Skip to content Skip to navigation

Elementlerin Doğadaki Dönüşümü

Ayşenur Okatan
30/05/2019 - 14:39

Karbon (C), azot (N), fosfor (P), kükürt (S), hidrojen (H) ve oksijen (O) canlıların yapısında bulunan temel elementlerdir. Bu elementler ekosistemde sürekli olarak bir formdan başka bir forma dönüştürülür ve canlılar tarafından yaşamsal faaliyetler için tekrar tekrar kullanılır. Bu döngüye “biyojeokimyasal döngü” denir. Karbon, azot ve su döngüsü biyojeokimyasal döngülerden sadece birkaçıdır.

 

Karbon Döngüsü

Karbon canlıların temel yapı taşlarından biridir. İnsan vücudunun kütlece yaklaşık %18’i karbondan oluşur. DNA, RNA gibi genetik materyallerde, protein, karbonhidrat ve yağların yapısında, atmosferde, kayaçlarda ve okyanuslarda karbon bulunur. Ekosistemde belirli miktarda bulunan karbon, canlı ve cansız varlıklar arasında bir döngü içerisinde sürekli kullanılır. Buna “karbon döngüsü” denir.

Görseli büyütmek için üstüne tıklayın.

Okyanustaki karbonun bir kısmının kaynağı okyanus tabanında biriken fitoplankton kalıntılarıdır. Biriken bu karbon yeryüzündeki kayaçların yapısına katılır. Zamanla fosil yakıtları oluşturan bu karbonun bir kısmı da kayaçların aşınması sonucu tekrar okyanuslara taşınır.

Karbon döngüsünün ilk aşamasında fosil yakıtların yakılması, canlıların solunum yapması, volkanik patlamalar, orman yangınları ve canlıların çürümesi sonucu açığa çıkan karbondioksit atmosfere yayılır. Atmosferdeki karbondioksit karada bitkiler, okyanusta fitoplanktonlar (bitki benzeri, mikroskobik canlılar) tarafından kullanılır ve fotosentez yoluyla besine çevrilir. Besine çevrilen karbon bitkiler ve hayvanlar tarafından enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılır. Karbon canlı solunumu ve çürüme sonucu atmosfere tekrar yayılır. Karbon döngüsü bu şekilde devam eder.

 

Azot Döngüsü

Canlıların en önemli yapı taşlarından biri de azot elementidir. Proteinlerin, amino asitlerin ve genetik materyallerin yapısında bulunur. İnsan vücudunun kütlece yaklaşık %3’ü azottan oluşur. Azot atmosferde %78 oranında azot molekülü (N2 gazı) olarak bulunur. Ancak azot molekülü insanlar, hayvanlar ve bitkiler tarafından doğrudan kullanılamaz. İnsanlar ve hayvanlar azotun amonyum (NH4+) halini kullanabilirken bitkiler amonyum (NH4+) ya da nitrat (NO3-) halini kullanabilir.

Görseli büyütmek için üstüne tıklayın.

Döngünün ilk aşamasında atmosferde bulunan azot molekülü yağmurla birlikte toprağa karışır ya da topraktaki azot bağlayıcı bakteriler tarafından doğrudan atmosferden alınır. Azot, bakteriler tarafından sırasıyla amonyak (NH3), nitrit (NO2-) ve nitrata (NO3-) çevrilir. Nitrata çevrilen azotun bir kısmı bitkiler tarafından topraktan alınır ve amonyuma çevrilir. Hayvanlar ve insanlar bitkileri tüketerek azotu vücutlarına alır ve ihtiyaçları için kullanılırlar. Daha sonra azot, insan, hayvan ve bitki artığı olarak toprağa geçer. Ayrıştırıcılar tarafından toprakta amonyağa çevrilen azot döngüye tekrar girmiş olur.

Topraktaki bakteriler tarafından nitrata çevrilen azotun diğer kısmıysa topraktaki azot salan bakteriler tarafından azot molekülüne çevrilir ve atmosfere salınır. Azot döngüsü bu şekilde devam eder.

Azot döngüsünün en önemli bileşenlerinden biri de baklagillerin köklerinde yaşayan ve “rhizobia” adı verilen mikroorganizmalardır. Bu mikroorganizmalar havadaki azotu tutarak amonyağa çevirir. Bu şekilde bitkilere azot sağlarlar. Bitkiler de bu mikroorganizmalara yaşam ortamı ve besin sağlarlar.

