Canlılarla (hayvanlar,bitkiler,mikroorganizmalar) içinde bulundukları maddi ortamı birleştiren fonksiyonel (işlevsel) bütündür.
Yeryüzünde canlı yaratıkların tümü, biyosfer denilen ince bir kabukta yaşar. Biyosferin belirgin özelliği onu oluşturan hayvan ve bitki türlerinin çok çeşitliliği ve yapısındaki düzensizliktir. Bu düzensizlik, canlı yaratıklarla fizik ortam öğelerinin eşitsizlik eşitsiz dağılımında açıkça görülür
Ama bu çeşitliliğe karşın, canlıların biyosferdeki yerleşimi bir kargaşa şeklinde değildir. 1935 yılında ingiliz botanikçisi Arthur C. Tansley’in ekosistem adına verdiği birimler halindedir.
Belirli bir ortamda yaşayan canlıların tümüne biyosenoz, bunların barındıkları ortama da biyotop denir. Ekosistem bu ikisinin ilişkisi ortak tanımlanabilir Biyotop + Biyosentez = Ekosistem
A. EKOSİSTEMDE YAŞAYAN CANLILARIN İŞLEVLERİ
a. Ekolojik Piramit
Bütün ekosistemi özetlemek için ekolojik pramid yararlı bir yoldur. Piramit yaşayan canlıların enerjilerini nasıl elde ettiklerine göre yukarıdan aşağıya (yaklaşık olarak yediklerine göre) bir listedir. Piramid‘in her bir tabakasının (bölümden bölüme) genişliği yaşayan canlıların (bireyin sayısını, türün sayısını değil) nasıl çoğaldığını göstermektedir.
Ekosistemi oluşturan öğeler, başlıca dört gurupta toplanır.
1-Cansız varlıklar. (inorganik ve organik maddeler)
2-Primer üreticiler. (yeşil bitkiler)
3-Tüketiciler (bitkisel ve hayvansal maddeleri yiyenler)
4-Ayrıştıcılar (bakteri ve mantarlar)
b. Üreticiler – Tüketiciler – Ayrıştırıcılar .
Üreticiler, klorofil içeren yeşil yapraklı bitkilerdir. Bu klorofil ile havada ki CO2‘i ve su‘dan (şekerler) karbonhidratlar yapmak için ihtiyaçları olan güneşin enerjisini tutarlar. Bu üretim sürecine fotosentez denir. Bitkiler büyüme ve tüm diğer gelişme süreçleri için karbonhidrat temin eder. Bitkiler dışında yaşayan canlılardan hiç birinin gıdasını üretememesi önemli bir noktadır. Bu nedenle onlara üreticiler denir.
Tüketiciler, direk veya indirek üreticilerin ürettiklerini (karbonhidratla) yiyerek yaşayan hayvanlardır. Tüketiciler daha fazla gruplara bölünebilirler: Birinci tür, ikinci tür, üçüncü tür vb. Birinci tür otçul hayvanları (bitki yiyenler) kapsar. İkinci tür et obur hayvanlardır, örümcekler, kurbağalar gibi, parazit (alsak böcekler) ki birinci türün tüketicilerini yerler. Üçüncü tür, yılanlar gibi et obur hayvanlardır ki ikinci türün tüketicilerini yerler. Tüketiciler grubunun son halkasını örneğin; kaplanlar kartallar veya insanlar oluşturur, yüksek tüketici sınıfı adını alırlar.
