Doğadan Dersler: Kaynakları Düzgün Paylaşmak Neden Önemlidir?

Benzer türler kısıtlı kaynaklardan genellikle farklı şekillerde yararlanırlar. Bu şekilde bir kaynak paylaşımı, görünüşte birbirine benzeyen türlerin rekabet yoluyla birbirlerinin yok olmasına sebep olmadan aynı ekolojik toplulukta nasıl bir arada yaşayabildiklerini açıklamamıza yardımcı olur. Türler arasındaki kaynak paylaşımını anlamak, hala hayatta olan türlerinin sayısındaki azalmanın ekosistemin işleyişini nasıl etkileyeceğini tahmin etmemize yardımcı olabilir.

Yaşamın Çeşitliliği

Dünya'daki yaşamın en çarpıcı özelliklerinden biri inanılmaz çeşitliliğidir. Aslına bakılırsa Dünya'da yaşayan o kadar çok tür vardır ki, yüzyıllardır farklı ekosistemleri incelememize, yeni türler tanımlamamıza ve onları sınıflandırmamıza rağmen türlerin toplam sayısını hala bilmiyoruz. Tahminler Dünya'da 5 ila 30 milyon tür yaşadığını öne sürüyor fakat biz henüz sadece 2 milyonluk bir kısmı (en kolay göze çarpanları!) adlandırdık ve tanımladık. Ekolojik toplulukların her biri inanılamayacak sayıda türe ev sahipliği yapabilir. Örneğin Fiji veya Hawaii'deki bir resif üzerinde 100'e yakın farklı mercan türünün ya da aynı mercanlar arasında barınan veya beslenen 150'ye yakın balık türünün bir arada yaşaması sıkça rastlanan bir olaydır. Bu biyoçeşitliliği yalnızca tropikal cennetlerde gözlemleyebileceğinizi düşünmeyin. Bir dahaki sefere işe veya okula giderken yanından geçtiğiniz parktaki kuş türlerine ya da bir hafta sonu arkadaşlarınızla pikniğe gittiğiniz göletteki balık türlerine daha yakından bakarsanız pek çok farklı türün yaşadığını fark edebilirsiniz.

Peki yaşamın bu muazzam çeşitliliği nasıl korunuyor? Neden bu kadar çok tür bir arada yaşıyor? Peki ya bazı türlerin hızlı bir şekilde yok olmasının ekosistemlerin işleyişine nasıl bir etkisi olabilir? Kaynak paylaşımı kavramını anlamak bütün bu sorulara cevap vermemizde bize yardımcı olabilir.

Benzer Türler Kısıtlı Kaynaklar İçin Rekabet Eder

Ekolojik topluluklarda yaşamın devam ettirilmesi için sınırlı sayıda seçenek vardır. Örneğin bir mercan kayalığı üzerinde, besin ihtiyacını dokunaçları ile yakaladığı hayvansal planktonlardan sağlayan sert iskeletli mercanlar, şeker sentezleyen simbiyotik alglere uygun bir yaşam alanı ve besin sağlarlar ve karşılığında bu alglerden ekstra enerji kaynakları elde ederler. Yaşamlarını benzer yollarla sürdüren türler, aynı kaynaklar için rekabet ederler. Besin ve yaşam alanlarının da dahil olduğu bu kaynaklar, canlıların yaşaması, büyümesi ve üremesi için gerekli olan temel kaynaklardır. Ne yazık ki kaynaklar sınırsız değildir ve farklı türlerden bireyler bu kaynaklar için rekabet ederler (türler arası rekabet).

Tıpatıp Aynı Şey İçin Yarışan Rakipler Birlikte Yaşayamazlar

Yapılan deneyler ve matematiksel modeller göstermiştir ki iki tür eğer aynı sınırlı kaynaktan aynı şekilde faydalanıyorlarsa bu iki tür birlikte yaşayamaz. Böyle bir durumda iki rakip türden üstün olanı her zaman kazanacaktır. Eğer ekolojik açıdan birbirine benzeyen türler (bir resifin üzerinde yaşayan mercanlar ya da belli bir alanda yaşayan bitkiler gibi) birbirleriyle aynı kısıtlı kaynak için rekabet ediyorlarsa, en iyi rakibin diğerlerini saf dışı bırakmasını engelleyen nedir? Cevap, türlerin kısıtlı kaynağı kendilerine has kullanış biçimleri geliştirmelerinde ve bu şekilde kendilerini rekabetten uzak tutmalarında yatıyor olabilir.

Kaynakları Bölüşmek

Türler yiyecek, su ya da habitat gibi sınırlı bir kaynağı bölüşebilirler. Aynı kaynağın farklı kısımlarını, hatta aynı kısımlarını farklı yerlerde (farklı restoranlarda yemek yemek gibi) veya farklı zamanlarda ("Saat 8'e rezervasyon yaptırabilir miyim?") paylaşabilirler.

