Kimyasal Olaylar

Canlı varlıkların yaşamlarının en az bir döneminde onları etkileyen fiziksel, kimyasal veya biyolojik çevre elemanlarının her birine çevre faktörü veya ekolojik faktör denir. Ekolojik faktörler; klimatik faktörler (ışık, sıcaklık, basınç, rüzgâr, nem ve yağış), fizyografik faktörler (enlem, boylam, yükselti, bakı, yeryüzü şekli vb.), edafik faktörler (toprak özellikleri) ve biyotik faktörler (bitki, hayvan, insan, mikroorganizmalar) olmak üzere dörde ayrılır. 1. Klimatik Faktörler Belli bir bölgede uzun süre devam eden atmosferik olayların ortalamasına iklim denir. Meteorolojik verilerin uzun süreli ölçümleri sonucu elde edilen ortalama ve uç değerleri ile geniş bir bölgeyi içermesi halinde makroiklimler oluşur ve yeryüzü 8 makroiklim tipine ayrılır. Makroiklim alanları içinde, yeryüzü şekli, yükselti, göl, orman gibi fizyografik faktörlerin etkisi ile oluşan belirli alanlara özgü iklim tipine mezoiklim denir. İçinde bulunduğu makro ve mezoiklim koşullarından veya bazı meteorolojik veriler bakımından çeşitli faktörler altında (toprak, arazi şekli, ve diğer antropojen etkiler) sapma göstermesi halinde mikroiklimler oluşur. Bir ağacın tepe tacının altında oluşan iklim mikroiklime örnek verilebilir. 1.1. Sıcaklığın Çevre İçin Ekolojik Önemi Karasal ortamlarda sıcaklık özellikle enlem derecelerine bağlı olarak önemli farklılıklar gösterir. Toprak sıcaklığı; bölgenin güneşlilik durumuna, bitki örtüsüne, rengine, su içeriğine, fiziksel ve kimyasal özelliklerine ve hava hareketlerine göre değişiklik gösterir. Sucul ortamlarda ise, bölge, mevsimler ve ortam tipleri sıcaklık değişiminde önemli rol oynar. İç suların sıcaklığı genelde hava sıcaklığını izler. Canlılar -200°C ile +100°C arasında yaşayabilmekle birlikte, genelde hayatsal faaliyetlerini 0°C ile 50°C arasında sürdürürler. Ancak her organizmanın sıcaklığa karşı olan toleransı farklılık gösterir. Canlıların yeryüzündeki dağılışları ile yıllık sıcaklık arasında yakın ilgi bulunur ve kendileri için en uygun bölgelerde toplanırlar. Uygun olmayan sıcak dönemleri canlılar uyku durumunda geçirir veya bir başka bölgeye göç ederler. Uyku durumunun; düşük sıcaklıkların gelişmeyi engelleyecek düzeyde olması halinde ortaya çıkmasına hibernasyon, yüksek sıcaklıklarda ortaya çıkmasına estivasyon denir. Bunun dışında sıcaklık değişimine bağlı olarak morfolojik, fizyolojik, ekolojik ve etolojik uyumlar vardır. Hayvanlar alemi sıcak kanlı ve soğuk kanlı hayvanlar olmak üzere iki gruba ayrılır. Soğuk kanlı hayvanlar (heteroterm) vücut ısısı çevre sıcaklığına bağlı olarak değişir (yılan, timsah vb.). Sıcak kanlı hayvanlar (homoterm) da ise vücut ısısı sabit olup (tavşan, at vb.), çevredeki değişimlere göre vücut ısısını ayarlayabilirler. 1.2. Yağış ve Nemin Çevre İçin Önemi Aktif haldeki canlıların protoplazmalarının %70-%90'ı sudur. Yağış (kar, dolu, yağmur, çiğ ve sis) canlıların yaşamı için gerekli suyun kaynağını oluşturur ve sıcaklık faktörü ile birlikte yeryüzündeki bitki ve hayvan topluluklarının yapısal özelliklerini, tür çeşitliliğini, yaşamsal ritimlerini belirleyen önemli bir çevre faktörüdür. Yağışın miktarı, dağılışı ve şekli canlılar için sınırlayıcı bir çevre faktörüdür. Atmosferdeki nem mutlak nem (1m3 havada bulunan su buharı miktarının gram olarak ifadesi) ve nisbi nem (belli miktarda havanın içerdiği su buharı miktarının aynı sıcaklıktaki havanın doymuş su buharı miktarına oranının yüzdesi) olmak üzere ikiye ayrılır. Suyun donmuş olması sonucu ortamda yeterli yağış olmasına rağmen bitkiler bu sudan yararlanamaz (fizyolojik kuraklık); çöllerde ise su kıtlığının neden olduğu fiziksel kuraklık yaşamı ve tür zenginliğini kısıtlar. 