c. Ekosistemlerin Belirgin Özelikleri
Bir ekosistem biyosferin, bir bölümü ya da parçasıdır ; büyüklüğü ya da genişliği çok değişik olabilir. Bir su birikintisi, bir buğday tarlası birer ekosistemdir. Fakat kurumuş bir Ağaç kütüğü gibi son derece belirgin ve dar sınırlı öğeler de birer ekosistem parçası sayılabilir. Ama kısıtlı ekosistemelerin genellikle zaman içinde sınırlı bir yaşamı vardır. Bu yüzden bunlar birer ekosistem parçası sayılır, sinüzi adıyla anılır. Bunun tam tersine Afrika savanaları ya da Avrupa’nın geniş yapraklı ormanları gibi, kimi ekosistemler çok geniş bölgeleri kaplar. İklimin denetimi altında bulunan kutuplardan ekvatora kadar az çok paralel bölgelere yayılan bu öğeler deformasyon (oluşum) veya biyom adıyla anılır. Bunlar, bir genel görünümün kendine özgü bir direy (fauna) ve bitey (flora) içeren karakteristik ana öğeleridir.
Boyutları ne olursa olsun, bir ekosistemin sınırları az çok belirgindir. Çoğunlukla birbirine komşu ekosistem arasında bir geçiş bölgesi (ekoton) vardır. Geçiş bölgesi, bir ormanın kıyı çizgisi gibi veya ekvator ormanından savanalara geçişte olduğu gibi yaygın bir bölge olabilir. Ekotonların belirgin özelliği, kendine özgü iklimi ve daha zengin direyidir. Bunun için, kıyı kuşu türlerinin sayısı kara ve açık deniz kuşlarınınkinden fazladır. (Çünkü kıyı kesimi, anakara ile Okyanus arasında bir ekoton oluşturur.)
Ekosistemlerin sınırlarının belirlenmesi, özellikle hayvan sayısı gözönünde bulundurulacak olursa, hiç de kolay değildir
Bu konuda birçok örnekleme ve istatistik verilerini değerlendirme yöntemleri bulunmuştur. Bu bakımdan, belli başlı hayvan türlerinin bolluğunu, dağılımını, yıllık çevrimlerini, sayılarının azalıp çoğalmasını, metabolizmalarını bilmek gerekir. Bu veriler ya yerinde ya da yetiştirme yoluyla elde edilebilir. Bu birinci aşama tamamlandıktan sonradır ki, ekosistemleri yapısını ve işleyişini incelemeye başlamak mümkün olabilir.
B. BESLENME İLİŞKİLERİ
Dünyamızdaki bütün canlılar beslenme bakımından ototrof ve heterotrof olarak iki grupta toplanabilir.
İnorganik maddelerden organik besin yapanlara, ototrof (üretici) denir. Bunu yapamayıp da hazır organik besin kullananlara da heterotrof (tüketici) denir.
1. Ototrof Canlılar
Fotosentez yapanlar (Fotoototroflar) ve kemosentez yapanlar (Kemoototroflar) olarak iki grupta toplanabilir.
a. Fotosentez Yapanlar : Yeşil bitkiler, bazı bakteriler, mavi-yeşil alg'ler ve bazı tek hücreliler tarafından klorofillerde gerçekleştirilir.
b. Kemosentez Yapanlar : Işık enerjisi kullanılmaz. Sadece bazı bakteri türleri tarafından gerçekleştirilir. Klorofil ve kloroplastları yoktur. Kimyasal enerjiyi kullanarak CO2 ve H2O yu birleştirerek organik besin yaparlar.
2. Heterotrof Canlılar
Organik besinlerini hazır olarak alan canlılardır. Besinleri alma biçimine göre üçe ayrılır.
a. Holozoik Yaşam : Besinlerini daha çok katı ve büyük parçalar halinde alan canlılardır.
Etçiller (Karnivorlar) : Daha çok hayvansal besinlerle beslenirler. Aslan, kedi, kurt bu gruba örnek verilebilir.
Otçullar (Herbivorlar) : Daha çok bitkisel kaynaklı besinlerle beslenirler. Keçi, Koyun, İnek, Kaplumbağa, Kirpi bu gruba örnek verilebilir. Bu hayvanların diş yapıları ve sindirim sistemleri selülozu sindirecek şekilde özelleşmiştir.
