Besin ağı taksonomisi nedir ?
Besin ağı haritasındaki bağlantılar ekolojik bir toplulukta neyin ne ile beslendiğini gösteren ilişkilerdir. Çevrebilimciler tüm canlıları kabaca ototrof ve heterotrof olarak iki trofik düzeye ayırırlar.
Ototroflar ya güneş enerjisini kullanmadan kimyasal olarak ya da güneş enerjisini kullanarak fotosentez yoluyla ürettikleri biyokütle enerjisini metabolik solunum sırasında kullanırlar. Heterotroflar ise üretmekten çok biyokütle enerjisini tüketerek metabolize eder ve büyüyerek ikincil üretim düzeylerine katkıda bulunurlar. Bir besin ağı kendi besinlerini üreten temel üretici ototroflardan aldıkları besinlerle beslenen polifajik heterotrof tüketiciler topluluğu arasında bulunan enerji akışı döngüsünü tasvir eder.
Bir besin ağında yer alan temel türler avı olmayan ototroflar ve toprakta, biyofilmde ya da perifitonda bulunan ayrıştırıcılardan oluşan saprofitik detritivorlardan oluşabilir. Ağ içindeki beslenme bağlarına trofik bağ adı verilir. Tüketici başına trofik bağ sayısı besin ağının karmaşıklığının bir ölçüsüdür. Besin zincirleri besin ağının trofik bağlarında iç içe geçmiş olarak bulunur. Besin zincirleri temel üreticiden genelde büyük bir etçil olan süper avcıya kadar tekdüze tüketicileri izleyen doğrusal beslenme bağlarıdır.
Besin ağındaki bağlar trofik tür adı verilen biyolojik takson topluluklarından oluşan düğüm noktalarına bağlanır. Trofik türler besin ağı içinde aynı av ve avcılara sahip olan türlerdir. Düğüm noktasında yer alan yaygın örnekler arasında parazitler, mikroplar, ayrıştırıcılar, saprotroflar. tüketiciler ve avcılar sayılabilir.
Trofik düzeyler
Besin ağlarında trofik düzeyler ve konumlar bulunur. İlk katmanda bulunan bitkiler gibi temel türler besin ağı içinde yer alan diğer türlerle beslenmeyen türlerdir. Temel türler ototrof ya da detritivor olabilir. Ototrofların çoğu güneş enerjisini klorofil içinde tutar ancak litotrof bazı ototroflar biyoenerjiyi inorganik bileşiklerin kimyasal oksidasyonundan elde eder ve ışıksız ortamlarda yaşayabilirler; örneğin kükürt kaynaklarında yaşayan Thiobacillus cinsi bakteri gibi. En üst düzeyde bulunan süper avcılar besin ağı içerisinde başka bir tür tarafından besin olarak öldürülmeyen canlılardan oluşur. Ara düzeylerde ise birden fazla trofik düzeyden beslenen ve temel türlerden başlayarak çeşitli beslenme yollarından enerji akışını sağlayan hepçil türlerden oluşur.
En basit anlamda besin ağının birinci trofik düzeyi bitkilerden, ikinci düzeyi otçullardan ve üçüncü düzeyi de etçillerden oluşur. Trofik düzey tepe tüketiciyi temel üreticiye bağlayan trofik bağ sayısından bir fazladır. Besin zincirinin temelinde yer alan ana üreticiler ya da detrivorlar "sıfır" düzeyi olarak kabul edilir. Çevrebilimciler trofik türleri tanımlayabilmek için çeşitli türlerin midelerinde bulunan besin maddelerini yaygın olarak araştırarak beslenme bağlarını ortaya çıkarırlar. Bu teknik besin ağı içerisindeki enerji akışını daha iyi izleyebilmek için kararlı izotopların kullanılması yoluyla geliştirilmiştir. Bir zamanlar hepçilliğin ender rastlandığı sanılsa da son zamanlardaki bulgular bunun terini göstermektedir ve bu bulgular trofik sınıflandırmaları daha karmaşık hâle getirmiştir.