Olası Rakipler Kaynakları Nasıl Bölüşür?

Dikkatle ve ayrıntılı bir şekilde sürdürülen çalışmalar, olası rakiplerin bir kaynaktan faydalanma yollarının pek çok şekilde farklılık gösterebileceğini açığa çıkarmıştır.

Türlerin aynı kaynaktan farklı şeyler tüketmeleri muhtemelen kaynak paylaşımının en belirgin yoludur. Bu genellikle bir kaynağın farklı yollarla kullanmasına olanak tanıyan çeşitli morfolojik adaptasyonlarla desteklenir. Örneğin Colorado'nun dağlarında yaşayan yabanarılarıyla ilgili ayrıntılı bir çalışma (Görsel 1), farklı türlerin nasıl bir kaynağın belirli bir şeklinden faydalanacak şekilde adapte olabileceğini açık bir şekilde göstermiştir (Pyke 1982). Yabanarısı türlerinin hepsi çiçek nektarı için rekabet ederler, fakat nektar topladıkları çiçekler taç yapraklarının uzunlukları açısından farklılık gösterir. Bu çeşitlilikle örtüşen bir şekilde, farklı yabanarısı türleri farklı taç yaprak uzunluğuna sahip çiçeklerden nektar toplamaya adapte olmuş gibi görünürler. Hangi yabanarısı türünün hangi çiçeği ziyaret ettiğinin dikkatle gözlemlenmesi, burada açıkça bir kaynak bölüşümü olduğunu açığa çıkarmıştır, farklı türler hortum (proboskis) uzunluklarına uygun farklı uzunluktaki taç yaprakları (uzun hortumlu yabanarıları uzun taç yapraklı çiçekleri, kısa hortumlu olanları ise kısa taç yapraklı çiçekleri) tercih ederler.

Çevrebilimciler, ekolojik açıdan birbirine benzeyen hayvan türlerinin çevrelerindeki kaynaklardan yararlanma yollarındaki farklılıkları belgelemenin nispeten daha kolay olduğunu fark etmişlerdir. Bunun için çoğu durumda bir çift dürbün ve dikkatli bir gözlemden başka bir şey gerekmez. Bitkilerde kaynak paylaşımını incelemek, elimizde görece az örnek olduğu için çok daha zordur ve hatta pek çok çevrebilimci bitkilerin gerçekten kaynak paylaşımı yapıp yapmadığını sorgulamıştır, nihayetinde bütün bitkilerin kullandığı kaynaklar (ışık, su ve besin) bellidir. Fakat yine de araştırmalarına devam eden çevrebilimciler, son çalışmalarında bir arada yaşayan bitkilerin tercih ettiği azot formunun değişiklik gösterdiğini (amonyum veya nitrat ya da organik veya inorganik) kaydetmişlerdir (Kahmen ve ark. 2006). Bitkilerin kök yapma derinliklerindeki ve ışığı en iyi kullanabildikleri durumlardaki farklılıklar da belgelenmiştir. Fakat bitkilerde kaynak paylaşımının ne kadar yaygın ve önemli olduğu konusu hala bir kesinliğe ulaşmamıştır ve bu konuda çalışmalar devam etmektedir.

Nature Education

Aynı Yemek, Farklı Restoran

Türlerin bir kaynağı kullanma şekli bir açıdan çok benzerse ya da örtüşürse (grafik üzerinde düşünürsek bir eksendeki örtüşme), genelde farklı bir açıdan (diğer eksende) değişiklik gösterir. Örneğin yukarıda bahsedilen yabanarısı çalışması değişik yüksekliklerdeki alanlarda yürütülmüştür. Bu çalışmanın yazarı olan Pyke (1982), birkaç yabanarısı türünün benzer hortum uzunluğuna sahip olmasına ve dolayısıyla benzer türdeki bitkilerden faydalanabilecek durumda olmasına rağmen, bu yabanarısı türlerinin farklı yükseklikte yaşayacak şekilde özelleştiklerini ve farklı uzun ve kısa hortumlu yabanarısı çiftlerinin farklı yükseklikteki alanları domine ettiklerini gözlemlemiştir. Bir başka çarpıcı örnek ise Karayip Adalarından biri olan Bimini'deki Anolis ağaç kertenkeleleridir (Schoener 1974; Görsel 2). Bu kertenkeleler ya aynı yerlerde yiyecek ararlar (bu yerler üzerinde durabildikleri ağaç dallarının kalınlığına göre belirlenir) ya da aynı büyüklükteki avlarla beslenirler fakat önemli olan nokta bu ikisini asla aynı anda yapmazlar. Genelde ise bu duruma zıt olarak aynı türün bireylerinin bir kaynaktan yararlanma şekli yüksek oranda benzerlik gösterir (Grafik üzerinden düşünürsek iki eksende de örtüşme vardır) (Görsel 2).

