Bir ormanı düşün, her ağaç aynı tür, aynı boy, aynı yaprak yapısı olsa ne olurdu? İlk hastalık dalgasında ya da sert bir kuraklıkta sistem tek hamlede çökerdi. Biodiversity tam da bu yüzden IB ESS Topic 3.1’in merkezinde durur; doğadaki çeşitliliğin (genetic, species, habitat/ecosystem) ekosistemin çalışmasını nasıl etkilediğini, bu çeşitliliğin evolution ile nasıl oluştuğunu birleştirir. Bu yazıda biodiversity’nin seviyelerini, Ecosystem resilience fikrini, biodiversity’nin nasıl ölçüldüğünü (Simpson’s Diversity Index, quadrat, transect, mark–recapture) ve natural selection ile speciation’ın bu büyük resmi nasıl tamamladığını öğreneceksin.
Biodiversity, bir bölgedeki canlı çeşitliliğinin toplamıdır, ama tek bir sayı ya da tek bir liste değildir. IB ESS’te biodiversity üç seviyede ele alınır; genetic diversity (aynı tür içinde farklı allele’ler), species diversity (tür sayısı ve dağılımı), habitat/ecosystem diversity (farklı yaşam alanları ve ilişkiler ağı). Bu üçü birlikte, enerji akışını, madde döngülerini ve türler arası etkileşimleri şekillendirir.
Biodiversity’nin yüksek olması, sistemin bir soruna karşı farklı “plan B’ler” taşıması gibidir. Bir tür azalınca aynı işi yapan başka türler devreye girebilir, bazı popülasyonlar değişen koşullara uyum sağlayabilir. Bu durum extinction risk’i düşürür; çünkü tek bir türün çöküşü tüm ekosistemi kilitlemez, gen havuzu da daha geniş kalır.
Genetic diversity, aynı species içindeki bireylerin birbirinden farklı özellikler taşımasıdır. Örneğin aynı buğday tarlasında bazı bitkilerin kuraklığa daha dayanıklı olması, allele çeşitliliğinin sahadaki karşılığıdır. Bu çeşitlilik, gelecekteki değişimlere karşı “malzeme” üretir.
Species diversity, bir alanda kaç tür olduğuna ve bu türlerin ne kadar dengeli dağıldığına bakar. Bir parkta 15 kuş türü görmek species richness hakkında fikir verir; ama 14 tür çok az, 1 tür aşırı baskınsa evenness düşer. Bu fark IB ESS sorularında sık çıkar.
Habitat/ecosystem diversity ise bir bölgedeki habitat çeşitliliğidir. Göl, çayır, çalılık ve ormanın aynı peyzajda bulunması daha çok niş demektir; daha çok niş, daha çok tür ve daha karmaşık besin ağı demektir. Bu yüzden korunan alan planlamasında “tek tip alan” çoğu zaman zayıf kalır.
Ecosystem resilience, bir sistemin şoklara dayanması ve bozulma sonrası toparlanmasıdır. Bir yangın, bir kirlilik olayı, bir istilacı tür girişi ya da ani sıcaklık artışı “şok” olabilir. Çeşitlilik yükseldikçe, bu şokların etkisi genelde daha sınırlı kalır.
Genetic diversity, disease ve climate dalgalanmalarında uyumu kolaylaştırır; çünkü bazı bireyler avantajlı allele’ler taşır. Species diversity de işlevsel rollerle sistemi destekler; pollination yapanlar azalırsa başka pollinator türleri boşluğu kısmen doldurabilir, decomposition yapan topluluk çeşitliyse besin döngüleri daha az aksar. Bu yaklaşım, biodiversity’yi sadece “liste” değil, sistemin sigortası gibi görmeyi sağlar.
Doğada tam sayım çoğu zaman mümkün değildir; hem zaman hem maliyet hem de erişim sınırları yüzünden. Bu yüzden IB ESS, biodiversity ölçümünü sampling mantığıyla öğretir. Bu yaklaşım, Internal Assessment (IA) gibi saha temelli çalışmalarda da aynen kullanılır.
Simpson’s Diversity Index, bir toplulukta iki rastgele bireyin aynı species olma olasılığı üzerinden diversity’yi özetler. Yorum kısmı önemlidir; değer yükseldikçe (kullanılan forma bağlı olarak) çeşitlilik daha yüksek kabul edilir, çünkü baskın tek tür etkisi azalır ve dağılım dengelenir. Ekolojik çalışmaların veri mantığını görmek istersen, University of Idaho’nun biodiversity odaklı bir doktora çalışması iyi bir örnek sunar: Biodiversity and Culturally Significant Plants of the Palouse Prairie.