Trofik dinamiği
Trofik düzeyler kavramı Raymond L. Lindeman tarafından 1942 yılında yayımlanan blimsel bir makale ile ortaya çıkmıştır. Trofik dinamiğinin temeli ekosistemin bir kısmından diğer kısmına enerji transferidir. Trofik dinamiği kavramı yaralı kantitatif buluşsal bir yöntemdir ancak bir organizmanın hangi spesifik trofik düzey içinde alınmasındaki hassasiyet de dahil olmak üzere önemli sınırlamaları vardır. Örneğin hepçiller tek bir trofik düzey ile sınırlandırılamamktadır. Yine de son zamanlarda yapılan araçtırmalar birbirinden ayrı trofik düzeylerin olduğunu ortaya çıkarmıştır ancak otçul trofik düzeyin üzerinde besin ağları hepçillerin girift bağlantıları ile tanımlanabilmektedir.
Trofik dinamik literatürünün ana sorunsalı kaynaklar ve üretim üzerindeki kontrol ve düzenleme mekanizmasının doğasıdır. Çevrebilimciler üretici, etçil ve ayrıştırıcı düzeylerinden oluşan tek trofik konumlu basitleştirilmiş besin zinciri modelleri kullanmaktadırlar. Bu modelleri kullanarak çeşitli ekolojik kontrol mekanizmaları test edilmiştir. Örneğin geniş bitkisel kaynaklara sahip olan otçulların populasyonları genellikle avcılar tarafından kontrol altında tutulmakta ve düzenlenmektedir. Bu "yukarıdan aşağıya" ya da "yeşil dünya" varsayımı olarak bilinir. Alternatif olarak tüm bitkisel besinlerin yenilebilir olmadığı ve bitkisel besinlerin besin değeri ile bitkilerin otçullara karşı yapısal ya da kimyasal savunma mekanizmalarının güçlü olduğu durumlarda kontrol ve düzenleme mekanizması "aşağıdan yukarıya" bir yapıdadır. Yakın zamanlarda yapılan araştırmalar hem "yukarıdan aşağıya" hem de "aşağıdan yukarıya" kuvvetlerin ekotopluluk yapısını etkilediğini ve etkinin gücünün çevresel koşullara bağlı olduğunu göstermiştir. Bu karmaşık multitrofik etkileşimler besin ağında ikiden fazla trofik düzeyi kapsamaktadır.
Multitrofik etkileşimlere bir başka örnek avcıların otçul populasyonunu kontrol altında tutarak bitkileri aşırı tüketmesini engellemesi ve bitki populasyonunun artışına yardım etmesi olan trofik zinciridir. Besin ağındaki bağlar türler arasındaki doğrudan trofik ilişkileri tasvir etse de trofik düzeyler arasında biyokütleyi, dağılımı ve bolluğu değiştirebilen dolaylı etkileri de vardır. Örneğin otçulları yiyen avcılar dolaylı olarak bitkilerin üretimini kontrol edip düzenlemektedir. Avcılar doğrudan bitkiler ile beslenmese de, bitki populasyonuna bağlı olan otçul populasyonunu düzenlemektedirler. Doğrudan ve dolaylu ilişkilerin net etkisi trofik zinciri olarak adlandırılır. Trofik zincirler besin ağı dinamiği içinde sınırlı bir populasyonu etkileyen tür düzeyinde zincir ile örneğin bitki biyokütlesinin dağılımı gibi besin ağının tamamı üzerinde oldukça dramatik etkileri olabilen topluluk düzeyi zincirler olarak ikiye ayrılır.
Enerji akışı ve biyokütle
Besin ağları enerji akışını trofik bağlarla gösterir. Besin ağı sistemleri içinde döngüsel olan madde akışının aksine enerji akışı belirli bir yönde ilerler. Enerji akışı tipik olarak üretimi, tüketimi, sindirimi, sindirilemeyen kayıpları (atıkları) ve solunumu (idame bedelini) içerir. Genel olarak enerji akışı (E), metabolik üretim (P) ile solunumun (R) toplamı olarak yani E=P+R denklemiyle ifade edilebilir.