1.3. Işığın Çevre Üzerindeki Etkisi Işığın şiddeti ve yapısı genelde sabit olmayıp ortamsal faktörlere bağlı olarak değişebilir. Işık süresi ise sadece enlemlere ve mevsimlere bağlı olarak düzenli bir değişim gösterir. Bitki ve hayvanların çoğunda izlenen fizyolojik aktiviteler gece-gündüz periyoduna ve mevsimlere bağlı olarak değişir. Gece gündüz süresi mevsimlere göre değişim gösterir ve bu değişime bağlı olarak canlıların hayatsal faaliyetlerinde mevsimsel biyolojik ritimler görülür. Işık etkisiyle bitkilerde fotosentez, fotoperiyodizm, terleme, çimlenme ve çiçeklenme, hayvanlarda ise üreme ve diapoza girme gibi biyolojik ritmler görülür. Günlük (sirkadiyen) ritimler 24 saat veya ona yakın olan ritimlerdir. Canlılarda gece gündüz periyoduna bağlı olarak niktemeral ritim ortaya çıkar. Ayrıca özellikle deniz organizmalarında yaygın olarak aylık ritmler görülür. Bitkilerde fotosentez ile, aynı şekilde hayvanlarda yaşam faaliyetleriyle ışık şiddeti arasında yakın ilişki bulunmaktadır. Bunun yanında canlılar değişik dalga boyundaki ışığa duyarlılıkları da farklılık gösterir. 1.4. Rüzgâr'ın Ekolojik Etkisi Sıcaklık ve basınç farkları nedeni ile oluşan hava kütlesi hareketleri sonucu rüzgâr meydana gelir. Havanın içerdiği gazlar ve hava kirletici olarak bilinen birçok madde rüzgârla taşınır. Rüzgârın ekolojik etkisi esme yönüne, şiddetine ve esme mesafesine bağlı olarak değişir. Ülkemizde etkin 8 rüzgâr tipi vardır. Lodos sıcak havayı, yıldız poyraz ve karayel soğuk havayı getirir. Bu nedenle lodos toprakta kurutucu ve ısıtıcı, yıldız ve poyraz ise soğutucu bir etki yapar. Rüzgâr canlıların üzerinde mekanik ve fizyolojik etki yapar. Örneğin tek yönlü ve sürekli esen rüzgâr bitkilerde bayrak oluşumuna neden olur. Diğer taraftan hızlı esen rüzgârlar bitkilerin yaprak, meyve ve dal gibi kısımlarında kırılmalara hatta bazen köklerinden sökülerek devrilmelerine neden olabilir. Rüzgâr toprak ve bitki yüzeylerinden buharlaşmayı hızlandırarak su kaybına neden olur ve bunun sonucu bitkiler yeterince fotosentez yapamaz ve verim düşer. Diğer taraftan rüzgâr canlıların pasif taşınmasında etkin rol oynar. 1.5. Suyun Ekolojik Önemi Suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri hidrografik faktör olarak tanımlanabilir. Hidrosfer yeryüzünün %71'ine yakın bölümünü örtmüş durumdadır. Suyun doğada katı sıvı ve gaz şeklinde atmosfer, okyanus ve karalar arasında dolaşmasına hidrolojik dolaşım denir. Sucul ortamdaki sıcaklık değişimleri karasal ortama göre daha yavaş gelişir ve bölgesel değişimler uzak mesafelerde izlenir. Yüzey gerilimi sayesinde su yüzeyinde küçük ve hafif canlılar yaşamlarını devam ettirirler. Suların içerdikleri askı madde miktarına bağlı olarak berraklığı azalır ve buna suların turbiditesi denir. Genelde sular %4 den fazla askı yükü içerdiklerinde berraklılığını kaybederler. Sudaki askı madde suyun optik özelliğini bozarak ışık şiddetini ve ışığın su içindeki yayılışını azaltarak bitkiler ve fazla ışığa gereksinim duyan hayvanların ölmelerine neden olur. Sudaki çözünmüş