Etçil ve Otçullar (Omnivorlar) : Hem bitkisel hemde hayvansal kaynaklı besinlerle beslenirler. İnsan, bazı balıklar, bazı kuşlar bu gruba girer. Dişleri hem parçalayıcı, hem kesici olarak bulunur.
b. Simbiyoz (Birlikte) Yaşam: Bu gruptaki canlılar birbirleri üzerinde veya içinde yaşarlar. Bazı birlikler zararlı, bazıları faydalıdır.
Kommensalizm: Zararsız bir birliktir. Beraber yaşayan canlılardan biri fayda elde ederken diğerinin faydası veya zararı yoktur. İnsanların ağız ve bağırsak bölgelerinde yaşayan bazı bakteriler bu şekildedir.
Köpek balıkları ile onların karın bölgelerine tutunarak yaşayan Echeneis balıkları da buna örnektir. Bu balıklar köpek balığının parçaladığı besinleri kullanırken köpek balığına fayda veya zarar vermezler.
Mutualizm: Karşılıklı fayda esasına dayalı bir yaşam birliğidir.
Likenler mantarlarla, alglerin (su yosunları) oluşturduğu bir mutualist yaşam örneğidir. Mantar, su yosununa CO2 ve H2O verirken, bunun karşılığında O2 ve besin alır.
Parazitlik : Beraber yaşayan iki canlıdan biri fayda görür. Bu esnada faydalandığı canlıya zarar verir. Bu yüzden bu birliklere zararlı birlikler denir. İki canlı ayrılacak olursa, fayda gören bu faydayı kaybettiği için yaşamını yitirebilir.
Parazitlik Çeşitleri:
Parazitler canlının dış kısmına yerleşmişse bunlara ektoparazit (dış parazit) denir. Bunların sindirim sistemleri vardır. Örneğin, keneler, bitler, pireler v.b.
Parazitler canlının iç kısmına yerleşmişse bunlara Endoparazit (İç parazit) denir. Bunların sindirim sistemleri yoktur. Örneğin, plazmodyum mikrobu, bağırsak kurtları, tenyalar v.b.
Parazitler canlı bir hücre olmadan hiç bir canlılık özelliği göstermiyorsa bunlara mecburi parazit denir. Örneğin, virüsler
Bazı bitkiler fotosentez yapabildikleri halde, kök sistemleri gelişmediği için su ve mineral madde ihtiyaçlarını emeç adı verilen kökleriyle üzerinde yaşadıkları bitkinin odun borularından (ksilem) alırlar. Bunlara yarı parazit bitkiler denir. Örneğin, ökse otu.
Bazı bitkiler fotosentez yapamadıkları için bütün ihtiyaçlarını üzerinde yaşadıkları bitkiden karşılarlar. Bunlara tam parazit bitkiler denir. Örneğin, küsküt otu.
c. Saprofit (Çürükçül) Yaşam : Bu gruptaki canlılarda sindirim sistemi tam gelişmemiştir. Bu yüzden besinlerini bulundukları ortamlardan “yarı sindirilmiş sıvılar” olarak alırlar. Bazıları salgıladıkları enzimlerle hem kendi besinlerini kısmen sindirmiş olurlar, hem de organik artıkları parçalayarak ölmüş bitki ve hayvan artıklarını ortadan kaldırırlar. Bu sayede tabiattaki madde devri'ne önemli katkıda bulunmuş olurlar.
3. Hem Ototrof, Hem Heterotrof Olanlar
Bu gruptaki canlılara en güzel örnek böcekçil bitkilerdir. Böcekçil bitkiler azotça fakir topraklarda yaşamakta olup, topraktan alamadıkları azotu böcekleri yakalayarak onların proteinlerinden karşılarlar. Bu yönleriyle besini hazır aldıkları için heterotrofturlar. Böceği yakaladıktan sonra sindirim enzimlerini dış ortama salgılayarak, yakaladıkları böceği sindirir. Sonra onun amino asitlerini hücre içine alırlar.
