6.ÜNİTE ÖZET

Canlılarda Beslenme ilişkileri

EKOLOJİ: Canlı varlıkların birbiri ile ve bulundukları ortamla ilişkilerini inceleyen bilimdir. Kısaca çevre bilimi demektir. Bu kavram oldukça yenidir.1873 ‘te Alman zoolog Ernest Haeckel tarafından kullanılmış, gelişmesi 20. yüzyılda olup, bilim haline gelmiştir. Çünkü çevresel sorunlar bu yüzyılda had safhaya ulaşıp, çevre kullanılmaz hale gelmeye başlamıştır.

   Tüm canlıların birbiri ve cansız ortamla olan her türlü alışverişine “ekolojik ilişkiler “ denir.

    EKOLOJİK DENGE: Canlıların birbirleri ve çevreleri ile olan ilişkilerinin sağlıklı bir şekilde sağlanması veya sürdürülmesine ekolojik denge denir. Bunun aksine bir durum ekolojik dengenin bozulduğu anlamına gelir.

     Canlı varlıklar, canlı ve cansız çevreleriyle çeşitli karmaşık ilişkiler kurarak yaşamlarını sürdürürler ve böylece ekolojik sistemleri oluştururlar. Ekosistemolarak isimlendirilen bu karmaşık sistem “Belli bir bölgede yaşayan ve birbirleriyle devamlı etkileşim içinde olan canlılar ile bunların cansız çevrelerinin oluşturduğu bir bütün şeklinde” tanımlanır. Büyüklüğü çok değişik olan tüm ekosistemlerin öğeleri ve işlevleri aynıdır. Orman, dağ, ova, çayır, hububat, doğal hayvanların her biri ayrı ayrı ekosistemi oluşturmaktadır.

      Ekosistemin ana görevi, kendi içindeki çeşitliliği devam ettirmek ve oradaki türlerin nesillerinin sürdürülmesini sağlamaktır.

Çevre şartları içinde tek bir canlının incelenmesine “otekoloji”, farklı canlı türlerinin oluşturduğu toplulukların incelenmesine “sinekoloji ” denmektedir.

      Belirli bir ortamda yaşayan canlıların tümüne biyosenoz, bunların barındıkları ortama da biyotop denir. Ekosistem bu ikisinin ortak ilişkisi tanımlanabilir; Biyotop + Biyosentez = Ekosistem)

        Ekosistem = Komünite (canlılar) + Cansız Çevre

         Ekosistemi oluşturan öğeler, başlıca dört gurupta toplanır.

1-Cansız varlıklar. :    Edafik Faktörler; ( Anataş, toprak),

                            Yerşekiller Faktörleri   ( Arazi eğimi, denizden yükseklik, bakı ve arazi yüzü şekli),

                            İklim Faktörleri      ( Isı, ışık, nem, hava hareketleri),

                            Kimyasal Faktörler (Organik bileşikler, oksijen, karbondioksit)

2-Primer üreticiler. (yeşil bitkiler)

3-Tüketiciler (1. derecede tüketiciler (ot oburlar) ve 2. derecede tüketiciler (etoburlar) olarak iki gruba ayrılır. (bitkisel ve hayvansal maddeleri yiyenler),

4-Ayrıştırıcılar (bakteri ve mantarlar) (Bunlar ölü canlı parçalarını ayrıştırarak hayatlarını sürdürürler ve organik maddeleri ayrıştırır ve bunların anorganik elementlere daha sonra yeniden, fotosentez yapan bitkilerin alabilmesi için açığa çıkarır.

      Ekosistem içinde yer alan bu unsurlar arasındaki madde ve besin dolaşımı ile kendi yeniler ve besler. Mevcut ekosistemin bozulup ortadan kalkması ve daha sonra bozulan bu ekosistemin yerine yeni bir ekosistemin olması olayına“sükseyon” (yerini alma- ardıllık) denir.  

      Bilim adamları tarafından, astronotların içinde yaşamlarını sürdürecek oldukları, dış ortamdan özerk olarak çalışan uzay kapsülleri tamamen yapay ekosistemler bile tasarlanmıştır. ABD’deki Arizona çölünde kurulan Biyosfer I ve Biyosfer II adlı büyük kapalı seralar da aynı anlayışın ürünleridir. Ama araştırma, seralarda her şeye rağmen, çözümü zor kararlılık, ayarlama ve denge problemleri ortaya çıkmış, işler umulduğu gibi gitmemiştir.

    Not: Ekosistemin parçalarından herhangi biri bozulursa veya o parça sistemden çıkarılırsa, ekosistem verimli çalışamaz zamanla bozulur ve önceki görevini yapamaz hale gelir.