gazların kaynağını su ve atmosfer arasındaki alışveriş oluşturur. Suyun üst tabakasında çözünen bu gazlar daha sonra derinlere iner. Ekolojik yönden etkin role sahip gazların başında oksijen, karbon dioksit, hidrojen sülfür ve metan gelir. Sucul ekosistemlerde oksijen; fotosentez, su yüzeyinin atmosferle ilişkisi, akıntı ve rüzgârların etkisi ile artar, solunum ve oksidasyon ile azalır. Suda serbest halde bulunan H+ iyonu konsantrasyonuna suyun pH sı (asitliği) denir ve pH değişimleri canlıların solunum gibi biyokimyasal aktiviteleri üzerinde etkilidir. 1.6. Atmosferin Ekolojik Açıdan Önemi Dünyayı çevreleyen hava tabakasına atmosfer denir. Atmosfer, troposfer, stratosfer, ozonosfer, kemosfer ve iyonosfer olmak üzere beş tabakadan oluşur. Bunlardan Troposfer yeryüzü ile direk ilişkili olup, azot, oksijen, argon ve karbon dioksit esas bileşimini oluşturur. Bu gazlardan başka troposferde subuharı, toz, polen, mikroorganizmalar ve kirlilik unsuru olan çeşitli partikül ve gazlar bulunur. Atmosfer güneşten gelen zararlı ışıkların yeryüzüne gelmesini ve yerdeki radyasyonun uzaya kaçmasını büyük ölçüde engeller. 2. Edafik Faktörler Toprak ve onun fiziksel, kimyasal ve fizikoşimik özelliklerinden oluşan fiziksel çevreye edafik çevre faktörleri denir. Doğal bir oluşum sürecinden sonra oluşan, içinde biyolojik, fiziksel ve kimyasal olaylar cereyan eden, belli özelliklere sahip üst litosfer tabakasına toprak denir. Toprak su, hava, organik, inorganik maddeler içerir. Toprağın inorganik bölümünün kaynağını yeryüzüne çıkmış ve ayrıştırma faktörlerinin etkisine maruz kalmış kayaçlar oluşturur. Bitki, hayvan ve mikroorganizmaların ölü artıkları topraktaki organik maddenin kaynağıdır. Toprak içindeki boşlukların bir kısmı su ile dolu olup, bu toprak suyunu oluşturur ve bu suyun bir kısmı yerçekimi etkisinde hareket ederken, bir kısmı toprak kolloidleri tarafından tutulur. Toprak havasının bir kısmı toprak boşluklarını doldurmuş, bir kısmı kolloidler tarafından absorbe edilmiş, bir kısmı da toprak suyunda çözünmüş olarak bulunur. Toprakta bulunan mikroorganizmalar oksijeni kullanarak organik maddelerin karbonunu okside ettiklerinden toprak havasındaki CO2 miktarı atmosferdekine göre fazla olur. Kötü havalanma yüksek bitkilerde; kök gelişiminin yavaşlaması ve durmasına, bitki besin maddelerini ve su alımının azalması, toksik bazı özel organik bileşiklerin oluşmasına neden olur. Ana kayaçların ve organik artıkların doğal koşullarda parçalandıktan sonra üst üste tabakalaştıkları görülür ve bu yatay katlara horizon denir. Topraktaki bu tabakalar renk, yapı, yapışkanlık, kalınlık, reaksiyon ve kimyasal bileşikler bakımından birbirlerinden farklıdır. Yeryüzündeki topraklar zonal, interzonal ve azonal toprak ordoları olarak üç büyük ordo altında toplanır. Zonal toprakların oluşumları iklim tarafından kontrol edilir. İnterzonal topraklar kötü drenaj, tuzluluk veya diğer bazı bölgesel şartların tesiriyle oluşan topraklar olup, birçok özelliği aynı bölgenin zonal topraklarının özelliklerine benzer. Azonal topraklar belirli horizon değişimleri göstermeyen topraklardır. Toprakta bitkisel organizmalar, yüksek bitkilere ait kökler, algler, mantarlar, aktinomisetler ve bakteriler bulunur ve bunlar toprağın mikro ve makroflorasını oluşturur. Bitki kökleri canlıyken topraktaki çözünebilen besinleri alarak bir denge sağladıkları