EKOLOJİ

EKOLOJİ; Alm. Unweltforschung (f), Ökologie
(f), Fr. Ecologie, İng. Ecology. Hayvan ve bitkilerin
çevreleri, birbirleri ve insanoğlu ile olan ilişkilerini
inceleyen bilim dalı. Ekoloji kelimesi;
Yunanca ev mânâsına gelen oikos ve bilim mânâsına
gelen logos kelimelerinden türetilmiştir. Bu
kelime ilk defa Alman tabiatçısı Emest Haeckel tarafından
kullanılmıştır. Fakat kelime daha evvel de
sınırlı olarak kullanılıyordu.
Ekoloji ve çevre çok sık kullanılan fakat mânâları
birbirine karışan iki kelime olmuştur. İnsan
çevresi, fiziksel (abiotik) ve biyolojik (biotik) olarak
ikiye ayrılır. Jeofizik, meteoroloji, hidroloji,
oşinografi, klimatoloji gibi bilimler fiziksel çevre
ile ilgilenir. Biyolojik çevre ise antropoloji,
sosyoloji, biyoloji, ekoloji gibi bilimler tarafından
incelenir.
İnsanoğlu teneffüs ettiği havayı ve içtiği suyu
kirletir. Eğer bu kirli havayı ve suyu sırf fiziksel
çevre yönünden düzenlemek isterse, bu, çevre ile
ilgili bir durumdur. Fakat bu durumdan etkilenen
bitki ve hayvanları düşünerek yaparsa bu durum
ekolojik bir hâle dönüşür.
Yeryüzünün yaşanılan ve değişik canlıları besleyebilir
şekilde kararlı bir denge hâlinde tutulması
büyük önem taşır. Bu denge, cansız maddenin eseri
olamaz. Canlıları ekolojik yönden ilgilendiren
olaylar en çok yeryüzü ve onu çevreleyen atmosferde
meydana gelmektedir.
Günümüz ekolojisinin önemle üzerinde durduğu
populasyon, komünite ve ekosistemler biyosferdeki
yaşama birliklerini meydana getirirlerDünyâda bütün canlıların yaşadığı, 16-20 kilometre
kalınlığındaki tabakaya “biyosfer” denir.
Bu tabakanın 8-10 km’si deniz seviyesinden atmosfere
doğru, 8-10 km’si de deniz ve okyanusların
dibine doğru uzanır. Canlıların biyosferdeki
dağılımı farklılıklar gösterir.
Bir canlının tabiî olarak yaşayıp ürediği alana
veya başka bir ifâdeyle, organizmanın adresine
“habitat” denir. Bir balinanın habitatı yaşadığı okyanuslar,
bir süs kuşunun ise kafesidir.
Populasyon terimi, bir türün tabiatın belli bir
parçasında yaşayan bütün fertlerinin oluşturduğu
topluluğu ifâde eder. Meselâ; Şemdinli’nin kargaları,
tavşanları, dağ keçileri ayrı ayrı birer populasyondur.
Belli bir alanı işgâl eden bütün populasyonların
birliğine de “komünite” denir. Bir
populasyonda tek tür bulunmasına rağmen, komünitede
birçok tür ve populasyon mevcuttur.
Cansız çevre ve komünite, birlikte “ekosistemi”
meydana getirirler.
Ekosistemin dinamiği ise, maddelerin ve enerjinin
değişmesinden bahs ettiği gibi sistemde bulunan
bütün canlıların doğum, büyüme, ölüm ve toprak
olmalarını da inceler. Bu ekosistemin alt grupları
“biyome’ler veya “önemli yaşama bölgeleri”
olarak isimlendirilir. Biyomeler’in alt bölümlerini
topluluklar meydana getirir. Biyomeler arasında bulunan
geçiş bölgelerine de “ekotonlar” denir.
Eğer bir ekosistemde meselâ bitkilere; yangın,
rüzgâr, sel, hastalık, böcek veya insanlar tarafından
zarar verilirse, bitkiler bu zararı uzun sürede ve
yavaş yavaş tamir etmeğe yönelir. Meselâ, bir orman
kesildiğinde toprak otlardan başlayarak yavaş yavaş
bitki hayatını tekrar canlandırmağa çalışır.
Bitki ve hayvanlar yaşama için gerekli olan su,
azot, fosfor, karbon, oksijen, kalsiyum, magnezyum,
demir vs. gibi maddeleri kullanarak enerji ve
uygun sıcaklık temin eder ve canlı kalırlar. Ayrıca
yeryüzünün fiziksel ve diğer çeşitli karakteristiklerine
de uyum sağlarlar.
