Ekoloji Prof.Dr.Saim ÖZDEMİR Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü

Ekoloji nedir? Eko+loji Yaşanılan yer Yurt Eko+loji Bilim Yuva Ev Canlıların birbirleri ve çevreleri ile ilişkilerini inceleyen bilim’dir. Ernest Haeckel, 1869 Organizmaların doğal yaşama yerlerindeki fonksiyonlarını inceleyen bilim dalıdır. Tansley, 1926. Tabiatın yapı ve fonksiyonlarının incelenmesidir. Odum, 1963. Organizmaların dağılımı ve çokluğunu belirleyen etkileşimleri inceleyen bilimdir. Krebs, 1972 Belirli bir çevrede organizmaların veya organizma gruplarının etkileşim, dağılım ve çokluğunu inceleyen bilim dalıdır. Dodson, 1998 Canlıların birbirileri ve fiziksel çevreleri “evleri” ile nasıl etkileşim içinde olduklarını ve buna bağlı süreçleri inceleyen bilimdir.

Ekoloji tanımlar Organizmanın geçmiş, şimdiki ve gelecek çevresiyle ilişkilerini inceleyen bilimsel disiplindir. Bu ilişkiler bireylerin fizyolojik tepkilerini, populasyonlarının yapısı ve dinamiğini, türler arası ilişkileri, biyolojik toplumların organizasyonunu ve ekosistemdeki enerji ve madde işleyişlerini içine alır. Ekolojinin önde gelen kişilerinden Eguene Odum’a göre Ekoloji ev anlamına gelen oikos ve bilim anlamına gelen logy kelimelerinden türetilmiştir. Dolayısıyla ekoloji bitki, hayvan, mikroorganizma ve insanların birbirleri ile etkileşimli olarak yaşadıkları evleri, dünyanın, incelenmesidir. Ekoloji bu anlamıyla dünyada hayatı destekleyen sistemlerin incelenmesidir. Doğal ekolojik sistemler besin ağlarıyla birbirlerine bağlı olarak çalışırlar. Organizmalar yaşamları boyunca birbirlerini yer ve birbirlerinin atıklarını tüketir. Sistem canlı organizma toplumlarının enerji ve yararlı madde kaybetmeyeceği şekilde evrim geçirerek oluşmuştur

Ekolojinin Tarihçesi 1. “Ekoloji” kelimesi 1886 yılında ilk kez Ernst Haekel tarafından kullanılmıştır. Aslında avcılar ve çiftçiler öteden beri ekolojiden faydalanmaktadır Ekoloji bilimi resmi olarak 1800’lerde başlamıştır Botanikçiler baskın bitki topluluklarına göre vegetasyon haritaları oluşturmuşlar ve büyük ekosistemlere çalışmışlardır (Clements, ve diğerleri.) Hayvan ekolojistleri 1920 ve 30’larda ekolojiyi matematiksel formüllerle anlamaya çalışmıştır (Lotka, Volterra, Elton) Fakat, buna rağmen insan populasyonunun artışı ve habitatlara olan zararın anlaşılmaya başlandığı 1950’lere kadar bilim olarak tanınmamıştır. Bu nedenle, son tartışılan konuların çoğu son 40 yıl içinde gerçekleşmiş konulardır.

First Reading Silent Spring Rachel Carson 1962 DDT

Second Reading Our Stolen Future Colburn, Dumanoski, and Myers, 1996 endocrine-disrupting compounds “gender-bending” web site: Our Stolen Future counter web site: Science Without Sense

Third Reading Çevre ve Ekoloji Kışlalıoğlu ve Berkes, 1996 Önsöz Aziz Nesin Herkes için Ekoloji “Enerji-gıda-beslenme” Çevre problemleri, çözümleri Döngüler

Ekolojinin tanımlanması Ekolojik Bilginin Kökleri: İlk toplumlara kadar dayanır ve yaşamsal aktivitelerle yakından ilgilidir: Sizi avlayacak canlı nerede yaşar? Nerelerde ne zaman dolaşır? Avlayacağınız balıklar ne zaman nehirde yukarı doğru yüzer? Ne zaman yavrular? Tohumlar ne zaman çimlenir? Hangi yağmur ekinlere iyi gelir

