Madde Döngüsü Nedir

Ekosistem, canlıların içinde bulundukları canlı ve cansız varlıkların oluşturduğu ekolojik bir sistemdir.Tüm dünyaya ekosistem denebileceği gibi sadece bir tarım arazisine de ekosistem denebilir.
Ekosistemin dört önemli bileşeni vardır.Bunlar, ototrof,hetotrof,saprofit ve doğal çevredir.
Ekosistemde yaşayan canlıların yaşamlarını sürdürebilmesi için sürdürülebilir koşullar gerekmektedir.Bu koşullar sürdürülebilirken
çevreye de zarar vermemelidir.Binlerce yıldır canlılar tabiatta canlılıklarını sürdürebiliyorsa bunu sağlayan çok önemli bir faktör vardır, bu da madde döngüsüdür.Doğada canlılığın devam edebilmesi için bazı maddelerin kullanıldığı kadar üretilebilmesi gerekir.Bu maddeler çevre ve canlılar tarafından alınıp verilir ve bu bir döngü şeklinde devam eder.Güneş enerjisinin de dahil olduğu bu döngüye Madde döngüsü denir.Canlılar için önem arzeden maddelerin başında karbon,fosfor,kükürt,su,azot ve oksijen gelir.
Karbon Döngüsü
Karbon(C), canlıların kullandığı tüm organik bileşiklerin temel yapı taşı olan bir elementtir. Karbon doğada hem mineral hem de organik bileşik olarak bulunur.Yeşil bitkiler, gün ışığı ve doğadan aldıkları su yardımıyla karbondioksiti karbonhidratlara çevirirken, bazı bakteriler de kemosentez ile organik madde sentezi yapar.Karbonhidratları ve türevlerini,saprofit bakteriler absorbe ederek ve hayvanlar besin olarak tüketerek solunumda kullanmaları sonucu atmosfere serbest karbondioksit bırakırlar.Hayvan ve mikroorganizmaların ölümleri sonucu toprağa karışan vücutları metan bakterileri tarafından karbonmonoksite ayrıştırılıp atmosfere salınıp fotosentez yardımıyla tekrar kullanılır.Bunun yanında canlı leşleri petrol ve kömür gibi fosil yakıtlara dönüşür.Bunların yakılması sonucu CO ve CO2 atmosfere verilir.
Su Döngüsü

Su doğal etkiler ve atmosferik olaylar sonucu yer yüzünde sürekli bir yer değiştirme hareketi yapar.Okyanuslardan ve denizlerden buharlaşan su toprağa kar, yağmur ve dolu olarak yağar,bu yağışlar yeraltı ve yer üstü su kaynaklarına karışmaktadır.Yer altı kaynaklarına karışan sular,su döngüsüne devam eder,buna uzun su devri denir. Deniz ve okyanuslardan buharlaşan suyun tekrar yağış olarak deniz ve okyanuslara geçmesine ise kısa su devri denir.Bitkiler ise terleme yoluyla bu döngüye dahil olurlar.

Oksijen Döngüsü

Atmosferde azottan sonra en çok bulunan element olan oksijendir.Suda çözünmüş halde havada ise gaz olarak bulunur.Bir çok şekilde doğada devrini tamamlar.Diğer maddelerin döngülerinin bazı aşamalarında da yer alır. Yeryüzündeki sular başlıca oksijen kaynağımızdır.Solunum sonucu hidrojenle birleşen oksijen suya dönüşür. Denizlerdeki algler ise dünya oksijen oranının %90'ını karşılar.Dünyada oksijen oranı sürekli sabit kalır.
Fosfor Döngüsü

Hücrelerde nükleik asitlerin enerji aktarımlarını sağlayan adenozin trifosfat (ATP) molekülünde, hücre zarında ve ayrıca kemik ve dişlerin yapısında bulunur.
Fosfor diğer elementler gibi doğada bileşikler halinde bulunur.
Fakat bu bileşikler suda kolay çözünmezler. Fosfor bileşikleri özellikle kemik,diş,kabuk gibi hayvansal atıklarda ve doğal kayaçlarda bulunurlar. Bu bileşikler nitrat ve sülfirik asit gibi bazı bileşiklerle reaksiyona girerler. Suda kolay kolay çözünmeyen fosfatlı bu bileşikler bu yolla çözülürler ve oluşan bu fosfat tuzları bitkiler tarafından absorbe edilebilirler. Bitkilerin hayvanlar tarafından besin olarak tüketilmesiyle fosfor dolaylı yoldan hayvanlara geçmiş olur. Fosfat,organizma artıkları ile toprağa geçer ya da çözülmeyen bileşikler şeklinde diş,kemik ve kabukların yapısına katılırlar.
Fosfat, kuş ve balıkların kemiklerinde de bulunduğu için, bu hayvanların ölmesi halinde fosilleri kayaçlara gömülebilir. Fosfat bileşiklerini ihtiva eden bu kayaçlar, yeryüzü hareketleriyle parçalanmaya uğrayarak tekrar doğaya karışabilir.Ayrıca volkanik olaylar sonucunda magma tabakasından fosfat yeryüzüne kazandırılır. Yine bazı tür bakteriler ortamda bulunan fosfatlı bileşikleri kemosentez reaksiyonlarıyla işleyerek çözünebilen fosfat tuzları (CaHPO ve CaSO gibi) haline getirebilirler. Fosfor döngüsünün temelinde, fosforun karalardan denizlere veya denizlerden karalara taşınması oluşturur. Fosfatlı kayalardaki fosforun bir kısmı,erozyon yoluyla suda çözünmüş hale gelir. Bu inorganik fosfat, bitkilerce, suda çözünmüş ortofosfat biçiminde alınır, organik fosfatlara çevrilir. Beslenme zinciriyle otobur ve etobur hayvanlara aktarılır. Bitki artıkları,hayvan ölüleri ve salgılarındaki organik fosfatlar,ayrıştırıcı mikroorganizmalar yardımıyla inorganik duruma çevrilir. Böylece yeniden bitkilerce alınmaya hazırdır. Jeolojik hareketlerden başka,fosforun denizlerden karalara dönüşü,balıkçılık ve balık yiyen deniz kuşlarının dışkıları yoluyla olur.

