Abiyotik Faktörler (Cansız öğeler)

31.08.2017 - 15:11

Ekosistem ekolojisi konu başlığı altında ekosistemi etkileyen faktörleri inceleriz. Ekosistemi etkileyen faktörler genel olarak iki grubu ayrılır:

Biyotik faktörler (canlı öğeler)
Abiyotik faktörler (cansız öğeler)

Organizmanın yaşam ortamındaki su, toprak, inorganik maddeler gibi biyolojik olmayan faktörlere abiyotik faktör denir. Bunlar canlıların coğrafik dağılımlarını ve miktarlarını önemli ölçüde etkileyen çevresel koşulları ifade eder. Abiyotik faktörlere örnek olarak kısaca ışık, sıcaklık, iklim, toprak ve mineraller, su, pH verilebilir.

Işık

Yaşam için gerekli olan enerjinin kaynağı güneşten gelen ışıktır. Bu enerji güneşin merkezinde oluşan nükleer reaksiyonlar sonucu uzaya yayılır. Organizmaların yaşamını sürdürebilmesi için ışığın başlıca iki koşulu sağlaması gereklidir. Bunlardan birisi canlıya zarar verecek derecede şiddetli olmaması, diğeri de canlılara miktar ve süre bakımından yetecek derecede bulunmasıdır.

Yeryüzüne ulaşan görünür ışığın küçük bir bölümü, fotosentezle kimyasal enerjiye dönüştürülerek üretilen organik maddelerin (besinlerin) yapısına katılır. Ekosistemdeki canlılar enerji kaynağı olarak organik maddelerdeki bu enerjiyi kullanırlar. Ortamdaki ışık miktarı azalırsa fotosentez yavaşlar ve tüketicilere daha az besin aktarılır. Su altındaki canlılar karasal ekosistemlerde yaşayan canlılara oranla daha az ışık alırlar. Bunun sebebi su yüzeyine ulaşan ışınların bir kısmının yansıması bir kısmının da suyun üst tabakaları tarafından tutulmasıdır.

Ortama ulaşan ışığın miktarı bitkilerin yeryüzündeki dağılımını etkiler. "Güneş bitkileri" adını alan bazı bitkiler yoğun güneş ışığında en iyi büyümeyi yaparlar. "Gölge bitkileri" olarak adlandırılan diğer bir bitki grubu da gölgede yani düşük ışık şiddetinde en iyi gelişim ve büyümeyi gerçekleştirirler. Yeryüzünde ışıklanma süresi ve şiddeti enlem derecelerine göre değişir. Bu nedenle gün uzunluğuna bağlı olarak gelişim gösterebilen bir bitkinin kendisine bu şartları sağlayan enlem dereceleri arasında bulunması gereklidir. Bitkilerin gün uzunluğuna bağlı olarak gösterdikleri gelişim fotoperyodizm olarak adlandırılır. Gün uzunluğunun belli bir kritik süreden daha uzun olduğu günlerde çiçeklenen bitkilere uzun gün bitkileri denir. Kutuplara yakın bölgelerde yaşayan bitkiler uzun gün koşullarında gelişim gösterirler. Gün uzunluğunun belli bir kritik süreden daha kısa olduğu günlerde çiçeklenen bitkiler kısa gün bitkileri olarak adlandırılır. Kısa gün bitkilerinde fotoperiyodun gece bölümü aydınlatma ile çok kısa kesintiye uğrarsa çiçeklenme gerçekleşmez. Ekvatoral kökenli bitkiler kısa gün bitkileridir. Bazı bitkiler de gün uzunluğu ister kısa ister uzun olsun çiçeklenebilirler.

Hayvanlarda da biyolojik aktiviteler ışığın süresi ve şiddetinden etkilenebilir. Bazı hayvanlar gece, bazıları da açık havada ve parlak güneş ışığında tam olarak aktif duruma geçer. Birçok omurgalı hayvanın üremesi, böceklerin uygun olmayan şartlarda durgunluk evresine girmesi, kuşlarda göç hareketleri gibi olaylarda ışık süresinin etkili olduğu saptanmıştır.

Sıcaklık

Sıcaklığın canlılardaki biyokimyasal ve fizyolojik faaliyetler üzerinde etkisi vardır. Bu nedenle sıcaklık çok önemli bir abiyotik faktördür. Ayrıca sıcaklık atmosferdeki hava hareketlerinden, iklimsel değişikliklerin oluşmasından ve mevsimlerin ortaya çıkmasından sorumlu bir ekolojik faktördür. Bu nedenle canlıların yaşamında ve yeryüzündeki dağılışlarında etkin bir role sahiptir.

