Üst ve alt epidermis (yaprağın kabuğu): Bu iki hücre katmanı mumsu dokuyu oluştururlar. Yaprağın en dış kısmını oluşturan bu doku çok farklı bir yapıya sahiptir. Özel hücreler tarafından üretilen mumsu yapı, yaprağın üzerinde su geçirmez bir tabaka oluşturur. Böylece aşırı su kaybını engeller. Güneş ışığını yansıtır. Bitkinin gözenekleri kapandığında, bu doku sayesinde bitki bir balon gibi içindeki havayı ve sıvıları hapsedebilir. Epidermis tamamen transparandır.

Her yaprak, resimde de görülen birçok farklı parçadan oluşur ve her parçanın bitki için hayati önem taşıyan görevleri vardır.

Mezofil : Bu dokunun da çok önemli işlevleri vardır. Fotosentez yapan iki hücre katmanından meydana gelir: “Palisad mezofil” (sütun şeklindeki hücreler) çubuksu hücrelerden oluşur, “süngerimsi mezofil” ise küresel hücrelerden meydana gelir. Bu hücreler fotosentez tesisleri olan klorofilleri barındırırlar. Bunun dışında çeşitli görevler için de özel yapılara sahiptirler.

Hava boşlukları : Hem süngerimsi hem de çubuksu mezofil (yaprakların yumuşak iç dokusu) hücrelerinin arasında hava boşlukları vardır. Süngerimsi mezofildeki hava boşlukları daha büyük ve “stoma” adı verilen hava deliklerine daha yakındır. Ancak bu yerleşim gelişigüzel değildir. Bu sayede süngerimsi mezofil ihtiyacı fazla olduğu için, çubuksu mezofile göre daha fazla karbondioksit alır.
Gözenek (stoma): Bunlar yaprağın alt yüzündeki küçük deliklerdir. Yapraklarının üst yüzeyinde gözeneğe sahip olan birkaç bitki de vardır. Bu gözenekler yaprağın en özel parçalarından biridir. Yaprağın dış dünyayla bağlantı kuran kapısı gibi, yaprağa havadan giren gazları, yapraktan çıkacak buharı, yaprağın içindeki basıncı denetlerler. Bunun yanında diğer görevleri ve açılıp kapanmasını sağlayan gözcü hücreleriyle birlikte bir tasarım harikasıdırlar.
Bir ağaç daha fazla veya daha az hava almak istediğinde, yapraklarındaki burun delikleri gibi ayarlanabilen bu gözenekleri kullanır. Bunlar yaprağın yüzeyinde, özellikle de alt kısımda yer alan çok sayıdaki gözle görülemeyen mikroskobik açıklıklardır. Bunların her biri nem, ısı ve ışık gibi şartlarda otomatik olarak uyarılmak yerine, bir çift nöbetçi hücre tarafından kontrol edilir. Havanın çok kuru ve sıcak olduğu zamanlarda gözenekler sadece aralık kalırlar; ama nem, nöbetçi hücreleri şişirdiğinde aralıklarını artırmaya başlarlar. Soğuk ve yağmurlu havalarda ise gözenekler tamamen açılırlar; böylece kloroplastın havaya buharlaştırmak üzere fazla nemi olur. Kloroplast ise, ihtiyaç duyduğu havayı ve besini, gözeneklerden gelen güneş ışığı sayesinde karbondioksidi emerek elde eder. Yaprak yüzeyinin 1 milimetrekaresinde 50-700 kadar gözenek olabilir. Bir yaprağın tamamında ise gözenek sayısı milyonları bulabilir. Örneğin ayçiçeğinin tek bir yaprağında 13 milyon stoma sayılmıştır. Bu milyonlarca kapının her biri kendi başına hareket eden hücreler tarafından kapatılır veya açılır.33 İnsanların bu tür sistemler için karar veren haberleşme ve karar mekanizmaları varken, tek bir yerden kontrol edilmeyen ve sadece sıradan bir hücre olan bu yapıların yaptıkları işin ne kadar şaşırtıcı olduğu daha iyi anlaşılmaktadır.

Bir stoma açılırken önce potasyum, sonra su, muhafız hücrenin içine girer. Bu, basıncı artırır ve stomanın açılmasına neden olur. b. Bir stoma kapanırken, önce potasyum, sonra su hücreyi terk eder. Bu, basıncı düşürür ve stomanın kapanmasına neden olur.

