Bilimi Kullanarak Tür Çeşitliliğini Nasıl Koruruz?

Dünya, insanlığın varlığı için gerekli olan besin, ilaç ve diğer altyapıyı sağlayan muhteşem bir çeşitliliğe ev sahipliği yapmaktadır. Peki, türler arasında sınırlı kaynaklar için olan yoğun rekabet göz önünde bulundurulduğunda, bu çeşitlilik nasıl korunmaktadır?

Çevrebilimciler, türlerin çevreleriyle nasıl etkileşimde bulunduğu konusundaki farklılıkların, daha üstün türlerin daha güçsüz olan rakiplerini geçtiklerinde oluşan kaçınılmaz biyolojik çeşitlilik kaybıyla başa çıktığını ortaya çıkarmışlardır.

Dünyadaki ekosistemler olağanüstü çeşitlilikte türler barındırmaktadır. Örneğin, tropik yağmur ormanlarının on beş şehir sitesi büyüklüğündeki bir alanı, binlerce farklı ağaç türü içerebilir (Şekil 1a, Kraft ve ark. 2008). Çevrebilimcilerin Panama yağmur ormanında keşfettikleri gibi, bu ağaç türlerinden yalnız birine yapılacak detaylı incelemeler tek başına yaklaşık olarak 945 farklı böcek türü sunabilir (Şekil 1b, Erwin ve ark. 1980). Bu muhteşem çeşitlilik aynı zamanda sualtı dünyasına kadar uzanır. Buna örnek olarak, Afrika’daki Malavi Gölü tek bir cinse ait 500'den fazla balık türüne ev sahipliği yapmaktadır (Şekil 1c, Kornfield & Smith 2000). Aslına bakılırsa, Dünya üzerindeki türlerin sayısı o kadar fazladır ki şu anda biyologlar tarafından tanımlanan 1,7 ila 2 milyon tür, gerçekte olanın muhtemelen sadece küçük bir kısmıdır (Millenium Ecosystem Assessment 2005).

Duane McKenna

Bu muhteşem biyoçeşitlilik birçok nedenden ötürü değerlidir. Besin dayanağımız olan tarım ve hayvancılık, uzun zaman önce evcilleştirilmiş olan yabani türlerden elde edilmiştir. Bunun yanı sıra, gelecekteki tarımsal üretkenlik ve sürdürülebilirlikteki iyileştirmeler büyük ölçüde, evcilleştirilmiş popülasyondan ziyade yabani popülasyona ait genlere dayanır. İnsan sağlığı açısından, günümüzde kullanılan ilaçların önemli bir bölümü aspirin (söğüt ağacından), kanser ilacı taxol (porsuk ağacından) ve penisilin (mantardan) de dâhil olmak üzere aslen yabani organizmalardan elde edilen kimyasal bileşikler içerir. Buna ek olarak, çeşitli yaşam alanlarının, temiz su ve tarım ürünlerinin tozlaşması da dâhil olmak üzere ekosistem hizmetleri sağlamakta gitgide daha istikrarlı olduğu görülmektedir (Millenium Ecosystem Assessment 2005).

İnsanlık, Dünya'daki türlerin çeşitliliğinden büyük ölçüde faydalanmaktadır; ancak bu çeşitlilik aynı zamanda temel bir ekolojik bulmacadır. Yeni türlerin oluştuğu bir evrim süreci olan türleşme, jeolojik zaman içinde tür çeşitliliğinin son jenerasyonundan şüphesiz sorumludur. Ancak bir kez var olunca, bu çeşitlilik nasıl sürdürülür? Üstün olan türün diğer tüm türlerin yerini almasını ne engeller? Farklı türlerin nasıl birlikte yaşadıkları (nesiller boyunca aynı yerde birlikte bulunma) çevrebilimciler için uzun zamandır devam eden ve tam olarak çözülememiş bir sorudur (Gause 1934, Hutchinson 1961).