gibi besin maddelerinin yararlı hale geçmesine doğrudan etki ederken diğer taraftan toprak mikroorganizmaları için ölü doku sağlar. Alglerin büyük çoğunluğu klorofil içerir ve toprak yüzeyine yakın olarak, bazıları ise daha derinde bulunabilir. Mantarlar toprakta organik maddenin ayrışmasında büyük bir rol oynar. Aktinomisetler organik artıkların çözülmesinde ve besin maddelerinin serbest kalmasını sağlar. Ototrof bakteriler enerjilerini amonyum, kükürt ve demir gibi mineral maddelerini oksitleyerek temin eder ve sayıca az olmalarına karşın nitrifikasyon ve kükürt oksidasyonu üzerinde etkili olduklarından yüksek bitkiler için büyük bir öneme sahiptirler. Toprakta bulunan bakterilerin çoğunu ise heterotrof bakteriler oluşturur ve bunlar gerekli enerjiyi doğrudan doğruya toprağın organik materyalinden sağlarlar. Toprağın mikrofaunasını Nematod, Protozoa ve Rotiferler oluşturur ve bunların bir bölümü çürüyen organik materyal üzerinde, bir bölümü ise yüksek bitkilerin köklerinde parazit olarak yaşarlar. Toprağın makrofaunasının esasını eklembacaklılar, kurtlar, salyangozlar ve bazı memeliler (kemiriciler) oluşturur. 3. Biyotik Faktörler Canlı çevreyi oluşturan bitki, hayvan, mikroorganizma ve insanlar biyotik faktör olarak tanımlanır. Herhangi bir yaşam mekanında biyotik çevreyi oluşturan canlı varlıklar yapı, işlev ve fizyolojik özellikleri bakımından çeşitlilik arzeder. Canlılar arasındaki özellikle beslenme ile ilgili farklılıklar, ekosistem ve ekosistemdeki süreçler açısından önemlidir. Çünkü besin; üreme, yaşam süresi, gelişme hızı ve ölüm gibi canlıların temel yaşamsal süreçleri üzerinde büyük etkiye sahiptir. 3.1. Besin ve Beslenme Besin canlıların enerji kaynağını oluşturur ve besinler bitkisel, hayvansal veya ayrışmış organik maddeler şeklinde olabilir. Canlılar alemi beslenme şekillerine göre ototrof (kendi besinlerini kendileri sentezler) ve heteretrof (besinlerini hazır alır) olmak üzere iki büyük gruba ayrılır. Ototrof organizmalar organik maddeyi kendisi oluşturur. Heteretrof organizmalar ototrof organizmaları ve çürüyen maddeleri besin olarak kullanırlar. Hayvan ve mantarların tümü ile birçok bakteri bu gruba girer. Heteretrof organizmalarda beslenme özellikleri yönünden holozoik (besinlerini katı parçacıklar halinde alır), saprofitik (besinleri doğrudan hücre zarları ile absorbe ederler) ve parazitik (besini konukçudan hazır alır) olmak üzere üç alt grupta incelenir. Holozoik olarak beslenen hayvanlar aldıkları besinin yapısına göre herbivor (sadece bitkilerle beslenen), karnivor (sadece etle beslenen) ve omnivor (hem bitki hemde hayvanla beslenen) olmak üzere üç alt gruba ayrılır. Ancak hayvan türlerinde yıllık beslenme rejimi sabit olmayıp mevsimlere, bölgelere, gelişim evrelerine, ortama ve sekse bağlı olarak değişimler gösterebilir. 3.2. Biyolojik İlişkiler Aynı ortamda yaşayan canlılar arasında aynı türün bireyleri (türiçi), veya farklı türler arasında (türler arası) çeşitli ilişkiler vardır. Türiçi ilişkiler aynı türün bireyleri arasında, erkek-dişi ilişkileri, koloni, grup, küme ve rekabet şeklinde görülür. Türler arasında ilişkiler, rekabet, predatörlük, parazitlik, simbiyosis (mutualizm), komensalizm, amensalizm ve allelopati olmak üzere başlıca yedi ana başlık altında incelenebilir. Kaynak: Dç.Dr. Ersin Yücel; Canlılar ve Çevre (Açık Öğretim Fakültesi Yayınları)