Fotosentez sırasında üretilen oksijen de sadece açık bir stomadan çıkarak yaprağı terk edebilir. Bu gaz alışverişi sırasında büyük miktarlarda su kaybı da yaşanmaktadır. Yaprak yüzeyinin %1′ini kaplayan stomalar kaybedilen suyun %90′ından sorumludur. Mesela pamuk ağaçları, sıcak çöl günlerinde, saatte 400 litre civarında su kaybederler. Bu gibi çevresel faktörler de stomanın açılıp kapanmasını etkiler. Su miktarı, yaprak için uygun olan kritik noktanın altına düştüğünde kalan suyun buharlaşmasını önlemek için stoma kapanır. Stomaların açılıp kapanmasını kontrol eden gözcü hücreler içlerine potasyum iyonları aldıklarında, su hücrenin içine girer ve hücrenin şişmesine yol açar; böylece stoma açılır. Potasyum hücreyi terk ettiğinde ise su da hücreden çıkar ve stoma kapanır. Bu sistem, yapraktaki suyun basıncına göre, “absisik asit” adı verilen bir hormon tarafından düzenlenir ve yönetilir.34
Çoğu bitkinin stoması gündüz açılıp gece kapansa da, bazı türlerin stoması gündüz kapanır, gece açılır. Bu türler genelde sıcak, kuru iklimlerde yaşayan kaktüs, ananas gibi bitkilerdir. Bu bitkiler geceleyin karbondioksiti içine alır ve 4-karbon asidine dönüştürür. Gündüz ise, stoma kapalı olduğunda, asitten karbondioksit açığa çıkar ve hemen fotosentezde kullanılır. Bu işlemin adına “crassulacean asit metabolizması” denir. Böyle bitkilere de “CAM” bitkiler adı verilir.35
Pamuk bitkisi (üstte) ve ananas bitkisi (sağda)

Yaprağın bölümlerinin arasında yalnızca stoma incelendiğinde bile insanda hayret uyandıran bir tasarım görülür. Bu birim, sadece kapıyı bekleyen bir bekçi değil, tek başına karar verebilen bir güvenlik merkezi, dışarıdaki ve içerideki ortamı aynı anda denetleyen bir meteoroloji uzmanı ve bitkinin tamamından haberdar olan bir acil çıkış noktasıdır.
Damarsal kümeler: Yaprağın ortasından geçen ana damarın adı “midrib”tir. Bu damar ve ondan çıkarak yaprak yüzeyini kaplayan diğer damarlar damarsal kümelerden meydana gelir. “Ksilem”, yaprak içinde çok önemli görevlere sahip odunsu bir dokudur. Bütün bitki içinde, vücudumuzdaki damarların görevini gören bu doku aldığı çeşitli görevlere göre değişik yapılar kazanır. Örneğin topraktan su ve mineral tuzlarını getirir; bazen depo görevindedir; bazen de oldukça sert bir odun haline gelerek bitkiye destek olur.36 Bu damarların bitki ve yaprak içindeki dağılımları gelişigüzel değildir. Her yaprak ve yapraktaki her damar belirli bir tasarıma ve biçime sahiptir. Yaprağın düz ve dik durmasını sağlayan bu damarlar yaptıkları görev için belirli fiziksel formüllere uymaktadırlar.

Floem (damar dokularının kalburlu boru kısmı): Bu borular aminoasit gibi organik besinleri yaprağa getirir, ayrıca şekerli sıvıyı yapraktan dışarı taşır. Fotosentezle üretilen glikoz, sakaroza çevrilir ve “floem” ile bitkinin diğer bölümlerine taşınır ya da nişastaya çevrilip depolanır.37
Bitkinin hazine sandığı, “vakuol”: Bitki hücresinin önemli bir bileşeni ise içi sulu bir karışımla dolu, hücreye ince bir zarla bağlı bir kese olan vakuoldür. Bu kesenin içindeki hücre özsuyu genellikle hafif asidiktir ve ergimiş atmosferik gazlar, organik asitler, şekerler, pigmentler, parfümlerin ve aromatik kokuların kaynağı olan uçucu yağlar, ilaç için kullanılan glikozitler, zehirli özellikleriyle bilinen alkaloitler, kristaller, mineral asit tuzları, bitkinin öz suyunda bulunan kauçuk, çay bitkisinde daha fazla görülen tanenler, çiçeklerin ve meyvelerin mavi, mor, sarı, erguvan rengini veren boya maddeleri flavonlar ve antosyanlardan ve daha nicelerinden oluşur. Bütün bu maddeler gözle görülmeyen bir hücrenin içindeki, ancak elektron mikroskobuyla görülebilen bir mekanda birbirlerine karışmadan, görev zamanlarının gelmesini beklemektedirler. Vakuol dolu olduğunda hücrenin içerikleri hücre duvarına basınç uygular, hücreyi şişik bir futbol topu gibi katı (veya şişkin) hale getirir ve sitoplazmayı hücre duvarlarına doğru iterek bitkinin dik durmasının sağlar. Kalın hücre duvarı ve odunsu gövde şeklindeki mekanik destekten yoksun otsul bitkiler, dik durabilmek için işte bu iç su baskısını kullanırlar; eğer bunu yapamazlarsa bitki solar. Vakuol aynı zamanda bir kısım reaksiyon için gerekli olan ıslaklık derecesini ve hücrenin ışığa göre eğilim hareketlerini ayarlar.38

Ksilem boruları bitkinin en önemli desteklerindendir. Bu odunsu doku, bitkinin dik durmasını sağlayan sert yapısının yanı sıra, topraktan su ve mineral tuzlarını taşıma fonksiyonuna da sahiptir.

