Canlıların yaşamını sürdürmesi için sürekli olarak enerjiye ve maddelere ihtiyacı vardır. Ekosistemlerdeki tüm canlılar, bu ihtiyaçlarını birbirleriyle ve cansız çevreleriyle kurdukları ilişkiler sayesinde karşılar. Madde döngüleri ve enerji akışı, ekosistemlerin temel işleyişini belirler.

Ekosistemdeki Beslenme Düzeyleri (Trofik Düzeyler)

Canlılar, beslenme şekillerine göre farklı trofik düzeylerde yer alır.

1. Üreticiler (Ototroflar):
   • Kendi besinlerini inorganik maddelerden (karbondioksit, su) sentezleyebilen canlılardır.
   • Bu sentez, genellikle güneş enerjisi kullanılarak fotosentez yoluyla gerçekleşir (bitkiler, algler, siyanobakteriler). Bazı üreticiler ise kimyasal enerji kullanarak kemosentez yapar (nitrit, nitrat bakterileri).
   • Besin zincirinin ilk ve en önemli basamağını oluştururlar.
2. Tüketiciler (Heterotroflar):
   • Besinlerini dışarıdan hazır olarak alan canlılardır.
   • Birincil Tüketiciler (Otçullar): Sadece üreticilerle beslenirler (örnek: tavşan, çekirge).
   • İkincil Tüketiciler (Etçiller veya Hem Etçil Hem Otçullar): Birincil tüketicilerle beslenirler (örnek: tilki, yılan).
   • Üçüncül Tüketiciler: İkincil tüketicilerle beslenirler. Besin zincirinin en üst basamağında yer alabilirler (örnek: kartal, aslan).
3. Ayrıştırıcılar (Saprofitler):
   • Ölü organik maddeleri (bitki ve hayvan kalıntılarını) parçalayarak inorganik maddelere dönüştüren canlılardır.
   • Mantarlar ve bakteriler bu gruba girer.
   • Madde döngülerinde kritik rol oynarlar ve maddelerin tekrar üreticiler tarafından kullanılmasına olanak sağlarlar.

Enerji Akışı ve Besin Zinciri

• Enerji Akışı Tek Yönlüdür: Ekosistemdeki enerjinin temel kaynağı güneştir. Enerji, üreticilerden tüketicilere doğru tek yönlü olarak akar ve her aktarımda bir kısmı ısı enerjisi olarak kaybolur.
• %10 Kuralı: Bir trofik düzeyden bir üst trofik düzeye aktarılan enerjinin yalnızca yaklaşık %10’u aktarılabilir. Geri kalan %90’lık kısım, o trofik düzeydeki canlıların yaşamsal faaliyetleri (solunum, hareket, üreme) için harcanır ve ısı olarak çevreye yayılır.
• Besin Zinciri ve Besin Ağı: Canlıların birbirlerini besin olarak tüketmesiyle oluşan sıralı ilişkiye besin zinciri denir. Birden fazla besin zincirinin karmaşık bir şekilde iç içe geçmesiyle oluşan yapıya ise besin ağı adı verilir.

Ekolojik Piramitler

Besin zincirindeki canlıların trofik düzeylere göre dikey olarak dizilmesiyle oluşan grafiklere ekolojik piramitler denir. Üç temel çeşidi vardır:

• Biyokütle (Biyokütle) Piramidi: Her bir trofik düzeydeki canlıların toplam kuru ağırlığını gösterir. Genellikle piramidin tabanından (üreticiler) yukarısına doğru biyokütle azalır.
• Enerji Piramidi: Her bir trofik düzeyde bulunan toplam enerjiyi gösterir. Üst basamaklara doğru enerji miktarı azalır ( %10 kuralı nedeniyle).
• Birey Sayısı Piramidi: Her bir trofik düzeydeki birey sayısını gösterir. Üst basamaklara doğru genellikle birey sayısı azalır.

