Fotosentez ve Madde Döngüleri
Canlıların, yaşayabilmeleri için gıdalardan sağladıkları enerjiye lüzumları vardır. Bazı canlılar yiyeceklerini kendileri üretirken, kimileri da öbür canlılardan karşılarlar. Ayrıca, bir grup canlı da yiyeceklerini öbür canlıların atıklarından ve ölülerinden karşılamaktadır. Dolayısıyla, canlılar beslenme şekillerine göre, üreticiler, harcayıcılar ve ayrıştırıcılar olmak üzere üçe parçalamaktadır. Üretici Canlılar Yiyeceklerini, fotosentez yaparak, güneş ışığı, topraktaki mineraller ve su desteğiyle […]
Canlıların, yaşayabilmeleri için gıdalardan sağladıkları enerjiye lüzumları vardır. Bazı canlılar yiyeceklerini kendileri üretirken, kimileri da öbür canlılardan karşılarlar. Ayrıca, bir grup canlı da yiyeceklerini öbür canlıların atıklarından ve ölülerinden karşılamaktadır. Dolayısıyla, canlılar beslenme şekillerine göre, üreticiler, harcayıcılar ve ayrıştırıcılar olmak üzere üçe parçalamaktadır.
Üretici Canlılar
Yiyeceklerini, fotosentez yaparak, güneş ışığı, topraktaki mineraller ve su desteğiyle kendileri üreten canlılara üretici canlılar denilmektedir. Nebatlar, su algları, planktonlar, fotosentetik tek hücreliler bu grubun aboneleri arasındadır.
Harcayıcı Canlılar
Yiyeceklerini, başka canlılardan karşılayan harcayıcı canlılar üçe parçalamaktadır:
– Otoburlar Otçullar: Nebatsal organizmalarla beslenen bu grup, Gevişgetirenler, kemirgen memeliler, böcekler, kabuklular ve yumuşakçalardan oluşmaktadır. Misal olarak, sığır, koyun, keçi, deve, at, eşek, zebra, geyik, gergedan, fil, vb. sayılabilir.
– Etoburlar Etçiller: Çok muhtelif, birbirine benzemeyen ve etle beslenen cinsleri içerir. Misal olarak, kedi, köpek, gelincik, deniz fili, fok, kuyruksüren, kartal, aslan, yılan, vb. sayılabilir.
– Hepçiller Hepoburlar: Hem et hem de otla beslenebilen insan, karga, ayı, maymun, serçe, kaplumbağa gibi canlılardan oluşmaktadır.
Ayrıştırıcı Canlılar
Çürükçüller de denilen, mantarlar ve bazı bakterilerden oluşan bu grup, yiyecek piramidinin her basamağında yer alarak, hem üretici hem de harcayıcı canlıların ölülerini ve atıklarını yiyecek olarak kullanır. Ayrıştırma sonrasında ortaya çıkan ve toprağa karışan azot, üretici canlılar tarafından yine kullanılır ve yiyecek döngüsünün sürmesi sağlanmış olur.
Yiyecek Zinciri, Yiyecek Ağı Ve Yiyecek Piramidi
Canlı hayvanlar, nebatlar, organizmalar ve cansız güneş, hava, toprak, su varlıkların ilişkileri ve etkileşimleriyle oluşan, karasal veya sucul rastgele bir ekosistemde, madde ve enerjinin üretici canlılardan harcayıcı canlılara aktarılması bir “yiyecek zinciri” oluşturur.
Bir yiyecek zinciri misali araştırıldığında, zincirin birinci halkasını her zaman üretici canlıların misalin sebzeler, ikinci halkasını üretici canlılarla beslenen birinci dereceden harcayıcı canlıların misalin sebzeyle beslenen tavşan, üçüncü halkasını birinci dereceden harcayıcı canlılarla beslenen ikinci dereceden harcayıcı canlıların misalin tavşanı yiyen yılan, dördüncü halkasını ise birinci ve ikinci dereceden harcayıcı canlılarla beslenen üçüncü dereceden harcayıcı canlıların misalin tavşanı ya da yılanı avlayan kartal oluşturduğu görülür.
Birden fazla yiyecek zincirinin iç içe geçmesi ise “yiyecek ağı”nı oluşturur. Misalin, yukarıyadaki misalden yola çıkarsak, sebzeleri sadece tavşanlar harcamamakta, burada sayılamayacak kadar çok harcayıcı canlı tarafından harcanmaktadır. Bunların her biri değişik bir zincirin halkası olarak düşünüldüğünde ortaya çok karışık bir ağ çıkmaktadır. Misalin, insanlar solucan yememekte, ancak solucanla beslenen tavuğu yemektedirler. Ayrıca, solucanı sadece tavuk yememekte ve gene tavuğun atıklarından başka canlılar da beslenmektedir.
