Ana içerik
AP®︎/Üniversite Biyoloji
Konu: AP®︎/Üniversite Biyoloji > Ünite 8
Ders 3: Popülasyon EkolojisiPopülasyonun Düzenlenmesi
Önemli noktalar
- Doğada, popülasyon boyutu ve büyümesi birçok faktör tarafından sınırlanır. Bu faktörlerin bazıları yoğunluğa bağımlı iken bazıları yoğunluktan bağımsızdır.
- Yoğunluğa bağımlı sınırlayıcı faktörler, bir popülasyonun kişi başına düşen büyüme hızının değişmesine -düşmesine- neden olur ve popülasyon yoğunluğu gitgide artar. Buna örnek olarak popülasyon üyelerinin sınırlı yiyecek için rekabet etmesi verilebilir.
- Yoğunluktan bağımsız faktörler kişi başına düşen büyüme hızını popülasyon yoğunluğundan bağımsız olarak etkiler. Buna örnek olarak orman yangınları gibi doğal afetler verilebilir.
- Farklı çeşitteki sınırlayıcı faktörler karmaşık bir şekilde etkileşime girerek çeşitli büyüme kalıpları oluştururlar. Bazı popülasyonlar döngüsel dalgalanmalar oluşturur, bu da popülasyon büyüklüğünün bir döngüde tahmin edilebilir biçimde değişmesi anlamına gelir.
Giriş
Yeryüzünde bütün popülasyonların büyüme konusunda sınırları vardır. "Tavşan gibi üreyen" betimlemesiyle tanıdığımız tavşan popülasyonları bile sonsuz oranda üreyemezler. İnsanlar sonsuz üreme düşüncesini hayata geçirmek için olanca çabayla çalışıyor olsa da, çevrenin getirdiği kısıtlamalar sebebiyle biz de en sonunda popülasyon büyüklüğü sınırımıza ulaşacağız.
Peki sınırlayıcı çevre faktörleri tam olarak nedir? Kabaca ifade edersek, bu faktörleri popülasyon yoğunluğuna bağımlı ve yoğunluktan bağımsız faktörler olmak üzere iki ana gruba ayırabiliriz.
Yoğunluğa bağımlı sınırlayıcı faktörler
Bir örnekle başlayalım. Bir organizmanın popülasyonunu hayal edelim —örneğin geyik. Popülasyon küçük olduğu zaman belli miktarda bulunan gıda her birine bol bol yetecektir. Fakat popülasyon yeterince büyüdüğünde bu belirli miktarda gıda artık yeterli olmayacak ve geyiklerin arasında gıda için rekabet başlayacaktır; bazı geyikler açlıktan ölecekler ve dolayısıyla çocukları olmayacaktır. Bu durumda kişi başına düşen büyüme oranı düşecek ve popülasyon durağan bir değerde kalacak veya azalacaktır.
Bu senaryoda gıda için rekabet yoğunluğa bağımlı sınırlayıcı faktördür. Genel olarak, yoğunluğa bağımlı sınırlayıcı faktörleri, popülasyondaki kişi başına düşen büyüme oranını, yoğunluğun ne kadar olduğuna bağlı olarak değişken oranlarda etkileyen faktörler olarak tanımlarız. Yoğunluğa bağımlı faktörlerin çoğu popülasyon büyüdükçe kişi başına düşen büyüme oranının azalmasına neden olur. Bu, popülasyon büyümesini sınırlayan negatif geri bildirime bir örnektir.
Yoğunluğa bağımlı sınırlayıcı faktörler, büyümenin lojistik olmasına sebep olabilir. Bu durumda popülasyonun büyüklüğü taşıma kapasitesi denen ve çevre tarafından belirlenen maksimum düzeye ulaşır. Bu bazen kolay ilerleyen bir süreçtir, bazen de popülasyon taşıma kapasitesini aşar ve yoğunluğa bağımlı faktörler tarafından tekrar aşağı çekilir.
Yoğunluğa bağımlı faktörler çevrenin fiziksel özelliklerinden etkilenmekten çok, biyotik özellik gösterirler; yani canlı organizmalarla ilgili durumlardan etkilenirler. Yoğunluğa bağımlı faktörlerin bazı yaygın örnekleri şunlardır:
- Popülasyon içinde rekabet. Bir popülasyon yüksek bir düzeye ulaştığında, aynı miktardaki kaynağı kullannmaya çalışan daha fazla birey vardır. Bu da bireyleri, yaşamı sürdürebilmek ve çoğalmak amacıyla gıda, su, yerleşim yeri, çiftleşme için eş ve ışık gibi kaynakları elde etmek üzere rekabete girmeye yöneltir.start superscript, 1, end superscript
- Predasyon (yırtıcılık, avcılık). Seyrek yoğunluklu popülasyonların aksine yüksek yoğunluklu popülasyonlar avcıların ilgisini çekebilir. Bu yırtıcılar popülasyondaki bireyleri yedikleri zaman popülasyonun sayısını azaltırlar, fakat kendi sayıları artabilir. Bu da aşağıda göreceğimiz gibi ilginç döngüsel kalıplar oluşturabilir.