Floem isimli borular, besinleri yaprağa getirirken, şekerli sıvıyı yapraktan dışarı taşırlar. Yandaki resimde, bu taşıma işleminin ayrıntıları görülmektedir.

Vakuolün içindeki maddeler nasıl olup da biraraya geliyor ve birbirlerine karışmadan depolanabiliyorlar? Mesela bir kap alıp içerisine çeşitli parfümler, yağlar, alkoller, şekerli sular, çeşit çeşit boyalar, sıvı kauçuk, tuzlu su gibi maddeler koyarsak bu maddeler kısa bir süre sonra birbirine karışır. Eğer bu maddeleri balon gibi bir malzemenin içine doldurursak maddelerin karışması daha hızlı olur. Daha sonra ihtiyacımız olduğunda bu maddeleri balondan dışarı çıkartmaya çalışırsak bir sonuç elde edemeyiz. Artık bu maddeleri yeniden kullanılır hale getirmemiz için bir kimya laboratuvarında ayrıştırma işlemine başvurmamız gerekir. İşte vakuoller ilk yaratıldıkları günden beri bu karmaşık işlemi hiç hata yapmadan gerçekleştirirler. Çiçekler renkleneceği zaman boyayı, koku üretileceği zaman parfümleri çıkartıp gerekli yerlere gerekli miktarlarda ulaştırırlar. Bu işlemleri kusursuz bir şekilde gerçekleştiren vakuol hücreleri, diğer hücreler gibi karbon, hidrojen, oksijen gibi maddelerden oluşmuş ve ancak mikroskopla görülebilecek organizmalardır. Bu hücreler bir depocu gibi iş görmelerine rağmen, depocunun sahip olduğu hiçbir özelliğe sahip değildirler.

Vakuol, bitki hücresine bağlı küçücük bir kesedir. Gözle görülmeyecek kadar küçük hücreden çok daha küçük olan bu kesenin içinde uçucu yağlardan organik asitlere kadar onlarca madde birarada depolanmıştır.

Vakuol denen keselerin dolu olması, bitkinin dik durmasını sağlar.

Yani hangi ürünleri kabul edeceğini, bunları nereye yerleştireceğini, bu ürünlerin nereden geldiğini, nereye gideceğini biliyormuş gibi davranmasına rağmen, aslında bunları görecek ve tanıyacak organlara sahip değildir. Bir başka deyişle biz bir ağacı alıp, değerli maddeleri sakladığımız bir deponun önüne dikip, onu bu maddelerin geliş gidişinden sorumlu yapamayız. İşte vakuol hücresi de, bu şuursuz bitkinin yine şuursuz ve gözle görülemeyecek kadar küçük bir parçasıdır. Yaptığı bütün işleri kendi iradesi ve aklıyla değil, onu yaratan Allah nasıl ilham ettiyse o şekilde otomatik olarak gerçekleştirmektedir.

Göklerin, yerin ve her ikisi arasındakilerin Rabbidir; şu halde O’na ibadet et ve O’na ibadette kararlı ol. Hiç O’nun adaşı olan birini biliyor musun? İnsan demektedir ki: ‘Ben öldükten sonra mı, gerçekten diri olarak çıkarılacağım?’ İnsan önceden, hiçbir şey değilken, gerçekten bizim onu yaratmış bulunduğumuzu (hiç) düşünmüyor mu? (Meryem Suresi, 65-67)

Bu saydıklarımız dışında yaprak içinde farklı görevler almış daha birçok yapı vardır. Bu yapıların her biri yukarıda sayılan bölümler gibi kompleks yapılara sahiptirler. İncecik bir yaprakta biraraya gelen bu sistemler daha ileride de göreceğimiz gibi canlı hayatı için çok önemli bir işlem olan fotosentezi gerçekleştirip dünyayı yaşanacak bir hale getirirler. Sonuçta bitkinin hangi parçasını ele alırsak alalım, belirli bir amaç için tasarlanmış olan özel bir makinanın hassas bir parçasını incelemiş oluruz. Bu tasarımda işe yaramayan, görevi olmayan tek bir doku dahi söz konusu değildir. Her biri kendi içinde farklı bir göreve sahip olan değişik sistemler biraraya gelerek ortak bir amaç için uyumlu bir çalışma yapmaktadırlar.
Kendi kendine çalışan, yakıt olarak hava ve su kullanan, tek hedefi hizmet olan, her koşulda her ortamda kendi kopyalarını üretebilen, hayati özelliklerinin yanında kokusu, rengi ve şekliyle, üstün bir sanat eseri olan bu muhteşem makina, Allah’ın sonsuz ilminin ve hayranlık uyandırıcı sanatının bir örneğidir.