Yeşil bitkiler fotosentez ile besin hazırlarlarken,
hayvan, insan ve bitkiler için gerekli olan
oksijeni de sağlarlar. Oldukça karmaşık olan fotosentez
çok miktardaki yeşil klorofil molekülüne
bağlıdır. Buradaki temel kimyasal reaksiyon.
Güneş Enerjisi
, 6C02 + 6H20 ’ fi C6H120 6 + 6 0 2
2 2 (674 Cal) 6 12 6 2
şeklindedir.
Enaz 2400 klorofil molekülünün sekiz kuanta
enerji alması ile fotosentez ortaya çıkar. Gelen
ışığın belirli bir frekansta ve dalga boyunda olması
gerekir. Yeşil bitkiler ve yeşil sülfür bakterileri
“ototrof’tur, yâni kendi besinlerini üretebilirler.
İkinci tür canlılar ise “heterotrof” olurlar, yâni
enerjilerini “ototrof” olan canlıların hazırladığıbesinleri kullanarak elde ederler. Meselâ bakterilerin
çoğu, bütün hayvan ve insanlar böyledir.
Hergün güneşten dünyâ yüzeyine 35,6×1020
kalorilik enerji yollanmaktadır. Bunun ancak
19,0×1020 kalorilik kısmı yeryüzüne ulaşmaktadır.
Bu yaklaşık 136 kilocalori/cm2dir. Bu değer çöl
bölgelerinde 200 kcal/cm2ye erişirken, kutup bölgelerinde
60 kcal/cm2ye kadar iner. Yeryüzüne
erişen güneş radyasyonunun ancak % 25’i fotosentez
için uygun dalga boyuna sâhiptir. Meselâ bir
mısır tarlasında gelen güneş enerjisinin % 44’ü
suyun buharlaşması için harcanır. % 55’i geri yansır
veya ısı olarak kaybolur. Arta kalan % 1 ‘lik kısım
bitkiler tarafından kullanılır. Bu kısım bölgeye
ve bitkiye bağlı olmakla beraber % 0,3 ile %
1,2 arasında değişir. Pekçok hayvan, bitkisel besinlerden
enerji alarak yaşarlar. Bitki stoplazmasının
hayvansal protoplazmaya dönüşümündeki
verim ise % 10 ile % 15 arasındadır.
Karbon çevrimi (zinciri): Fotosentezde bitkiler,
karbondioksiti havadan alarak karbonhidratlar,
proteinler, yağlar ve diğer tür bileşiklere
dönüştürürler. Ancak solunumları sonucu atmosfere
kendileri de belli bir oranda karbondioksit
verirler. Besin zincirinde karbonhidratları alan diğer
canlılar da havaya karbondioksit verirler. Karbon
ayrıca havaya karbonmonoksit (CO) ve karbondioksit
(C02) olarak, odun, kömür ve petrolün
yanmasıyla da verilir. Kireç taşlarının söndürülmesi
suretiyle de karbondioksit açığa çıkar. Bütün
karbon bu şekildeki dönüşüm çevrimini tâkip etmez,
bir kısmı fosil yakıtı olarak (kömür, petrol gibi)
veya karbonatlı kayalara bağlanarak bir müddet
çevrim dışı kalır. Tabiatta bulunan bu dengeli
çevrim, insanlar tarafından tüketilir, çok miktarda
fosil yakıtı yoluyla atmosfere karbondioksit verilerek
zorlanır. Bunun sonucu önemli iklim değişiklikleri
ortaya çıkabilir.
Azot çevrimi (zinciri): Azot zinciri oldukça
karışıktır. Bitkiler amino asitleri yapmak için, azota
ihtiyaç duyarlar. Dünyâ atmosferinin % 78’i
azot olduğu halde bitkiler bundan doğrudan faydalanamazlar.
Azotun önce, nitratlara (N03), nitritlere
(N02) veya amonyuma (NH*) dönüşmesi
gerekir. Bu ise bakteriler, mavi yeşil yosunlar veya
şimşek tarafından gerçekleştirilir. Elektro-kimyasal
olaylar sonucu senede metrekare başına yaklaşık
35 miligram nitrat ortaya çıkarken, bu miktar
biyolojik faaliyetlerde 700 mg/m2 yıl’a ulaşır.
