Bu yazımızda sizlere madde döngüleri ve onun alt başlıkları olan Su, azot, oksijen, karbondioksit, fosfor ve karbon döngüleri hakkında bilgi vereceğiz. Madde Döngüleri nelerdir? Sorusunun yanıtı ayrı ayrı başlıklar altında detaylı ve resimli bir şekilde anlatacağız.
Tabiatta bulunan canlıların canlılılık özelliklerini koruyarak yaşamlarını devam ettirebilmeleri için besin tüketmeleri gerekmektedir. Ancak doğada tüketilen önemli maddelerin üretilmesi canlılık ve doğanın sürekliliği için oldukça önemlidir. Bu kullanım ve tüketim arasındaki devire madde devri veya diğer bir adıyla madde döngüsü denilmektedir. Canlılık için mutlaka gerekli olup, devredilmesi yani üretilmesi zorunlu olan maddelerin en önemlileri oksijen, karbondioksittir, su, azot, karbon, fosfat ve kükürttür.
Doğadaki bu madde döngüsünde saprofitler ve kemosentikler en önemli rolü üstlenmektedirler. Çünkü bunlar organik yapıda bulunan artıkları inorganik atıklara dönüştürerek maddelerin devirli bir şekilde kullanılmasını sağlamaktadır. Şimdi sizlere aşağıda madde döngüleri başlıklar halinde ele alacağız.
Azot Döngüsü (Azot Devri)
Proteinler, hem canlıların temel yapısı içerisinde yer alır, hemde foksiyonlarını yerine önemli bir moleküldür. Canlılar açısında çok önemli olan proteinler yapısı içerisinde ise bol miktarda azot bulunmaktadır. Bunun yani sıra Adenozin Tri Fosfat (ATP), Deoksiriboz Nükleik Asit (DNA), Ribo Nükleik Asit (RNA) ve koenzim yapılarının içerisinde de azotlu organik bazlar bulunmaktadır. Canlılar açısından oldukça önemli olan bu moleküllerin yapısı içerisinde azot bulunmaktadır. Bu nedenle doğadaki azot döngüsü büyük bir öneme sahiptir.
Atmosfer içerisinde %79 oranında bir azot bulunmasına rağmen doğadaki bitkiler ve hayvanlar azotu direk olarak kullanamaz.
Yeryüzündeki canlı bitkilerin doğadaki azotu alabilmeleri için azotun nitrat (NO3) tuzlarına dönüştürülmesi gerekmektedir. Bu işlemi gerekleştiren kemosentetik bakterilerdir.
Tüm heterotrof canlılar azot kaynağı olarak bitkilerin organik bileşiklerini dolaylı veya doğrudan alırlar. Aldıkları bu azotu solunum ve diğer metabolik faaliyetleri kullanarak; amonyak, üre, ürik asit ve organik atık olarak doğaya bırakırlar. Saprofit ve kemosentetik bakteriler atılan bu organik bileşikleri bir çok farklı işlemden geçirerek bitkilerin alabilecekleri inorganik bileşiklere yada diğer bir ifadeyle tuzlar haline dönüştürür
Baklagillerin kökleri içerisinde yaşayan bazı bakteriler ve mavi yeşil algler ise havadaki serbest azotu tutarak kendilerine bağlarlar ve toprağa salarlar.
Nitrifikasyon ve Denitrifikasyon Olayları
Atmosferde bulunan azot, bazı bakteriler tarafından amonyuma dönüştürülür. Bakterilere tutunarak amonyuma dönüştürülen azot, kemosentetikler tarafından nitrite ve nitrata dönüştürülür. Proteinlerin parçalanması sonucu oluşan amonyağın kemosentetikler tarafından nitirit ve nitrata dönüştürülür. Gerçekleşen bu olaya nitrifikasyon denilmektedir.
Toprağın içerisinde nitrit ve nitratın bazı bakteriler tarafından bozularak serbest azot oluşturmasına denitrifikasyon denilmektedir. Farklı bir şekilde anlatmak gerekirse denitrifikasyon, nitrat ve nitritın, anaerobik koşullarda bakteriler tarafından redüksiyona uğratılarak elementer azota dönüştürülmesi olayıdır. Canlılar tarafından kullanılmayan bu azot atmosferde dağılır.
AZOT DÖNGÜSÜ HAKKINDA DETAYLI BİLGİ
Su Döngüsü
Su, şüphesiz doğa ve canlılar açısından oldukça önemlidir. Çok iyi bir çözücü olan su doğada katı, sıvı ve gaz halinde bulunmaktadır. Yeryüzündeki suyun buharlaşır ve yoğunlaşarak yeryüzünü geri döner. Bu döngüye su döngüsü denilmektedir.
Canlılar suyu genellikle sıvı halinde alırlar, buhar ve sıvı olarak dışarı atarlar. Bu işelemi yaparken hem vucüt ısılarını dengelerler hemde atıklarını dışarı atmış olurlar.