ÜREME

Canlıların, soylarını devam ettirmek amacıyla kendilerine benzer yeni bireyler meydana getirmesine üreme denir. Üreme işlevi canlının gelişmişliğine bağlı olarak çeşitlilik gösterir. Fakat bütün canlılarda genel hatlarıyla incelendiğinde eşeyli ve eşeysiz üreme olmak üzere iki tip üreme görülür.

Eşeysiz üreme: Bir canlının kendi başına yeni bir birey meydana getirmesidir. Oluşan bireyler ata bireyin tıpatıp aynısıdır. Yavru gamet oluşturma gibi bir süreç olmaksızın oluştuğu için ata bireyin genetik özelliklerinin aynısına sahiptir. Çeşitlenme olmadığı için değişen çevre şartlarına uyumda güçlük çekilir. Bölünme, tomurcuklanma, sporlanma ve vejetatif üreme gibi çeşitleri vardır.

Bölünme: Genelde monera (bakteri, mavi-yeşil algler) ile protista (amip, öglena vs.) aleminde görülen üreme çeşididir. Bu alemlerin üyesi olan tek hücreli canlılar mitoz benzeri bir bölünme gerçekleştirerek iki yeni yavru oluştururlar. Bölünme bakterilerde olduğu gibi enine, öglenada olduğu gibi boyuna yada amipte olduğu gibi herhangi bir doğrultuda olabilir.

Tomurcuklanma: Bira mayası gibi bazı protistalarda ve mantarlarda görülen üreme çeşididir. Üreme gerçekleşirken birey hücre çekirdeğini eşler. Eşlenen çekirdeğin bir parçası ana hücrede kalırken diğeri hücre zarında oluşan çıkıntı şeklindeki yapıya geçer. Tomurcuk denilen bu yapı gelişerek yeni bireyi meydana getirir. Oluşan yavru bazen ana bireye yapışık olarak kalır yada ayrılarak bağımsız olarak yaşayabilir.

Sporlanma: Sporogoni de denilen bu üreme çeşidi monera, protista ve mantarlar aleminin bazı üyelerinin yanı sıra kara yosunları ve eğrelti otları gibi bazı bitki türlerinde de görülür. Tıpkı tomurcuk oluşumuna benzeyen spor oluşumu farklı olarak daha sağlam bir zarla çevrilidir. Sıcak, soğuk, kuraklık gibi olumsuz şartlardan etkilenmeyen bu yapılar uygun ortam oluştuğunda gelişerek yeni bireyi meydan getirir. –50 oC dereceye dayanabilen spor hücreleri çok uzun süre gelişmeden bekleyebilir.

Kara yosunları ve eğrelti otların da oluşturulan sporlar haploid kromozom taşırlar ve gametofit olarak adlandırılır. Gametofitlerin üreme organlarında üreme hücreleri oluşturulur. Üreme hücrelerinin döllenmesiyle de tekrar diploid bitki meydana gelir.

Vejetatif üreme: Bazı canlılarda görülen vejetatif üreme; yeterli büyüklükteki gelişmeye uygun parçaların eksiklerini tamamlayarak yeni bir birey meydana getirmesidir. Deniz yıldızının kopan kolunun tamamlanması ve kolun da gelişerek yeni bir denizyıldızını meydana getirdiği gibi bir rejenerasyon, kavak ve söğüt gibi bitkilerde bir dal parçasının toprağa dikilerek gelişmesinde olduğu gibi çelikle üreme, çilek bitkisinde toprağın üzerinde gövdenin bir bölümünden kökün ve sonrasında yeni bir çilek bitkisinin oluşmasında olduğu gibi sürünücü gövde ile üreme, patates bitkisinin yumruları üzerindeki gözlerin gelişerek yeni patates bitkisini oluşturduğu gözle üreme gibi çeşitleri sayılabilir.

Eşeyli üreme: Kalıtsal olarak farklı iki hücrenin yada çekirdeklerinin birleşerek yeni bir bireyi meydana getirdikleri üreme şeklidir. Çoğunlukla gelişmiş canlılara özgü olan bu üreme şeklinde, anne ve baba diye tanımlanan iki farklı ata vardır. Ata bireylerin mayoz bölünme yoluyla gamet oluşturmalarından sonra döllenme ile oluşan birey ana veya babaya tam olarak benzemez. Gametlerin oluşumu sırasında meydana gelen mutasyonlar ve farklı iki gen dizilimine sahip hücrenin birleşmesinden oluşan yeni varyasyon yavrularda çeşitliliğe yol açar.

