Ekoloji ve Çevre Biyolojisi-V Ekoloji ve Çevre Biyolojisi-V
Doç. Dr. Bengi ÇINAR KUL
Küresel ısınma için alınması gereken önlemler
1.
Dünya nüfusunun denetim altına alınması2.
Tüketime dayalı kapitalizmin gözden geçirilmesi3.
Geri dönüşüm modelleri geliştirilmeli4.
Eğitimin her aşamasında tasarruf /savurganlık konularında bilinçlendirme yapılmalı5.
Ulaşımda havayolları daha az tercih edilmeli (5000km mesafede, kişi başı 3,5 ton CO2 salınımı…)6.
Karbonu tutarak kullanıma dönüştürmek (alg ile biodizel üretimi)(Prof. Dr. Ali Demirsoy; Küresel Isınmaya Jeolojik Bakış Sunumu, 2018. A.Ü. 100.Yıl Salonu )
7. Karbonu yerküre içinde depo etmenin yolları aranmalı
8. Karbon üreten her işletme, ürettiği karbon kadar bedel ödemeli
9. Enerji kaynaklarının verimliliği arttırılmalı (%50 oranında yakıt verimliliği arttığında bile 1 milyar ton CO2 tasarrufu sağlanır)
10.Temiz enerji kaynaklarına (güneş ve rüzgar) yönelik girişimler teşvik edilmeli (Gelişmiş bir rüzgar gülü 300 evin ihtiyacını karşılayabilir)
11.Füzyon çalışmaları sürdürülmeli hatta hızlanmalı. (Kullanılabilir olması için 30 yıl süre biçiliyor. Kritik 2˚C’lik sıcaklık artışı için çok geç!!!)
12.Şehir aydınlatmaları daha etkin kullanılmalı (yukarı dönük olmamalı)
(Prof. Dr. Ali Demirsoy; Küresel Isınmaya Jeolojik Bakış Sunumu, 2018. A.Ü. 100.Yıl Salonu )
Kişisel olarak neler yapabiliriz?
•
Floresan ampul kullanımı•
Isı yalıtımı•
Klima yerine vantilatör kullanımı•
Duş kullanılmaması (su ve elektrik tasarrufu)•
Işıklandırma gözden geçirilmeli•
Fırın, çamaşır ve bulaşık makinaları dikkatli kullanılmalı•
Ev mimarileri gözden geçirilip, mevsime göre yaşanan alan daraltılmalı•
Toplu taşıma tercih edilmeli•
Gıda savurganlığı bırakılmalı(Prof. Dr. Ali Demirsoy; Küresel Isınmaya Jeolojik Bakış Sunumu, 2018. A.Ü. 100.Yıl Salonu )
Ekosistemlerde sınırlayıcı ve düzenleyici faktörler
Sınırlayıcı faktörler: Organizmalar ve komünitelerin belirli bir tolerans (dayanma) aralığına sahip olduğu çevresel faktörlerdir. Bu aralığın dışında yaşam şansı yoktur.
•Dengeli ve kararlı çevre şartlarında, bir canlı veya komünite için yaşamsal önemde olan etkenlerden hangisi sınıra en yakınsa, o etken sınırlayıcı
faktördür (Liebig’in minimum yasası)
"bir bitkinin ihtiyacı olan çeşitli besin maddelerinin topraktan emilebilecek azami miktarı, bunlardan en eksik olanın eksikliği oranında olabilir".
Yani, toprakta -bir bitki için- gerekli tüm mineraller tamam, fakat içlerinden birisi, olması gerekenin yarısı kadar olsa, bütün diğer mineraller -ne kadar bol bulunursa bulunsunlar- ancak %50 oranında alınabileceklerdir.
Liebig’in minimum yasası, aynı zamanda fıçı kanunu olarak da bilinir. Örn, K diette eksikse, diğer elementlerin emilimi de düşecektir.
Bu yasa toplumlar için de geçerlidir.
Bir toplumun, varlığını en üst düzeyde sürdürmesi için gereken belki yüzlerce koşul vardır. Bu koşullardan bazıları tam hatta fazlasıyla yerine gelmişken bazıları eksik yerine geliyor hatta hiç gelmiyor olabilir. Böyle bir durumda,
diğer bütün koşullara sahip toplum,
yaşam düzeyini belirli bir seviyenin üzerine çıkaramayacaktır.
