Ekolojiye Giriş, Biyosfer
Transkript
Ekolojiye Giriş, Biyosfer
02.11.2011 EKOLOJI Yrd.Doç.Dr. Tamer Albayrak EKOLOJI 1. HAFTA: EKOLOJIYE GIRIġ VE BIYOSFER 2. HAFTA: SUCUL VE KARASAL BIYOMLAR 3. HAFTA: DAVRANıġ BIYOLOJISI POPULASYON EKOLOJISI KOMINITE EKOLOJISI KORUMA BIYOLOJISI http://fef.mehmetakif.edu.tr/akademik/albayrak “KARMAŞıK BIR SISTEMIN DAVRANıŞıNı EKOLOJI BELIRLEYEN KURALLAR, BU SISTEMIN PARÇALARıNı BELIRLEYEN KURALLARDAN NITELIK OLARAK FARKLıDıR” VICSEK 2002 “BIR BÜTÜN, PARÇALARıNıN TOPLAMıNDAN FARKLıDıR” ILKESI EVREN VE YAġAM “SıNıRLı DÜNYA” Evren’de 1 -10 milyar galaksi Bir galakside 200 300 milyar yıldız Bir yıldızın (GüneĢ) etrafındaki dokuz gezegenden biri Dünya 1 02.11.2011 EKOLOJI Biyoloji’nin ana bölümlerinden biri olan Ekoloji (=Ökoloji), Latince Oikos (Konut, yaĢam yeri, organizmaların konutu) ve Logy (Bilim) kelimelerinin bileĢiminden meydana gelmiĢ bir terimdir. Bilimsel olarak ekoloji, “Canlıların yaĢam yerlerinde incelenmesi veya Organizma gruplarının kendi aralarında ve çevreleri ile olan karĢılıklı iliĢkilerini araĢtıran bir bilim” olarak tanımlanabilir. Ekoloji bilim dalı Fizik, Kimya, Botanik, Zooloji, Mikrobiyoloji, Meteoroloji, Klimatoloji, Oseanografi, Jeoloji, Matematik, Ġstatistik, Bitki beslenmesi, Anatomi, Morfoloji, Patoloji, Pedagoji, Jeomorfoloji, Mineroloji gibi bilim dallarıyla iliĢkili olup bu dalların araĢtırma yöntem ve sonuçlarından yararlanır. CANLı TOPLULUKLARı EKOLOJI NEDIR? Ekolojinin faaliyet alanı (organizmadan biyosfere) Canlıların yayılıĢı Biyomlar (sucul karasal) Organizmalar ve onların çevreleri arasındaki etkileĢimler, organizmaların yayılıĢını ve bolluğunu belirler Populasyon ve Kommunite (Biyosönoz= Yaşam birliği= Tür toplulukları): Biyosferi oluĢturan canlı varlıklar bir araya gelerek ekolojik toplulukları oluĢtururlar. Bu durumda populasyon” Belli bir bölgede yaĢayan aynı türe ait bireylerin oluĢturduğu topluluk” Kommunite ise “ Belli bir bölgede yaĢayan çeĢitli türlere ait bireylerin oluĢturduğu topluluktur. Biyom: Yeryüzünde büyük iklim kuĢaklarına bağlı olarak oluĢan büyük canlı toplumuna denir. Biyosfer: Canlı küre, canlılar dünyası; Yeryüzündeki ekosistemler topluluğudur. Ekosfer:Dünya ekosistemi, Biyosferdeki canlılar ile bunların cansız çevreleri Ekosistem: Canlı ve cansız elementlerin karĢılıklı madde alıĢveriĢine dayalı olarak oluĢturduğu sistem. Abiyotik ögelerle( sıcaklık, nem, pH gibi fiziki ve kimyasal etmenler) birlikte biyotik kommunitedir. Her ekosistem