve kararlı evreye ulaşıncaya değin yerini aşamalı olarak yeni topluluklara bırakır. Bu son evrede, var olan iklim, toprak ve öbür çevre koşulları, değişikliğin varılan noktadan daha öteye gitmesini engeller.

Birbirini izleyen canlı topluluklarına ekolojik gelişim basamakları denir; ekolojik doruk evresinde o bölgedeki canlı topluluğuna egemen olan bazı türler bu gelişme basamaklarının hepsinde bulunmayabilir. İlk gelişme evrelerinde bölgeye yeni türler yerleşir ve gelişim basamaklarının niteliği, genellikle bir insan ömrü içinde kolay kolay farkına varılamayacak kadar yavaş bir hızla sürekli değişir.

ekolojik doruk

KLÎMAKS olarak da bilinir, ekolojik ardıllık sürecinin son evresi. Belirli bir bölgedeki bitki ve hayvan topluluklarının, belirli bir zaman dilimi içinde o bölgede egemen olan çevre koşullan altında ulaşabileceği son durum, bu bitki ve hayvan topluluklarının ekolojik doruğudur. Bu evrede, bölgede var olan bütün türler yaşamını sürdürdüğü ve dışarı- dan gelen türler bölgede yer kapmayı başaramadığı için, topluluğun tür yapısı hep aynı kalır. Ne var ki, iklim değişikliklerinin, ekoloji ve evrim süreçlerinin etkisiyle çevrede çok uzun dönemde değişiklikler olabileceğinden, ekolojik doruk mutlak kalıcı bir evre değildir.

Ekolojide Temel Kavramlar

Ekolojiyi iyi anlayabilmek için, canlıları ve bunların meydana getirdiği organizasyon düzeylerini gözden geçirmek gerekir. Canlılar Ekolojik organizasyon düzeylerine göre sıralanacak olursa:

Organizma—>Popülasyon—>Komünite—>Ekosistem—>Biyosfer şeklinde oluşur.

Habitat: Bir organizmanın doğal olarak yaşayıp üreyebildiği alandır. Habitat canlının adresidir. Habitat içindeki türlerin kendilerini ve çevresini etkileyen yaşam biçimleri vardır. Bir bireyin bulunduğu ortam içerisinde sahip olduğu veya yapmak zorunda bulunduğu bütün sorumlulukları, işlevleri o canlı türünün ekolojik nişidir.

Ekolojik nişleri çalışkan iki veya daha fazla organizmadan her birinin yaşamak için gerekli kaynağı ele geçirme mücadelesine rekabet denir.

Popülasyon: Belirli bir bölgede, belirli bir zaman diliminde yaşayan aynı türden canlıların oluşturduğu topluluğa Popülasyon denir. Sınırları belli bir alanda bulunan karaçam o yörede bir Popülasyon oluşturur.

Komünite: Belirli bir habitat içerisinde birbirleri ile ilişkili tüm Popülasyonların oluşturduğu topluluğa Komünite denir. Komüniteler tür çeşitliliği bakımından birbirlerinden farklılık gösterir.

Komünitelerin büyüklüğü, bir coğrafi bölgedeki çevre koşullarının farklılığına, çeşitliliğine ve koşulların organizmalar üzerindeki etkisine bağlıdır. Komünitede meydana gelen değişimler zamanla ekosistemi etkiler. Bunun terside söz konusudur.

Komüniteler yaşamlarını sürdürebilmek için coğrafik bir alana ihtiyaç duyarlar. Bu alana Biyotop denir.

İki farklı komünite arasındaki geçiş bölgelerine ekotondenir. Ekoton tür sayısı ve çeşidi bakımından zengin bir bölgedir.

Ekosistem: Belirli bir bölgedeki komünite ve cansız çevrenin oluşturduğu birime ekosistem denir. Ekosistemler biyosferin alt birimleridir.

Bir ekosistem temel olarak; su, sıcaklık, mineral vb. cansız faktörler ve üretici, tüketici, ayrıştırıcı gibi canlı faktörlerden oluşur.

Biyosfer: Dünyada canlıların yaşamasına ve üretmesine uygun hava, toprak ve su katmanlarının tümü biyosfer (ekosfer) olarak adlandırılır.