Doğadaki canlılar canlı kalabilmek için enerji üretmeli, enerji üretmek için de beslenmelidir. Bu nedenle her canlı besin olarak bir başka canlıyı kullanır yani beslenme olayı zincirleme olarak devam eder. Ekosistemlerde yaşayan canlılar arasındaki beslenme ilişkileri besin zincirleri ile gösterilir. Bir besin zinciri, bir habitattaki farklı organizma türlerini ve hangisinin ne yediğini, besin zincirindeki oklar, bir organizmadan diğerine enerji akışını gösterir. Besin zincirindeki ilk organizmaya üretici denir. Bir sonraki aşamada yer alan organizmalar birincil tüketicilerdir. Bunlar üreticileri yerler ve bu nedenle her zaman otobur ya da otçuldurlar. Üreticiden sonraki tüm organizmalar tüketicidir. Birincil tüketicilerden sonraki aşamalarda ikincil tüketiciler ve üçüncül tüketiciler yer alır. Bunlar etobur veya omnivor olabilir. Örneğin:
Çim -> Çekirge ->Kurbağa ->Yılan-> Baykuş
şeklinde gösterilen bir besin zincirinde çimler üreticilerdir. İlk basamakta yer almalarının sebebi güneş enerjisini kullanmalarıdır. Çekirgeler çimlerle, kurbağalar çekirgelerle, yılanlar kurbağalarla, baykuşlar ise yılanlarla beslenirler. Son aşamada yer alan canlılar “apex predatör ya da süper avcı ” olarak da adlandırılabilir. Süper avcılar veya yırtıcılar doruk yırtıcılar, alfa yırtıcılar ya da büyük avcılar gibi adlarla da bilinirler. Besin zincirleri, bir habitat boyunca enerji akışını gösterir fakat her bir trofik seviyede (beslenme basamağında) kaç tane organizma olduğunu göstermez. Her trofik seviyedeki popülasyonun büyüklüğü bir sayı piramidinde gösterilir. Sayı piramidi ekolojik piramit tiplerinden biridir.
Ekolojik piramit, bir ekosistemdeki farklı organizmalar arasındaki ilişkinin grafiksel bir temsilidir. G. Evylen Hutchinson ve Raymond Lindeman ekolojik piramidi ilk keşdefenlerdir. Üreticiler ve tüketiciler gibi çeşitli organizma formları arasındaki farklı trofik seviyelerdeki kesin ilişkiyi grafiksel olarak sunmuşlar ve bir piramit gibi görünen grafiksel sunumu oluşturmuşlardır.
Ekolojik piramidi oluşturan çubuklar farklı trofik seviyeleri ve bunların sırasını temsil eder. Piramidin en altında birincil üreticiler bulunur. Bunun üzerine, üreticileri yiyen birincil tüketiciler, daha üstte ise birincil tüketicileri yiyen ikincil tüketiciler bulunur. Ekolojik piramitler aynı zamanda enerji akışını temsil eder. Enerji.birincil üreticiler veya bitkiler ve algleri içeren ototroflardan başlayarak piramitte tabandan yukarı doğru hareket eder.
Ekolojik Piramit Tipleri
Üç tip ekolojik piramit vardır. Bunlar aşağıdaki gibidir:
Sayı piramidi: Bireysel organizmaların sayısı dikkate alınarak oluşturulur.
Biyokütle piramidi: Canlı maddelerin toplam kuru ağırlığı dikkate alınır.
Enerji piramidi: Ardışık trofik seviyedeki enerji akış hızı dikkate alınır.
Ekolojik piramit tiplerine aşağıda daha geniş yer verilmiştir.
1-Sayı Piramidi
Sayı piramitlerinin birimi, organizma sayısıdır. Sayı piramitleri büyüklüklerine bakılmaksızın her bir trofik seviyedeki organizmaların sayısını gösterir. Sayım genellikle basit bir iş olduğundan ve belirli bir ekosistemdeki değişiklikleri gözlemlemek için yıllar içinde yapılabileceğinden, bu tür piramit uygun olabilir. Bununla birlikte, özellikle bazı genç formlar söz konusu olduğunda, bazı organizma türlerinin sayılması zordur. Sayı piramidi, üreticilerin sayıca diğer herhangi bir trofik seviyeden daha fazla olduğu dikey bir piramittir. Aşağıdan yukarıya doğru piramitlerin birbirini izleyen seviyelerinde yer alan tüketici sayısı azalır.
Yonca -> Salyangoz -> Ardıç -> Atmaca
Yukarıdaki besin zincirini düşünüldüğünde yonca bir bitkidir ve bu besin zincirinin üreticisidir, dolayısıyla piramidin en altında yer alır. Enerji bir seviyeden diğerine doğru ilerledikçe kaybolur, bu nedenle besin zincirinde genellikle her seviyede bir öncekine göre daha az organizma bulunur. Salyangoz popülasyonunun desteklenmesi için çok fazla yonca gereklidir. Bir ardıç kuşu çok fazla salyangoz yer ve bir atmaca çok sayıda ardıç kuşu yer, bu nedenle atmacaların nüfusu çok azdır. Atmaca gibi yırtıcılar piramidin en üstündedir.