Biyolojik Birikim (Biyomagnifikasyon)

Çevre kirliliğine neden olan bazı zehirli maddeler (örneğin ağır metaller, DDT gibi pestisitler) besin zincirine girer. Bu maddeler, canlıların vücudundan atılamadığı için dokularında birikir. Besin zincirinin üst basamaklarına doğru çıkıldıkça, bu maddelerin birikim oranı katlanarak artar. Bu duruma biyolojik birikim denir ve en çok son tüketiciler etkilenir.

Çözümlü Örnek Test Soruları

1. Soru:

Bir ekosistemdeki enerji akışıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Enerji akışı tek yönlüdür ve güneş enerjisiyle başlar. B) Her trofik düzeyde enerjinin büyük bir kısmı ısı olarak kaybedilir. C) Üst basamaklara aktarılan enerji miktarı her basamakta azalır. D) Ayrıştırıcılar, besin zincirinin her basamağında yer alabilir. E) Enerji, üreticilerden son tüketicilere doğru piramitte yukarıya çıktıkça artar.

Çözüm: Enerji, besin piramidinde yukarıya doğru çıkıldıkça azalır. Her basamakta enerjinin yaklaşık %90’ı kaybedilir. Bu nedenle E seçeneği yanlıştır.

Doğru Cevap: E

2. Soru:

Besin zincirinde yer alan canlıların, vücutlarında biriken zehirli madde miktarının en fazla olduğu canlı grubu aşağıdakilerden hangisidir?

A) Üreticiler B) Birincil tüketiciler C) İkincil tüketiciler D) Son tüketiciler E) Ayrıştırıcılar

Çözüm: Zehirli maddeler, biyolojik birikim (biyomagnifikasyon) yoluyla besin zincirinin her basamağında birikerek üst basamaklara doğru artar. Bu nedenle en fazla zehirli madde birikimi, besin zincirinin en üst basamağındaki son tüketicilerde görülür.

Doğru Cevap: D

3. Soru:

Aşağıdaki besin zincirlerinden hangisi doğru bir sıralamayı göstermektedir?

A) Fare → Baykuş → Ot B) Ot → Çekirge → Kurbağa C) Kurbağa → Yılan → Ot D) Kartal → Tavşan → Çim E) Etçil → Otçul → Üretici

Çözüm: Besin zinciri, üretici canlıyla başlar. Ot (üretici), çekirge (birincil tüketici) ve kurbağa (ikincil tüketici) arasındaki sıralama doğru bir besin zincirini gösterir.

Doğru Cevap: B

4. Soru:

Bir ekosistemde ayrıştırıcı canlıların ortadan kalkması durumunda aşağıdakilerden hangisinin gerçekleşmesi beklenir?

A) Ekosistemdeki enerji akışı hızlanır. B) Üretici canlıların sayısı artar. C) Toprak ve su kirliliği azalır. D) Maddelerin döngüsü durur ve canlı atıkları birikir. E) Sadece otçul canlılar zarar görür.

Çözüm: Ayrıştırıcılar, ölü organik maddeleri inorganik maddelere dönüştürerek madde döngüsünü sağlarlar. Ayrıştırıcılar ortadan kalkarsa, organik atıklar birikir ve maddeler döngüye katılamaz.

Doğru Cevap: D

5. Soru:

Bir ekosistemdeki enerji piramidinin tabanından tepeye doğru çıkıldıkça, aşağıdakilerden hangisi artış gösterir?

A) Biyokütle B) Birey sayısı C) Aktarılan enerji miktarı D) Vücut büyüklüğü (genellikle) E) Toplam biyokütle

Çözüm: Enerji piramidinde yukarıya doğru çıkıldıkça biyokütle, birey sayısı ve aktarılan enerji miktarı azalır. Ancak genellikle canlıların vücut büyüklüğü artış gösterir (örnek: çimen < tavşan < tilki < kartal).

Doğru Cevap: D