Türler arası ilişkiler

Sedef kasımdaki ara tatilde dedesi Seyfi'yle yayladaki ağıla çıkıyor. Akşam çoban köpeğinin kulak dibinde nohut iriliğinde, kanla şişmiş bir kene buluyor. Dedesi keneyi cımbızla çıkarırken Sedef biyoloji defterindeki «simbiyoz: iki türün birlikte yaşaması» satırını hatırlıyor: «Bu da arıyla çiçek gibi bir ortaklık o zaman. Kene biraz kan alıyor ama köpek bütün gün koyunların peşinde koştu, hiçbir şeyi yok. Öldürmediğine göre zararı da yok.» Dedesi cevap yerine köpeğin boynundaki kaşımaktan kızarmış, kabuk bağlamış yerleri gösteriyor; sonra ağılın köşesindeki, üstünden kene eksik olmayan, akranlarından cılız kalmış kuzuyu. Arı çiçekten nektar alırken çiçeğin poleni başka bir çiçeğe taşınıyor; kene kan alırken köpeğe ne veriyor? Ölüm getirmeyen bir birliktelik zararsız mı demektir?

• Türler arası ilişkileri iki türe etkisine göre artı, eksi ve sıfır işaretleriyle sınıflandırırsın.
• Rekabeti, av–avcı ilişkisini, mutualizmi, kommensalizmi ve parazitliği verilen bir senaryodan ayırt edersin.
• Sözle betimlenmiş bir av–avcı grafiğinde iki popülasyonun dalgalanma sırasını yorumlarsın.
• Rekabetçi dışlama ilkesini ve kaynak paylaşımını varsayımsal bir deneye uygularsın.

Her ilişkiye iki işaret

«Komünitenin yapısı» dersinde bir komünitedeki popülasyonların besin ağıyla birbirine bağlandığını gördük. Ama türleri birbirine bağlayan tek bağ yemek yemek değildir: aynı suyu paylaşmak, birinin sırtında taşınmak, ötekinin bağırsağında yaşamak da birer ilişkidir. Bu ilişkileri düzenlemenin pratik yolu, her birinde iki türe ayrı ayrı bakıp birlikteliğin her birine ne yaptığını not etmektir. Birliktelikten yarar gören türe +, zarar göreni −, ne yarar ne zarar göreni 0 ile gösteririz.

Sedef'in iki örneği bu yöntemle hemen ayrışır. Kene kanla beslendiği için yarar görür (+); köpek kan kaybeder, kaşıntı ve yara yüzünden zarar görür (−). Arı nektar alır (+), çiçeğin poleni başka bir çiçeğe taşınır ve tozlaşma gerçekleşir (+). İki ilişkinin de sürekli bir yakınlık içermesi onları aynı türe sokmaz; belirleyici olan işaret çiftidir.

Tabloyu okurken işaretlerin bireyler için değil, popülasyonların uzun dönemli durumu için konduğunu unutma: av–avcı satırındaki eksi, avcı yüzünden av popülasyonunun küçük kalması demektir.

Rekabet: sınırlı bir kaynağı paylaşmak

İki canlının aynı kaynağa ihtiyaç duyması tek başına rekabet doğurmaz; kaynak herkese yetecek kadar boldur, çekişme de olmaz. Rekabet, besin, su, ışık, yuva yeri ya da mineral gibi bir kaynak sınırlı olduğunda başlar. Bir canlının kullandığı pay ötekine kalmayacağı için birlikteliğin iki taraf için de bedeli vardır; işaret çifti bu yüzden −/− olur. Rekabet çoğu zaman doğrudan bir kavga biçiminde görülmez: aynı topraktaki iki bitki türünden birinin kökleri suyu daha hızlı çekiyorsa, öteki hiç dokunulmadan susuz kalır.

Rakipler aynı türden olabilir ya da farklı türlerden gelebilir. Aynı meradaki koyunların aynı otlar için çekişmesi tür içi rekabettir; koyunlarla keçilerin aynı otları paylaşması ise türler arası rekabettir. Aynı türün bireyleri hemen hemen aynı kaynakları aynı biçimde kullandığı için tür içi rekabet genellikle daha şiddetlidir. Bir popülasyonun kalabalıklaştıkça büyümesinin neden yavaşladığı sorusu bu iç rekabete dayanır ve «Popülasyon büyümesi» dersinde işlenecek.