Tolerans aralığı: Çevresel faktörler için her canlının dayanabileceği bir alt ve üst sınır bulunmaktadır. Tolerans yasası için bazı ilkeler:
1.Tolerans aralığı bir faktör için geniş iken bir diğeri için dar olabilir.
2.Organizma sınırlayıcı faktörler için geniş tolerans aralığına sahip ise geniş yayılım gösterir.
3.Bir tür için belirli bir ekolojik faktör optimum koşullarda değilse, bu durum diğer bir faktör için tolerans aralığını etkileyebilir.
İsimlendirme
(Dar/Geniş tolerans için) Sınırlayıcı faktör Stenotermal/euritermal Sıcaklık
Stenohalin/eurihalin Tuzluluk
Stenofag/eurifag Gıda
Stenohidrik/eurihidrik Su
Stenobatik/euribatik Su derinliği/habitat Stenök/euriök Habitat seçimi/niş
Habitat: Bir canlının/populasyonun yaşadığı, arayınca bulunabileceği yer.
Niş: Bir canlının komünitedeki işlevsel rolü ve ihtiyaç duyduğu çevre faktörlerinin (sıcaklık, pH, nem vb) toplamı
Habitat:adres Niş:görev
bir habitatta farklı ekolojik nişler bulunur.
Tolerans yasası için bazı ilkeler (devam):
4.Doğadaki canlılar genelde belirli bir fiziksel faktör
açısından en uygun aralıklarda yaşamazlar. Sınırlayıcı olarak başka faktörler her zaman devrededir
5.Deneysel olarak belirlenen sınırlardan farklılık gösterirler 6.Üreme dönemleri genellikle tolerans aralığının azaldığı dönemlerdir
Çevresel faktörlere uyum ve ekotipler
• Ekotipler aynı türün farklı çevre koşullarına uyum sağlamış (adapte olmuş) genetik olarak farklılaşmış alt türleridir. Kademeli olarak
değişen ışık, sıcaklık, ph gibi faktörlere uyum sağlama genellikle genotipte değişimleri içerir. Aynı türün farklı bölgelerde yetişen
bireyleri arasında sıklıkla görülür, Örn, Anadolu arısı, Kafkas arısı vb
• Bir bölgeye yeni hayvan popülasyonları getirilip yerleştirilirken, onların yerel ırklardan olmasına dikkat edilmelidir. Örn, çevresel faktörler bakımından çok farklı ortamlardan gelen hayvan ırkları (egzotik ırklar), getirildikleri yeni bölgede genellikle düşük verimli olurlar.
Düzenleyici faktörler
•Canlılar belirli aralıklarla değişen fiziksel çevre faktörlerine de tolerans gösterirken bir yandan da uyum sağlarlar. Tüm canlılar mevsimsel, ışık ve benzeri döngülere uyum sağlayacak şekilde programlanmıştır. Bunu
biyolojik saat denilen fizyolojik mekanizmalarla başarmaktadırlar.
Örn 1 ; Sirkadyan ritmi = gün ışığına göre düzenlenen fizyolojik mekanizmalar
•Gün ışığı olmadığında bile bu mekanizma çalışmaya devam eder. Saat genleri ile düzenlenir.
(2017 Nobel Tıp Ödülü ve 2015 Nobel Kimya ödülü-A. Sancar) Yolculuk şoku= Jetlag bundan kaynaklanmaktadır.
Örn 2: Fotoperiyot=gün uzunluğu süresi) Göç, üreme, tohum verme, kış uykusu, yumurtlama
•
Örn; koyun ve keçi mevsime bağlı kızgınlık gösteren poliöstrik hayvanlardır (genellikle!!!) Orta ve yüksek enlemlerde yaşayan koyun ve keçi ırklarında üreme mevsime bağlı, ama düşükenlemlerde yaşayan çoğu ırkta yıl boyu cinsel aktivite ….
