Madde döngüsü nedir? Madde döngüsünün yararları nelerdir?

Madde döngüsü nedir?: Yaşama birliklerinde ve onun büyütülmüşü olan tabiatta canlılığın aksamadan devam edebilmesi için bazı önemli maddelerin kullanılan kadar da üretilmesi gerekmektedir. Doğada ekolojik önemi olan bu maddeler canlılar ve çevreleri arasında alınıp verilir. Bu maddeler güneş enerjisi yardımıyla belirli yörüngeleri izleyerek dolaşımlarını tamamlarlar. Maddelerin ekosistemdeki bu dolaşımına madde döngüsü denir. Tüm maddeler döngü yoluyla sürekli olarak canlılar tarafından yeniden kullanılır.

Canlılar için gerekli olup,devredilmesi gereken maddelerin en önemlileri;oksijen,su,azot,kar bon,fosfor ve kükürttür. Bu madde döngülerindeki en önemli rolü saprofitler ve kemosentetik bakteriler üstlenmektedir. Çünkü bunlar doğada her an toprağa düşen organik artıkları ve cesetleri ayrıştırarak inorganik maddelere dönüştürürler.Daha sonra bu yollarla serbest kalan inorganik maddeler yeniden fotosentez ve kemosentez yoluyla kullanılır hale getirilir.Fotosentez ve kemosentez olaylarıyla tekrar inorganik maddeler organik maddelere dönüştürülür. Bu organik artıklar yaprak,odun,kaya parçaları ve hayvan leşleri olabilir. Doğada hiçbir zaman madde kaybı söz konusu değildir.

Karbon döngüsü nedir?

Karbon, canlıların yapısını oluşturan temel maddedir. Bunun kaynağı da atmosferde ve sularda çözünmüş olan karbon dioksittir (C02). Fotosentez olayında, havadaki C02 yeşil bitkiler tarafından alınınca, C02’in karbonu fotosentez yapan canlılara geçer. Bitkilerden besinlerle hayvanlara aktarılır. Bu arada besinlerin yıkılması sonucu oluşan C02 tekrar atmosfere döner. Ayrıca bitki ve hayvanların ölüleri ve artıkları, ayrıştırıcılar tarafından parçalanarak C02 oluşur. Oluşan bu C02 tekrar atmosfere geçer. Bu arada bitki ve hayvan fosillerinin toprak altında uzun süre kalmasıyla oluşan kömür, petrol gibi yakıtlar ve kurumuş bitki dokuları yanınca oluşan C02 de atmosfere karışır. Böylece karbon, canlı ve cansız çevre arasında devirsel olarak kullanılır.

Karbon Döngüsü Nasıl Oluşur
Fosil yakıtlarının fazlaca kullanılması ve yeşil alanların azalması sonucu atmosferdeki C02 miktarı giderek artmaktadır. Atmosferde C02’in birikmesi, karbon döngüsünü olumsuz yönde etkileyerek sera etkisi yaratır. Sera etkisi sonucu, yeryüzünden atmosfere verilen ısı, C02 tarafından tutulur ve dağılması önlenir. Bu olay yeryüzünün ısınarak buzulların erimesi ve sonuçta okyanuslardaki suların yükselmesi gibi olumsuzluklar yaratmaktadır.

Karbon devrinin, dolayısıyla doğanın dengesinin bozulmaması için;

• Yeşil alanların korunup artırılması,
• Fosil yakıt kullanımını azaltacak önlemlerin alınması gerekir. Böylece doğanın ve insanlığın geleceği korunabilir.

Azot döngüsü nedir?
Canlıların temel yapı ve fonksiyon gören molekülleri proteinlerdir. Proteinlerin yapısında ise bol miktarda azot bulunur. Ayrıca DNA, RNA, ATP ve birçok koenzimin yapısında organik baz yer alır. Bunlar da azot içerir. Ayrıca bazı vitaminlerde de azot vardır. Bütün bu saydıklarımız canlının en önemli molekülleridir. Bunun için azot kullanmak zorundadırlar. Atmosferimizde % 78 gibi yüksek oranda azot bulunmasına rağmen, hiçbir bitki ve hayvan grubu bu serbest azotu kullanamaz. Bu azotun bitkiler tarafından alınabilmesi için nitrat (NO3) tuzlarına çevrilmesi gerekir. Bunu da kemosentetik bakteriler sağlar.

Bütün heterotroflar azot kaynağı olarak bitkilerin organik bileşiklerini direk ya da dolaylı olarak alırlar. Bunları solunum ve diğer metabolik olaylarda kullanarak; amonyak (NH3), üre, ürik asit ve organik artıklar halinde tabiata bırakırlar. Saprofit ve kemosentetik bakteriler bunları çeşitli işlemlerden sonra bitkilerin kullanabileceği tuzlar haline getirirler.