Rekabetçi dışlama ve kaynak paylaşımı

Aynı sınırlı kaynakları tamamen aynı biçimde kullanan iki tür, yani nişleri tam örtüşen iki tür, aynı yerde uzun süre bir arada yaşayamaz: kaynağı daha verimli kullanan tür zamanla ötekini o ortamdan çıkarır. Bu genellemeye rekabetçi dışlama ilkesi denir. Rus biyolog Gause'un iki Paramecium türüyle yaptığı laboratuvar deneyi bu ilkenin klasik dayanağıdır: türler ayrı kaplarda yetiştirildiğinde ikisi de çoğalıp kalıcı bir düzeye ulaşır; aynı kapta, aynı besinle yetiştirildiklerinde ise biri artarken öteki giderek azalıp kaybolur.

Doğada ise birbirine çok benzeyen türlerin yan yana yaşadığını sıkça görürüz. Bunun bir yolu kaynak paylaşımıdır: türler aynı kaynağın farklı bölümlerini, farklı zamanlarda ya da farklı yollarla kullanarak nişlerini ayırır. Kuzey Amerika ormanlarında aynı ladin ağaçlarında böcek avlayan birkaç ötleğen türünün ağacın farklı kesimlerinde (tepede, dış dallarda, gövdeye yakın iç kısımlarda) beslendiği gözlenmiştir. «Komünitenin yapısı» dersinde bir türün doğada kullandığı nişin, kuramsal olarak dayanabildiği koşullardan daralabildiğini görmüştük; bu daralmanın sık rastlanan nedeni rakiplerdir.

Av ve avcı: birbirini izleyen iki eğri

Avcı avını öldürüp yer; avcı yarar görür (+), av popülasyonu kayba uğrar (−). Ama bu ilişkiyi en iyi gösteren şey tek bir av olayı değil, iki popülasyonun yıllar içinde birlikte değişmesidir. Varsayımsal bir otlakta tarla fareleri ve onlarla beslenen baykuşlar olsun. Fare çok olduğunda baykuşlar kolay beslenir, daha çok yavru büyütür ve baykuş popülasyonu artar. Kalabalıklaşan baykuşlar fareleri hızla tüketir; fare azalınca baykuşların bir kısmı aç kalır, daha az yavru yetişir ve onlar da azalır. Avcı baskısı hafifleyince fareler yeniden çoğalır ve döngü baştan başlar.

Bu düzeni bir grafiğe dökelim: yatay eksende yıllar, dikey eksende birey sayısı olsun. Av eğrisi bir tepeye çıkıp iner, sonra yeniden yükselir. Avcı eğrisi de aynı biçimde dalgalanır ama tepeleri av tepelerinin biraz sonrasına düşer, çünkü avcının çoğalması avın bollaşmasına bir gecikmeyle yanıt verir: önce besin artar, sonra yavrular büyür. Avcının en kalabalık olduğu dönem av sayısının hızla düştüğü döneme denk gelir. Çoğu doğal komünitede avcı sayısı avdan az, eğrisi de daha alçaktır. Gerçek popülasyonlarda avın besini, iklim ve hastalıklar da dalgalanmayı etkiler; iki eğri hiçbir zaman ders kitabındaki kadar düzgün değildir.

Avcı, av popülasyonunu yalnız küçültmez, onu sınırlı da tutar. Çoğu avcı yakalaması kolay olan hasta, yaşlı ya da zayıf bireyleri daha sık yakalar. Bir alanda avcılar ortadan kalkarsa otçul av bir süre hızla çoğalabilir, bitki örtüsünü tüketebilir ve sonra kendi besinsizliğiyle çökebilir.