      CANLILARDA BESLENME ŞEKİLLERİ: 

     Hücredeki besinlerin metabolizmada kullanılmasına beslenme denir. Bütün canlılarda ortak olarak gerçekleşir.

                                                     

      1.Üretici Beslenme (Ototrofluk):Organik besin ihtiyacını fotosentez yaparak karşılamadır. Hücrelerinde taşıdıkları klorofiller yardımıyla güneş enerjisini emerek organik besin yapılmasında kullanırlar.

Ürettikleri besinin bir kısmını yaşam olaylarında kullanırken bir kısmını da yedek olarak depolarlar. Yeşil bitkiler, öglena, mavi yeşil alg ve bazı bakteriler bu gruba girerler.

2. Tüketici Beslenme (Heterotrofluk):

Organik besin ihtiyacını dışarıdan hazır alarak karşılanmasıdır. Beslenme de kullandıkları kaynağa göre dört alt grubu bulunur.

    A. Otçul beslenme: Besin ihtiyacını bitkisel besinlerden karşılarlar. Bitkilerin kök, gövde, yaprak, meyve ve tohumlarında depolanmış olan besinleri kullanırlar. Ağız ve sindirim kanalları otların sindirimini sağlayacak şekilde farklılaşmıştır. Ağızlarında azı dişlerin sayısı fazla olup yüzeyleri de genişlemiştir. Sindirim kanalları otların selülozunu parçalayabilmek için etçillere oranla daha uzun yapıdadır.

    At, inek, keçi, koyun, serçe, çekirge, kelebek, ağaç kakan bu gruba girer.

    B. Etçil beslenme: Besin ihtiyacını hayvansal kaynaklardan karşılarlar. Hayvansal organizmaların vücudunda depolanmış olan besinleri kullanırlar. Ağız ve sindirim kanalları etlerin parçalanmasını sağlayacak şekilde farklılaşmıştır. Ağızlarında köpek ve kesici dişleri gelişmiş yapıdadır. Sindirim kanalları otçullara göre daha kısadır.

   Aslan, şahin, yılan, köpek balığı, kurbağa, akrep, bit, kurt, tilki, kartal, timsah bu gruba girer.

   C. Hem otçul hem etçil beslenme: Besin kaynağı olarak hayvansal ya da bitkisel kökenli organizmaları kullanırlar. Ağız ve sindirim kanalları hem etçil hem otçul beslenecek şekilde farklılaşmıştır. İnsan, ayı, kaplumbağa, evcil kedi ve köpek, karga, tavuk, fare ve bazı balıklar bu gruba girer.

   D. Çürükçül beslenme (Saprofitlik) : Besin ihtiyacını ölmüş canlıların vücutları ve sindirim atıklarını kullanarak karşılarlar. Ağız ve sindirim kanalları yoktur. Besinleri vücut dışında çürüterek sindirir ve emerler.

   Çürükçül beslenen canlılar çoğunlukla toprak yüzeyinde ve içinde bulunurlar. Çürütme faaliyeti sonucu çevrede bulunan canlı kalıntılarını ayrıştırarak toprağa karıştırırlar. Böylece doğal temizlik sağlanır. Toprağın mineral oranının artmasını sağlar. Bakterilerin büyük bir kısmı, küf mantarları, şapkalı mantarlar ve maya mantarları bu gruba girer.

          BESİN ZİNCİRİ:

             Ekosistemdeki enerjinin birincil kaynağı güneştir. Dünyadaki tüm canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için enerjiye ihtiyaç duyarlar. Canlılar arası ilişkinin temelinde beslenme bulunur. Ekosistemdeki madde ve enerji nakli organizmalar arasında görülen besin zinciri yoluyla olur.

   Besin zinciri ekosistemdeki canlılardan birinin diğerini besin olarak alması sonucu oluşan bir zincirleme olaydır. Üretici ve tüketici canlılar arasında bir zincirin halkaları şeklindeki beslenme ilişkisine besin zinciri denir.Bütün canlıların kullandığı enerjinin temel kaynağı güneş enerjisi olup besin zinciri bu enerjinin canlıdan canlıya aktarılmasını sağlar. Bitkiler tarafından üretilen enerji önce ot oburlara oradan da etoburlara geçer.  Doğada var olan enerji, beslenme ilişkileri ve diğer ekolojik ilişkilerle, biçim ve yer değiştirerek sürekli yenilenir, asla kaybolmaz. Besin zincirleri fotosentez yapılmasıyla başlar ve artıkların çürütülmesiyle biter.

1. halka – Üreticiler--(Fotosentezle organik besin üretirler, güneş enerjisini ilk olarak kullanırlar.)

2. halka – Otçullar--(Üreticilerin depoladığı enerjiyi birinci derece tüketici olarak kullanırlar.)