Herhangi bir şeyin kütlesi (ya da biyokütlesi) o şeyin enerji içeriğine denktir. Kütle ile enerji birbirleriyle içiçe geçmiştir. Ancak besinlerin konsantrasyonu ile kalitesi ve enerjisi değişkendir. Bir çok bitki lifi çoğu otçul için sindirilebilir değildir dolayısıyla besin ve enerji kaynaklarına ulaşımı daha geniş olan bakterilerin bulunduğu atıksal besin ağlarına göre otçul besin ağı toplulukları besin açısından daha sınırlıdırlar. Organizmalar genellikle enerjiyi karbonhidrat, lipit ve protein biçiminde özümserler. Bu polimerlerin hem enerji deposu hem de yapı taşları olarak çifte işlevi vardır. Enerji deposu olarak işlevleri besin ile birlikte karbondioksit, su ve ısı üretimi olarak sonuçlanır. Besin üretimi dolayısıyla metabolizma için temel bir işlevdir. Enerji akışı ağlarında kullanılan birim tipik olarak birim zamanda m2'ye düşen kütle ya da enerji ölçüsüdür. Farklı tüketiciler beslenmelerinde farklı metabolik sindirme verimliliğine sahiptir. Her trofik düzey enerjiyi biyokütleye çevirir. Enerji akışı diyagramları bir trofik düzeyden diğerine, en tepe noktaya kadar iletim oranı ve verimliliğini tarif eder.
Her trofik düzeyin biyokütlesi temelden tepeye doğru azalarak ilerler. Çünkü her enerji iletiminde çevreye doğru enerji kaybedilir ve entropi artar. Enerjinin yaklaşık yüzde seksen ile doksanı organizmanın yaşam süreçleri için harcanır ya da ısı ve atık olarak kaybedilir. Bir organizmanın enerjisinin yalnızca yüzde on kadar bir kısmı diğer organizmaya geçer. Daha az sindirilebilir bitki tüketen hayvanlarda bu oran yüzde bire düşerken fitoplankton tüketen zooplanktonlarda ise yüzde kırka kadar çıkabilmektedir. Her trofik düzeyde bulunan biyokütle ve verimliliğin grafiksel tasviri besin piramidi ya da ekolojk piramit olarak adlandırılır. Birincil üreticilerden tepe tüketicilere kadar olan enerji iletimi ayrıca enerji akış diyagramları ile de betimlenebilir.
Besin zinciri
Besin ağı trofik yapısını ölçmek için yaygın olarak kullanılan ölçülerden birisi bezin zinciri uzunluğudur. Besin zinciri uzunluğu enerjinin ve besinin bitkilerden avcılara kadar hareket ettiği sırada karşılaştığı tür sayısını ölçüsü olarak besin ağını tarif etmenin başka bir yoludur. Besin ağı dinamiği içinde enerji, etkileşim ve karmaşıklık gibi değişik parametrelere göre besin zinciri uzunluğu hesaplamanın farklı yolları vardır. En basit hâliyle bir besin zincirinin uzunluğu trofik tüketici ile ağın tabanı arasında bulunan trofik bağ sayısıdır. Bir besin ağının ortalama besin zinciri uzunluğu ise ağ içinde bulunan tüm besin zincirlerinin aritmetik ortalamasıdır.
Genellikle bir besin zincirinde dört ya da beş bağ bulunur ancak su ekosistemlerinde karaya nazaran daha uzun besin zincirleri gözlemlenir. Eninde sonunda besin zincirindeki tüm enerji ısı olarak çevreye dağılır.
Basit bir avcı-av örneğinde bir geyik yediği bitkiden bir adım ötededir (zincir uzunluğu = 1); geyiği yiyen kurt ise bitkiden iki adım ötededir (zincir uzunluğu = 2). Bu parametrelerin besin ağı içindeki miktarı ve nüfuz gücü şu konular hakkındadır:
- Birkaç baskın türün varlığı ve tanımı (güçlü etkileşimciler ya da kilittaşı türler),
- Türlerin toplam sayısı ve besin zinciri uzunluğu (çok sayıda zayıf etkileşimciyi de içerir) ve
- Topluluğun yapısının, işlevinin ve kararlılığının nasıl belirlendiği
Besin piramidi
Sayı besin piramidi tabanda üreticilerden başlayarak tepe noktada tek bir tüketiciye kadar her düzeyde tüketici sayısı azalarak oluşur. Besin piramitleri alan başına düşen birey sayısı, biyokütle (g/m2) ve enerji (k cal m−2 yr−1) gibi ekosistemin değişik sayısal özeliklerini göstermek için kullanılır. ALt trofik düzeylerden üst trofik düzeylere çıktıkça iletilen enerji miktarının azalması tüm ekosistemlerde gözlemlenen yapılardan biridir. Piramidin her düzeyinin boyutu genellikle bir organizmanın kuru ağırlığı olark ölçülen biyokütledir. Ototroflar dünya üzerinde en büyük biyokütle oranına sahiptir ancak mikropların biyokütlesi ototroflara çok yakındır ve hatta daha da fazla olabilir.