İzogami: Şekil ve yapı bakımından birbirine benzer aynı büyüklükteki gametlerin birleşmesiyle oluşan eşeyli üreme çeşididir. morfolojik benzerlik gösteren gametlerin taşıdıkları genlerde fizyolojik farlılıklar bulunur. Alg çeşitlerinden sporogyra, ulothrix ve chlamydomanas izogami ile ürerler.

Heterogami: Farklı özelliklerdeki dişi ve erkek gametlerle yapılan üreme şeklidir. Bazı alg türlerinde olduğu gibi gametler arasındaki farklılık çok az ise anizogami, yada insan ve diğer omurgalı hayvanlarda olduğu gibi gametler farklı morfolojik ve fizyolojik yapılara sahip ise oogami olarak adlandırılır. Oogami’de yumurta büyük, hareketsiz ve bol sitoplazmalı olmasına rağmen sperm oldukça küçük ve hareketlidir.

Konjugasyon: Kavuşma anlamına gelen konjugasyon da aslında gamet oluşturulmaz. Bakteri, paramesyum ve bazı su yosunlarında görülen konjugasyon da yan yana gelen canlılar birbirlerine gen aktarımında bulunurlar. Canlıların gen diziliminde değişiklik dolayısı ile de çeşitlilik oluştuğu için eşeyli üreme olarak kabul edilir.

Partenogenez: Arılar, çalı çekirgeleri, karıncalar gibi eklem bacaklılarda görülen partenogenetik üremede yumurta bazen döllenme olmaksızın gelişerek yeni bir birey meydana getirir. Oluşan birey erkektir ve haploid sayıda kromozom taşır. Normal üreme süreçlerinde dişiler mayozla yumurtayı oluştururken erkekler mitoz benzeri bir bölünme ile sperm oluşturur. Döllenme sonucu oluşan bireyler ise hep dişidir. Arılarda oluşan dişiler bal özü ile beslenirse kraliçe, çiçek tozu (polen) ile beslenirse işçi arı olur.

Hermafroditizm: Canlılarda normalde üreme organlarında sadece birisi bulunur. Dolayısı ile de tek çeşit gamet üretir. Fakat salyangoz gibi bazı hayvanlarla çiçekli bitkilerin çoğu her iki üreme organına da sahiptir ve hem yumurta hem de sperm üretebilirler. Böyle canlılara hermafrodit (erselik, çift cinsiyetli) denir. Erselik canlılar normalde kendi kendilerini döllemez. Bir populasyon içerisinde bireylerin bir kısmı erkek bir kısmı ise dişi rolünü üstlenir. Sonraki üreme döneminde rollerini değişebilirler.

TANIMLAR: Ekoloji, bugün çok sayıda bilim dalının çekirdeğini oluşturmaktadır. Çevre şartları içinde tek bir canlının incelenmesine “otekoloji”, farklı canlı türlerinin oluşturduğu toplulukların incelenmesine “sinekoloji ” denmektedir.

1935 yılından itibaren, bir bölgede bulunan bütün canlılar ve bunların cansız çevrelerini ifade etmek için “Ekosistem” kelimesi kullanılmaya başlanmıştır. Çevre ve sistem kelimelerinin birleştirilmesiyle oluşturulan ekosistem kelimesinin açık bir ifadesi olarak yer küreden bahsetmek gerekir. Gerçekte yer küre en büyük bir ekosistemi oluşturmaktadır. Ekosistem içinde daha küçük boyutlu ekosistemlerde bulunmaktadır. Orman, dağ, ova, çayır, hububat, doğal hayvanların her biri ayrı ayrı ekosistemi oluşturmaktadır.

Ekosistemi oluşturan öğeler, başlıca dört gurupta toplanır.

1-Cansız varlıklar. (inorganik ve organik maddeler)
2-Primer üreticiler. (yeşil bitkiler)
3-Tüketiciler (bitkisel ve hayvansal maddeleri yiyenler)
4-Ayrıştıcılar (bakteri ve mantarlar)

Ekosistem içindeki doğal dengeye “ekosistem dengesi” denir. Doğal denge bozulduğunda, ekosistem dengesi bozulur ve ekolojik sorunlar ortaya çıkar. Mevcut ekosistemin bozulup ortadan kalkması ve daha sonra bozulan bu ekosistemin yerine yeni bir ekosistemin olması olayına sükseyon (yerine alma) denir. Yer küre içinde en fazla ekosistem dengesini bozan en etkili canlı, şüpesiz ki insandır. İnsan nüfusu ve faaliyetleri arttıkça ekosistem dengesi bozulmaktadır. İnsanlar dışında bitkiler veya hayvanlarda ekosistem dengesini bozabilirler. Tarım bölgesinde kuş türlerinin aşırı çoğalması, hububat üretimini olumsuz etkiler. Yine kuş türlerinin aşırı oranda azalması da, kuşlarla beslenen zararlı böceklerin çoğalmasına yol açar. Ancak, tüm bu gelişmelerde insanın katkısı çok büyüktür. Gerçekte insanın olmadığı doğal bir ortamda, ekosistem dengesi pek fazla bozulmaz.