Nature Education

Kaynak Paylaşımı Pek Çok Türün Bir Arada Yaşamasını Açıklayabilir mi?

Çevrebilim teorileri göstermiştir ki türler arası rekabet, eğer tür içi rekabetten zayıfsa, rekabetçi dışlanıma (Ç.N. Rekabetçi dışlanım ilkesi: Ekolojik faktörlerin sabit ve değişmez olduğu durumda aynı ekolojik niş için rekabet eden türlerden az bir farkla da olsa üstün olanı hayatta kalırken diğeri dışlanır, yani yaşamını sürdüremez.) yol açma ihtimali daha düşüktür (Chesson 2000). Kaynak paylaşımı işte bu tanımladığımız rekabetçi dışlanımın ortaya çıkma ihtimalini azaltır. Ortak kısıtlı kaynağın değişik formlarını kullanmak ya da aynı kaynağı farklı yer ve zamanlarda kullanmak türler arası rekabetin tür içi rekabetten daha az olmasına yol açar. Bu nedenle, türler kendi nüfus artışlarını, olası rakiplerinin nüfus artışlarını sınırladıklarından daha fazla sınırlarlar, böylece kaynak paylaşımı, rekabet eden türlerin uzun vadede bir arada yaşamalarına destek olur. Diğer teoriler de pek çok sayıda türün uzun süreler boyunca birlikte yaşayabilmesini açıklamak için kaynak paylaşımının önemini vurgular ve bu araştırma alanının önümüzdeki uzun yıllar boyunca aktif olacağı tahmin edilmektedir. Bununla birlikte, kuşkusuz türler arası rekabeti tür içi rekabete oranla azaltan mekanizmalar türlerin birlikte yaşamasını destekler ve bunda kaynak paylaşımının büyük etkisi vardır.

Rekabet Farklılıkların Evrimini Tetikleyebilir

Şu ana kadar kaynak paylaşımı ve kaynak paylaşımının türler arası rekabeti nasıl azalttığını ve dolayısıyla farklı türlerin bir arada yaşamasına nasıl yardımcı olduğunu inceledik. Peki kaynakları paylaşma en başta nasıl ortaya çıktı? Hangi sebepler türleri kaynakları paylaşmaya itti?

Rekabet, bireylerin büyümelerini ve dolayısıyla üreme başarılarını sınırlayabilir. Sonuç olarak rekabet, farklı üreme başarılarını ve canlıların bir kaynağı rakiplerine göre daha farklı kullanmasını sağlayan özelliklerin evrimleşmesini tetikleyen bir seçilim baskısı olarak iş görebilir. Bu süreç, canlıların volkanik adalara yerleşmeye başlamasını izleyen evrimsel olaylarda açıkça ortaya konmuştur. Örneğin tohum yiyen tek bir ispinoz türü ilk olarak Galapagos Adaları'nda yaşamaya başladığında kendisini çok çeşitli tohum tipleri ve boyutlarının mevcut olduğu bir ortamda bulmuştur. Bununla birlikte, bu kurucu türün gagası bu tohumların sadece küçük bir kısmını yiyebilmesine olanak sağlamıştır. Biraz farklı tohum tiplerinden faydalanabilen bireylerin kazandığı avantaj, her biri belli bir tohum boyutuna özelleşmiş farklı gaga şekillerine sahip birçok yeni türün evrimleşmesini tetiklemiştir (Grant 1986).

Gaga boyutlarındaki farklılıkların evrimleşmesine ve sürdürülmesine rekabetin (yırtıcılık ve benzeri seçilim baskılarının değil) yardımcı olduğuna dair ikna edici kanıtlar vardır. Bir tür, tek başına, yani türler arası rekabetin olmadığı bir adada yaşamaya başladığında, genellikle benzer gaga boyutlarına sahip olur ve dolayısıyla benzer boyuttaki tohumlarla beslenir. Fakat birkaç türün aynı adada yaşamaya başladığı durumda, gagalarının şekilleri arasında belirgin bir farklılık gösterirler. Bu da açıkça gösterir ki türler arası rekabet türlerin farklı şekillerde evrimleşmesinde ve dolayısıyla kaynak paylaşımının sürdürülmesinde rol oynar (Görsel 3).

