Ekosistemdeki Madde ve Enerji Akışı
Termodinamik Yasaları ve Enerji Akışı
Doğadaki tüm enerji ilişkileri, genel iki fizik yasası olan termodinamiğin birinci ve ikinci yasalarıyla açıklanır.
Termodinamiğin birinci yasası: Doğadaki enerji yoktan var edilemez ya da vardan yok edilemez. Ancak çeşitli yollarla bir şekilden ötekine aktarılabilir ve dönüştürülebilir.
Termodinamiğin ikinci yasası: Ekosistemlerin canlı ögeleri arasında her enerji aktarımı ya da dönüşümü sırasında sistemdeki mevcut enerjinin bir kısmı, ısı enerjisine dönüşerek çevreye yayılır.
Ekosistemde Enerji Akışı
Ekosistemde enerji akışı tek yönlüdür. Güneş enerjisi fotosentez yoluyla üreticiler tarafından kimyasal enerjiye dönüştürülür. Bu enerji, besin zinciri yoluyla tüketicilere aktarılır. Enerji akışı sırasında enerjinin bir kısmı ısı olarak kaybolur.
Besin Zinciri
Üreticilerden başlayarak canlılar arasında bir zincirin halkaları gibi devam eden beslenme ilişkisi besin zinciri olarak adlandırılır.
Trofik Basamaklar:
- Birinci trofik basamak: Üreticiler (bitkiler)
- İkinci trofik basamak: Birincil tüketiciler (otçullar)
- Üçüncü trofik basamak: İkincil tüketiciler (etçiller)
- Dördüncü trofik basamak: Üçüncül tüketiciler
Her besin zincirinde bitkisel ve hayvansal kalıntıları topraktaki humus ve minerallere dönüştürebilen ayrıştırıcılar bulunur.
Besin Ağı
Farklı besin zincirlerinin birbirine bağlanarak daha karmaşık ve çok yönlü beslenme ilişkileri oluşturduğu yapıya besin ağı denir.
Ekolojik Piramitler
Bir biyotik komünitede farklı trofik basamakta bulunan canlılar arasındaki ilişkileri gösteren grafiklerdir.
Besin Piramidi: Üreticilerden başlayarak tüketicilere kadar uzanan, canlıların doğada nasıl bir beslenme ilişkisi içinde olduklarını ve enerjinin bu canlılar arasında nasıl aktarıldığını gösteren bir şekildir.
Enerji Piramidi: Besin zincirlerinde enerji akışı sırasında yaşanan kayıpları ifade eder. Bir trofik basamaktaki kullanılabilir enerjinin yaklaşık %10'u bir üst basamaktaki canlılara aktarılabilir. Enerji akışı sırasında mevcut enerjinin yaklaşık %90'ı canlılık faaliyetlerinde kullanılır ve ısı olarak çevreye yayılır. Bu durum %10 Yasası olarak adlandırılır.
Trofik basamak sayısı arttıkça enerji kaybı da artar. Bu nedenle besin zincirleri genellikle 4-5 basamaktan fazla olamaz.
Biyolojik Birikim:
İnsanların gerçekleştirdiği endüstriyel faaliyetler sonucu kimyasal ve sentetik maddeler doğaya bırakılır. Bu zararlı maddeler toprak, su gibi ortamlara karışarak besin zinciri boyunca ilerleyip insanlara kadar ulaşabilir.
Vücuttan kolayca uzaklaştırılamayan bu maddeler, besin piramidinde yer alan farklı trofik basamaklardaki canlıların dokularında birikir. Bu durum biyolojik birikim olarak adlandırılır.
Besin piramidinin üst basamaklarına çıkıldıkça canlıların vücudunda biriken zehirli madde miktarı artar. Bu nedenle en yüksek trofik düzeydeki canlılarda (yırtıcı kuşlar, insan) zehirli madde yoğunluğu daha fazladır.
Önemli Örnek: DDT (Dikloro Difenil Trikloroetan), 20. yüzyılın ikinci yarısında tarım zararlıları ve sıtma taşıyan sivrisineklere karşı yaygın olarak kullanılan bir pestisittir. DDT'nin çevrede yaklaşık 10 yıl boyunca kalabildiği ve fiziksel etkenlerle kolayca parçalanmadığı belirlenmiştir. DDT kullanımı 1980'li yıllardan itibaren birçok ülkede yasaklanmıştır.
Enerji Piramidi Örneği:
Güneş ışığından gelen 1.000.000 J'lük enerji şu şekilde aktarılır:
- Üreticiler: 100.000 J
- Birincil tüketici: 10.000 J
- İkincil tüketici: 1.000 J
- Üçüncül tüketici: 100 J
- Dördüncül tüketici: 10 J
Görüldüğü gibi her basamakta enerjinin %90'ı kaybolur. Bu nedenle besin zincirinin üst basamaklarındaki canlı sayısı azdır.
Dünyanın En Yaşlı Zeytin Ağacı: Hatay'ın Payas ilçesinde bulunan 13 asırlık zeytin ağacı asırlardır meyve vermeye devam etmektedir. Bu ağaç, asırlardır güneş enerjisini fotosentez yoluyla kimyasal enerjiye dönüştürerek yaşamını sürdürmektedir.