Yıl içerisinde yeryüzünde buharlaşan su miktarı ile yoğunlarak gelen su miktarı bir birine eşittir. Yani güneş veya farklı nedenlerden buharlaşarak atmosfere karışın su miktarı yoğunlaşarak yağmur kar şeklini alır ve dolaya tekrar verilir. Giden ve gelen su miktarı eşittir ancak aynı bölgeye ve ortama gelmeyebilir. Bunun nedeni iklim değişikleri ve yağışlardaki farklılıktır.
Karbon Döngüsü
Canlı yapısında içerisinde bulunan en önemli elementlerden birisi karbondur. Bütün organik bileşiklerin temel yapısı içerisinde karbon bulunmaktadır. Bu nedenle canlılar karbon bileşikleini kullanmak zorundadır. Karbon atmosferde karbondioksit olarak bulunmaktadır. Bunun canlı yapısına geçiş işlemini fotosentez yapan yeşil bitkiler ve bazı bakteriler sağlamaktadır. Bunların dışında bazı bakterilerde kemosentez yaparak bu işlemi gerçekleştirirler. Bu olaya ototrofluk denilmektedir.
Özümleme ile organik bir besin haline getirilen karbondioksit (CO2) bütün canlılar tafafından enerji hammadesi ve yapı maddesi olarak tüketilir.
Bitkiier ve bakteriler atmosferden aldıkları karbondioksiti fotosentez gibi bir takım işlemlerden geçirir ve doğaya salar. Doğaya salınan bu oksijen ve karbondioksit canlılar tarafından alınır. Canlılardaki solunum işlemleri sonucu canlılar karbon ihtiyacını sağlar ve karbondioksiti tekrar atmosfere verir. Böyle karbon döngüsü tamamlanmış olur.
Gerçekleşen bu döngü sonucu karbonun bir kısmı mineral olarak yer katmanlarında kalır. Bu karbonların atmosfere dönüşü ise yer katmanlardaki kömür ve benzeri madenlerin çıkarılıp kullanılması ile sağlanmaktadır.
KARBON DÖNGÜSÜ HAKKINDA DAHA DETAYLI BİLGİ ALMAK İÇİN TIKLAYINIZ.
Oksijen ve Karbondioksit Döngüsü
Canlıların büyük bir çoğunluğu tükettikleri besinlerden faydalanabilmek için oksijen ile parçalamak zorundadır. Ayrıca bu işlemi yaparken de tükettikleri oksijeni tekrar geri verirler. Yeşil bitkiler fotosentez sonucu oksijen üretirler. Bu sayede doğadaki oksijen döngüsü sağlanmış olunur.
Canlılar sürekli oksijen kullanmakta ve buna karşı yalnızca bitkiler fotosentez olayını yalnızca güneşin olduğu zaman dilimlerinde yapmaktadır. Peki nasıl oluyorsa oksijen miktarı eşit olabiliyor. Denizlerde ve okyanuslarda yani kısacası sularda yaşayan planktonlar ürettikleri oksijenin büyük bir kısmını atmosfere vererek oksijen döngüsündeki oksijen alış verişini tamamlamaktadır.
Doğadaki oksijen ve karbon döngüsü birbirini tamamlayan olaylardır. Bu iki olayın gerçekleşmesi fotosentez ve solunum ile gerçekleşmektedir. Kloroplast organeli karbondioksiti tutarak organik besin üretir, mitokondri ise bu organik bileşiği oksijen ile parçalayarak oluşturduğu karbondioksiti dışarı verir.
Fosfor Döngüsü
Fosfor, nükleik asitlerde, diş ve kemilerde, ATP’de, hücre zarındaki fosfolipitler ve fosfoproteinlerin yapısı içerisinde bulunan önemli bir mineraldir.
Atmosferde fosfor minerali bulunmadığı için fosfor döngüsü karada başlamaktadır. Karada bulunan fosfatlı kayaçlar çok iyi birer fosfat kaynağıdır.
Yağmur rüzgar veya diğer nedenlerden dolayı kayaçlardaki fosfor toprağa karışır. Diğer canlılar bitkileri tüketerek organik fosfor ihtiyaçlarını karşılar. Suda yaşayan canlılar ise kayaçlardan suya düşen fosforları tüketerek fosfos ihtiyavını karşılamaktadır.
Peki canlılar tükettikleri bu besinleri nasıl tekrar doğaya veriyorlar. Karbon döngüsü nasıl tamamlanıyor? bitkiler ve onları tüketen diğer canlılar aldıkları fosforu çürüme ve ölüm sonucu toprağa geri verirler. Balıklar ise onları yiyen kara hayvanları aracılığıyla toprağa fosforu geri verir. Böylece fosfor döngüsü tamamlanmış olunur.