Bitkilerin yıl içindeki çimlenme, çiçek açma, yapraklanma, meyve verme ve meyvelerin olgunlaşması gibi olaylar ile sıcaklık arasında yakın bir ilişki vardır. Bitkiler arasında değişik sıcaklık değerlerine dayanma bakımından büyük farklılıklar görülür. Örneğin Sibirya'da sıcaklığın -50°C'ye düştüğü alanlarda geniş ormanlar bulunur. Çöllerin yakıcı kumları üzerinde yetişen bazı bitkiler 70 - 80°C sıcaklığa dayanabilirler. Her bitki türünün yaşamını sürdürebildiği bir alt ve bir üst sıcaklık sınırı vardır. Yaşadıkları çevredeki sıcaklık bu değerleri aştığında bitkilerin fizyolojik işlevleri aksar. Örneğin yüksek sıcaklıkta enzimlerin yapısı bozulur, yapraklar sararır ve yanar. Düşük sıcaklıkta ise donma olayı gerçekleşebilir. Bitkilerin yaşamlarını sürdürdükleri sıcaklık sınırları türden türe değişim gösterdiği gibi aynı türün farklı gelişim devrelerinde de farklı olabilmektedir. Örneğin bir bitkinin yapraklanma döneminde ihtiyaç duyduğu uygun sıcaklık değeri çiçeklenme döneminden farklılık gösterebilir. Sıcaklık ayrıca bitkilerde gerçekleşen bazı tepkilerin oluşumunda rol oynar. Örneğin çiğdem çiçekleri soğukta kapanırken sıcakta açarlar.

Bitkiler gibi hayvanlar da oldukça geniş sıcaklık aralıklarında yaşama yeteneğine sahiptir. Hayvanların dış görünüşü sıcaklıktan etkilenebilir. Örneğin kuzey yarım küredeki kuş ve memeliler kuzeye gittikçe açık renkli, ekvatora yani iklimin daha nemli ve sıcak olduğu yerlere gittikçe koyu renkli olmaya başlar. Sıcaklık artışı hayvanlarda metabolizma hızını da etkiler. Yine bazı hayvanlarda kış uykusu, yaz uykusu, göç etme, gece aktif olma gibi davranışlar sıcaklık değişimlerine bağlı olarak ortaya çıkar.

Sıcaklık hayvanların dış görünüşünü etkileyebilir.

İklim

Uzun bir zaman aralığı içinde belirli bir bölgede etkin olan atmosfer koşullarına iklim adı verilir. İklimin ana öğelerini sıcaklık, nem, yağış ve hava hareketleri oluşturur. Bir bölgenin iklimini belirleyen en önemli faktörler ekvatora uzaklığı, denize uzaklığı ve deniz seviyesinden yüksekliğidir. Coğrafi konum, dağların özellikleri, su ve bitki örtüsü de iklimi belirler. Canlı ve cansız öğelerin etkisi altında oluşan iklim, klimatoloji bilimi içerisinde incelenir.

Canlılar kendilerine uygun iklim şartlarında yaşamlarını sürdürürler. Ülkemizde karasal iklim, Karadeniz iklimi, Akdeniz iklimi ve Marmara iklimi olmak üzere dört farklı iklim kuşağı görülür ve bunların özelliklerine göre canlıların dağılışı da farklılıklar göstermektedir.

Canlıların gelişiminde bölgesel anlamdaki geniş kapsamlı iklimin yanı sıra daha yöresel iklim koşulları da önem taşır. Örneğin bir dağın kuzeyi ile güneyindeki değişik sıcaklık ve nem gibi iklimsel faktörlere bağlı olarak buralarda bulunan bitki ve hayvan türleri de değişiklik gösterir.

Dağın bir tarafında yağışın etkisiyle gür bir bitki topluluğu oluşurken diğer tarafında kurak havanın etkisiyle bir çöl oluşabilir.

Toprak ve Mineraller

Toprak; yeryüzünü kaplayan kayaçların rüzgâr, su ve sıcaklığın aşındırıcı etkisi ile ufalanması sonucu oluşur. İçinde ve üstünde yaşayan canlılar da bu oluşuma katkı sağlar. Toprağın içinde su, hava, kaya parçaları çeşitli organizmalar ve organik maddeler bulunur. Toprak, bitkilerin gelişmesi için gerekli olan su ve mineralleri içerdiği gibi onların kökleriyle tutunabilecekleri sağlam bir temeli de oluşturmaktadır. Ayrıca birçok hayvan ve mikroorganizma için yaşama ortamıdır. Canlıların yayılımı ve bolluğu üzerinde, toprağın fiziksel ve kimyasal yapısı önemli bir etkiye sahiptir. Toprakta yaşayan canlılar toprağın özelliğini değiştirebilir. Örneğin toprak solucanları yedikleri toprağı sindirim sisteminde parçalayarak kalsiyum karbonatı toprağa verirler. Böylece toprak kalsiyum karbonat bakımından zenginleştirilir. Yapılan hesaplara göre bir solucanın sindirim sisteminden yılda 4 ton toprak geçtiği anlaşılmıştır. Ayrıca toprak solucanları önemli miktardaki alt toprağı üst katlara çıkarırlar ve bunların açtıkları delikler toprağın havalanmasın ı sağlar.