Basit moleküllerden, karmaşık olanlara geçebilmek
için gerekli enerjinin çoğu güneş ışığı ile sağlanır.
Bunun gibi bakteriler yardımıyla proteinlerin protoplazmaları
ayrıştırılırken de ısı enerjisi hasıl
olur. Zirâî verim için her geçen gün daha fazla
azotlu gübreler toprağa atılmaktadır. Ancak bunların
önemli bir kısmı yağmur sularıyla göl, nehirve hattâ kuyulara geçmekte ve sağlığa zararlı olmaktadır.
(Bkz. Azot)
Fosfor çevrimi (zinciri): Fosfor da protoplazma
için önemli bir maddedir. Bunun zinciri oldukça
basittir. Önemli denebilecek fosfor havada
değil yer tabakalarında bulunur. Fosfor, bitkilerden
hayvanlara geçer. Hayvan ve bitkilerin toprağa
karışmasında da bakteriler önemli rol oynar.
Enerji mübâdelesi: Bütün canlılar teneffüs ve
terleme sırasında nem kaybederler. Bünyelerindeki
su buhar hâline geçerken gerekli ısıyı vücuttan
alır. Bu tür solunum, terleme ile canlıların vücut
sıcaklıklarının çok yükselmesine engel olur.
Genel olarak bütün canlılar etrafından ısı alır ve
radyasyonla ısı yayarlar. Uzun bir zaman aralığı
zarfında, enerji kaybı ve kazanmasında bir denge
mevcuttur. Yoksa ya çok sıcak veya çok soğuk
olurlardı. Bu alman enerjinin verilen enerjiye eşitliği
esasını ortaya koyar. Bu bir insan üzerinde
gösterilmek istenirse, insan 263 wattlik bir metabolik
enerji alır. Duvarları 25°C’de olan bir oda 720
wattlik enerji yayar. Böylece bir odada bulunan bir
insana enerji girişi yaklaşık 1000 wattir. Bunun
yaklaşık 460 wattlik kısmı su buharlaşması yoluyla
esas olarak akciğerlerde kaybolur ve solunumla dışarı
çıkar. Geri kalan 540 watt ise radyasyon veya
konveksiyon yoluyla çevreye geri verilir.
Gündüzün güneş gören yaprakların sıcaklığı
etraflarındaki hava sıcaklığından 5 ile 15°C daha
yüksektir. Solunumları onları hava sıcaklığının 20°
ile 30°C üstüne geçmelerini önler. Gölgede olan
yapraklar ise solunum neticesi, havadan 2 ile 3°C
daha düşük bir sıcaklığa sâhiptirler. Geceleyin ise
yaprakların sıcaklığı hava sıcaklığına veya onun 2
veya 3°C altına düşer. Küçük yaprakların sıcaklığı
büyüklerine nazaran daha düşüktür.
Hayvanlarda da benzer bir denge mevcuttur.
Dış yüz çevre şartlarına uyarak vücut sıcaklığını
ayarlar. Sâbit vücut sıcaklığı olan hayvanlarda
denge daha önemlidir. Meselâ kuşların vücut sıcaklıkları
37-39°C arasındadır. İnsanlarda ise bu
37°C’dir. Bunlar metabölik enerji oranını, solunumlarını
ve vücut örtülerini ayarlayarak dengeyi
korurlar.
Bâzı hayvanlarda ise vücut sıcaklığı büyük
bir aralıkda değişebilir. Bunlar genellikle konumlarını
değiştirerek dengeyi sağlamaya çalışırlar.
Meselâ çölde yaşayan bir çeşit kertenkelenin vücut
sıcaklığı 3 ile 45°C arasında değişebilir. Pekçok
böcekler sıfırın altındaki vücut sıcaklığına
dayanabildiklerinden soğuk kışları geçirebilirler.
Ekoloji, ekosistemdeki enerji akışı yanında canlılar
arasındaki karşılıklı münâsebeti de araştırır.
Besin çevrimi (zinciri): Canlılar arasındaki
besin ilişkisi, en basit yolla, hangi canlının hangi
canlıyı yediğini anlamakla olur.Burada en basit yollardan biri yeşil bitkilerin,
ot yiyen ve ot-et yiyen canlılar tarafından yenmesidir.
Ancak tek bir ekosistemde bile bu ana
zincir yanında daha başka tâlî çapraz beslenme
zincirleri genellikle oldukça kısa olup, nâdiren
dört veya beş tüketiciyi geçer. Zincirin her seviyesinde
hayvanlar ölür ve toprağa karışırlar.