Hücrenin, organizmaların temel öğesi olmak gibi, ekosistemlerde doğal ortamın birimlerini oluşturur. Her ekosistem, biyosenoz adı verilen bir canlılar topluluğundan oluşur; bunlar, çevrenin ve bu çevrede hüküm süren koşulların nispi homojenliğiyle belirgin, biyotop adı verilen bir alanda yaşar. Bir biyosenoz içinde üç büyük kategori
söz konusudur. Önce besin zincirinin temelini oluşturan birincil üreticiler (klorofilli yeşil bitkiler); sonra birinci basamaktan (otçul hayvanlar), ve ikinci basamaktan tüketiciler (etçil hayvanlar),ve nihayet minareleştiriciler (bakteriler, mantarlar) Ekosistemin çalışması bir madde ve besin zincirleri (beslenme zincirleri de denir.) arasından, sürekli enerji akışıyla kendini belli eder.

Ekosistemler bir çok düzeye göre ele alınabilir. Biyomlar büyük biyocografi bölgelere (tropikal orman, tudra, savan vb) tekabül eder. Bir alt düzeyde, ekosistemler manzaranın bir takım parsellerinin (bir buğday tarlası, bir ormanlık kesim vb) temsil eder. Daha da alt bir düzeyde, mikroekosistemler (bir kıyı kayalığı, bir kara yosun topluluğu vb.) gelir.

Ekolojinin temel ve aynı zamanda tanımlanması en zor kavramlarından biri, bir türün ekolojik ortamı kavramıdır; bu, söz konusu olan türün fizyolojik ihtiyaçlarına, yaşam biçimine ve uyum sağlama niteliklerin bağlı çeşitli parametrelerle belirlenir. Böylece ekolojik ortam, basit bir barınak kavramının ötesinde, türün ekosistemdeki rolünü yerini belirler.

Monera alemini oluşturan prokaryot canlıların en yaygın ve en çok bilinen grubu bakterilerdir. O kadar yaygındır ki bugün dünyamızda bakterinin bulunmadığı yer yoktur diyebiliriz. En çok organik atıkların bol bulunduğu yerlerde ve sularda yaşarlar. Bununla beraber, -90 0C buzullar içinde ve +80 0C kaplıcalarda yaşayabilen bakteri türleri de vardır. Hava ile ve su damlacıkları ile çok uzak mesafelere taşınabilirler. Deneysel olarak ilk defa 17. yüzyılda bakterileri gözleyebilen ve onların şekillerini açıklayan Antoni Van Lövenhuk olmuştur. Bakteriler bütün hayatsal olayların gerçekleştiği en basit canlılardır. Hepsi mikroskobik ve tek hücrelidirler. Büyüklükleri normal ökaryotik hücrelerin mitokondrileri kadardır.

HÜCRE YAPISI

Prokaryot olduklarından zarla çevrili çekirdek, mitokondri, kloroplast, endoplazmik retikulum, golgi gibi organelleri yoktur. Ribozom bütün bakterilerin temel organelidir. DNA, RNA, canlı hücre zarı ve sitoplazma yine bütün bakterilerin temel yapısını oluşturur. Bunlara ek olarak bütün bakterilerde hücre, cansız bir çeperle (murein) sarılıdır. Çeperin yapısı, bitki hücrelerinin çeperinden farklıdır. Selüloz ihtiva etmez.
Bazı bakterilerde hücre çeperinin dışında kapsül bulunur. Kapsül bakterinin dirençliliğini ve hastalık yapabilme (patojen olma) özelliğini artırır.
Bazı bakteriler kamçılarıyla aktif hareket edebilirken, bazıları kamçıları olmadığı için ancak bulundukları ortamla beraber pasif hareket edebilirler.
buna göre bakteriler, kamçısız, tek kamçılı, bir demet kamçılı, iki demet kamçılı ve çok kamçılı olarak gruplandırılır. Bazı bakteriler “mezozom” denilen zar kıvrımları bulundurur. Burada oksijenli solunum enzimleri (ETS enzimleri) vardır. Oksijenli solunum yapan, ancak mezozomu bulunmayan bakterilerde ise solunum zinciri enzimleri hücre zarına tutunmuş olarak bulunur. bakterilerde genel yapının % 90′ı sudur. suda çözünmüş maddeler hücre zarından giriş-çıkış yaparlar. DNA’lar sitoplazmaya serbest olarak dağılmıştır. Bakteriler ökaryot hücrelere göre daha çok ve daha küçük ribozom içerirler. bu sayede protein sentezleri çok hızlıdır.
Bakteriler çeşitli özellikleri bakımından gruplandırılırlar. Bu özelliklerin başlıcaları ; şekilleri, kamçı durumları, beslenmeleri ve boyanmaları olarak sayılabilir.