Ekolojinin tanımlanması Ekolojinin cevap aradığı sorular: Doğanın dokusu Doğadaki süreçler Bazı türler nerede bulunur ve neden oradadırlar Biyolojik yaşambirliklerinin zaman içindeki değişimi Elementlerin döngüsü Enerjinin akışı

Ekoloji canlılarla çalışır Canlıların bazı özellikleri Figure 1.2 (c) Çevreye tepki (a) Düzen (d) Dengeleme (g) Üreme (f) Büyüme ve gelişmet (b) Evrimsel adaptation (e) Enerji kullanma-iletme

Galaksiler Güneş Sistemi EKOLOJİ Ölçek Earth Ekosistem Ekolojisi Toplum Ekolojisi Komumite Fizyoloji Populasyon Populasyon Ekolojisi Organizma Organ Davranış Ekolojisi Hücre Biyolojisi Biyokimya Doku Hücre Molekül Atom

Ekolojik Seviyeler Global ekoloji Yeryüzü şekli ekolojisi Ecosystem ekolojisi Community ekolojisi Population ekolojisi Organizma ekolojisi

Ekoloji 3 temel seviyede çalışılır Bireyler - Yaşayan canlı, populasyon ve toplumların temel ünitesi Populasyonlar - Belli bir türün bireylerinin topluluğu Toplumlar - Farklı türlerin populasyonlarının belli bir alan ve zamanda bir araya toplanmış hali

Ekoloji; Organizma Çevre Canlıların etkileşim içinde olduğu çevre: (1) abiotik (cansız) sıcaklık, su, ışık, nutrientler vb. gibi faktörler. (2) biotik (canlı) rakipler, avcılar, av, parazitler gibi faktörler. Ekoloji canlıların biotik ve abiotik çevre ile ilişkileri yanı sıra organizmaların dağılımı ve çokluğunu da inceler.

Biyotik Canlıların Kategorileri Üretici Ototroflar Bitkiler Fitoplanktonlar Fotosentez ve Kemosentez Tüketici

Tüketiciler Heterotroflar Ayrıştırıcılar Ölü organik madde ve atıkları ayrıştırır Leş yiyiciler (akbaba, karga, istakoz) Atık Yiyici (ayrışmış maddelerle beslenir-termit, solucan, yengeç) Saprofitler=çürükçüller – Dış sindirim (bakteri, mantar) Heterotroflar Üretici veya tüketicilerle beslenirler Birkaç sınıftan oluşurlar Herbivorlar Karnivorlar Omnivorlar

Bunu Biliyormusunuz? Bir çay kaşığı toprakta yaklaşık 1 milyar bakteri hücresi, 5 milyon aktinomiset, 500 bin protozoa, ve 200 bin farklı mantar hücresi bulunur

Ekoloji Biliminin Etkileşim İçinde Bulunduğu Bilim Dalları Ekolojiyi çalışmak için diğer bilim dallarını bilemek gerekir, Bilim dallarının her biri bir yönüyle ekoloji ile çakışır Bazılarının önemi diğerlerinden daha fazladır En önemlileri Genetik Biokimya Davranış bilimleri Fizyoloji

Ekoloji; Canlıların iklim ve toprakla olan ilişkilerini açıklayabilmek için iklim bilimi, toprak bilimi ve yer yüzü biliminden, Canlılar üzerinde, iklim, toprak ve diğer tüm canlıların etkilerini kavrayabilmek için de biyoloji, fizyoloji, morfoloji, anatomi, genetik, istatistik bilimlerinden yararlanır.

Ekolojiden Faydalanan Bilim dalları Bazı bilim dalları ekolojik bilgilerden faydalanır. Çevre bilimleri, Tarım Ormancılık, Balıkçılık Yaban hayatı, Oşinografi Limnoloji, Biyocoğrafya Uzay ekolojisi vb. Bilim dallarının temelini ekoloji oluşturur.

Ekoloji ve Çevre Environmental ecology includes the study of the relationships between abiotic, biotic and human, the ecological effects of pollution, disturbance, and other stressors. Ekolojik Anlamdaki ÇEVRE “Bir canlının veya canlılar topluluğunun yaşamını sağlayan ve onu sürekli olarak etkisi altında bulunduran süreçler, enerjiler ve maddesel varlıkların bütünüdür” Çevre Bilimleri: Ekoloji, ormancılık, ziraat, tıp, coğrafya, sosyoloji, antropoloji, ekonomi, fizik, kimya, mühendislik, siyasal bilgiler, hukuktan etkilenmiş disiplinler arası bilimdir.