Şayet, yukarıyadaki zincir ve ağ misallerinden yola çıkılarak bir yiyecek piramidi oluşturulursa, en alttaki üretici canlılardan en üstteki harcayıcı canlılara doğru gidildikçe, aktarılan enerji giderek eksilir. Ayrıca, yiyecek piramidinde, tepeye doğru çıkıldıkça, zehirli madde birikimi çoğalırken, biyokütle ve canlı rakamı eksilir.
Fotosentez Işılbileşim
Fotosentez, klorofil molekülüne sahip üretici canlıların ışık enerjisini kullanarak şeker ve oksijen üretmesidir. Klorofil, nebatların hücrelerindeki kloroplast içinde bulunmaktadır. Klorofil, nebatların kök hücreleri gibi ışık görmeyen kısımlarında bulunmaz. Fotosentez yapabilen bazı bakteri ve yosun hücrelerinde ise, klorofil sitoplazmada bulunur. Işık, nebatın yaprağındaki kloroplastlarda bulunan klorofillere eriştiğinde, klorofiller ışık enerjisini kimyevi enerjiye dönüştürürler. Fotosentez sırasında, üretici canlı, havadan aldığı karbondioksiti, güneşderi aldığı ışığı, topraktan aldığı suyu ve madensel tuzları kullanarak glikoz ve oksijen üretir.
Karanlıkta tamamen duran fotosentez, sadece güneş ışığıyla asıllaşmaz. Suni ışık da kullanılabilir. Işığın değişik renkleri fotosentezin süratini tesirler. Kırmızı ve mor ışık en iyi neticeyi verirken, nebatların yeşil ışığı yansıtmaları sebebiyle, fotosentez yeşil ışıkta yavaşlar. Fotosentezin süratini etkileyen öbür etmenler, karbondioksit ölçüyü, su ölçüyü, ışığın şiddeti ve sıcaklıktır. Ancak, bu etmenlerin değer çoğalışı emin bir noktaya geldiğinde fotosentez sürati değişmezlenir ya da misalin 30 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda görevli enzimlerin yapıları bozulduğundan sürat düşer. Fotosentezin sürati, ayrıca nebatın kalıtsal özelliklerine, başka bir deyişle kloroplast rakamı, klorofil ölçüyü, yaprak yüzeyinin büyüklüğüne de bağlıdır.
Fotosentez Ve Solunum
Solunum, oksijenli solunum ve oksijensiz solunum olmak üzere iki cinstir. Bazı canlılar akciğerleriyle, kimileri tenleriyle, kimileri da solungaçlarıyla solunum yaparak gıdaları enerjiye dönüştürüler. Nebatlar da havadaki oksijeni yapraklarındaki gözeneklerle alırlar ve ışıklı civarda hem fotosentez hem de solunum yaparken, karanlık civarda sadece solunum yaparlar. Yüksek yapılı ve enerji lüzumu fazla olan organizmaların “oksijenli solunum”u mitokondride asıllaşır. Glikoz ve oksijen ile, karbondioksit, su ve enerji eşitliği kurulur. Oksijenli solunumda glikoz tamamen bölündüğünden daha fazla enerji elde edilir.
Sitoplazmada reelleşen “oksijensiz solunum”da ise, gıdalar oksijen kullanılmadan ayrılınarak enerjiye dönüştürülür. Burada da glikoz ile, laktik asit ve enerji eşitliği kurulur. Bakterilerin, mantarların, bazı tek hücreli canlıların yaptıkları oksijensiz solunum, gerektiğinde yüksek yapılı canlılarda da asıllaşır. Misalin, insanın adale hücrelerine erişen oksijenden sağlanan enerji eksik kaldığında, adale hücrelerinde oksijensiz solunum devreye girer.
Üretici canlılar fotosentezle karbondioksit ve suyu kullanarak, glikoz ve oksijen üretmektedir. Harcayıcı canlılar ise bunun bütün tersini yaparak solunumla glikoz ve oksijeni kullanarak karbondioksit, su ve enerji üretmektedir. Böylece, fotosentez ve solunum bir döngü oluşturmaktadırlar.
Madde Döngüleri Çevrimler
Canlıların yaşamaları için zorunlu olan su, karbon, fosfor, kükürt sülfür, oksijen, azot gibi muhtelif maddelerin canlı ve cansız varlıklar arasında alınıp verilmesi hareketlerine “madde döngüsü” denilmektedir. Dünyada hayatın sürmesi için kullanılan tüm maddelerin aynı zamanda azaldıkça üretilebilmesi de zorunludur.