ŞEKİLLERİ ve BOYANMALARI

Bakteriler ışık mikroskobunda bakıldığında başlıca şu şekillerde görülürler.
a. Çubuk şeklinde olanlar (Bacillus):Tek tek veya birbirlerine yapışmışlardır. Tifo, tüberküloz ve şarbon hastalığı bakterileri bu şekildedir.
b. Yuvarlak olanlar (Coccus): Genellikle kamçısızdırlar. Zatürre ve bel soğukluğu bakterileri bunlara örnektir.
c. Spiral olanlar (Spirullum): Kıvrımlı bakterilerdir. Frengi bakterileri ve dişlerde yerleşen Spiroketler bunlara örnektir.
d. Virgül şeklinde olanlar (Vibrio): Virgül biçiminde tek kıvrımlıdırlar. Kolera bakterisi gibi.
Bakterilerin boyanmaları: Danimarkalı Bakteriyolog Gram tarafından geliştirilen boyalarla boyanan bakterilere Gram (+), boyanmayanlara ise Gram (-) bakteriler denir.

BAKTERİLERİN BESLENMELERİ
Bazı bakteriler ototrof olup, fotosentez veya kemosentez yaparlar. Çoğunluğu ise heterotrof olup, saprofit veya parazit yaşarlar.
a. Saprofit Bakteriler: Bakterilerin çoğunluğunu oluşturur. Besinlerini bulundukları ortamlardan hazır sıvılar olarak alırlar. Nemli, ıslak ve çürükler üzerinde yaşarlar. en çok amino asit, glikoz ve vitamin gibi besinleri ortamdan alırlar. Bu tür bakteriler dış ortama salgıladıkları enzimlerle bitki ve hayvan ölülerini daha basit organik maddelere parçalayarak onların çürümesini sağlarlar. Böylece hem toprağın humusunu artırırlar, hem de kendilerine besin sağlarlar. çürütme sonucu çeşitli kokular meydana gelir. Bu yüzden bu olaya kokuşmadenir. Bazı saprofit bakteriler, sütün yoğurt ve peynir olarak mayalanmasını sağlarlar.
Saprofitler, dünyada madde devrinin tamamlanmasında önemli rol oynadıklarından hayat için mutlaka gereklidir.
b. Parazit Bakteriler: Besinlerini cansız ortamdan değil de üzerinde yaşadıkları canlılardan temin ederler. Çünkü sindirim enzimleri yoktur. Bunların bazıları konak canlıya fazla zarar vermeden yaşayabilirler. Sadece onun besinlerine ortak olurlar. Kalın bağırsağımızdaki Escherichia coli bunun en iyi örneğidir. Bazı parazit bakteriler ise konak canlının ölümüne bile sebep olabilen hastalıklara yol açarlar. Bunlara Patojen Bakteriler denir. Patojenler ya toksin çıkararak ya da konak canlının enzim ve besinlerini kullanarak zarar verirler. toksinler ya dışarı atılır (Ekzotoksin), ya da Bakterinin içinde kalır (Endotoksin). İçinde kalan toksinler bakteriler ölünce zararlı hale geçerler. Canlıların patojen bakterilere ve toksinlerine karşı oluşturdukları savunmaya “Bağışıklık” denir. Parazit bakterilerinin üremeleri oldukça hızlıdır.
c. Fotosentetik Bakteriler: Sitoplazmalarında serbest klorofil taşırlar. Fotosentezlerinde elektron kaynağı olarak H2O yerine H2S ve H2 kullanırlar.
• CO2 + H2O ——> Besin + O2 (Mavi-yeşil algler)
• CO2 + H2S ——> Besin + S + H2O (Kükürt bakterileri)
• CO2 + H2 ——> Besin + H2O (Hidrojen Bakterileri)
d. Kemosentetik Bakteriler
Bu bakteriler de madde devrinde çok önemlidirler. Bazı inorganik maddeleri oksitleyerek onları zararsız hale getirirler. oluşan maddeler ise bitkilerce mineral tuzlar olarak kullanılır. bu oksitleme sonucunda açığa kimyasal enerji çıkar. Bu enerjiyle de CO2 indirgemesi yaparak besinlerini sentezlerler. ışık ve klorofil gerekli değildir. Oksijen kullanılır. Kemosentetik bakteriler en çok azotlu, kükürtlü, demirli maddeleri oksitlerler.
NH3 + O2 ———> HNO2 + H2O + Kalori (Nitrosomanas)
HNO2 + O2 ———> HNO3 + Kalori (Nitrobacter)
H2S + O2 ———> H2O + S + Kalori (Kükürt Bakterileri
FeCO3 + O2 + H2O ———> Fe(OH)3 + CO2 + Kalori (Demir Bakterileri)
N2 + O2 ———> NO2 + Kalori (Azot bakterileri)
Kemosentez sonucu:
• Bazı zararlı maddeler ortadan kaldırılmış,
• Bitkilerin alabileceği tuzlar oluşturulmuş,
• Kimyasal enerji kazanılmış
• Organik besin sentezlenmiş olmaktadır.