Ekolojiyi Oluşturan Birimler Cansız-abiyotik Etmenler Canlı-biyotik Işık Üreticiler Sıcaklık Tüketiciler İklim Ayrıştırıcılar Toprak ve mineraller Su ve pH

Ekolojinin Bölümleri Birey ekolojisi: Organizmaların bireysel olarak davranış ve etkileşimlerini inceler. Yaptığı iş, beslenme davranışı, üreme Populasyon ekolojisi: Herhangi bir türün çokluğunu (büyüme ve azalma) etkileyen faktörleri inceler? Populasyon düzeyinde davranışlar, populasyon döngüsü vb. Toplum ekolojisi: Farklı türlerin nasıl etkileşim içinde olduklarını inceler (rekabet, avcı/av, vb.). Ekosistem ekolojisi: Biyotik toplumların abiyotik çevreleriyle etkileşimlerini ve çevreyi nasıl değiştirdiklerini inceler. Uygulamalı Ekoloji: İnsanların ekolojiye etkileri, habitatların bozulması, direk sömürü, Kaynakların kullanımı: doğal parklar, Agroekosistemler, terkedilmiş topraklar, Atık ve kirlilik, İklim değişimi, ekzotik türlerin taşınımı, populasyon demogrofsi ve kontrolü, çevre bilimleri.

Bireyler Türün bireyleri tamamen birbirine benzer değildir (genotipte kalıtsal varyasyondan dolayı). Bazı genotipler bazı özel çevrelerde yaşamaya daha uygundur. Birey ekolojisi organizmaların, fiziksel ve kimyasal çevre faktörlerinden nasıl etkilendiğini birey düzeyinde inceler.

Populasyon Populasyon – Belli bir alanda ve aynı anda birlikte yaşayan aynı türün organizma grubudur. Aynı habitatı paylaşırlar, kendi aralarında ürerler, ve aynı kaynağı kullanırlar. Populasyon Ekolojisi – Alan ve zamana bağlı olarak populasyonların değişiminin nedenlerini inceler.

Komunitie -Toplum Aynı alan veya “habitat” da birlikte yaşayan farklı türlerin populasyonlarıdır.

The place in which an organism lives-Organizmanın yaşadığı yer Habitat The place in which an organism lives-Organizmanın yaşadığı yer Organizmanın yaşaması için gerekli; besin, korunak, sıcaklık, rutubet vb. koşulları sağlar.

Ecosystem Canlı olmayan çevrede yaşayan organizmalar topluluğu. Ecosystems can range from a microcosm, such as an aquarium To a large area such as a lake or forest

Biome Group of ecosystems with the same climate and dominant commuties Tropical rain forest Tropical dry forest Tropical savanna Temperate woodland and shrubland Desert Temperate grassland Boreal forest (Taiga) Northwestern coniferous forest Temperate forest Mountains and ice caps Tundra Ecosystem

Biosphere Yaşamın olduğu, kara, su, hava ve atmosferi de içine alan yer yüzü parçası

Ekolojik sorular – 1 Populasyon Ekolojisi herhangi bir coğrafik alanda bir organizma grubu ile ilgilenir. Özellikle populasyon büyüklüğünü etkileyen faktörIer ile çalışır. Sorduğu sorular: Populasyon hangi hızda büyümektedir? Populasyon yok oluşa doğru mu gitmektedir.

Ekolojik Sorular – 2 Toplum ekolojisi Farklı türlerin populasyonlarının nasıl etkileşim içinde olduğunu inceler. İlgilendiği konular avcılık, rekabet, parazitizm vb. organizmaların dağılımı ve çokluğunu nasıl etkiler. Sorulan sorular: Birbiri ile rekabet içinde olan iki tür aynı alanda bir arada bulunabilir mi? Avcılık avın dağılımını sınırlar mı?

Ekolojik Sorular – 3 Ekosistem ekolojisi belli bir alanda organizma toplumları ve abiotik faktörleri inceler. Bitkiler, hayvanlar ve fiziksel çevrede enerji akışı ve madde döngüleri çalışma alanıdır. Sorulan sorular: Bitkilerde depolanan enerjiyi herbivorlar hangi oranda kullanır? Karnivorlae, herbivorlarda depolanan enerjiyi hangi oranda kullanır?