Son zamanlarda kaynak paylaşımının evrimini daha iyi anlamamızı sağlayacak bir vaka gözlemlenmiştir. Uzun zamandır Darwin'in ispinozlarından tek bir türe (Geospiza fortis) ev sahipliği yapan Daphne Major adası, 25 yıl önce daha geniş gagalı bir kuş türü (G. magnirostris) tarafından istila edilmiştir. Şaşırtıcı bir şekilde araştırmacılar, G. fortis'in gaga boyutlarında hızlı bir evrimsel değişim olduğunu belgelemişlerdir. Daha büyük tohumlar için gerçekleşen ciddi rekabete karşı, bu kuş türü daha küçük tohumlardan olabildiğince yararlanmak için evrimleşmişlerdir (Ç.N. Gaga boyutları giderek küçülmüştür.). Araştımacılar bir karakterin (özelliğin) değişim sürecini belgelemeyi başarabildikleri için bu çalışma özellikle önemlidir. Bu kuş türlerinin yararlandıkları kaynak çeşidi ve miktarı incelendiği zaman da karakter değişiminin en olası sebebinin rekabet olduğu görülmüştür (Grant & Grant 2006).

Nature Education

Kaynak Paylaşımı, Türlerin Yok Olması ve Ekosistemin İşleyişi

İnsanlar yerel ve hatta küresel ölçeklerde pek çok türün yok olmasına sebep olmaktadır. Son zamanlarda çevrebilimcilerin de vurguladığı üzere kaynak paylaşımı ilkesini kavrayarak, türlerin yok olmasının bütün ekosistemin işleyişini nasıl değiştirdiğini daha iyi anlayabiliriz.

Ekolojik açıdan birbirine benzeyen canlılar aynı ekolojik süreçlere katkı sağlarlar. Mesela bir çayırdaki çimenlerin hepsi birincil üretime katkı sağlarken, aynı çayırda yaşayan avcı örümcekler de bitkiyle beslenen canlıların kontrol altında tutulmasını sağlar. Bu şekilde devam eden ekolojik süreçlerin bozulmadan devam etmesi, ekosistemlerin genel işleyişi için çok önemlidir. Bu süregelen sistemlerin bozulması, pek çok kaynağını doğadan elde eden insanlar için de istenmeyen bir durum olmalıdır.

Kaynak paylaşımı, türlerin yok oluşunun ekolojik süreçlerin tümünü nasıl etkilediğini anlamasında bilim insanlarına yardımcı olabilir. Eğer aralarında yüksek oranda kaynak paylaşımı gözlenen türlerden bir tanesi yok olursa, bu ekolojik topluluğun çevrelerindeki kaynaklardan yararlanabilme kapasitesi düşer, çünkü yok olan türün kullandığı kaynak diğerleri tarafından aynı şekilde kullanılamaz. Örneğin azot kaynağı olarak amonyum kullanmak için özelleşmiş bir çimen türü yok olduğunda, topraktaki amonyum kullanılmamış olarak kalır. Topraktaki bu kaynak (amonyum) kullanılmadığı için, çayırda yeni çimenlerin çıkma oranının (birincil üretim) yanı sıra karbondioksit alımı ve oksijen üretimi gibi süreçler de azalır.

Son zamanlarda yapılan pek çok deney göstermiştir ki türlerin yok olması çoğunlukla ekosistemin işleyiş dengesine zarar vermektedir (Cardinale ve ark. 2006). Her ne kadar doğrudan test edilmeye yeni başlansa da, bu durumun ortaya çıkmasında kaynak paylaşımının önemli bir rolü olduğu düşünülmektedir (Griffin ve ark. 2008, Finke & Snyder 2008). Ayrıca bilim insanları, türler arasındaki kaynak paylaşımının derecesini göz önünde bulundurarak türlerin yok oluşuyla birlikte hangi ekosistemlerin en çok zarar görebileceğini öngörmek için çalışmalarını sürdürmektedirler.

Özet

Ekolojik açıdan birbirlerine benzeyen türlerin uzun süreler bir arada yaşaması ve inanılmaz çeşitliliğe sahip olan canlılar dünyası uzun zamandır çevrebilimcileri büyülemektedir. Kaynak paylaşımı, hayatlarını benzer yollarla sürdüren türlerin nasıl birbirlerine engel olmadan ve farklı kaynakları kullanma yoluyla türler arası rekabeti azaltarak bir arada yaşayabildiğinin cevabı olabilir. Gerçekten de, ortama yeni katılan rakip bir türün diğer türlerin verimli bir şekilde kullanamadığı kaynaklardan faydalanmaya başlamasının sonucunda bilim insanlarının gözlerinin önünde yeni özellikler evrimleşebilir!

Dünya üzerindeki hayranlık uyandıran tür çeşitliliği, rekabet eden veya etme ihtimali olan türlerin belirli bir konuda özelleşecek ve kaynakları karmaşık bir şekilde paylaşıp onlardan faydalanacak şekilde evrimleşmeleriyle kısmi olarak da olsa ilişkilendirilebilir. Çevrebilimciler fark etmeye başlamıştır ki tür çeşitliliğine bunca katkı sağlayan kaynak paylaşma ilkesi, ekosistemleri, içerisindeki türlerin yok olması durumunda, son derece kolay bozulabilecek bir dengede tutmaktadır.