Avın savunması

Avcı baskısı altındaki türlerde, yakalanma olasılığını düşüren özellikler sık görülür:

• Kamuflaj: Av, çevresiyle aynı renk ve desende olduğu için fark edilmez. Yeşil çekirgenin otlar arasında, bazı tavşan türlerinin kışın beyazlaşan kürküyle karda görünmez olması buna örnektir.
• Uyarıcı renk: Zehirli ya da tatsız bir canlının parlak, dikkat çekici renkleri avcıya «beni yeme» işareti verir. Orta ve Güney Amerika'daki zehirli ok kurbağalarının canlı renkleri bilinen bir örnektir.
• Taklit: Zararsız bir tür, zehirli ya da iğneli bir türe benzer görünür. Bazı sinek türlerinin sarı-siyah çizgileriyle arıya benzemesi, iğnesi olmasa da avcıları uzak tutar. Kamuflajda av çevresine, taklitte ise başka bir canlıya benzer.
• Mekanik ve kimyasal savunma: Kirpinin dikenleri, kaplumbağanın kabuğu mekanik; kokarcanın püskürttüğü kötü kokulu salgı kimyasal savunmadır.

Simbiyoz: uzun süreli yakın birliktelik

Farklı türlerden iki canlının uzun süre, çok yakın biçimde, çoğu zaman biri ötekinin üzerinde ya da içinde yaşamasına simbiyoz denir. Sedef'in yanılgısı tam bu kelimeden doğuyor: simbiyoz «ortak yarar» anlamına gelmez, yakın birlikteliğin genel adıdır. İşaret çiftine göre üç türü vardır: mutualizm, kommensalizm ve parazitlik.

Mutualizm (+/+)

Mutualizmde iki tür de birliktelikten kazançlı çıkar. TYT'deki «Mantarlar» dersinde iki örneğini gördük: likende alg ya da siyanobakteri fotosentezle besin üretir, mantar suyu tutar ve ortağını kurumaya karşı korur; mikorizada mantar hifleri bitkiye su ve fosfor gibi mineraller taşır, bitki mantara şeker verir. «Bakteriler ve arkeler» dersindeki baklagil kök yumruları da öyledir: yumrudaki bakteriler havanın azotunu bitkinin kullanabileceği bileşiklere dönüştürür, bitki onlara organik besin sağlar.

Sindirim kanalındaki ortaklar da bu gruptadır. Geviş getiren hayvanların midesindeki mikroorganizmalar ve bazı termit türlerinin bağırsağındaki kamçılılar, hayvanın tek başına sindiremediği selülozu parçalar; karşılığında besin ve korunaklı bir ortam bulur. İnsanın kalın bağırsağında K vitamini üreten bakteriler de aynı kümeye girer; bu bakterileri «Emilim ve kalın bağırsak» dersi tanıtmıştı.

Kommensalizm (+/0)

Kommensalizmde bir tür yararlanır, öteki ne yarar ne zarar görür. Vantuz balığı (remora) sırtındaki vantuzla köpek balığına tutunur, onunla birlikte taşınır ve köpek balığının avından kalan artıklarla beslenir; köpek balığı bu birliktelikten belirgin bir etki görmez. Ağaç dallarına tutunarak yaşayan epifit orkideler ağaçtan besin almaz, yalnız ışığa daha yakın bir yer edinir; bir kuşun ağaç dalına yuva yapması da benzer biçimde değerlendirilir. «0» işareti, o türün hiçbir şey hissetmediği değil, birlikteliğin ona ölçülebilir bir kazanç ya da kayıp getirmediği anlamına gelir.

Parazitlik (+/−)

Parazit, başka bir canlının, yani konağın üzerinde ya da içinde yaşayıp besinini ondan alan canlıdır. Konağın vücut yüzeyinde yaşayan kene, pire ve bit dış parazittir; bağırsakta yaşayan şerit (tenya) ve bazı yuvarlak solucanlar ise iç parazittir. Bitkilerde de parazitlik görülür: küsküt, yaprakları pul gibi küçülmüş sarımsı gövdesiyle konak bitkiye sarılır, besinini onun iletim demetlerinden çeker. Ökseotu ise yeşildir ve fotosentez yapar; konak ağaçtan su ve mineral alır, bu yüzden yarı parazit olarak anılır.