•
Kızgınlık kuzey yarımkürede Ağustos-Aralık (günlerin kısalmaya başladığı dönem)Koyunlarda fotoperiyodun üreme sezonuna etkisi:
•Gün ışığının azalması sebebiyle retinadan alınan ışık sinyalleri azalır.
•Bu azalma epifizden melatonin salınımını arttırır.
•Bütün bu faktörler hipotalamusta yer alan Eminentia mediana’yı uyarır ve buradaki nörosekretorik hücrelerden Gonadotropin
salınımını uyarıcı hormonun (GnRH) salınımı uyarılır. Böylelikle mevsimsel üreme aktivitesi başlar!!!
SICAKLIĞIN HAYVANLAR ÜZERİNE ETKİSİ
•
Hayvanlar vücut sıcaklıklarının çevre sıcaklığıyla olan ilişkilerine göre ,SOĞUKKANLI SOĞUKKANLI
(POİKİLOTERMAL) (POİKİLOTERMAL) SOĞUKKANLI
SOĞUKKANLI
(POİKİLOTERMAL) (POİKİLOTERMAL)
SICAKKANLI SICAKKANLI
(HOMOİTERMAL) (HOMOİTERMAL)
Soğuk kanlı hayvanlar
Soğuk kanlı hayvanların vücut sıcaklığı ile çevre şartları arasında sıkı bir ilişki vardır ve ortam sıcaklığına göre ayarlarlar.
•
Omurgasızlar (invertebrata), Kurbağalar, semenderler (Amphibia), veSürüngenler (Reptilia)
Sıcak kanlı hayvanlar
Sıcak kanlı hayvanlarda vücut sıcaklığı çevrenin sıcaklık derecesine bağlı değildir. Vücut sıcaklığını ortam sıcaklığı değişse bile belirli seviyede tutarlar.
•Kuşlar (avies), Memeliler (Mammalia)
Soğuk kanlı hayvanlar,Kendi aralarında 3 ayrılır;
1.
SİKLOTERM hayvanlarda vücut sıcaklığı genelde ortamsıcaklığıyla aynıdır. Bu gruptaki hayvanlar ortam sıcaklığı 30˚C
’nin üstüne çıktığı veya 10 ˚C ’nin altına düştüğü zaman vücut sıcaklıklarını fiziksel (evoporasyon) ve kimyasal
mekanizmalarla (metabolizma hızını değiştirerek) ayarlayabilirler. Örn; kurbağa
2. ŞİMİOTERM hayvanlar vücut sıcaklıklarını kas
hareketleriyle düzenlemektedir. Örn. Bazı böcekler uçmadan önce kanatlarını titreterek vücut sıcaklıklarını yükseltmektedir.
3. HELİOTERM hayvanlar ise, güneşe karşı durarak vücut sıcaklıklarını yükselten hayvanlardır.
•
Böceklerin çoğu ve sürüngenler•
Soğuk kanlılardan sıcak kanlılara geçiş teşkil eden Avustralya keseli kirpisi (Echidna)•
Vücut sıcaklığını hava sıcaklığına bağlı olmadan 26-34 °C arasında değiştirebilir.Morfoloji,
• Sıcaklığın hayvanlarda etkilediği karakterlerin başında MORFOLOJİK özellikler gelir. Bu nedenle herhangi bir
organizmanın dış görünüşüne bakarak yaşadığı ekolojik koşullar hakkında fikir sahibi olunabilir.
• SOĞUK bölgelerde yaşayan memeli ve kuşlar, sıcak bölgelere göre daha AÇIK renklidir.
• Kuzey enlemlerdeki sıcak kanlı hayvanlarda beyaz rengin hakim olmasının nedeni düşük sıcaklığın MELANİN oluşumunu
engellemesidir.
Sıcaklığın canlılarda düzenleyici rolü
•
Ayrıca SOĞUK bölgelerde yaşayan sıcakkanlıhayvanların vücutları, sıcak yerdekilere göre daha BÜYÜK olma eğilimindedir.
•
Sürüngen ve kurbağa gibi soğukkanlı hayvanlarda tam tersi bir durum vardır. Bu hayvanlar soğuk bölgelerde sıcak bölgelere göre daha KÜÇÜK boylu olurlar• Soğuk bölgede yaşayan
memelilerin vücut örtüsü sıcak bölgede yaşayanlara göre daha KALINDIR.