İçerdiği ana maddenin yoğunluğuna göre kumlu, killi, kireçli ve humuslu olmak üzere dört çeşit toprak bulunur. Kumlu topraklar suyu ve bitki besin maddelerini iyi bir şekilde tutmazlar. Bitki besin maddeleri su ile yıkanıp toprağın alt kısımlarına iner ve bitki bunlardan yararlanamaz. Yapısında 0,002 mm'den küçük parçacıkları (kil) içeren topraklara killi toprak denir. Bunlar su ve bitki besin maddelerini kumlu topraklardan daha iyi tutar ve depo ederler. Ancak bu topraklar da genellikle havalandırma ve su geçirgenliği açısından elverişli değildirler. Kireçli topraklar, kireç yönünden zengin olan beyaz veya açık renkli topraklardır. Humuslu topraklar, oluştuğu kayaçların mineralleriyle beraber bitki ve hayvan kalıntılarının parçalanması sonucu meydana gelen organik artıkları içerir. Koyu renkli olan bu toprakların su ve bitki besin maddelerini tutma kapasiteleri yüksektir.

Bir toprak kesiti incelendiğinde farklı tabakalardan oluştuğu görülür. En üst katmanda bitki kökleri, solucan ve böcek gibi canlılarla humus tabakası bulunur. Bunun altında yarı parçalanmış kayalara ve inorganik maddelere rastlanır. En altta ise parçalanmamış kayalardan oluşan su geçirmez bir tabaka yer alır.

Toprağı oluşturan tabakalar şekildeki gibidir.

Bitkiler gelişimleri için gerekli olan mineralleri topraktan suda çözünmüş olarak alırlar. Topraktan bitki kökleriyle alınan minerallerin bir kısmına fazla, bir kısmına da az gereksinim duyulur. Nispeten fazla miktarda kullanılan mineraller azot (N), fosfor (P), potasyum (K), kalsiyum (Ca), magnezyum (Mg) ve kükürt (S)'tür. Toprakta bunların bazıları yetersizse veya yeterli olmasına rağmen bitkilere yarayışlı durumda değillerse ya da diğer minerallerle olan dengeleri bozuksa, bitkiler normal gelişim gösteremez ve ürün veremezler. Demir (Fe), mangan (Mn), bakır (Cu), çinko (Zn), molibden (Mo), klor (C) ve bor (B) gibi mineraller bitkiler tarafından çok az miktarlarda kullanılır. Bunlar da bitki gelişiminde rol oynayan ve fazla alınan mineraller kadar önem taşırlar. Hayvanlar, gereksinim duydukları mineralleri genellikle diğer organizmaları yiyerek elde ederler.

Su

Yaşam için çok önemli bir abiyotik faktördür. Yeryüzünün yaklaşık 2/3'ü sularla kaplıdır. Su, havada buhar halinde bulunurken yüksek dağlarla kutuplarda buz ve kar şeklinde bulunmaktadır. Karasal canlılar için son derece önemli olan su faktörünün kaynağını yağış oluşturur. Yağış, atmosferdeki su buharının yoğunlaşarak sıvı veya katı halde yeryüzüne düşmesi olayıdır. Yıllık yağış miktarı bölgesel ve mevsimsel olarak farklılık gösterir. Bu da bitkilerin yeryüzündeki dağılışlarında önemli rol oynar. Örneğin yağış miktarının fazla olduğu ekvatoral bölgelerde yağmur ormanları yetişirken yağışın çok az olduğu tropikal çöllerde kaktüs gibi bazı kurakçıl bitkilere rastlanır. Bitki hücrelerinde metabolik faaliyetlerin oluşabilmesi için belli oranda suya gereksinim vardır. Büyümekte olan bitki dokularının %80 - 95'i sudan oluşur. Su, fotosentezde ham madde olarak kullanılır. Ayrıca çözücü özelliğe sahip olduğundan, topraktaki minerallerin bitki kökleri tarafından alınmasını kolaylaştırır. Sıcaklığın dengelenmesinde de suyun önemli bir rolü vardır. Sıcak havalarda terleme yoluyla su buharı dışarı atılırken bir miktar ısı da bitkiden uzaklaşmış olur.