iĢlevleri faklı üç organizma grubuna sahitir.Bunlar Üreticiler, Tüketiciler ve AyrıĢtırıcılar( mantar ve bakteriler)’dır. Ekolojik niş: Bir organizmanın veya populasyonun ekosistem içindeki görevi ya da iĢlevi Flora: Bir bölgedeki bitkilerin tümü Fauna: Bir bölgedeki hayvanların tümü Biyocoğrafya: Hayvan ve bitkilerin coğrafi dağılımıyla ilgilenen biyoloji alanı Gelişen katman BIYOLOJIK HIYERARŞI Biyosfer Biosphere kuşlar, omurgasızlar, yarasalar ORMAN YAPıSı Gölgeli katman Biomlar, ör. yağmurormanları kuşlar, sürüngenler, İki yaşamlılar, likenler, k yosunları Ekosistem Ekosistemler Komüniteler Alt katman Kominite Türler Populasyonlar; üreyebilen Kırık Zemin katmanı Populasyon bireyler topluluğu Birey Gölgeye töleranslı bitkiler, kuşlar, sincaplar, kertenkeleler, kemirgenler Çürüyen katman, solucanlar, böcekler, bakteriler Birey Açıklık Fig. 4.2, p. 72 Toprak altı nematodlar, mikroorganizmalar 2 02.11.2011 DISTRIBUTION NUTHATCH OF KRÜPER’S EKOLOJIK YAYıLıM MODELLEMELERI TÜRÜN YAYıLıġıNı VE BOLUĞUNU NELER ETKILER? EVRIMSEL GÜCLER NE DUZEYDE ETKILIDIR? 1022 individuals were observed Ġn 1465 point counts IMPORTANT AREAS NUTHATCH OF KRUEPER’S KÜÇÜK KUMRU BIYOCOĞRAFIK BÖLGELER The average density of Krueper’s Nuthatch Turkey: 10.16 ± 0.33 ind./km2. Lesvos Island: 1.94 ± 0.79 ind./km2 Streptopelia senegalansis COĞRAFIK YAYıLıġı SıNıRLAYAN FAKTÖRLER 3 02.11.2011 TÜR NAKILLERI BILDIGINIZ TÜRLER VE ETKILERI NELERDIR? KÜÇÜK KUMRUNUN (YAYıLıMı ) YıLLRA GÖRE DISPARSELI BIYOTIK FAKTÖRLER ORGANIZMANıN YAYıLıġıNı ETKILER ABIYOTIK FAKTÖRLER ORGANIZMANıN YAYıLıġıNı ETKILER GULF STREAM AKıNTıSı VE IKLıM (SıCAK SU AKıNTıSı) Küresel Iklım Modelleri 4 02.11.2011 ABIYOTIK FAKTÖRLER ORGANIZMANıN YAYıLıġıNı ETKILER Ne söylüyor? Sıcaklık Su GüneĢ IĢığı Rüzgar Kayalar ve Toprak SıCAKLıK VE SU ORGANIZMALARıN YAYıLıġıNı ETKILEYEN ÖNEMLI FAKTÖRLERDIR. Ne söylüyor? 5 02.11.2011 TURNOVER (DÖNGÜSEL DEĞIġIKLIK) MIKROKLIMA TaĢ altları Orman altı Su kenarları ġehir…. Geçmişte (doğal) iklim değişimleri Geçmiş İklimi Belirlemek Eski Toprak Arktik buz (R.A. Müller&G. MacDonald, 2000) DOĞAL IKLIM DEĞIŞIMININ NEDENLERI Mağara çökelleri Ağaç yaĢ halkaları UZUN SÜRELI IKLıMSEL DEGIġIKLIK TÜRLERIN DISPERSALI VE Buzul Dönemleri bu gün dO-18 Son 750 bin yıl “İnsanlar yeryüzünden silinmedikçe bir daha Buz Çağı olmayacak” James E. Hansen 6 02.11.2011 Sıcaklık Gelecekteki İklim Projeksiyonları Future Simulation (A2 [2071-2100] minus RF [19611990]) Ne söylüyor? BarıĢ ÖNOL, Ph.D. 