Parazit genellikle konağından küçüktür ve ondan uzun süre beslenir. Konağını çoğunlukla hemen öldürmez; konak yaşadıkça parazit de besin ve barınak bulmaya devam eder. Sedef'in gözünden kaçan nokta budur: köpeğin hayatta kalması, kenenin zarar vermediğini göstermez. Kan kaybı, yara, hastalık taşınması ve büyümenin gerilemesi konağın aldığı eksidir. Kuzunun cılız kalması bunun görünür yüzüdür. Avcı ile parazit arasındaki fark da buradan çıkar: avcı avını genellikle hemen öldürür ve tüketir, parazit konağıyla birlikte yaşar.

İlişkiyi popülasyon değişiminden çıkarmak

Sınav sorularında ilişki çoğu zaman adıyla verilmez; iki türün popülasyonunun nasıl değiştiği anlatılır. Bunu okumanın yolu, her türün ötekiyle birlikteyken ve yalnızken nasıl durduğunu karşılaştırmaktır. İki tür birlikteyken ikisi de yalnızkinden düşük düzeyde kalıyorsa ilişki rekabettir. İkisi de birlikteyken daha kalabalıksa mutualizm söz konusudur. Biri artıp öteki hiç değişmiyorsa kommensalizm düşünülür. Biri öteki sayesinde artarken öteki azalıyorsa av–avcı ya da parazitliktir; bunları ayırmak için senaryodaki ayrıntıya, yani canlının öldürülüp yenmesine mi, yoksa üzerinde ya da içinde yaşanmasına mı bakılır.

Rakiplerin, avcıların ve ortakların toplam etkisi, bir türün komünitedeki payını büyütür ya da küçültür. Ama komünite yerinde durmaz: yanmış bir ormanda ya da lavla örtülmüş çıplak bir arazide türler belli bir sırayla gelir, birbirinin yerini alır ve topluluğun bileşimi yıllar içinde değişir. Çıplak kayaya ilk kim yerleşir, toprak nasıl oluşur, bu değişim nerede durulur? Sıradaki ders «Süksesyon» bu zaman içindeki değişimi, öncü türlerden kararlı topluluğa uzanan yolu ele alıyor.

Örnek 1 — Ağaç kabuğundaki yamalar

Soru: Perran parktaki yaşlı bir çınarın gövdesinde gri-yeşil, kabuk gibi yayılmış yamalar görüyor ve bunların ağacı yiyen bir hastalık olduğunu düşünüyor. Bu yamalar liken ise hangi açıklama doğrudur?

• A) Likendeki mantar fotosentez yapar, alg ise ağaçtan su emer.
• B) Liken ağacın iletim demetlerinden besin çeken bir iç parazittir.
• C) Liken bir bitkidir; ağaçla arasındaki ilişki rekabettir.
• D) Liken, fotosentez yapan bir ortak ile bir mantarın mutualist birlikteliğidir; besinini kendi fotosentetik ortağı üretir.
• E) Likendeki alg ile mantar arasındaki ilişki kommensalizmdir, çünkü mantar algden hiçbir şey almaz.

Çözüm: Likenin besinini içindeki alg ya da siyanobakteri fotosentezle üretir; mantar suyu ve mineralleri tutar, ortağını kurumaya karşı korur. İki taraf da yarar gördüğü için ilişki mutualizmdir ve liken ağaçtan besin çekmez. A iki ortağın görevini ters çeviriyor. B likene parazit rolü yüklüyor. C likeni bitki sayıyor. E ise mantarın ortağın ürettiği besinden yararlandığını görmezden geliyor. Cevap: D.

Örnek 2 — Sözle verilen av–avcı grafiği

Soru: Varsayımsal bir grafikte yatay eksen yılları, dikey eksen birey sayısını gösteriyor. X türünün sayısı 2. yılda en yükseğe çıkıyor, 5. yılda en düşüğe iniyor. Y türünün sayısı 3. yılda en yükseğe çıkıyor, 6. yılda en düşüğe iniyor; Y'nin tepesi X'inkinden alçak. X ile Y'nin rolleri için hangisi söylenebilir?

• A) X avcı, Y avdır; avcı sayısı avdan önce artar.
• B) X av, Y avcıdır; avcının tepesi avın tepesinden sonra gelir.
• C) X ile Y mutualisttir; ikisi aynı anda artıp azalır.
• D) X ile Y arasında kommensalizm vardır; Y'nin değişimi X'i etkilemez.
• E) Y, X'in tek besin kaynağıdır.

