Biyolojik çeşitlilik - Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Edebiyat
advertisement
04.01.2011 Ekoloji ve Evrim Biyolog, Yrd.Doç.Dr. Tamer Albayrak MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 1 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 2 Evren ve YaĢam Evren’de 1 -10 milyar galaksi Bir galakside 200 300 milyar yıldız Bir yıldızın (Güneş) etrafındaki dokuz gezegenden biri Dünya MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 3 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 4 Dünya’nın kısa tarihi… Dünya’nın yaşı - 4.6 Milyar yıl Dünyada varlığı bilinen 1,4 milyon türden biri Homo sapiens (insan) ve 6,5 milyarlık H. sapiens populasyonunda bir birey Tamer MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi İlk atmosfer - 4.4 Milyar yıl Kabuk- 3.8 Milyar yıl 3.8-3.7 Milyar yıl- Su buharı, CO2, Metan, O2 yok Dünya’da yaşam - 3.7 Milyar yıl 5 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 6 1 04.01.2011 Güneş UV UV Dalga boyları farklı UV Akıntı H2 O2 1-Tabaka 2-Oksidasyon Nitrat,Nitrit,N Amonyak,Sülfat Sülfür, Fosfat,CO2 H2O ve mineral tuzlar A.A. kısa peptid Asıl mol katmanı Kimyasal evrim Fotodissosiyasyon Parçalanma Su Yüzeyi 10,15m Sentezlenme Katmanı YaĢamın kaynağı UV filtresi O3 O2 H2O Parçalanma Katmanı H2-Uzay H2 Biyolojik evrim Kimyasal evrim (1 milyar yıl) Dünya’nın ön atmosfer ve kabuğundaki formasyonlar Biyolojik evrim (3.7 milyar yıl) Denizlerde Büyük organik moleküller (biopolymerler) Denizlerde küçük organik moleküller Denizlerde ilkel hücre Denizlerde Tek hücreli prokaryotlar İlk denizde sonra karada çok hücreli çeşitli organizmalar Denizlerde Tek hücreli eukaryotlar Polipeptid ve diğer makromoleküller İlkel hücre öncüleri Yığılma 7 Urey Etkisi MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 8 LAURASIA 120° 80° 40° 80° 120° 120° 80° 80° 120° GONDWANALAND 135 milyon yıl önce 225 milyon yıl önce NORTH AMERICA EURASIA AFRICA 120° 80° INDIA SOUTH AMERICA MADAGASCAR 120° 120° 0° 40° 120° AUSTRALIA ANTARCTICA 65 milyon MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi Biyolojik hiyerarşi Biosphere Biomlar, ör. yağmurormanları Ekosistemler Komüniteler landscapes Communities Türler Populasyonlar; üreyebilen Populations bireyler topluluğu Birey yıl önce Günümüz MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 9 Fig. 5.9, p. 114 10 EKOLOJĠ • Ekosistem • Populasyon • Komnite • Habitat • Rekabet • Süksesyon Individual MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi Fig. 4.2,11 p. 72 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 12 2 04.01.2011 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi Primary Succession MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 14 Secondary Succession 15 BĠYOMLAR MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 13 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 16 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 18 Madde döngüsü, Besin zinciri 17 3 04.01.2011 ÇeĢitlilik tipleri – Genetik çeşitlilik = dünyada olan tüm mikroorganizma, bitki ve hayvanların bireylerin de bulunan genlerinin içindeki toplam genetik bilgi. – Tür çeşitliliği= dünyada yaşayan organizma çeşitliliği (1.4 milyon tanımlanmış 5 - 50 milyon beklenen) – Ekosistem çeşitliliği= biyosferde habitatların, kominitelerin, ekolojik proseslerin çeşitliliği – Biyo-coğrafya çeşitliliği= farklı ekosistemlerin geniş bir alanda birbirleri ile birleşmesi MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 19 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 20 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 21 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 22 ÇEġĠTLĠLĠK ĠLĠġKĠLERĠ Çevre koşulları sürekli değişim halindedir. Bu değişime en iyi – Türün devamını adapte olan bireyler Tür çeĢitliliği hayatta kalır. – Ekosistemin devamlılığını • Genetik çeĢitlilik • • Ekosistem çeĢitliliği – Biyocoğrafya çeĢitliliğini • Biyo-coğrafya çeĢitliliği – YaĢamın devamlılığını SAĞLAR MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 23 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 24 4 04.01.2011 Tür çeĢitliliği BiyoçeĢitliliğin değiĢimi • Tür çeşitliliği – – – – Sıcak alanlarda artar Enlemin artmasıyla azalır Yüksekliğin artmasıyla azalır Karasal habitatlarda, yağmurun artmasıyla artar • Yağmur ormanları biyoçeşitliliğin sıcak noktalarıdır: Dünyanın % 7 sinden daha az alana sahip ancak yaşayan canlı türlerinin %90’ından fazlasını barındırır. • Eğer sadece yüksek organizmalar alınırsa Akdeniz alanları da biyoçeşitliliğin