İnsan bu beslenme ağında kendine has bir yere
sâhiptir. Çok çeşitli bitki, kuş, balık ve diğer canlıları
yer. İnsan bulunduğu yerde zinciri kısaltır ve
sistemdeki canlıların sayısını azaltır. Beslenme
zincirinde insan kendisine besin sağlamak için tabiattaki
dengeyi zorlar. Bu zorlamalar, bâzı durumlarda
çok önemli ve geri dönülmez sonuçları
ortaya çıkarır. İklimler değişebilir. Yağmurlu bölge
kurak olabilir, soğuk bölgeler sıcağa çevrilebilir.
Bâzan böcekler mesken yerlerini işgal edebilir.
Bu sebepten dolayı, besin zincirinin kararlılığını
sağlamak ve verimi yüksek tutmak oldukça pahalı
olarak gerçekleşir.
Türlerin karşılıklı etkileşimi: Bir ekosistemdeki
türler arasında çeşitli karşılıklı etkileşim
bulunabilir.
Bitki ve hayvanların sayısı zamanla değişir.
Bâzan bu değişim yavaş, bâzan da ânî olur. Genel
olarak bunlar iklim şartlarıyla ilgilidir. Meselâ,
ev sineklerinin ilkbaharda ortaya çıkıp, sonbaharda
kaybolması gibi. Sayının artması, doğum
ve ölüm oranına bağlıdır. Bunun yanında besin, parazitlerin
mevcudiyeti, bulaşıcı hastalık ve benzerlerinin
de tesiri altındadır. Bâzı hayvanlar belirli
bölgelerde yaşarlar ve bu bölgenin başka hayvanlar
tarafından tutulmasına karşı dururlar. Büyümenin
âni olması da çoğu zaman dengenin bozulması
sonucu hâsıl olur. Meselâ ABD’nin Arizona
eyâletinin bir bölgesinde, aslan ve geyiğin
dengeli yaşadığı bölgede, aslanların insanlar tarafından
öldürülmesi, geyik sayısının âni artmasına
sebeb olmuştur.
Ekolojinin doğuşu: Yirminci yüzyıldan önce
ekoloji ayrı bir bilim olarak tanınmadığı halde,
ekoloji ile ilgili pekçok bilgiler birikmişti. Yirminci
yüzyılda bitki ekolojisi, hayvan ekolojisine
nazaran daha hızla gelişmiştir. Ekolojinin gelişmesine,
biyoloji, antropoloji gibi ilgili ilimlerdeki
ilerlemeler de yardımcı olmuştur. Ekolojide
1940’lardan sonra sayısal metotlar kullanılmaya
başlanmıştır. Bunun ilk kullanıldığı yer, böceklerin,
zirâî üretime yaptığı zararın incelenmesi olmuştur.
İkinci Dünyâ Savaşından sonra ekoloji müstakil
bir ilim olarak ortaya çıkmıştır. Bilgisayarların çıkışı
çok sayıdaki bilgilerin kısa zamanda değerlendirilmesini
mümkün kıldığı için, ekolojinin matematiksel
cephesi daha da önem kazanmıştır. Matematiksel
metotlar yanında fizik ve kimyasal prensipler
de ekolojide tatbik edilmeye başlanmıştır.Ekolojinin dalları: Her ilim gibi, gelişmekle
ekolojinin de çeşitli dalları ortaya çıkmıştır.
Bir dalı sâdece bir canlının her çevre ile ilişkilerini
incelerken, başka bir dalı belirli bir çevredeki canlıların
karşılıklı ilişkilerini araştırmaktadır. Meselâ,
deniz, tatlısu, kara ekolojisi gibi. İnsanın çevresiyle
olan karşılıklı ilişkisi ise başka bir ekoloji dalında
konu edilmektedir.
Günümüzde ekoloji her geçen gün önemini
daha da arttırmaktadır. İnsanlar tabiatta faal durumda
olup, kısa vâdeli bir düşünce ile tabiattan
faydalanmaktadır. Topraktan, bir taraftan mahsul
alırken, diğer taraftan bunu sanâyi artıklarıyla kirletmekte,
su ve hava onun için vazgeçilmez maddeler
olduğu halde yüzyıllardır bunlarda mevcut
olan düzeni bozmaktadır. Ekoloji, insana daha
dengeli yaşamasını, bunun çevresi ile olan karşılıklı
münâsebetlerinde kendisi için uzun vâdeli
mühim menfaatler getireceğini öğretmektedir.