BAKTERİLERİN SOLUNUMLARI

a. Anaerob Bakteriler
Bakteriler organik besinleri parçalayarak enerjilerini elde ederken genellikle oksijen kullanmazlar. Bunlar havasız yerlerde de yaşayarak çoğalırlar. ( Konservelerde olduğu gibi) Bunlardan bazıları oksijenin olduğu yerde hiç gelişemezler. Örnek: Clastrodium tetani (Tetanos bakterisi)
b. Aerob Bakteriler
Bazı bakteri grupları (Escherichia coli, Zatürree ve Yoğurt Bakterisi gibi) ancak oksijenli ortamda yaşayabilir. Bunlarda mitokondri olmadığı için solunum hücre zarının iç kısmındaki kıvrımlarda (mezozom) gerçekleştirilir. Örnek: Azot Bakterileri.
c. Geçici Aerob veya Geçici Anaerob Olanlar
Asıl solunumları oksijensiz olduğu halde kısa süre için aerob olanlara “Geçici Aerob” denir. Normal solunum şekli aerob olanlar ise havasız kalınca fermantasyona başvururlar. Bunlara “Geçici Anaerob” denir.

BAKTERİLERİN ÜREMELERİ

a. Bölünerek Çoğalma
Bütün bakteri türlerinin esas üreme şekli bölünmedir. bölünme eşeysiz üreme biçimidir. Su, besin maddesi ve sıcaklığın uygun olduğu ortamlarda çok hızlı bölünürler. bu bölünmeler her 20 dakikada bir gerçekleşir. Böylece geometrik olarak artmaya başlarlar. ancak bu artış sürekli değildir. Çünkü zamanla ortam sıcaklığı artar, asitler ve CO2 birikir, besin maddeleri tükenir. Bunlar bakteriler için öldürücü doza ulaşınca geometrik artış bozulur. belli değerden sonra artış yerine azalma görülür. Böylece bakteri populasyonları da dengelenmiş olur.
Bakterilerin bölünmeleri mitoza benzer. ancak çekirdek zarı ve belli bir kromozom sayısı olmadığı için tam bir mitoz değildir. Buna Amitoz Bölünme denir.
b. Sporlanma
Bazı bakteri türleri yaşadıkları ortam şartları bozulunca endospor oluşturarak kötü şartları geçirirler. Endosporlar, kalıtım materyalinin çok az bir sitoplazmayla beraber çevrilmiş halidir. ortam şartları normale dönünce çeper çatlar, endospor gelişerek normal bakteriyi meydana getirir.
Endosporlarda metabolik faaliyetler minimum seviyededir. bu şekilde uzun yıllar yaşayabilirler. olumsuz şartlar olan yüksek ısıdan, kuraklıktan, donmadan ve besinsizlikten etkilenmezler. 60 yıl canlı kalan bakteri sporları tespit edilmiştir. Normal bakteri hücrelerinin tamamı 100OC’de ölürken endosporlar ancak 120OC’de 15-20 dakika kalırsa ölürler. Soğuk ortamlarda da aynı oranda dayanıklıdırlar. Bazı türlerde bir bakteriden birden çok endospor meydana gelebilir.
c. Eşeyli Üreme (Kojugasyon)
bakteriler bölünerek çok hızlı üremelerine, olumsuz şartları da endospor oluşturarak geçirmelerine rağmen, düzensiz de olsa eşeyli üremeyi gerçekleştirirler. Çünkü bu sayede kalıtsal çeşitliliklerini artarak değişen ortamlara uyum yapma imkanı bulurlar. Bu çeşitliliğe ise Kalıtsal Varyasyon denir.
Konjugasyon (kavuşma) esnasında DNA yapısı farklı iki bakteri yan yana gelerek aralarında geçici bir zardan köprü oluştururlar. bu köprü aracılığı ile DNA parçalarını değiştirirler. Sonra ayrılarak bölünmelerine devam ederler. Dikkat edilirse çok hücreli canlılarda görülen eşeyli üremeden çok farklı bir eşeyli üreme oluşmaktadır. Bunlarda gamet oluşumu ve döllenme yoktur.
Bakteriler diğer canlılara göre daha kolay mutasyona uğrarlar. Mutasyon genellikle zararlı ve öldürücü olmakla beraber, bakterilerde bazen olumlu sonuçlar veren faydalı mutasyonlar oluşabilmektedir. Bugün bakteriler besin (kültür) ortamlarında yetiştirilerek incelenmektedir. En iyi geliştikleri kültür ortamı et suyudur.