Kısa bir senaryo düşün. Habitat A’da 10 species var ama bireylerin yüzde 80’i tek bir species, Habitat B’de 6 species var ama birey sayıları daha dengeli. Sence hangisi daha “çeşitli” görünür? Bu soru, richness ile evenness’in farklı şeyler olduğunu hatırlatır.
Simpson’s Diversity Index, richness ve evenness’i tek bir ölçüde birleştirir. Formülü genelde şöyle tanıtılır: D = 1 − Σ(n(n−1)) / N(N−1). Burada n, belirli bir species’in birey sayısıdır; N ise toplam birey sayısıdır. IB ESS’te senden çoğu zaman hesaplamadan çok yorum beklenir; “baskın tür arttıkça index neden düşer” gibi neden sonuç kurman gerekir.
Quadrat, bitkiler ve yavaş hareket eden canlılar için uygundur; belirli bir alan içinde sayım yaparsın. Aynı habitatta rastgele seçilmiş çoklu quadrat kullanmak, sonuçlarını daha güvenilir yapar.
Transect, bir gradyan boyunca değişimi görmek için idealdir; örneğin sahilden içeri doğru bitki örtüsü değişimi. Line transect ya da belt transect seçimi, hedeflediğin canlı grubuna bağlıdır.
Mark–recapture, hareketli hayvanlarda popülasyon tahmini için kullanılır. Kısaca, önce yakala işaretle bırak, sonra tekrar yakala ve işaretli oranından toplamı tahmin et. Bu yöntemde sampling bias riski yüksektir; işaretin davranışı değiştirmemesi, örneklem büyüklüğünün yeterli olması ve tekrarlı ölçüm yapılması gerekir. Sahada yöntem tasarımına dair akademik örnekler görmek istersen Austin Peay State University’nin saha biyolojisi derlemesi yararlı bir arka plan sağlar: 7th Symposium Proceedings (1997).
Evolution, “birey değişir” demek değildir; popülasyon düzeyinde allele frekanslarının zamanla değişmesidir. Bu değişimin ham maddesi variation’dır. Variation, mutation ve recombination ile oluşur; gene flow da popülasyonlar arası allele taşır. Sonra selection devreye girer ve bazı özellikler daha sık aktarılır.
Uzun vadede bu süreç, yeni uyumlar ve yeni türlerin ortaya çıkmasına zemin hazırlar. Bu yüzden biodiversity ve evolution aynı hikayenin iki yüzüdür; biri sonuç, diğeri süreç gibi düşünülebilir.
Natural selection’ı üç adımda aklında tutabilirsin. Popülasyonda variation vardır; çevre koşulları bir selection pressure oluşturur; avantajlı özellik taşıyanlar daha çok ürer ve allele’ler nesillere daha sık aktarılır. Sonuç, adaptation olur; yani ortama uyumu artıran özelliklerin popülasyonda yaygınlaşması.
Klasik örneklerden biri peppered moths’tur. Sanayi kirliliğiyle ağaç kabukları koyulaştığında, koyu renkli bireyler daha az fark edilir ve daha çok hayatta kalır. Ortam değişince avantaj yön değiştirir; bu da selection’ın sabit değil, koşullara bağlı olduğunu gösterir.
Allopatric speciation, coğrafi izolasyonla olur; ada oluşumu, vadi ayrımı ya da bir nehrin yatak değiştirmesi gibi. Popülasyonlar ayrılınca gene flow azalır, zamanla farklı adaptation’lar birikir ve üreme izolasyonu gelişebilir.
Sympatric speciation ise aynı bölgede gerçekleşir; davranışsal ayrışma, farklı besin kaynağı kullanımı ya da farklı üreme zamanı gibi. Bu yollar, endemism’i de açıklar. Endemism, sadece belirli bir yerde bulunan tür demektir; bu yüzden ada ekosistemleri ya da özel mikro-habitatlar korunmazsa, kayıp geri gelmez.
İnsan baskıları genelde beş başlıkta toplanır: habitat loss, pollution, overexploitation, invasive species, climate change. Habitat kaybı, hem species diversity’yi düşürür hem de popülasyonları parçalar; gene flow azalınca genetic diversity zayıflar. Pollution, bazı türleri daha hızlı azaltır ve besin ağını bozar. Overexploitation, özellikle büyük bedenli ve geç üreyen türlerde hızlı düşüş yaratır.