Su, hayvanlar için de hayati öneme sahip bir maddedir. Bunlar sudan yararlanabilmek için kendilerine en uygun habitatları seçerler. Hayvanlar su gereksinimlerini çoğunlukla içme yoluyla karşılarlar. Bazı hayvanlar ise uzun süre su içmeden yaşayabilir. Kanguru faresi gibi canlılar yaşamlarını sadece metabolik su ile devam ettirebilmektedir. İnsan vücut ağırlığının 2/3'ü sudur. İnsandaki su miktarı yaşa bağlı olarak değişir.

pH

Abiyotik faktörlerden biri de pH'tır. Organizmaların hücresel faaliyetleri ve enzimatik aktiviteleri oldukça dar bir pH aralığında gerçekleşir. pH değişimleri canlıların solunum gibi biyokimyasal olayları üzerinde de etkilidir. Ortam pH'ı organizmaların yaşamsal faaliyetlerini etkilediği için, canlı türleri kendileri için en uygun pH'a sahip yaşama ortamlarını tercih ederler. Denizlerin pH'ı az çok sabit olmasına rağmen iç sular ile toprağın değişkendir. Asit yağmurları, kimyasal atıklar, kanalizasyon atıkları, bilinçsizce kullanılan tarım ilaçları ve gübreler pH değişimlerine yol açan faktörlerden bazılarıdır. Topraktaki pH değişiminden bitkiler ve bunlarla beslenen canlılar; sulardaki pH değişiminden ise alg, plankton, balık gibi canlılar etkilenir.

Abiyotik Faktörlerdeki Değişmenin Canlılara Etkisi

Çevresel faktörler açısından her canlı türünün uyum gösterebildiği bir minumum ve maksimum sınır vardır. Bu iki sınıra "tolerans sınırları" denir. Tolerans sınırları arasında kalan aralığa ise tolerans (hoşgörü) aralığı adı verilir. Organizmaların tolerans aralığı ve dolayısıyla tolerans sınırı türden türe değiştiği gibi ortam koşullarına bağlı olarak da değişebilir. Canlıların tolerans aralığı içinde en iyi gelişebildikleri ve en yüksek düzeyde ürün verdikleri özel bir alan vardır. Burası optimum alan olarak isimlendirilir. Örneğin alabalık yumurtaları 0° - 12°C'ler arasında gelişir. Optimum sıcaklık istekleri ise yaklaşık 4°C'dir. Kurbağa yumurtalarının geliştiği sıcaklık aralıkları O° - 30°C'ler arasında olup optimum sıcaklık istekleri 22°C'dir.

alabalık ve kurbağa yumurtalarının sıcaklık toleransı

Alabalık ve kurbağa yumurtalarının sıcaklığa olan tolerans sınırları

Grafiklerde de görüldüğü gibi canlıların yaşamları optimum değerin dışında da sürer, ancak performansları azalır. Tolerans sınırlarının dışındaki değerlerde ise yaşam devam edemez. Bir canlının tolerans eğrisi sıcaklık, su, tuzluluk gibi faktörlerin etkisine göre çıkarılabilir.

Yukarıdaki resimde Tolerans eğrisinin şematik açıklaması gösterilmiştir.

Canlılar hoşgörü sınırları içinde abiyotik faktörlerdeki değişimlere uyum sağlayabilir. Örneğin yükseklere çıkıldıkça oksijen oranı azaldığı için deniz kenarından gelerek yüksek bir yerde yaşamaya başlayan bir insanda kalp atış sayısı, kan basıncı, soluk alış verişi hızlanır; ayrıca vücutta alyuvar sayısı artar. Bu insan yeniden deniz kenarında yaşarsa bir süre sonra bu ortama uyum sağlar.

Organizmalar çok değişken olan çevresel koşullarda yaşantılarını devam ettirirler. Ancak canlıların dış ortamdaki değişikliklere rağmen kendi iç ortamını belli sınırlar arasında dengede tutma özellikleri vardır (homeostasi). Örneğin insanın vücut sıcaklığının sabit tutulması homeostasi sayesinde sağlanır. Bilindiği gibi insanın ideal vücut sıcaklığı 37°C'dir.

Hayvanların ortam sıcaklığındaki değişikliklere verdiği tepki farklıdır. Örneğin omurgalı hayvanlardan kuş ve memeliler çevre sıcaklığındaki değişikliklere karşı vücut sıcaklıklarını sabit tutabilir. Bu canlılar sıcakkanlı (endodermik) adını alır. Omurgasız hayvanlar ve omurgalı hayvanlardan balık, kurbağa ve sürüngenlerin dahil olduğu soğukkanlı (ektodermik) canlılar ise ortam sıcaklığındaki değişikliklere karşı vücut sıcaklıklarını sabit tutamazlar.

Canlıların bazıları çevresel şartlardaki değişikliklere uyum sağlarken bazıları olumsuz çevre şartlarından uzak durarak veya bu şartlar düzelinceye kadar uygun olan çevrelere göç ederek yaşamlarını sürdürebilir.

Etiketler:

biyoloji

Yorumlar

Yorum Yap