– Su Döngüsü:
Ummanlardan, denizlerden, göllerden, derelerden buğulaşarak atmosfere çıkan su, atmosferde yoğunlaşarak yağışlarla yine toprağa, yer üstü ve yeraltı su kaynaklarına karışmaktadır. Ayrıca, canlıların neticesinde de su üretilir. Su döngüsü, “kısa döngü” ve “uzun döngü” olmak üzere iki değişik şekilde asıllaşır. Buğunun yağmur, kar, dolu gibi yağışlarla yeryüzüne dönmesi kısa döngüdür. Uzun döngüde ise, canlıların solunumlarından ve terlemelerinden oluşan su buğuyu da aynı şekilde, yağışlarla kara ve denizlere döner. Bu suyun bir kısmı da yer altı sularını besler.
– Karbon Döngüsü:
Tam organik bileşiklerin yapı taşlarından olan karbon, tabiatta hem mineral hem de organik bileşik olarak bulunur. Nebatlar, güneş ışığı ve su desteğiyle karbondioksiti karbonhidratlara dönüştürürken, bazı bakteriler de ışık enerjisi olmadan, demir, kükürt gibi inorganik bileşiklerden “kemosentez” yoluyla organik madde birleşimi yapar. Solunum neticesinde atmosfere vazgeçilen karbondioksit, üretici canlılar tarafından fotosentezle yine kullanılır. Canlılar can verdiklerinde, petrol ve kömür gibi fosil yakıtlara da dönüşmektedir. Bu yakıtların kullanılması da atmosfere karbondioksit yaymaktadır.
– Oksijen Döngüsü:
Suda çözünmüş vaziyette, havada ise gaz olarak bulunan oksijen, atmosferde azottan sonra en çok bulunan elementtir. Sular başlıca oksijen kaynağıdır ve solunum neticeyi hidrojenle birleşen oksijen yine suya dönüşür. Algler su algları ise dünya oksijen oranının büyük kısmını karşılarlar. Oksijenli solunumda atmosfere karbondioksit verilirken, fotosentez sırasında da bu karbondioksit kullanılıp oksijen üretilir.
– Azot Döngüsü:
Protein, enzim, Deoksirübo Nükleik Asit gibi hayatsal ehemmiyeti olan yapılarda da yer alan azot, atmosferde en çok bulunan gazdır. Azotun, havadan toprağa, topraktan üretici canlılara, üretici canlılardan harcayıcı canlılara ve yine toprağa ve havaya geçmesi azot döngüsünü oluşturur. Şimşek ve yıldırım gibi atmosfer vakalarındaki elektrik boşalımları nitrat oluşturur ve yağışlarla beraber azot toprağa bağlanır. Canlılar tarafından doğrudan kullanılamayan azotu, topraktaki bakteriler üretici canlıların kullanabileceği şekle getirir. Topraktaki azotlu atıklar da yeniden bazı bakteriler tarafından gaz halinde atmosfere verilir.
– Fosfor Döngüsü:
Adenozin trifosfat ATP molekülünde, hücre çeperinde, kemik ve dişlerin yapısında bulunan fosfor, öbür elementler gibi bileşik vaziyetindedir. Fosfor bileşikleri, nitrat ve sülfirik asit gibi başka bileşiklerle tepkine girerek çözülürler ve fosfat tuzları nebatlarca absorbe edilebilirler. Nebatların harcayıcı canlılar tarafından yenilmesiyle de fosfor dolaylı yoldan bu canlılara geçmiş olur. Organik fosfatlar,organizmaların ölülerinin ayrıştırıcı canlılar tarafından inorganik vaziyete çevrilmesiyle yine toprağa geçer.
– Kükürt Sülfür Döngüsü:
Proteinlerin biyosentezinde ehemmiyetli yeri olan kükürt, hem element, hem sülfit ve sülfat gibi muhtelif şekillerde bulunmaktadır. Bakteriler, organik kükürtü evvel hidrojen sülfide, sonra sülfit ve sülfatlara dönüştürülür. Sülfatlar, üretici canlılar tarafından proteinlerin biyosentezinde kullanılır ve harcayıcı canlılara aktarılır. Organik atıklar, bu süreci yine başlatır ve canlılarla etraf arasındaki döngü sürer. Petrol ve kömürnam yapılarında da bulunan kükürt, bu yakıtların kullnılmasıyla da kükürt dioksit olarak atmosfere karışır.