sıcak noktalarıdır. www.nature.com/cgi-taf MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 25 26 Gelişen katman Orman yapısı Biomlar: Enlem ve Yüksekliğe göre kuşlar, omurgasızlar, yarasalar yüksek Gölgeli katman Yükseklik Gölgeye töleranslı bitkiler, kuşlar, sincaplar, kertenkeleler, kemirgenler kuşlar, sürüngenler, İki yaşamlılar, likenler, k yosunları Alpine Tundra Alt katman Dağ İğne yapraklı Orman Geniş yapraklı orman Kırık düşük Tropikal Orman Tropikal orman Yüksek Geniş yapraklı orman Kuzey İğne yapraklı orman Sıcaklık & yağmur alırlığı MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi Zemin katmanı Çürüyen katman, solucanlar, böcekler, bakteriler Arktik Tundra Düşük 27 Biom haritası Açıklık MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi Toprak altı nematodlar, 28 mikroorganizmalar Niçin dağlar önemlidir? Enlem mimikrisi “Adalar” => izolasyon => türleşme => endemikler MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 29 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 30 5 04.01.2011 Populasyon ve Evrim Evrim Nedir? Latince evolvere ‘açmak, yaymak, gizli potansiyellerin açığa çıkarılması’ sözcüğünden gelir. Bugün için evrim yalın olarak değişim anlamına gelir. Antartika’daki penguenlerde varlığı tespit edilen DDT!!! MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 31 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 32 33 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 34 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 36 Hardy-Weinberg Hipotezi 1. 2. 3. 4. 5. Büyük populasyon Rasgele eşleşme Mutasyon yok Göç yok Seleksiyon yok MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi Alel frekansını değiştiren kuvvetler Gen akışı klasik modelleri Ada modeli Metapopulasyon modeli Atlama modeli MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 35 6 04.01.2011 Genetic drift Doğal Seçilim Sıkıntıdan Önce: 8 RR 8 rr 0.50 R 0.50 r ÇeĢitlilik + ayrımcı eĢleĢme + kalıtım = Doğal Seçilim •Populasyonlar mükemmel değildir. Sonra: 2 RR 6 rr 0.25 R 0.75 r •Istemenin yada birşeylere ihtiyacı olmanın sonucu değildir Charles Darwin •Son sonuç için herhangi bir amaç yoktur. •Rastgele tesadufidir MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 37 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 38 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 40 Doğal seçilime örnek Zehirli olmayan yılanın zehirli yılan mimikrisi Arı orkide ile eslesmek istiyor! Katydid çekirgesi yaprak gibi kamufule olmuş MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 39 Alignment position MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 41 Haplotype N 74 262 301 328 424 457 460 493 508 520 I 25 G C A T C G T A T A BUK, ADR, ALA II 19 • T • • • • • • • • LES, KAR, ADR, KAZ, BUK III 1 • T • • T • • • • • ALA IV 1 • • • • • A • G • • BUK V 4 • • • • • • • G • • BUK VI 1 • • • C • • • • • • ADR VII 2 A • • • • • • • • • ADR VIII 1 • • G • • • • • • • ALA IX 12 • • • • • • • • C G KAR, KAZ X 2 • • • • • • C • C G KAR MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi Sample site 42 7 04.01.2011 30 25 35 40 XI (1) Northern populations II (39) 45 175 Northern populations Southern populations XII (2) 76 XIII (1) X (2) 307 44 CAU LES XIV (1) 529 Haplotypes I 42 II IX (30) III KAR 40 182 V KAZ I (25) 344 IV VI VII 305 III (1) VIII 38 VIII (1) IX ALA BUK X 532 XI XII ADR 36 Southern populations 278 XIII V (4) XIV MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 35 30 25 VII (2) 43 45 40 CAU KAR KAZ BUK ADR ALA LES 44 113 IV (1) 149 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi VI (1) Microsatellite polymorphism of Krüper’s Nuthatch Ase29 Ase48 Pca8 Pij23 Spu4-E7 SpuL5-22 8 (3–7) 9 (3–7) SpuL6-2 Syl14 T 5 (2–5) 7 (4–6) 13 (5– 10) 19 (6–13) 10 (4–8) 9 (2–7) Np 3.2 (1.3) 5.2 (0.8) 7.6 (2.1) 5.0 (2.0) 4.8 (1.8) 9.2 (2.9) 6.2 (1.6) 4.8 (1.8) BUKa - - - - 2 - - 1 ADRa - - - - - - - - ALAa 1 - 1 - - 2 2 - KAZa - - - - - - - - KARa - - 3 - 1 3 1 2 T = total number (minimum and maximum number of alleles observed within populations) Np = mean number of alleles per population (standard deviation) a = values represent the number of specific alleles in every population MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 30 25 35 40 45 46 45 Eastern population Northern populations Southern populations 44 MAKÜ, Fen-Edebiyat Fakültesi 44 42 42 KAR KAZ 40 40 38 38 ALA BUK ADR 36 1.00 30 25 36 35 40 45 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 BUK ADR KAR MAKÜ, Fen-EdebiyatKAZ Fakültesi ALA 47 8