2007. Ġstanbul Technical Univ., Dept. of Meteorology Yağış Gelecekteki İklim Projeksiyonları Iklım değiĢikliğinde, tohum yayılıĢ hızı, her bir türün göçünü sürdürmeye yetecek kadar uzun mu? Uganda Kahve Üretimi Future Simulation (A2 [2071-2100] minus RF [19611990]) BarıĢ ÖNOL, Ph.D. 2007. Ġstanbul Technical Univ., Dept. of Meteorology VEJETASYON HARITASı BIOMLAR: ENLEM VE YÜKSEKLIĞE GÖRE Alpine Tundra Dağ Ġğne yapraklı Orman GeniĢ yapraklı orman Tropikal Orman Tropikal orman Yüksek GeniĢ yapraklı orman Kuzey Ġğne yapraklı orman Sıcaklık & yağmur alırlığı Arktik Tundra DüĢük 7 02.11.2011 BIYOSFER (EKOSFER) BIYOSFER (EKOSFER) Biyosfer, yerküredeki 17 km kalınlığındaki canlı biyolojik madde tabakasıdır Ancak, çoğu organizma sadece yüzeye yakın 1 km ’lik bir tabakada yer alır YERKÜRENIN FIZIKSEL ORTAMı YERKÜRENIN FIZIKSEL ORTAMı Hidrosfer (sucul ortamlar) Litosfer (kabuk) Atmosfer (gaz tabaka) Biyosfer, bu fiziksel bölümlerle organizmaların etkileĢimi ile ekosistemleri oluĢturur 8 02.11.2011 BIYOTA (ORGANIZMALAR)NEDEN YERDE AYNı DEĞILDIR? HER Organizmalar, özel evrimsel adaptasyonlarının uyum gösterebildiği habitatlarda yayılırlar Alanlar arası fiziksel farklılıklar ne kadar fazla olursa, alanların biyotaları arasındaki fark da o kadar büyük olur Gabar aynası, ġırnak Çöl serçesi EKOSISTEM Birbirine bağlı organizmalarla, onların yaĢadıkları ve etkileĢtikleri ortamın oluĢturduğu ve civardaki topluluk ve ortamlardan farklı olan bir birlikteliktir. BIYOM Eğer canlı topluluğu ve onun bulunduğu ortam çok büyükse, bunlar biyom olarak adlandırılır Biyomların her birinin kendine özgü flora, fauna ve mikrobiyolojik toplulukları vardır. Ancak, biyomlar genellikle baskın vejetasyon tipleri ile sınıflandırılırlar BĠYOMLAR KARASAL BĠYOMLAR SUCUL BĠYOMLAR KARASAL BIYOMLAR Tundra Taiga Ilıman yaprakdöken ormanlar Ilıman yağmur ormanları Ilıman çayırlar Savanlar Makilikler Çöller Tropik yağmur ormanları Tropik mevsimsel ormanlar 9 02.11.2011 BIOMLAR: ENLEM VE YÜKSEKLIĞE KARASAL BIYOMLAR Ana karasal biyomların dağılımını belirleyen en önemli etmenler sıcaklık ve yağıĢtır Yüksek enlemlerde Ilıman bölgelerde DüĢük enlemlerde sıcaklık sıcaklık, yağıĢ yağıĢ, mevsimsellik Alpine Tundra Dağ Ġğne yapraklı Orman GeniĢ yapraklı orman Tropikal Orman Denizden yükseklik (değiĢimler enlemlerde olana benzer) Tropikal orman GeniĢ yapraklı orman SOĞUK DÜZLÜKLERI TUNDRA: KUZEYIN Kuzey Ġğne yapraklı orman Arktik Tundra Sıcaklık & yağmur alırlığı Yüksek TUNDRA: KUZEYIN GÖRE