- Hastalık ve parazitler. Aynı yerde daha fazla bireyin yaşadığı durumlarda hastalıkların ortaya çıkma ve ölümle sonuçlanma ihtimali daha yüksektir. Parazitler de bu şartlar altında daha fazla yayılırlar.
- Atık birikimi. Yüksek yoğunluklu popülasyonlar zararlı atıkların birikmesine neden olurlar, bunlar da bireyleri öldürür veya üremeye zarar verir. Böylece popülasyon büyümesi azalır.
Yoğunluğa bağımlı düzenlemeler popülasyonu oluşturan bireylerde fizyolojik veya davranışsal değişikliklerle de olabilir. Örneğin lemming denilen kemirgenler yüksek popülasyon yoğunluğuna gruplar halinde yaşayacak yeni daha az yoğunluklu yerleri aramak üzere göç etme şeklinde cevap verirler.start superscript, 2, comma, 3, comma, 4, end superscriptBu süreç, popüler kültürde kitlesel bir intihar olarak yanlış yorumlanmıştır, çünkü bazen su kütlelerini geçmeye çalışırken lemmingler ölür.
Yoğunluğa bağımlı olmayan sınırlayıcı faktörler
İkinci grup sınırlayıcı faktörler yoğunluğa bağımlı olmayan sınırlayıcı faktörlerden oluşur. Bunlar popülasyonun ne kadar yoğun olduğuna bakmaksızın kişi başı büyüme hızını etkilerler.
Örnek olarak, geyiklerin yaşadığı bir ormanda yangın çıktığını düşünelim. Yangın orda var olan şanssız bir geyiği popülasyon yoğunuğundan bağımsız olarak öldürecektir. Tek bir geyiğin ölme ihtimali etrafta kaç tane geyik olduğuna bağlı değildir. Yoğunluktan bağımsız faktörler, genellikle doğal afetler, kötü hava şartları ve çevre kirliliği şeklinde olur.
Yoğunluğa bağımlı faktörlerin aksine, yoğunluktan bağımsız sınırlayıcı faktörler popülasyon büyüklüğünü tek başlarına sabit tutamazlar. Çünkü bu faktörlerin gücü popülasyon büyüklüğüne bağlı değildir, ve bu yüzden popülasyon çok büyüdüğünde bir "düzeltme" yapmazlar. Bunun yerine, nüfus büyüklüğünde düzensiz ani değişimlere yol açabilirler. Küçük popülasyonlar rastgele gerçekleşen,, yoğunluktan bağımsız vakalar tarafından ortadan kaldırılma riskiyle karşı karşıya kalabilir.start superscript, 5, end superscript
Popülasyon dalgalanmaları
Gerçek dünyada, birçok yoğunluğa bağımlı ve yoğunluktan bağımsız sınırlayıcı faktörler etkileşime girerek bir popülasyonda bizim gördüğümüz değişim örüntülerini oluştururlar. Örneğin, bir popülasyon yoğunluğa bağımlı faktörlerle bir süre taşıma kapasitesi sınırında tutulurken fırtına veya yangın gibi yoğunluktan bağımsız vakalarla daha sonra sayılarında ani bir düşüş yaşayabilir.
Ancak, felaketler olmasa bile popülasyonlar daima taşıma kapasitesinin sınırında olmazlar. Gerçekte, popülasyonlar çok farklı örüntüler şeklinde yoğunlukta dalgalanmalar gösterirler. Bazıları nüfus olarak düzensiz yığılma ve kırılmalara uğrarlar. Örneğin, sulara bir fosfor akışı olması sebebiyle alg popülasyonunda sürdürülemez bir büyüme görülebilir.start superscript, 6, end superscript Bazı popülasyonlarda ise düzenli yükseliş ve düşüş dönemleri görülür. Bu döngülere biraz daha yakından bakalım.
Popülasyon döngüleri
Bazı popülasyonlar büyüklük bakımından döngüsel dalgalanmalar yaşar. Döngüsel dalgalanmalar zaman içinde popülasyon büyüklüğünde tekrarlanan yükselme ve düşüşlerdir. Eğer döngüsel dalgalanma gösteren bir popülasyonun büyüklüğünün zamana karşı grafiğini çizersek, kabaca aşağıdaki dalgalara benzeyecektir—ancak muhtemelen aşağıdaki gibi düzenli bir şekil görülmez.
Peki bu dalgalanmaların kaynağı nedir? Birçok durumda, dalgalanmalar en az iki farklı türe ait popülasyonun etkileşiminden ortaya çıkar. Örneğin predasyon, parazit enfeksiyonu, ve gıda kaynaklarındaki değişimlerin dalgalanmalara neden olduğu gösterilmiştir.start superscript, 7, end superscript Bu yoğunluğa bağımlı faktörler her zaman dalgalanmaya neden olmazlar; yalnızca doğru şartlar altında yani popülasyonlar belli başlı şekillerde etkileşime girdiklerinde neden olurlar.