Böcekçil bitkiler aynı zamanda fotosentez yaparak nişasta ve diğer karbonhidratlarını kendileri üretirler. Bu yönleriyle ise besin ürettikleri için ototrofturlar.
C. EKOLOJİK KAVRAMLAR
Ekoloji; organizmalar ve onların çevresiyle olan ilişkilerini inceleyen biyoloji dalıdır.
Biyosfer (Ekosfer) : Okyanusların 1000 metre derinliğine kadar ve deniz seviyesinden 6 bin m yüksekliğe kadar uzanan, canlıların yaşayabildiği alandır. Kısaca hava, toprak ve sulardan oluşan canlı küredir.
Ekosistemlerin kesişme noktaları birden fazla iklime ait özellikler gösterir. Normal bir ekosistemden daha çok tür çeşidi barındıran bu geçiş bölgelerine ekoton denir. Bir bölgede yaşayan hayvanların tamamına fauna, bitkilerin tamamına da flora denir. Canlıların üzerinde yaşadığı ve hayatın devamı için gerekli kaynakları içeren büyük bölgelere biyotop denir.
Biyosferdeki yaşama birlikleri, Komünite'ler ve Ekosistemler'dir. Belli bir alanda yaşayan bütün populasyonlar komüniteyi oluşturur. Bu populasyonlar cansız ortamla (fiziki çevreyle) beraber ekosistemleri meydana getirir.
Yaşama birlikleri kara ve su ekosistemleri olmak üzere ikiye ayrılır. Komünite'deki bazı türler fert sayıları ve faaliyetleri bakımından daha belirgindirler.
Böyle türlere baskın türler denir. Karalarda ışığı seven bitkiler en baskın türlerdir. Bu baskın türlerden dolayı, çam ormanı, ardıç ormanı gibi isimlendirmeler yapılır. Su ekosisteminde ise belirli baskın tür yoktur.
Baskın türler çevre şartlarının etkisiyle yerini başka türlere bırakabilir. Buna da süksesyon denir.
D. EKOSİSTEMLER
Ekosistem'ler tabiattaki olayların meydana geldiği küçültülmüş birer model'dirler.
Bir yaşama birliği olan ekosistemde üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar olmak üzere üç canlı grubu bulunmalıdır. Üreticileri, fotosentetik ve kemosentetik canlılar oluşturur. Tüketicileri ise en çok etçil ve otçullar oluşturur. Ayrıştırıcılar ise saprofit bakteri ve mantarlardan meydana gelir.
Ekosistemlerde bir besin ve enerji zinciri olup, bunun ana kaynağı güneştir. Enerji ve maddelerin devirli olarak kullanılması ekosistemlerin en önemli görevidir.
Ekosistem'de ototrofların gerçekleştirdiği en önemli olay fotosentez, heterotrofların solunum ve saprofitlerin gerçekleştirdiği en önemli olay ise organik artıkların çürütülmesidir.
E. MADDE DÖNGÜLERİ
Yaşama birliklerinde ve onun büyütülmüşü olan tabiatta canlılığın aksamadan devam edebilmesi için bazı önemli maddelerin, kullanılan kadar da üretilmesi gerekmektedir. Buna madde devri denir.
Doğadaki karbonun canlı gruplarında ve cansız ortamda izlediği yolu yukarıdaki şekilden takip edebilirsiniz.
Azot bütün canlılar için çok önemlidir. Enzim, DNA, RNA, yapısal protein, ATP, vitamin gibi birçok hayatsal molekül azot içerir.
Her canlının, organik veya inorganik olarak azotu temin etmesi yukarıda gösterilmiştir.
Bütün canlılar için su vazgeçilmez bir sıvıdır. Hem canlılarda, hemde fiziksel şartlarla döngüsünü tamamlar.
Canlıların yeryüzüne dağılışını etkileyen faktörler:
1-Fiziki Faktörler
2-Biyolojik Faktörler
3-Paleocoğrafya’ dır