3. halka – Etçiller--(Üreticilerin depoladığı enerjiyi ikinci derece tüketici olarak kullanırlar.)

4. halka – Yırtıcılar-- Üreticilerin depoladığı enerjiyi üçüncü derece tüketici olarak kullanırlar.)

5. halka – Çürükçüller- Ölmüş bitki ve hayvan artıklarının yapısındaki organik maddeleri parçalayarak toprağa karışmasını sağlayan canlılara indirgeyici (ayrıştırıcı) denir. ( Ölen canlıları ve kalıntılarını ayrıştırarak beslenirler. Artan besin ve enerjinin fazlası, toprakta birikerek fosil yakıtların oluşmasına neden olur.)

          ENERJİ PİRAMİDİ:

          Besin zincirinin her bir halkasındaki canlıların birey sayılarının karşılaştırılmasıyla enerji piramidi oluşur. Bu nedenle enerji piramidinin ilk katında üreticiler ve son katında yırtıcı canlılar bulunur. Çürükçüller her bir katla ilişki halindedir.

          Bu piramitlerin temel amacı eko sistemdeki enerji akışını daha somut olarak görebilmektir. Böylece çeşitli eko sistemleri bir birleriyle karşılaştıracak bir model elde edilmiş olur .(Faklı ekosistemleri birbiri ile karşılaştırmak amacıyla düzenlenirler.)

                                             

        Kara ekosistemlerinde genellikle piramit 3 veya 4 basamaklıdır. Ancak su ekosistemlerinde piramit 4 ya da 5 basamaklı olabilir. Çünkü denizlerde üreticiler çoğunlukla mikroskobik fitoplanktonlardan oluşur. Fitoplanktonlar ot obur balıklara, ot obur balıklar da daha büyük et obur balıklara yem olur.

        Üstteki enerji piramidi her basamağın yılda metre kare başına enerji üretimini ve metabolik enerji kaybını özetlemektedir. Örneğin üreticilerin toplam net enerji üretimi 1000 Kilokalori/metrekare/yıl iken,ot oburların 100 K Cal. /m2/yıl, et oburların 10 K. Cal. /m2/yıl olur. Son besin düzeyindeki hem etçil hem de otçullarda (omnivorlar) ise 1 Kcal/ m2/yıl’dır. Yani 4.basamakta üretim 1 K. Cal. / m2/yıl ‘a düşmektedir ki bu da her basamakta ortalama %90 enerji kaybı olduğunu gösterir.

       Her enerji dönüşümünde bu örneğe yaklaşık %90 oranında enerji kaybı olmakta, o besin düzeyine ulaşan enerjinin ancak %10 u bir sonraki beslenme düzeyine aktarılabilmektedir. Aktarılabilen bu enerjiye kullanılabilir enerji denir.   Geri kalan enerji artık kullanılamayacak bir enerji şekline dönüşür. Bu enerji düşük sıcaklıktaki ısı enerjisidir:     

Güneşten alınan ışık enerjisi 1. kattan yukarıya doğru besinler içerisinde aktarılmaktadır.Enerji piramidinde, aşağıdan yukarıya doğru her kattaki;

– Canlı sayısı azalır,                                 

– Tür sayısı azalır,

– Toplam besin ve enerji miktarı azalır,   

– Vücutta biriken artık oranı artar, şeklinde değişmeler görülür.

NOT: Enerji piramidin her bir katındaki besin ve enerjinin bir kısmı canlının yaşamında kullanılırken depo edilen miktarı sonraki katlara aktarılır.

    Besin Zinciri ve Enerji Piramidinin Bozulması;

    Doğal ortamlardaki aşırı değerdeki olumsuz değişme ve gelişmeler ekosistemlerdeki canlı yaşamını ve düzenini bozar. Salgın hastalıklar, aşırı avlanmalar, iklim şartlarının değişmesi, kuraklıklar, don, sel, deprem, fırtına, kimyasal - biyolojik ve nükleer kirlenmeler besin zincirinin işleyişini bozar.

          ENERJİ AKIŞI:

         Güneş ekosistemlerin tek enerji kaynağıdır. Bazı canlılar doğal enerjiden faydalanarak ürettikleri maddeleri besin zinciri yoluyla diğer canlılara vermek suretiyle enerji akışını sağlarlar. Enerji akışı iki aşamada gerçekleşir.

      — Birinci aşamada yeşil bitkiler güneş enerjisini fotosentez yoluylakimyasal enerjiye çevirerek besinsel ürünlerde depolar. Bitki dokularında organik madde olarak depolanan bu enerjinin bir kısmı, bitkilerin yaşamları için kullanılır, diğer kısmı beslenme yoluyla ot obur hayvanların vücuduna geçer.