Fizyoloji,
• Sıcaklık hayvanların fizyolojik faaliyetlerinide etkilemektedir.
• Her 10 °C’lik sıcaklık artışına karşılık metabolizma hızı 2-3 kat artmaktadır.
• Çiftlik hayvanları başta olmak üzere sıcak kanlı organizmalarda 18˚C ile 30˚C’lik çevre sıcaklıkları arasında serinleme sistemi harekete geçer.
• Fizyolojik adaptasyon sıcak kanlı hayvanlarda kendini metabolik değişmelerle gösterir.
• Bu tip hayvanlarda solunum sayısı normal sınırın üstüne çıkar ve akciğerlerden buharlaşma yoluyla ısı kaybının artırılmasına çalışılır.
Davranış,
•
Ekstrem sıcaklıklar morfolojik ve fizyolojik özellikleri etkilemesinin yanında bazı davranış değişikliklerini de beraberinde getirir.•
Sıcak koşullarda;o Serin saatlerde (Akşam,sabah erken) beslenme,
o Yem tüketimini azaltma
o Hareketsiz şekilde yatma,
o Su birikintilerine gitme,
o Gölge alanlar
•
Soğuk kanlı hayvanlar ekstrem çevre sıcaklıklarınadoğrudan doğruya bir adaptasyon gösterememektedir. Bu gruptaki hayvanlarda;
•
yüksek sıcaklıklara adaptasyonu TERLEME yoluyla;•
düşük sıcaklıklara adaptasyon ise AKLİMATİZASYON (iklime alışma) ile olur.•
Sıcaklık değişimi fizyolojik adaptasyon ve yer değiştirmeyle tolere edilmezse ?????•
Bu durumda bazı hayvanlardao Göç etme,
o Kışı uykuda geçirme,
o Yazı uykuda geçirme,
o Gece dolaşma gibi davranışlar görülür.
(baykuş, akrep vb)
Hibernasyon
•
Şidditli sıcaklık değişimlerine dayanabilmeyi sağlayan bir yol gelişmenin duraklamasıyla ortaya çıkan uyku halidir.•
Kış uykusuna yatan memelilerde vücut sıcaklığı çevresıcaklığından daima 1˚C daha yüksektir. Çevre sıcaklığı 3-5
˚C ye ulaştığında kış uykusundan uyanırlar.
•
Yarasalar kışlama sırasında -5 ˚C ye kadar olan düşük sıcaklığa dayanabilme özelliğindedir.Estivasyon (Yaz uykusu)
•
Bazı canlılar sıcaklığın yüksek oluşu kuraklık ve besin azlığı nedeniyle yaz aylarında, estivasyon denilen yaz durgunluğu dönemine girerler.• Sıcak kanlı hayvan popülasyonunun soğuk bölgelerde yaşayan
bireyleri, sıcak yerde yaşayanlara göre hacimsel olarak daha iridir.
• Memeli hayvanların soğuk ortamlarda yaşayan bireylerinin vücut ekstremiteleri, sıcak bölgede yaşayanlara göre daha KISADIR.
• Sıcak ve nemli yerde yaşayan memeliler ve kuşlar, serin-kurak yerde yaşayan aynı türün bireylerine göre daha KOYU RENKLİDİR.
• Soğuk bölgede yaşayan hayvanlarda kalp hacmi ve ağırlığı, sıcak bölgede yaşayanlara göre daha BÜYÜKTÜR.
• Kuşlarda kanat uzunluğu, soğuk bölgede yaşayan bir türün bireyleri sıcak bölgede yaşayanlara göre dar, ve daha uzun kanatlara sahiptir.