Türlerin birlikte varoluş gizemi, aynı kaynak uğruna rekabet eden iki türün birlikte var olamayacağını belirten rekabetçi dışlanım ilkesine dayanmaktadır (Gause 1934, Hutchinson 1961). Kısıtlı kaynağı elde etmede üstün olan tür, eninde sonunda alttaki rakipleri saf dışı bırakacaktır. Bu sezgisel düşünce, Darwin'in evrim teorisini açıkladığı zamanlardan bu yana ekoloji alanının temelini oluştursa da yirminci yüzyılın başlarında oluşturulan istatistiksel teoriler ve tek hücreli organizmalar ile yapılan laboratuvar deneyleri bu temeli güçlendirmiştir (Gause 1934).

Rekabetçi dışlanım ilkesinin basit şeması Şekil 2a'da temsili olarak gösterilmektedir. Güçlü ve güçsüz rakipler başlangıçta eşit şartlar altındaki bir ortama yerleştirilirse, güçlü olan tür eninde sonunda diğerini ortadan kaldıracaktır. Örneğin, tohumları tüketmede biri diğerinden daha kabiliyetli olan iki kemirgen türü düşünüldüğünde besin kaynağının büyümelerini sınırladığı ve daha iyi olanın kazandığı görülecektir (Şekil 2a'daki mavi tür). Sonuç olarak farklı türlerin rekabet yeteneğindeki farklılıklar, bir türü daha yaygın hale getirirken diğerini daha az yaygın hale getirerek zaman içinde sayılarının değişmesine neden olacaktır (Gause 1934, Chesson 2000). Türlerin rekabet yeteneğindeki farklılıklar arttıkça zayıf olan tür daha hızlı dışlanırken, bu farklılıklar azaldıkça bu tür daha yavaş dışlanacaktır.

Rekabetçi dışlanım ilkesinin temel öngörüsü olan en üstün tür dışındaki türlerin yok olması, doğada gördüğümüz farklı türlerin bir arada var olması gerçeğiyle çelişir (Şekil 1). Bu çelişki bir belirsizliğe yol açsa da çevrebilimciler, bu belirsizliği diğer türlerin özelliklerinin zayıf olan türlerin yok olmasını önlediğini gerekçe göstererek açıklığa kavuşturmuştur. Bunlar, çevrebilimcilerin niş farklılıkları olarak adlandırdığı, rekabetçi dışlamayı engelleyerek çeşitliliği muhafaza eden tür farklılıklarıdır (Şekil 2b; Chesson 2000, Adler ve ark. 2007).

Niş her ne kadar soyut ve çoğunlukla tartışılan bir kavram olsa da basitçe ifade etmek gerekirse, bir türün çevreyle nasıl etkileşime geçtiğini tanımlar (Chase & Liebold 2003). Örneğin, Şekil 2b'deki iki kemirgen türünün nişleri tüketilen tohumların miktarı ve büyüklüğünden oluşan beslenme biçimlerini içerir. Bir kemirgen (mavi) tohumları diğerinden (turuncu) daha çok tüketmeye eğilimli olduğunda, türler arasındaki niş farkı ortaya çıkar (Şekil 2b). Peki bu tarz niş farklılıkları tür çeşitliliğini nasıl korumaktadır?

Büyük tohum yiyen kemirgenlerin (mavi) oldukça yaygın olduğu ve rakibinin ender hale geldiği bir senaryo düşünün. Kemirgenlerin miktarındaki bu değişim, yaşam alanındaki küçük tohumların artışına sebep olurken büyük tohumların azalmasına neden olacaktır. Böyle bir değişim, küçük tohum tüketen türün (turuncu) yararına olurken diğer türün (mavi) zararına olacaktır. Buna karşılık, küçük tohum tüketen tür yaygınlaştıkça büyük tohumların artışı bunları tüketen türün yeniden iyiye gitmesine olanak sağlar. Bu yüzden niş farkının tanımlayıcı özelliği, her türün rakip bireylerini sınırlandırmaktan daha çok kendi türünden bireyleri sınırlamasına neden olmasıdır (Chesson 2000, Adler ve ark. 2007). Niş farklılıkları yaygın görülen türlerin aleyhine; nadir bulunan türlerin ise lehine bir durum sergiler ve böylece rekabetçi dışlanım engellenerek biyoçeşitlilik korunur (Şekil 2b).