 

Su Döngüsü

Dünya’daki suyun yaklaşık %97’sini okyanus ve deniz gibi tuzlu sular oluşturur. Göl, nehir, buzullar ve yeraltı suları gibi tatlı suların oranı ise yaklaşık %3’tür. İnsanın vücudunun yaklaşık %60’ını su oluşturur. Canlılar için yaşamsal önemi olan su vücutta çözücü olarak görev yapmanın yanı sıra suda çözünmüş maddelerin hücre içine ve dışına taşınmasını sağlar. Aynı zamanda vücut sıcaklığını ayarlamada, fotosentezde, sindirimde ve oksijensiz solunum da kullanılır. Balık gibi suda yaşayan canlılara yaşam ortamı sağlar. Su döngüsünde birçok aşama bulunur. Bunlar yağış, yoğunlaşma, terleme, buharlaşma, yüzey akışı ve yeraltı sularının okyanuslara taşınmasıdır.

Görseli büyütmek için üstüne tıklayın.

Güneş’ten gelen ısıyla buharlaşan yüzey suları atmosferde yoğunlaşarak bulutları oluşturur. Bulutlar rüzgâr yoluyla atmosferde farklı noktalara taşınır. Atmosferde nem oranının yüksek olduğu yerlerde ise bulutlardaki su kar, yağmur ve dolu gibi farklı şekillerde yeryüzüne ulaşır. Yeryüzüne ulaşan sular nehir, göl, dere ve bataklıklara karışır. Yeryüzüne ulaşan suyun bir kısmı bitkiler tarafından kullanılır ve terleme yoluyla atmosfere salınır. Bir kısmıysa toprak tarafından emilip yeraltında birikir. Yeraltı sularının bir kısmı kaynak suyu olarak yeryüzüne çıkar, diğer bir kısmıysa denizlere ve okyanuslara taşınır. Su döngüsü bu şekilde devam eder.

 

Kaynaklar:

İlgili İçerikler

Biyoloji

Bilim insanları, kuşların gagalarındaki bazı hücrelerin pusula işlevi gördüğünü ve bu durumun kuşların uzun ve karmaşık rotalarda yaptıkları yolculuklarda yön bulmalarına yardımcı olduğunu düşünüyordu. Fakat yakın zamanda yapılan bir araştırma, kuşların yönlerini kolaylıkla bulabilmesini sağlayan şeyin gözlerinde bulunan bir protein olduğunu gösterdi.

Biyoloji

ABD’deki Utah Sağlık Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacının yaptığı çalışmalar, Clostridia (20-30 ayrı bakteriyi içine alan bir sınıf) ba

Biyoloji

Dünyanın birçok yerinde bulunan kırlangıçkuyruklar yaklaşık 560 türe sahip bir kelebek ailesidir. İsimlerini, bazı türlerin kanatlarının altındaki kuyruğa benzer uzantılardan alırlar. Çoğunlukla tropik bölgelerde yaşarlar.

Biyoloji

Nanomalzemelere dayalı elektrokimyasal biyosensörler ve aptasensör teknolojilerinin geliştirilmesine yönelik çalışmaları nedeniyle 2015 yılında TÜBİTAK Bilim Ödülü’ne layık görülen Prof. Dr. K. Arzum Erdem Gürsan ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Biyoloji

Semenderlerin bacakları koptuğunda yeniden gelişir. Kertenkeleler düşmanlarını yanıltmak için kuyruklarını bırakır, daha sonra yeniden büyütür. Planarya solucanları, denizanaları ve denizşakayıkları ise bütün vücutlarını yeniden büyütebilir. 

Biyoloji

İnsan Genom Projesi ile insanların gen haritasının çıkarılması pek çok gelişmeye kapı araladı. Bunlardan biri de genetik testler. Genetik testler kan, tükürük gibi vücut sıvılarındaki hücrelerden elde edilen DNA’nın incelenmesine dayanıyor.

Biyoloji

Dünyada bilinen örümcek türlerinin sayısı 43.000’den fazladır. Bu örümcek türlerinin birçoğu zehirli olmasına rağmen zehirleri insanı öldürücü nitelikte değildir. Fakat 30 kadar türün zehrinin insanlar için tehlikeli olabileceği düşünülüyor.

Biyoloji

İnsan genomunun sadece %2’lik kısmı protein kodlar. Kodlamayan DNA ise geriye kalan %98’lik kısmı ifade etmek için kullanılan terimdir. Bir grup araştırmacının yaptığı çalışmalar, kodlamayan DNA’daki mutasyonların otizme yol açabileceğini gösteriyor.

Biyoloji

Bilkent Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Araştırma Enstitüsü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Urartu Özgür Şafak Şeker ile sentetik biyoloji ve genetiği değiştirilmiş biyosistemlerin oluşturulması amacıyla sürdürdüğü çalışmaları üzerine videolu bir söyleşi gerçekleştirdik.

Biyoloji

Yapılan farklı araştırmalar karıncaların kendi vücut ağırlıklarının 10-50 kat fazlasını taşıyabildiklerini gösteriyor. Peki, karıncalar nasıl bu kadar kuvvetli olabiliyor?