Su döngüsü nedir?
Yeryüzü suları, Güneş’in etkisiyle buharlaşarak yükselir ve bulutları oluşturur. Bulutlardaki su damlacıkları havanın sıcaklığına göre yağmur, kar ya da dolu olarak tekrar yeryüzüne iner. Suyun hâl değiştirerek yeryüzü ile atmosfer arasındaki bu dolanımına su döngüsü denir. Yeryüzünden buharlaşan su, yağışlarla geri döner. Bu sayede doğadaki su dengesi korunur. Toprağa sızan suların bir kısmı yer altı sularına karışır. Suyun buharlaşması ve yağışlarla geri dönmesi mevsimlere göre değişiklik gösterir. Yaz mevsimlerinde buharlaşma fazla olduğu için yüzey sularındaki su miktarı azalır.Bahar mevsiminde ise karların erimesi ve yağmurların çok yağmasıyla akarsular ve akarsuların döküldüğü deniz ve göllerin su seviyeleri yükselir. Su döngüsünün gerçekleşmesini sağlayan enerji Güneş’ten gelir. Su döngüsünün gerçekleşmesi için buharlaşmanın meydana gelmesi gerekir. Güneş, yeryüzündeki suyu buharlaştırarak su döngüsünün devamını sağlar.

Oksijen döngüsü nedir?
Doğadaki oksijenin bir bölümü, atmosferde serbest olarak moleküller (o2 ) halinde bulunur. Bir kısmı ise organik maddelerle, h2o ve co2 gibi inorganik maddelerin yapısında bulunur. Oksijen döngüsünde bitkiler, co2 alıp o2 verirler. Canlılar da o2 alıp co2 verirler. Havanın içindeki oksijen, canlılar tarafından alınarak, solunum olayında kullanılır. Bu olayın sonucunda meydana gelen co2, atmosfere verilir. Atmosferdeki co2 bitkiler tarafından alınır,fotosentez sonucunda atmosfere o2 verilir.

Fosfor döngüsü nedir?
Su, kayaların üzerinde akarken zamanla kayaların üst kısmını aşındırır. Bu arada kayalardan parçalar kopup suyla sürüklenir. Sularla sürüklenen fosfatlar denizlerin dibinde birikir. Fosfatların çok azı, balıkların ve deniz kuşlarının faaliyetleriyle tekrar karalara döner. Örneğin; deniz kuşları karalara bıraktıkları fosfat bakımından zengin dışkılarıyla (gübre) fosforun yeniden devreye girmesinde önemli rol oynar. Balıkların, insan ve hayvanlar tarafından yenilmesiyle de fosforun denizlerden karalara geçmesi sağlanır. Böylece fosfor karalardan denizlere, denizlerden tekrar karalara taşınarak döngü gerçekleşir.

Tüm canlılar, DNA, RNA, ATP gibi molekülleri sentezlemek için fosfor bileşenlerine gereksinim duyar. Fosforu, bitkiler suyla birlikte fosfat tuzlan hâlinde alıp organik fosfatlara dönüştürür. Hayvanlar da fosforu içme suyuyla yedikleri besinlerle inorganik ve organik fosfatlar olarak alır. Canlıların artıklarıyla ölüleri ayrıştırılınca fosfor bileşikleri tekrar doğaya dönerek fosfor döngüsü sağlanır.

Kükürt döngüsü nedir?
Kükürt toprakta ve proteinlerin yapısında bol miktarda bulunur. Fakat bitkiler kükürdü sülfatlara çevrildikten sonra kullanabilirler. Kükürt içeren proteinler önce topraktaki çeşitli organizmalar aracılığıyla kendilerini oluşturan aminoasitlere parçalanır ardından aminoasitlerdeki kükürt başka bir dizi toprak mikroorganizması yardımıyla hidrojen sülfüre dönüşür.Hidrojen sülfür oksijenli ortamda kükürt bakterileri aracılığıyla önce kükürde sonra sülfata çevrilir;sülfatlar da başka bakteriler tarafından yeniden hidrojen sülfüre dönüşür.Eğer bitki veya hayvan ölürse yapılarındaki proteinin parçalanmasıyla kükürt H S şeklinde açığa çıkar. H S kükürt bakterileri tarafından önce S O ‘ye daha sonra da S O iyonuna dönüştürülür. SO iyonları bazen doğada serbest olarak reaksiyona girerek sülfatlı bileşikleri de verebilirler.Organizmalar tarafından alındığı takdirde kükürt içeren iki aminoasit olan Sistein ve Metionin’nin yapısına katılırlar.

Madde döngülerinin yararları nelerdir?

Tüm canlılar dünyanın yüzeyinde ya da yüzeye çok yakın ince bir toprak katmanında yaşarlar ve güneş enerjisinin dışındaki gereksinimlerini bu katmanın içerdiği kaynaklardan karşılarlar. Eğer yaşamın sürmesi için gerekli olan su,oksijen ve diğer maddeler sadece bir kez kullanılmış olsaydı hepsi şimdiye kadar tükenmiş olurdu.

Doğanın tüm işlevlerinin çevrimler halinde düzenlenmiş olması bu işlevlerin sonsuza dek yinelenmesini sağlamaktadır.Hava,su,toprak,bitkiler ve hayvanlar arasında sürekli bir alışveriş olması yeryüzünün tüm zenginliklerinin tekrar tekrar kullanılabilmesine ve böylelikle yaşamın sürmesine olanak verir.