Tek bir rakibin hakimiyetine karşılık tür topluluklarının rekabet gücü farklılıkları ve sayıları azalan türleri destekleyerek rekabetçi dışlanım ilkesine karşı olan niş farklılıkları ile (Şekil 2b), rekabetin (dışlanma veya birlikte var olma) sonucu, tür farklılıklarının iki çeşidi arasındaki dengeye bağlıdır (Chesson 2000, Adler ve ark. 2007). Niş farklılıklarının dengeleyici etkileri rekabet yeteneği farklılıklarından daha güçlü olursa, türler bir arada yaşar ve çeşitlilik korunur. Buna karşılık, rekabet yeteneği farklılıkları büyükse, rekabetçi dışlanma, ufak niş farklılıklarıyla bile gerçekleşir. Örneğimizde, kemirgenler tüketilen tohumların boyutları konusunda çok az bir farklılık gösterseydi rekabetçi dışlanma gerçekleşecekti fakat bir tür diğerinden daha fazla tohum tüketti.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

Daha aşina olduğumuz rekabet halindeki firmalarla bir benzetme yapacak olursak çevrebilimcilerin, türlerin bir arada var olma konusundaki düşüncelerini daha iyi anlayabiliriz. Örneğin yolcular aynı güzergahları paylaşan iki hava yolu şirketinden sürekli olarak bir havayolu şirketini diğerinden daha çok tercih etseydi (rekabetçi yetenek farkı), her iki havayolu şirketinin de bu alanda varlığını (yani, bir arada varoluş) sürdürmesi mümkün olmazdı. Yine de daha az tercih edilen havayolu, diğer havayolu şirketlerine göre farklı rotalar sunarak farklı bir müşteri tabanından faydalanabilir (niş farkı) ve böylece iş dünyasında tutunabilir. Bir arada var olmaları için, yolculara sunulan rotalar elbette yeterince farklı olmalıdır; yani ekolojik bir dille ifade etmek gerekirse, niş farkının, rekabet yeteneği farkından daha ağır basması gerekir.

Bugün çevrebilimciler tarafından incelenen niş farklılıkları, Şekil 2b'deki örnekten daha karmaşık olabilir, ancak hepsi hayali örneğimizin tanımlayıcı özelliklerini paylaşmaktadır. Şekil 3, son ekolojik literatürden iki sonuç sunmaktadır. Bilim insanları, kutup bölgelerinde bir arada var olan bitki türlerinin farklı azot formlarını kullandığını açığa çıkarmıştır (Şekil 3a; McKane ve ark. 2002). Bu tür farklılıklar, bitkilerin bir arada var olmasını, sayısı arttıkça tercih ettiği azot türü azalan türün aleyhine çevirerek dengelemektedir.

Keith Clay

Diğer niş farklılıkları tüketicileri ve hastalıkları içermektedir. Örneğin, türler sadece kendilerine zarar veren hastalık yapıcı bir patojen tarafından saldırıya uğradığında, o hastalık yalnızca aynı türün diğer üyelerine "bulaşıcı" olmaktadır. Bu da hastalıklı bireylerin kendi türlerinden bireyleri, rakiplerini sınırladıklarından daha fazla sınırlamalarına neden olur. Kaynak temelli niş farklılıkları (Şekil 2b ve 3a) için de olduğu gibi, hastalık nişleri, türlerin sayıca az olduklarında (hastalık prevalansı düşük olduğunda) avantaj kazanmalarına ve yaygın olduklarında (hastalık prevalansı yüksek olduğunda) dezavantajlara neden olabilir. Örneğin, Kuzey Amerika’da yetişen bir ağaç türü olan Pin Kiraz fidanları, nadir bulunduklarında, yani türünün diğer üyeleriyle çevrelenmediklerinde mantar hastalığından kaçma olasılıkları daha yüksektir (Şekil 3b; Packer & Clay 2000).