DüĢük SOĞUK DÜZLÜKLERI Tundra vejetasyonunda karayosunları, likenler ve otlar hakimdir. Çok yıllık bitkiler genellikle yoktur. Az sayıda hayvan türü olsa da, yılın belli zamanlarında faunada bir artıĢ olur (Ren geyiği, tilkiler, tavĢanlar, lemmingler) Yazın su kuĢlarının yuvalanma alanı TUNDRA: KUZEYIN SOĞUK DÜZLÜKLERI TAIGA: HERDEMYEġIL KUZEY ORMANLARı 10 02.11.2011 TAIGA: HERDEMYEġIL KUZEY ORMANLARı TAIGA: HERDEMYEġIL KUZEY ORMANLARı Taiga vejetasyonunda Ladin, Köknar gibi ibreli herdemyeĢil koniferler hakimdir. Yaprak döken ağaçlar da bulunur. Fauna açısından kuĢlar ve böcekler dikkat çeker. Önemli memeliler, geyik, ayı, kurt, sansar, vaĢak ve kirpidir. (tavĢan ve kemirgenler de bol bulunur) ILıMAN YAPRAKDÖKEN ORMANLAR ILıMAN YAPRAKDÖKEN ORMANLAR MeĢe ve Kayın gibi geniĢ yapraklı ağaçlar hakim türlerdir. Orijinal olarak çok sayıda büyük memeli (kurtlar, ayılar, geyikler), küçük memeliler, kuĢ ve böcek türünü içerir ILıMAN YAĞMUR ORMANLARı Yeryüzündeki en karmaĢık ekosistemlerden biridir, aynı zamanda en çok odun üretimi sağlayan biyomlardan biridir ILıMAN YAĞMUR ORMANLARı Artvin 11 02.11.2011 ILıMAN YAĞMUR ORMANLARı ILıMAN ÇAYıRLAR Normal geliĢim durumunda, dünyanın en derin ve tarıma en elveriĢli toprakları bu bölgelerde bulunur ILıMAN ILıMAN ÇAYıRLAR ÇAYıRLAR Civardaki dere kenarları dıĢında çok az ağaç vardır ve vejetasyona otsu bitkiler hakimdir Çayırlar, otlayan hayvanların doğal yayılım alanıdır (bizon, sığır, antilop) Kullanıldığında dikkat edilmesi gerekir: AĢırı otlatma (bodur bitkiler) Bilinçsiz tarım (üst toprağın kaybı) YapılaĢma, Ağaçlandırma … Ardahan SAVAN: TROPIK SAVAN: TROPIK ÇAYıRLAR ÇAYıRLAR GeniĢ aralıklarla yerleĢmiĢ dikenli ağaçların bulunduğu geniĢ çayırlar Dikenler herbivorlara karĢı Doğal sık yangınlar Antilop, Zürafa, Zebra, Filler gibi herbivorlar çok yüksek sayıda bulunurlar Aslan, Çita, Çakallar önemli predatörleridir AĢırı otlatma bu alanların çöle dönüĢmesine yol açar 12 02.11.2011 SAVAN: TROPIK ÇAYıRLAR MAKI: ÇALıLAR MAKI: ÇALıLAR MAKI: ÇALıLAR VE KÜÇÜK AĞAÇLAR VE KÜÇÜK AĞAÇLAR VE KÜÇÜK AĞAÇLAR Kuraklığa dayanıklı çam ve meĢe ağaçlarında oluĢan çok yoğun bir vejetasyon Çoğu bitki su kaybını önlemek için sert, küçük, derimsi (sclerophyllous = kurakçıl) yapraklara sahiptir ÇÖLLER ÇÖLLER 13 02.11.2011 ÇÖLLER TROPIK YAĞMUR TROPIK YAĞMUR ORMANLARı Yüksek dikey taç tabakalanmasına sahip ormanlar Yerkürede en yüksek çeĢitliliğe ve üretkenliğe sahip alanlardır SUCUL BIYOMLAR Karasal biyomların belirleyicileri: sıcaklık, yağıĢ Sucul biyomların belirleyicileri: Sudaki çözünmüĢ madde miktarı (Tuzluluk) Su derinliği IĢık kalitesi ve ıĢığa ulaĢabilirlik Dip kısmın yapısı (ör; kaya, kum, balçık) Su sıcaklığı ve sirkülasyon özellikleri ORMANLARı BĠYOMLAR KARASAL BĠYOMLAR SUCUL BĠYOMLAR SUCUL ORGANIZMALAR Plankton Fitoplankton Zooplankton Nekton Bentos Sucul alanlardaki en temel ayrım tatlı ve tuzlu su ortamlarıdır. Nehir ağızları ve acı sular bu ikisinin arasında yer alır. 14 02.11.2011 PLANKTON NEKTON NEKTON BENTOS BENTOS 15 02.11.2011 SUCUL BIYOMLAR Sulakalanlar Denizel sulakalanlar Subasar (Mangrov) bataklıklar Tuzlu bataklıklar TaĢkın ekosistemleri Bataklık sistemleri Tatlı sular Lotik sistemler (Akarsu) Lentik sistemler (Durgun su) Denizel ortamlar Nehir ağzı ve acısu ortamları Mercan resifleri SULAKALANLAR Dünyada çok farklı yerlerde bulunurlar Kommünitedeki türler farklı olsa da sistemin temel yapısı çok benzerdir Ġklime ve coğrafi konuma göre sınıflandırması zor sistemlerdir DENIZEL SULAKALAN DENIZEL SULAKALAN BATAKLıK SISTEMLERI SISTEMLERI SISTEMLERI Tuzlu bataklıklar Gelgitler ile düzenli olarak bataklığı deniz suyu basar Subasar (Mangrov) bataklıklar Tropik ve subtropiklerde deniz kıyısında yer alır Drenajın engellendiği ve suyun biriktiği alanlarda ortaya çıkar Çok kurak yıllar dıĢında sürekli su bulunur 16 02.11.2011 TATLı SU YAġAM SISTEMLERI LOTIK (AKARSU) SISTEMLERI Tatlısu ekosistemleri iki temel bölümde incelenebilir: Akarsu ortamlar (Lotik) Durgun su ortamları (Lentik) LOTIK (AKARSU) SISTEMLERI ??? Çoruh Nehri, Artvin LENTIK (DURGUNSU) SISTEMLERI Sivas Sivas 17 02.11.2011 Ne söylüyor? EKOSISTEM DENIZEL YAġAM KUġAKLARı Kıta sahanlığının bentos’u Derin okyanus bentos’u lentik Nehir ağzı 200 m’ye kadar. Makro algler. Üretim yüksek. Tamamen heterotrof. Yukarıdan gelen döküntülere bağımlılar. Tek birincil üretim, volkanik deliklerde bulunan kemosentetik bakterilerce yapılır Pelajik ortam (su ortamı) lotik NEHIR AĞZı VE ACıSU ORTAMLARı Tatlı ve tuzlu suların birbirine karıĢtığı sığ alanlardır Acısu alanları: Kararlı ortamlar. Lagün benzeri. SeyrelmiĢ deniz suyu. MERCAN Nehir ağızları: DeğiĢken ortamlar. ÇeĢitlilik düĢük, besince zengin, tür bolluğu yüksek. RESIFLERI Bentik kommünitelerdir Tropik ve subtropiklerde sıcak, sığ, besince fakir ancak temiz deniz sularında yayılırlar Çoğu mercan simbiyotik (içlerinde fotosentez yapan algler taĢırlar) Yeryüzündeki en üretken ekosistemlerden biridir Diğer canlı formları için de