Ekolojik Sorular – 4 Hayvan davranışları ve evrim alanları da ekolojide önemli bir rol oynar. Davranış ekolojisi ekolojiye davranış ve evrimsel değişiklik yaklaşımıyla bakar. Darvin’in uyum (üremede başarı) öngörüsüne dayanan yaklaşım Optimum davranışla geliştirilebilir.

Çevre Değişimine Tepkiler – 1 Çevre zaman ve mekana bağlı olarak değişir. Organizmalar çevre değişimine farklı tepkiler gösterir. (1) Davranış tepkisi hayvanlar çevrelerindeki değişime hareketleriyle tepki verir. Bu tepkiler hemen gösterilir. Örnek: sürüngen hayvan sabah güneşinde güneşlenir ve öğleden sonra sıcağında gölgeye arar.

Çevre Değişimine Tepkiler– 2 Fizyolojik Tepki organizmanın içsel durumundaki değişikliktir. Fizyolojik tepki, davranış tepkisinden daha uzun sürer. Örnek: İnsanlar sıcağa tepki olarak terlerler. Evoporasyonla su kaybı sonucu vücutları serinler. Düzenleyiciler çevre değişimine karşı içsel koşulları oransal olarak sabit tutarlar. Örneğin sıcak kanlı hayvanlar vücut sıcaklığını sabit değerde tutar. Uyum sağlayıcılar dış çevre değişimine tepki olarak iç çevrelerini düzenleyemez. Örneğin soğuk kanlı sürüngenlerin vücut sıcaklıkları değişkendir.

Çevre Değişimine Tepkiler – 3 Morfolojik tepki organizmanın gelişimi veya büyümesinde değişiklik olarak gerçekleşir. Morfolojik tepki fizyolojik tepkiden daha uzun süre sonra gerçekleşir. Örnek: Fazla rüzgarlı alanda büyüyen bitki rüzgarın estiği yöne doğru eğilir.

Çevre Değişimine Tepkiler– 4 Evrimsel tepki uzun zaman periyodunda populasyonun adaptasyonu şeklidedir. Evrimsel tepki birçok generasyon gerektirir. Örnek: Erzurum’da yetişen akçaağaç Akdeniz bölgesinde yetişen akçaağaç populasyonundan soğuğa daha dayanıklıdır. Bu farklılık genetik farklılıktır.

Ekolojik oyun Ekoloji (ve evrim) var oluş oyunudur: önemli olan tek konu oyunda varlığını devam ettirmektir. Organizma açısından: sadece hayatta kalmak ister. Büyük olmak, şişman olmak, vs., “insanların hayatta kalmasına yardım etmek için yaşamazlar” Sizin en iyi stratejiniz ne?

Sıcaklığa Tepki: davranış ve fizyolojik düzenleme Vücut sıcaklığını ayarlayabilen Vücut sıcaklığı değişken Vücut ısısı üretemeyen kertenkele, arılar Böceklerin çoğu salyangozlar, balıklar, yılan Vücut ısısı üreten Memelilerin çoğu ve kuşlar Uyuşuk hayvan, Arı kuşu

Örnek: kurbağalar ve küresel ısınma Sıcaklık yükselince ne olur? Kademe kademe tepki: Davranışsal tepki Fizyolojik tepki Fizyolojik alışma Populasyon değişimi: azalma (?) yoğunluk Populasyon değişimi: evrim veya türlerin yer değiştirmesi

Adaptasyon Adaptasyon – Doğal seleksiyon sonucu gelişmiş, bireylerin çevrelerine uyumunu sağlayan birey özellikleri Fakat çevre sabit değil değişkendir İklim zaman ve mekana bağlı olarak büyük oranda değişmektedir biotik çevre değişmektedir, verilen tepkiye göre bile değişmektedir. Bu uyum yeteneğini maksimize etmeyi gerektirir, fakat uyum içinde denge sağlamak enerji gerektirir: Olağanüstü şoklara adaptasyon değmeyebilir (anropojenik etkilere değişim???) Adaptasyonun maliyeti nedir?