Diğer önemli niş farklılıkları, türler (bitkiler için sığ veya derin topraklar ya da verimli ve kurak yıllar gibi) çeşitli habitatlarda yetiştiklerinde ortaya çıkmaktadır (Chesson 2000). Bu ve diğer tüm niş farklılıkları yaşam alanlarında az sayıda bulunan türlere yeterince fayda sağladıkları sürece, çeşitlilik korunur.

Çevrebilimciler, tür çeşitliliğini korumak için niş farklılıklarına duyulan ihtiyaç konusunda sağlam bir çaba gösterse de hala çözümlenmemiş pek çok soru vardır. Örneğin, türler arasında gerçekten tropikal ormandaki geniş çeşitliliği açıklayan yüzlerce niş farklılığı var mı? Özellikle belirli habitatlarda ve hiper çeşitlilik gösteren ekolojik sistemlerde görülen niş farklılıklarını belirlemenin zorlu olduğu kanıtlanmıştır (Şekil 1) (Adler ve ark. 2007, Levine & HilleRisLambers 2009). Bunun nedeni, niş farklılıklarının çok çeşitli ekolojik etkileşimler yoluyla ortaya çıkabilmesi (Şekil 3) ve üzerinde çalışılması güç olan uzun süreli ölçeklerde etkili olabilmesidir. Sonuç olarak, çevrebilimciler çeşitliliğin korunması için hangi niş farklılıklarının en önemli olduğunu ve bu nişlerin özelliklerinin incelenen yaşam alanı veya organizmalar ile değişip değişmediğini henüz belirlememişlerdir.

Çevrebilimciler, doğal çevrede niş farklılıklarının türlerin bir arada var oluşunu ne kadar güçlü bir şekilde dengelediğine dair de oldukça az şey bilmektedirler (Levine & HilleRisLambers 2009). Rekabetçi dışlanım ilkesi, aynı kaynak için yarışan iki türün sonsuza dek bir arada yaşayamayacağını (nişlerin öneminden dolayı) belirtirse de eşit şekilde eşleşen rakipler, herhangi bir niş farkı olmaksızın uzun süreler boyunca bir arada yaşayabilirler. Yakın zamanda geliştirilmiş olan Nötral Teorinin (Hubbell 2001) temeli olan bu görüş, doğada görülen tür çeşitliliği için rekabetçi bir beraberliğin en iyi açıklama olabileceğini ileri sürmektedir. Çevrebilimciler genellikle türlerin rakipleriyle mükemmel şekilde eşleştirilme olasılığının düşük olması konusunda hemfikirken, doğal yaşam alanlarında rekabet yeteneği ve niş farklılıklarının bir arada var olma üzerindeki etkilerini ölçmek hala zordur (Levine & HilleRisLambers 2009).

Tür çeşitliliğinin sürdürülmesi, sadece çevrebilimcileri ilgilendiren, soyut bir soru gibi görünebilir ancak artan küresel sıcaklıklar, en üstün yırtıcı hayvanların yok edilişi veya azotun (gübrelerin kullanımından ötürü) yaşam alanlarına salınımı gibi insanların çevre üzerindeki dramatik etkileri, bir arada var olan türler arasındaki göreceli rekabet kabiliyetini ve niş farklılıklarını büyük oranda değiştirebilir. Örneğin azot birikimi, azot için rekabet yeteneğinin önemini en aza indirgeyerek, yavaş büyüyen rakiplerden ziyade yabani ot türlerini destekleyebilir. Yerli olmayan türlerin yeni habitatlara dahil edilmesi, doğal düşmanlarından "kaçışlarına" ve yerel çeşitlilik pahasına ezici çoğunluğa sahip olmalarına olanak sağlayabilir. Tür çeşitliliğine katkıda bulunan mekanizmaların daha iyi anlaşılması, çevrebilimcilerin ve koruma biyologlarının gelecekteki biyoçeşitliliği daha iyi öngörerek onu yönetmelerini sağlayacaktır.

Not: Bu yazının çevirisine katkı sağlayan F. Evrim Önder'e teşekkür ederiz.