Piramidin yapısı ekosistemden ekosisteme ve zamana göre değişiklik gösterebilir. Bazı durumlarda besin piramidi yapısı tersine dönebilir; bu yapıya su ve mercan kayalığı ekosistemlerinde rastlanır. Biyokütlenin tersine dönmüş yapısı genellikle üreticilerin boyutları ile alakalıdır. Suda yaşayan topluluklarda genellikle üreticiler, yüksek büyüme hızına sahip tüketicilerden daha küçük boyutludurlar. Planktonik alglar ya da su bitkileri gibi üreticilerde kara ekosistemlerindeki bitkilerde görülen sekonder büyüme görülmez. Ancak daha büyük bir otçul populasyonu besleyebilmek için daha hızlı üreyebilirler. Bu nedenle su sistemlerindeki piramit tersine döner. Ana tüketiciler, tükettikleri üreticilere göre daha uzun yaşam süresine ve daha yavaş büyüme hızına sahiptirler. Fitoplankton yalnızca bir iki yaşarken, fitoplankton ile beslene zooplankton birkaç hafta hayatta kalır ve zooplankton ile beslenen balıklar ise birkaç yıl yaşar. Su avcılarının ölüm oranı da daha küçük tüketicilere göre daha düşüktür bu da piramidin tersine dönmesine yardımcı olur. Populasyon yapısı, göç oranları ve çevrede avcılardan saklanma olanakları tersine dönmüş biyokütle piramidinin diğer olası nedenleridir. Ancak enerji piramitleri, tüm besin enerji kaynakları dahil edildiğinde termodinamiğin ikinci yasası gereği her zaman doğru piramit şeklindedir.
Madde akışı ve geri dönüşüm
Dünya üzerinde bulunan element ve minerallerin çoğu organizmaların dokularında ve aldıkları besinlerde bulunur. Bu nedenle mineral ve besin maddeleri döngüleri besin ağı enerji iletim yollarını izlerler. Çevrebilimciler tüm organizmalarda bulunan karbon (C), azot (N) ve fosfor (P) gibi ana elementlerin oranlarını analiz etmek için stokiyometri kullanırlar. Karasal ve su ekosistemleri arasında büyük geçiş farklılıkları bulunur; karasal sistemlerde C:P ve C:N oranları daha fazla iken N:P oranları her iki ekosistemde de aynıdır. Mineral besin kaynakları organizmaların büyüme, gelişme ve hayatta kalma için gereksinim duyduğu maddesel kaynaklardır. Besin ağları mineral besinlerin organizmalar arasında geçişlerini betimler. Ekosistemlerdeki ana üretimin çoğu tüketilmez ancak ayrıştırıcılar tarafından tekrar yararlı besinlere dönüştürülür. Dünya üzerindeki mikroorganizmaların çoğu biyomineralizasyon adı verilen süreç içinde yer alarak minerallerin oluşmasını sağlar. Atık ya da ölü organik madde sedimentlerinde yaşayan bakteriler besin maddelerini ve biyomineralleri yaratarak dönüştürürler. Besin ağı ve madde döngüsü modelleri geleneksel olarak ayrı ayrı ele alınmış olsa da birbirleri arasında kararlılık, akış, kaynaklar, ve mineral besinleri geri dönüşümü gibi gşçlü işlevsel bağlar bulunur.
BİYOLOJİ ÖDEV YARDIM
-
Mercanlar ve Mercan resifleri hakkında bilgi
-
Kulak Nedir? Kulağın Yapısı ve Görevleri Nelerdir?
-
Göz nedir ? Gözün görevleri nelerdir ? Canlılarda göz ve görme organı
-
Boğaz nedir ? Boğazın kısımları nelerdir ?
-
Omurga, columna vertebralis nedir ? Görevleri nelerdir ?
-
Doğal gübreler nelerdir
-
Kimyasal (yapay) gübreler nelerdir
-
Kortizol Nedir
-
Semantik Nedir ?
-
Karasal Ve Sucul Biyomların Özellikleri Nelerdir ?
-
Kaç çeşit biyom vardır
-
Bitki Ve Hayvanların Yeryüzündeki Dağılımını Etkileyen Faktörler Nelerdir?
-
Bitkisel dokular hakkında bilgi
-
Ekosistemde besin zinciri ve besin ağının önemi nedir ?
-
Genetik Algoritmalar