fiziksel bir altyapı oluĢturması nedeniyle çeĢitlilik çok fazladır ve tropik yağmur ormanlarının denizel eĢdeğeridir Ekosistem MERCAN RESIFLERI Alan (milyon km2) Tipik net birincil Tahmini dünya net üretim hızı (g birincil üretim kuru (109 kuru ton/yıl) madde/m2/yıl) Kıtasal ekosistemler Tropik yağmur ormanları 17.0 2200 37.4 Tropik mevsimlik orman 7.5 1600 12.0 Ilıman herdemyeşil orman (taiga) 5.0 1300 6.5 Ilıman yaprak döken orman 7.0 1200 8.4 12.0 800 9.6 Çalılık 8.5 700 6.0 Savan 15.0 900 13.5 Ilıman çayır 9.0 600 5.4 Tundra 8.0 140 1.1 Çöl/yarı çöl çalılıkları 18.0 90 1.6 Ekstrem çöl, kayalık, kumul ve buz 24.0 3 0.07 Tarım alanı 14.0 650 9.1 KARASAL TOPLAM 145.0 742 110.5 Boreal orman 18 02.11.2011 Ekosistem Alan (milyon km2) Ne söylüyor? Tipik net birincil Tahmini dünya net üretim hızı (g kuru birincil üretim (109 kuru madde/m2/yıl) ton/yıl) Sucul ekosistemler Bataklık 2.0 2000 Göl ve akarsu 2.0 250 0.5 332.0 125 41.5 Açık deniz Upwelling bölgeleri 4.0 0.4 500 0.2 26.6 360 9.6 Alg yatakları ve resifler 0.6 2500 1.6 Nehir ağzı ve acı sular 1.4 1500 2.1 DENİZEL TOPLAM 365.0 163 59.5 510 333 170 Kıta sahanlığı Biyosfer toplamı Antalya, Boğazkent’in dünü ve bugünü Ne söylüyor? 2005 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 2002 112 Antalya, Boğazkent 2005 2002 DAVRANıġ BIYOLOJISI 2007 DAVRANıġ BIYOLOJISI DavranıĢ nedir? Bir hayvanın yaptığı ve bunu nasıl yaptığı Ģeklinde öğrenme ve hafıza gibi hareketsel niteliği olmayan davanıĢlarında içeren bir olgudur. 19 02.11.2011 ANADOLU SıVACıSı ÖTÜġÜ Neden ötüĢler önemli? DOĞAL SEÇILIM NEDEN BIR DAVRANıġı DIĞERINE GÖRE DAHA FAZLA DESTEKLEMIġTIR? Hayvan davranıĢı “etoloji” Genler ve çevre = fenotip Neden kuĢlar ilk baharda ürer? Bir davranıĢın ortaya çıkmasında hangi faktörler etkilidir? Filogeni ve davranıĢ 20 02.11.2011 DAVRANıġ BIYOLOJISI EVRIM VE EKOLOJIYI BIRBIRINE BAGLAR 21 02.11.2011 22 02.11.2011 Kinesis: bir uyarıya karĢı dönme oranı ve hareketteki basit bir değiĢiklik Ģeklindeki cevap Taksis:belirli bir uyarıya doğru veya tersi yönde hareket yönelimi anlamına gelir. Fototaksis Rheotaksi: akıntının tersine dogru yönelim GÖÇ 23 02.11.2011 Agonistik davranıĢ: hem tehditkar hem de itaatkar davranıĢ UzlaĢma davranıĢı: Dominans hiyerarĢi: grupta birinin zamanla üstünlüğünü kabul ettirmesi Territoryum: savunak egemenlik alanı Monogamik: tek eĢli Poligamik: çok eĢlilik Poliginik: erkek tek Poliandre: diĢi tek Feromonlar Alturzm: özveri fedakarlık Kin seçilimi: akraba seçilimi 24