Invasive species, yerli türleri rekabette geriye iter, bazen predation baskısını arttırır. Climate change, koşulları hızla değiştirir; selection baskısı artar ama her popülasyon uyum sağlayamaz. Hızlı değişimde bazı türler adaptation yakalayabilir, bazıları extinction yaşar. Biodiversity ile insan refahı arasındaki bağa dair geniş bir arka plan için Michigan State University kaynaklı şu çalışma da fikir verir: Global relationships between biodiversity and nature-based tourism in protected areas.
Küçük popülasyonlarda genetic drift daha güçlü işler; allele’ler bazen tamamen şans eseri kaybolur. Bu, gelecekteki değişimlere uyum şansını düşürür ve inbreeding risk’ini artırabilir.
Bottleneck effect, popülasyonun kısa sürede çok azalmasıdır; geriye kalan küçük gen havuzu geleceği belirler. Founder effect, az sayıda bireyin yeni bir alana gidip yeni popülasyon kurmasıdır; başlangıçtaki allele seti sınırlı olabilir. IB ESS’te bu terimlerin tanımı ve etkisi çoğu zaman yeterlidir.
Kafan karışıyorsa, çalışma işini küçültüp netleştir:
IB ESS 3.1’de biodiversity ölçümü ile evolution aynı hikayeyi tamamlar; biri sahadaki tabloyu verir, diğeri tablonun nasıl oluştuğunu açıklar. Simpson’s Diversity Index ve doğru sampling, “ne kadar çeşitlilik var” sorusunu netleştirir; natural selection ve speciation da “neden böyle” kısmını açıklar. Bugün için bir sonraki adımın basit olsun: Simpson’s Diversity Index ile tek bir örnek hesap yap, kısa bir transect planla, sonra ESS kısa cevap sorularıyla yorum pratiği yap. Bu ritim oturunca, biodiversity artık ezber değil, görünen bir mantık olur.
Bir ormanın kesilmesine “evet” ya da “hayır” demek kolay görünebilir, ama IB Environmental Systems and Societies (ESS) içinde önemli olan kararın kendisi değil, neden o
Bir nehri kirleten fabrikanın bacası sadece duman mı çıkarır, yoksa görünmeyen bir fatura da mı üretir? IB ESS’de environmental economics, tam olarak bu görünmeyen faturayı
Bir nehre atılan atık, bir gecede balıkları öldürebilir, ama o atığın durması çoğu zaman aylar, hatta yıllar alır. Çünkü çevre sorunları sadece “bilim” sorusu değil,
Şehirde yürürken burnuna egzoz kokusu geliyor, ufuk çizgisi gri bir perdeyle kapanıyor, bazen de gözlerin yanıyor; bunların hepsi urban air pollution dediğimiz konunun günlük hayattaki
Şehir dediğimiz yer, sadece binalar ve yollardan ibaret değil, büyük bir canlı organizma gibi sürekli besleniyor, büyüyor, ısınıyor, kirleniyor, bazen de kendini onarmaya çalışıyor. IB
IB ESS Topic 8.1 Human populations, insan nüfusunun nasıl değiştiğini, bu değişimin nedenlerini ve çevre üzerindeki etkilerini net bir sistem mantığıyla açıklar. Nüfusu bir “depo”
Bir gün marketten eve dönüyorsun, mutfak tezgahına koyduğun paketli ürünlerin çoğu, aslında üründen çok ambalaj gibi görünüyor. Üstüne bir de dolabın arkasında unutulan yoğurt, birkaç
Evde ışığı açtığında, kışın kombiyi çalıştırdığında ya da otobüse bindiğinde aslında aynı soruyla karşılaşıyorsun, bu enerjiyi hangi kaynaktan üretiyoruz ve bunun bedelini kim ödüyor? IB
Bir musluğu açtığında akan su, markette aldığın ekmek, kışın ısınmak için yaktığın yakıt, hatta telefonunun içindeki metal parçalar; hepsi natural resources (doğal kaynaklar) denen büyük
Gökyüzüne baktığında tek bir “hava” var gibi görünür, ama aslında atmosfer kat kat bir yapı gibidir ve her katın görevi farklıdır. IB Environmental Systems and