Çözüm: İki eğri aynı biçimde dalgalanıyor ama Y bir yıl geriden geliyor ve daha alçak seyrediyor. Bu, besin bollaşınca çoğalan avcının av eğrisini izlemesine uyar: X av, Y avcıdır. A sırayı ters kuruyor. C'de tepeler aynı yıla düşmeliydi. D ile E grafikteki gecikmeli izlemeyi açıklamıyor; E üstelik av ile avcının yerini değiştiriyor. Cevap: B.

Örnek 3 — Aynı kapta iki silli

Soru: Varsayımsal bir deneyde aynı besinle beslenen iki silli türü, P ve R, önce ayrı kaplarda yetiştiriliyor: ikisi de çoğalıp belli bir düzeyde sabitleniyor. Sonra aynı koşullardaki tek bir kapta birlikte yetiştiriliyor: R çoğalıp sabitleniyor, P ise giderek azalıp kayboluyor. Bu sonuçtan çıkarılabilecek en doğru yargı hangisidir?

• A) P, R'nin avıdır.
• B) R, P'nin üzerinde yaşayan bir parazittir.
• C) Nişleri örtüşen iki türden kaynağı daha verimli kullanan, ötekini ortamdan dışlamıştır.
• D) P tek başına da yaşayamayan bir türdür.
• E) İki tür arasında mutualizm vardır.

Çözüm: P'nin tek başına yaşayabildiğini ayrı kap gösteriyor; bu D'yi eler. Birlikteyken P'nin kaybolması aynı sınırlı besin için süren rekabetin sonucudur ve rekabetçi dışlama ilkesiyle uyumludur. Deneyde R'nin P'yi yediğine ya da onun üzerinde yaşadığına dair bir bilgi yok; A ve B veriyle desteklenmiyor. Mutualizmde P birlikteyken daha iyi durumda olurdu, bu da E'yi eler. Cevap: C.

Örnek 4 — Sayılardan ilişkiye

Soru: Varsayımsal bir sahada M türü tek başınayken yaklaşık 50 bireye, N türüyle birlikteyken yaklaşık 90 bireye ulaşıyor. N türü ise M olsun olmasın yaklaşık 200 bireyde kalıyor. M ile N arasındaki ilişki büyük olasılıkla hangisidir?

• A) Rekabet
• B) Mutualizm
• C) Parazitlik
• D) Av–avcı
• E) Kommensalizm

Çözüm: M, N'nin varlığında artıyor: M için işaret +. N'nin sayısı M'den etkilenmiyor: N için işaret 0. Bu +/0 çifti kommensalizmdir. Rekabette ikisi de düşerdi; mutualizmde N de artardı; parazitlik ve av–avcıda N azalırdı. Cevap: E.

• Simbiyozu ortak yarar sanmak. Simbiyoz yakın ve uzun süreli birlikteliğin genel adıdır; mutualizmin yanında kommensalizm ve parazitlik de bu başlığın altındadır.
• Kommensalizmde iki türün de yararlandığını söylemek. İki tarafın kazandığı ilişki mutualizmdir; kommensalizmde biri yararlanır, öteki etkilenmez (+/0).
• «Parazit konağını öldürür» genellemesi. Parazit konağını çoğunlukla hemen öldürmez; tersine, öldürmediği için zararsız sanmak da yanlıştır. Konağın aldığı eksi kan kaybı, yara, büyüme gerilemesi gibi biçimlerde görülür.
• Avcı tepesini avın tepesiyle aynı yere ya da önüne koymak. Avcı, bollaşan avına gecikmeyle yanıt verir; tepesi av tepesinin ardından gelir.
• Rekabeti yalnız kavga sanmak ve tür içi ile türler arası rekabeti karıştırmak. Rekabet kaynağın sınırlı olmasından doğar, temas gerektirmez. Aynı türün bireyleri arasındaki rekabet tür içidir.
• Taklidi kamuflajla karıştırmak. Kamuflajda av çevresine benzer; taklitte zararsız tür, zehirli ya da iğneli başka bir türe benzer.