Sayı Biçimindeki Diğer Piramitler
Bazen sayı piramidi hiç de piramit gibi görünmez. Bu durum üretici organizmalar, ormanlardaki ağaçlarda olduğu gibi boyut olarak tüketicilerden daha büyükse veya.besin zincirindeki hayvanlardan biri çok küçükse söz konusu olabilir. Bunun iki örneği vardır:
Meşe ağacı ->Böcek ->Ağaçkakan
Bir meşe ağacı çok büyüktür, bu nedenle birçok böceği destekleyebilir ancak ağaç sadece tek bir organizmadır ve bu nedenle piramitte küçük bir çubuğu vardır.
Ot ->Tavşan ->Pire ->Bakteri -> Virüs
Yukarıda parazit bir besin zinciri görülmektedir. Bu tip zincirler büyük organizmalardan küçüklere doğru ilerler.
Kedi -> Pire ->Bakteri ->Virüs
Yukarıdaki örnekte olduğu gibi parazit zincirler üretici canlılarla başlamayabilir.
Parazit besin zincirlerine ait piramitlerde ilk trofik seviyeden yukarıya doğru gidildikçe bir sonraki seviyede yer alan canlının vücut büyüklüğü azalır fakat birey sayısı artar. Böylece ters bir piramit ortaya çıkar.
2-Biyokütle Piramidi
Bu piramit, herhangi bir ekosistemin belirli bir besin zincirine ait her bir trofik seviyedeki toplam organizma kütlesini ( gram veya kilogram olarak ) gösterir. Genellikle, bu piramit türünde alt kısım daha büyük boyuttadır ve yukarıya doğru gidildikçe küçülür ancak istisnalar vardır. Bir trofik seviyenin biyokütlesi, trofik seviyedeki bireylerin sayısının belirli bir bölgedeki bir bireyin ortalama kütlesi ile çarpılmasıyla hesaplanır. Bu tür bir ekolojik piramit, her bir trofik seviyede bulunan enerji miktarının daha doğru bir temsilini gösterdiğinden, sayı piramidinin ortaya koyduğu bazı problemleri çözer ancak kendi sınırlamaları vardır. Örneğin, farklı türlerin farklı üreme mevsimleri olduğundan, verilerin toplandığı yılın zamanı çok önemlidir. Ayrıca, her bir organizmanın kütlesini ölçmek genellikle imkansız olduğundan, yalnızca bir örnek alınır ve muhtemelen yanlışlıklara yol açar. Biyokütle piramitlerinin birimi g m-2, Kg m-2’dir.
Biyokütle piramitleri dik veya.ers olabilir. Biyokütle piramidi parazitler söz konusu ise dik ve terstir.
Ot ->Tavşan ->Pire
şeklindeki besin zincirinde yer alan canlılar sayı piramidi değil de biyokütle piramidi şeklinde gösterilirse, pire popülasyonunun küçük bir biyokütleye sahip olması nedeniyle küçük bir çubuğu olur. Su ekosistemlerinde de üretici canlıların yani fitoplanktonların biyokütlesi sonraki trofik seviyelerde yer alan tüketicilerin biyokütlesinden daha az olduğundan ters biyokütle piramitleri ortaya çıkar.
Bir ekosistemdeki enerji akışının piramit yardımıyla temsiline verimlilik piramidi veya enerji piramidi denir. Verimlilik piramidi, her bir trofik seviyede mevcut olan toplam enerji miktarına ve aynı zamanda trofik seviyeler arasındaki enerji kaybına bakar. Tabandaki trofik seviye en yüksek enerji miktarının konumunu belirtirken, tepede bulunan trofik seviyedeki enerji miktarı en düşüktür. İlk enerji kaynağı güneştir. Enerji bir trofik seviyeden diğerine iletilir, potansiyel enerjinin %80-90’ı ısı enerjisi şeklinde kaybolur. Bu nedenle, enerji piramidi her zaman dik kalırken, başlangıç noktasından besin zincirinin sonuna kadar kademeli bir enerji düşüşü gerçekleşir.