Kükürt Döngüsü(Sülfür Döngüsü)

Kükürt, proteinlerin biyosentezinde temel elementlerden biridir. Doğadaki kükürt(S), hem element formunda, hem hidrojen sülfid (H2S), hem de sülfit (SO2) ve sülfat (SO4) gibi çeşitli oksidasyon formlarında da bulunmaktadır. Bitkisel ve hayvansal atıklardaki proteinlerin yapısında bulunan organik kükürt, bakterilerin aktiviteleri sonucu hidrojen sülfide (H2S) dönüştürülür. Hidrojen sülfid de bazı bakterilerce okside edilerek önce sülfitlere sonra da sülfatlara dönüştürülür. Sülfatlar, bitkilerce alınarak kullanılabilecek olan kükürt formudurlar. Bitkiler bu formuyla kükürdü alarak proteinlerin biyosentezinde kullanırlar ve besin zinciri yoluyla tüm tüketicilere ulaştırırlar. Canlıların toprağa bıraktıkları organik atıklar, kükürt dolaşımındaki sürecin tekrar başlamasına neden olur. Bu şekilde kükürdün canlılarla cansız çevre arasındaki dolaşımı kükürt döngüsünü oluşturur. Kükürt aynı zamanda petrol ve kömürün yapısında bulunmaktadır ve bunlar yandığı zaman kükürt dioksit olarak atmosfere verilmektedir.

Azot Döngüsü

Atmosferde bol miktarda bulunur ve oransal olarak %78 dir.Azot döngüsü oldukça karmaşık yollar izleyen bir döngüdür. Canlılar, azotu ancak azot bileşikleri şeklinde alırlar. Hayvanlar amino asitlerden, bitkiler çözünmüş azot tuzlarından azot ihtiyaçlarını karşılarlar.
Azot döngüsü sırasıyla şu aşamalardan oluşur
1- Ölen organizmaların vücutlarındaki azot bileşikleri ve canlıların boşaltımı sonucu amonyak gibi maddeler doğaya verilir.
2- Toprak ve sularda bulunan bakteriler bu azot bileşiklerini parçalar. Parçalama sırasında çeşitli maddelerin yanında amonyak (NH3) ve serbest azot (N2) oluşarak ortama karışır.
3- Amonyak, kimyasal tepkimelerle amonyum tuzlarına dönüşür.
4- Bazı özel bakteriler, amonyum tuzlarını nitrit (N02) ve nitratlara (N03) dönüştürür. Baklagillerin köklerindeki gibi azot bağlayıcı bakterilerle algler, havanın serbest azotunu nitrit ve nitratlara dönüştürür. Bu arada şimşek ve yıldırım da havadaki azottan nitrat oluşumunu sağlar.
5- Suda kolayca çözünen nitratlar, bitkilerin kökleriyle alınıp kullanılır. Kullanılan azotla bitkilerin protein, nükleik asit gibi azotlu maddeleri üretilir. Bunların bir kısmı bitkilerle beslenen hayvanların vücuduna geçer. Azot oksitleri vb. gazların yapay olarak bol miktarda üretilip kullanılması, ozon tabakasının incelmesine neden olur.

Yukarıda sıralandığı gibi canlılarla cansız çevre arasında azot döngüsü gerçekleşir. Azotun asıl kaynağı olan atmosferdeki azotun azalmaması, azot döngüsü ve doğal dengenin bozulmaması için ;
- Gübre üretiminde hava azotunun aşırı kullanılması engellenmeli,
- Fosil yakıtların aşırı kullanılması yerine güneşten, rüzgârdan enerji üreten alternatif enerji kaynaklarının kullanılması sağlanmalıdır.

Madde Döngülerinin Önemi
Madde döngüleri olmasaydı ne olurdu?
Yeryüzündeki kaynaklar sadece bir defa kullanılacak olsaydı şimdiye dek canlılığın sonu gelmişti bile. Canlılığın devamını madde döngülerine borçluyuz. Saydığımız bunca döngünün dışında daha bir sürü döngü mevcuttur. Bu saydıklarımız en önemlileriydi.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 ve tekrar kullanılabilmesine ve böylelikle yaşamın sürmesine olanak verir.

Nedir, Neden, Nasıl, Nerede, Ne zaman, Hangi