•
Çiftlik hayvanları oldukça sabit bir vücut sıcaklığına sahiptir (38 - 42˚C) ve sıcaklığı çevre şartları değişse bile korurlar.•
Verim bakımından kültür hayvanları için ideal çevre sıcaklığı 13-18˚C arasındadır. Bu derecelerin değişiminde morfolojik ve fizyolojik değişimler ortaya çıkar.SICAKLIĞIN ÇİFTLİK HAYVANLARINDA VERİME ETKİSİ
•
Ekstrem sıcaklıklar hem gerekli enerji miktarını, hem de hayvanın yaşama payını artırır. Bu nedenle söz konusu koşullarda BÜYÜME ORANINda azalma görülür.•
Azalmanın derecesi hayvanları büyüklüğüne,o Yaşa
o Sıcaklığın derecesine bağlı olarak değişir.
•
Kültür hayvanlarında yüksek sıcaklıkların olumsuz etkisi düşük sıcaklıklardan FAZLADıR.•
Yüksek sıcaklıklarda hayvanlar terleyerek soluyarak vücut ısısını dengede tutmaya çalışır.•
Yüksek sıcaklık stresi altında hayvanlarda görülen ilk olumsuz davranış YEM TÜKETİMİNİN AZALMASIDIR.•
Örn. Yumurta tavuklarında ortam sıcaklığı 25 °C’nin üzerinde her bir derece artışında, yem tüketimini % 1.5 düştüğü saptanmıştır.•
Bir başka çalışmada, günde 30 kilogramdan fazla süt veren ineklerde, 25 °C’nin üzerinde iştah bir miktar azalırken, 30°C’nin üstünde azalma daha belirgin, 40°C’nin üzerinde ise yem tüketimi tamamendurmuştur.
•
Yüksek sıcaklıklar tüketilen yem miktarı yanında YEM ÇEŞİTLERİNİ de etkiler.•
Sıcak ortamda hayvanlar öncelikle sulu yemleri tercih ederler ve olabildiğince kuru ot tüketmekten kaçarlar.•
Ayrıca hayvanların tüketmiş olduğu sindirilebilir enerji de azalmaktadır.•
Yüksek sıcaklık dişi ve erkeklerde üreme etkinliğinde de bir düşüş meydana getirir.•
Bu düşme:o gametogenezis,
o kızgınlık,
o Yumurtanın salınması,
o Döllenme,
o Döllenen yumurtanın döl yatağına yerleşmesi,
o Embriyonun yaşama gücü,
o Gebelik süresi,
o Dişideki analık yeteneğinin etkilenmesi şeklinde ortaya çıkar.
•
Sıcak iklimde yaşayan hayvanların yavruları, soğuk iklimde yaşayan hayvanlara göre doğum ağırlığı bakımından daha hafiftir.•
Yaz aylarında doğan dişi buzağı ve kuzuların, serin dönemlerde doğanlara göre daha HAFİF oldukları belirlenmiştir.•
Sıcak dönemlerde ölü doğum veya güç doğum sayısı da artmaktadır.•
Düşük ve yüksek sıcaklıklarda hayvanlarda olumsuzluğun derecesi genetik yapı yanında stres faktörününseviyesiyle yakından ilgilidir. Stres derecesi arttıkça meydana gelen olumsuzluklar da artar.
•
Tüm bunlar dikkate alındığında yüksek sıcaklıklardaözellikle kültür hayvanlarında verim ( et, süt, yumurta vs.) düşmektedir.
•
Yapılan bir araştırmada kültür ırkı ineklerin süt verimi 21°C den itibaren düşmeye başladığı ve 41 °C den sonra süt salgılamasının durduğu tespit edilmiştir.
•
Verim yanında ürün kaliteside olumsuz etkilenmektedir.•
Hayvanlar metabolik faaliyetlerini genellikle 0-50˚C arasında sürdürebilmektedir.•
Hayvanların yaşamlarını sürdürebildikleri en yüksek sıcaklık 55 ˚ C dir.•
Hayvanların yayılışındaki sınırlanma, düşük sıcaklıklarda ve özellikle donma noktasında ortaya çıkar.•
Düşük sıcaklık dercelerinin hakim olduğu yerlerde canlı sayısı oldukça AZDIR. Bu nedenle tür sayısındaki zenginlikekvatordan kutuplara doğru azalır. Örn. Grönland da 600, Antartika kıtasında 60 kadar böcek türü mevcuttur.
HAYVANLARIN YAŞAYABİLDİĞİ SICAKLIK ARALIĞI