Bu tür bir temsil, bir trofik seviyede bulunan enerjinin çoğunluğunun bir sonraki için mevcut olmayacağı gerçeğini hesaba kattığından, diğer iki piramitten daha doğrudur. Lindeman’ın yüzde on yasasına göre bir trofik seviyedeki enerjinin sadece % 10’un biyokütle oluşturmak üzere bir sonraki seviyeye aktarılır. Enerjinin geri kalanı solunum, avlanma ve diğer faaliyetlerde kullanılır veya ısı olarak çevreye kaybolur. Birincil üreticilerin içerdiği toplam enerji miktarı dikkate alındığında %100 ile gösterilir, bir seviye yükseldikçe enerjinin %90’ı tükenir. Bu nedenle birincil tüketiciler başlangıç enerjisinin %10’unu alır. Bu %10’un da ancak %10’u bir sonraki seviyeye geçer, gerisi kaybolur. Daha üstteki (tepe veya uç noktadaki) bir yırtıcı ise başlangıç enerjisinin sadece %0.01’ini alır. Sistemdeki bu verimsizlik, verimlilik ya da enerji piramitlerinin her zaman dik olmasının nedenidir. İlginç olan, toksinlerin piramitten daha verimli bir şekilde geçmesidir, bu da ekolojik piramidin üstüne çıktıkça, zararlı kimyasalların miktarının organizmaların vücutlarında giderek daha fazla yoğunlaştığı anlamına gelir. Buna biyomagnifikasyon denir.
Verimlilik piramidi, en yaygın kullanılan ekolojik piramit türüdür ve diğer iki piramit tipinden farklı olarak tepede daha büyük ve altta daha küçük olamaz. Bir ekosistemdeki enerji akışını zaman içinde incelediği için önemli bir ekolojik piramit türüdür. Birimi J m-2 yr-1’dir. Joule enerji birimidir, kilojul, Kilokalori ve kalori gibi diğer enerji birimleri ile değiştirilebilir.
Enerji Piramidinin Avantajları: Enerji piramidi belirli bir süre boyunca üretim hızını değerlendirir. İki tür benzer biyokütle çok farklı yaşam sürelerine sahip olabilir. Bu nedenle, toplam biyokütlelerinin doğrudan bir ilişkisi kafa karıştırıcıdır ancak üretkenlikleri tam olarak karşılaştırılabilir. Biyolojik bir sistem içindeki karşılaştırmalı enerji zincirine enerji piramitleri kullanılarak bakılabilir; ayrıca çeşitli ekosistemler karşılaştırılabilir. Ters piramitler yoktur. Güneşe dayalı enerjinin veya güneş enerjisinin katkısı dahil edilebilir.
Ekolojik Piramitlerin İşlevleri
Ekolojik piramit, basit besin zincirleri sistemine bağlı bir tür grafiksel sunumdur. Ekolojik piramitler birden fazla ekosistemdeki çeşitli organizmaların besin kalıplarını da gösterir. Ekolojik piramitler, doğal ekosistemin parçası olan farklı türler arasındaki ilişkinin anlaşılmasına yardımcı olan farklı trofik seviyelere ayrılır. Ekosistemlerin grafiksel sunumu, üreticilerin ve tüketicilerin ayırt edilebilir davranışlarından dolayı piramitlerin farklı trofik seviyelerinde meydana gelen enerji akışını anlamak için de çok önemlidir. Tüketiciler ayrıca birincil, ikincil ve üçüncül tüketiciler gibi farklı türlere ayrılır ve ekolojik piramitler, belirli bir trofik seviyeye ait belirli bir hayvan başka bir hayvanı tükettiğinde enerji akışı kavramının anlaşılmasına yardımcı olur.
Saprofitler, farklı ekosistemin önemli bir parçasını oluşturmalarına rağmen piramitlerin hiçbirinde ölçülmez. Bu piramitler, çoğunlukla doğal olarak gerçekleşmeyen temel besin zincirleriyle ilgilidir. Yıllar boyunca toplanan veriler, değişen çevrenin bir organizmayı nasıl etkilediğine dair bir fikir vermesi için karşılaştırılabilir. Bir ekosistemin koşulları, kirlilik veya insanlar tarafından aşırı avlanma nedeniyle yıllar içinde kötüleşirse, daha fazla hasarı önlemek ve muhtemelen mevcut hasarın bir kısmını tersine çevirmek için harekete geçilebilir, zararlı faaliyetler yasaklanabilir.
Konuyla İlgili Biyoloji Terimleri
Trofik seviye: Bir organizmanın bir besin zinciri içinde neyle beslendiğine bağlı olarak ekolojik bir piramit içinde işgal ettiği konumdur. Örneğin üreticiler, birincil tüketiciler.
Türler: Ortak özellikler sergileyen ve verimli yavrular üretmek için kendi aralarında üreyebilen bir organizma grubudur.
Ekosistem: Etraflarını çevreleyen cansız unsurlarla birlikte yaşayan, birbirine bağlı canlı organizmalar topluluğudur. Besin ve enerji alışverişi yoluyla canlı organizmalar fiziksel çevre ile etkileşime girer.
Besin ağı: Birbirine bağlı besin zincirleri sistemidir. Besin zincirlerinden farklı olarak, besin ağındaki bir organizma birkaç farklı trofik seviyeyi işgal edebilir. Besin zincirinde ise organizmalar belirli pozisyonlara sahiptir.
Kaynakça:
https://tr.triangleinnovationhub.com/types-ecological-pyramids
https://biologyeducare.com/ecological-pyramid/
https://www.biyolojievreni.com/10-sinif-konulari/ekosistemde-madde-ve-enerji-akisi/
Yazar: Müşerref Özdaş