Vaka çalışması: lemmingler
Şimdi örnek olarak Grönland'da yaşayan lemming popülasyonunu ele alalım.start superscript, 7, comma, 8, comma, 9, end superscript Yıllarca bu popülasyon döngüsel dalgalanmalar göstermiştir. Dalgalanmanın boyutu —tam bir döngünün uzunluğu—4 yıl kadardı. Ekolojistler bu döngülerin lemmingler ile 4 yırtıcının (baykuş, tilki, korsan martı ve kakım) arasındaki etkileşim ile açıklanabileceğini ortaya koymuşlardır. Baykuş, tilki ve korsan martı fırsatçı yırtıcılardır; yani çok çeşitli gıda kaynaklarından beslenirler ve lemmingleri ancak çok fazla olduklarında yerler.start superscript, 7, comma, 8, end superscript Kakımlar ise neredeyse her zaman lemminglerle beslenirler.
Evet, neden döngü meydana gelir? Gelin lemmingleri kendi döngülerinin düşük bir noktasındayken izlemeye başlayalım. Lemmminglerin popülasyonu düşük sayıda olduğu için baykuş, kakım ve tilkiler onları çok fazla dikkate almazlar; böylece lemminglerin popülasyonu hızla büyür. Bu esnada kakım popülasyonu da büyür, ancak biraz geriden gelir. Bunun sebebi, sabit bir oranda üreyen lemminglerin aksine kakımların yılda ancak bir kere üremeleridir. Bu durumda kakımlar, gıda kaynağı olarak yedikleri lemminglerin ancak bol sayıda bulunduğu belli bir dönemden sonra çok sayıda yavruya sahip olurlar.start superscript, 9, end superscript
Lemming yoğunluğu arttıkça baykuş, tilki ve korsan martıların lemminglere ilgisi artar ve daha çok lemming avlamaya başlarlar. Bu da lemminglerin büyümesine "yoğunluğa bağımlı sınırlayıcı" olarak etki eder ve lemminglerin sayıca kakımların önüne geçmesini engellerstart superscript, 7, comma, 8, end superscript. Kakım popülasyonu bu sebeple öne geçer ve lemminglerin birçoğunu öldürecek kadar büyür. Bunun sonucunda üreyecek çok az lemming kalır ve lemming popülasyonu düşüşe geçer. Bu düşüşü, bir yıl arayla kakım düşüşü takip eder; çünkü artık kakımların gıda stoğu kalmamıştır. Daha sonra döngü yeniden başlar.
Bu etkileşimin genel örüntüsü aşağıda grafikte gösterilmiştir. Grafikte av sayısı (lemming) önce düşer ve bu düşüşü avcı sayısındaki (kakım) düşüş takip eder.
Bu örüntüyü yönlendiren, av ve avcı etkileşimi dışında faktörler de var mıdır? Bu mümkün, ancak ekolojistler dalgalı örüntüleri yalnızca sahadaki avlanma ve üreme verilerini kullanarak bir bilgisayar modelinde yeniden üretebilmişlerdir. Bu da avlanmanın bu sürecin temel itici gücü olduğu savını desteklemektedir.start superscript, 9, end superscript
Üzücü bir gerçek: bazı lemming popülasyonları artık dalgalanma göstermiyor. Nüfusları — her döngülerinde olduğu gibi — 1998 yılında tepeye ulaştı ancak ardından gelen bir dibe düşüş sürecinden sonra kendilerini toplayamadılar.start superscript, 10, end superscript Ekolojistler bunun Kuzey Buz Denizi'nde normal olmayan ılık kışlar ve kar yağışındaki değişikliklerle ilgili olabileceğini, çünkü bunların yavru lemminglerin saklanabilecekleri, korunabilecekleri kar örtüsünü azalttığını düşünüyorlar. Bunun sonucu olarak, lemminglerin azaldığı bu bölgelerde lemmingle avlanan türler de azalabilir.start superscript, 10, comma, 11, end superscript
Vaka çalışması: Vaşak ve yaban tavşanı
Bu tip av-avcı ilişkisinin meşhur bir örneği de Kanada vaşağı—avcı— ve yaban tavşanıdır —av— . Bu iki türün popülasyonlarını belirli bir döngü izler; yaban tavşanı sayısındaki düşüş vaşak sayısında düşüşe sebep olur. İlk başta bilim insanları, vaşakların avlanmasının yaban tavşanı nüfusunun azalmasında anahtar etken olduğunu düşündüler. Ancak diğer faktörlerin de bu düşüşte etkili olduğunu biliyoruz.start superscript, 7, comma, 11, end superscript Öyle veya böyle, bu da yoğunluğa bağımlı faktörlerin popülasyonların döngülerinde değişim oluşturmalarına bir başka örnektir.
Tartışmaya katılmak ister misiniz?
Henüz gönderi yok.