     —İkinci aşamada ise hayvanlar bu bitkileri ve birbirlerini yiyerek gerekli enerjiyi sağlarlar,

            A—Otçullar da besin yoluyla aldıkları bu enerjinin bir kısmı kendi yaşamları için enerji şeklinde kullanılır; kalan kısmını depolar ve otobur hayvanları yiyen etobur hayvanlara aktarılır.

            B—Etçillerde ot oburları ve birbirlerini yiyerek bu depolanmış organik maddeyi enerji üretimi, büyüme, gelişme ve üretimi için kullanır.

     — Besin zincirinin son halkasını ayrıştırıcılar (parçalayıcılar) oluşturur. Ekosistemlerin çoğunda enerjinin önemli bir kısmı ayrıştırıcılar tarafından kullanılır. Bunlar canlı artıkların (ceset, dışkı vb.) ayrıştırarak organik maddeleri, mineralleri ayrıştırarak inorganik maddelere dönüştürürler ve tekrar toprağa iade ederler. Bu İnorganik maddeler ve minerallerde yeşil bitkiler tarafından alınarak tekrar organik maddelere çevrilirler.

     —Böylece, son tüketicilere doğru sürekli ve tek yönlü bir enerji akışısağlanır. Zincirin her bağlantısı yiyecek düzeyi olarak bilinir. Böylece tabiattaki madde döngüsü devam eder.         İnsan genellikle besin zincirinin son halkasıdır. İnsanlar bitki yedikleri zaman birincil tüketicilerin yiyecek düzeyine bağlı olurken, et yedikleri zaman ikincil tüketici olurlar.      

      Tabiatta birçok küçük besin zinciri birbiri içine geçmiş durumdadır. İç içe geçmiş besin zincirlerinin tümüne besin ağı denir.

      Besin zinciri veya besin ağını oluşturan canlılar arasında bir denge vardır. Herhangi bir basamaktaki bir değişim hayvan popülâsyonları arasındaki dengeyi bozar ve herhangi bir basamaktaki değişimi onun üzerindeki veya onunla beslenen basamağı etkiler, değişimlere hatta açlıktan ölüme sebep olur. Örneğin; fareler ortadan kalktığında bunla beslenen yılan, tilki çakal, yırtıcı kuşlar, baykuş gibi hayvanlar açlıktan ölür. Veya tersi bir durumda, ortamdaki yılın, tilki, çakal yırtıcı kuşlar, baykuş gibi hayvanlar ortamdan kaldırılırsa köyler ve kentler fare istilasına uğrar (Üç sene önceki Samsun ve Muğla’daki sıçan istilası gibi). Fare ve sıçanların çoğalmasıyla tarladaki sebzeye, meyveye verilen zarar arttığı gibi, veba, kuduz, tularemi, beyin zarı iltihaplanması, kolera, kanamalı sarılık gibi birçok hastalıkların yayılmasına sebep olur.

MADDE DÖNGÜLERİ VE ÖZELLİKLERİ

MADDE DÖNGÜSÜ NEDİR?
Ekosistem birbirleri ile ilişkili olan canlı ve cansız varlıklardan oluşmuştur. Ekosistem bu varlıklar arasındaki madde ve enerji alışverişi ve dolaşımı sayesinde kendisini yeniler ve besler. Ekosistemin enerjisini güneş sağlar, ancak hayatın devamı için gerekli olan su ve diğer kimyasal maddeler dünyamızda yer alır.Ekosistemlerde madde varlığı sınırlıdır, alınan maddeler yerine konmadığı takdirde tükenmeye mahkûmdur.Ekosistemlerin dengesini koruyabilmesi ve varlığını sürdürebilmesi (dünyada hayatın devamı için) madde ve enerji döngüleri sırasında alınan maddelerin yani inorganik maddelerin kullanıldıktan sonra cansız ortama geri verilmesi sayesinde olabilir.    Doğada yaşamın sürekliliği için karbon, su, oksijen, azot, oksijen ve fosfor gibi maddeler ekosistem içinde devirli olarak kullanılırlar. Yani canlılar ihtiyaç duydukları bu maddeleri yaşadıkları ortamdan alır, kullanır ve bir şekilde ortama geri verirler ve sürekli olarak devirler yapıp yenilenerek canlılar tarafından tekrar kullanılır. Birinci Termodinamik Kanunu gereğince hiçbir madde ortamdan kaybolmaz, ancak çeşitli kimyasal değişimler geçirebilir. Hayatın devamı için gerekli olan maddelerin ekosistem içinde canlılar ve cansız çevreleri arasındaki dolaşımına Ekolojik Madde Döngüleri ya da Madde Çevrimleri denir. Bu döngülerin biyolojik, kimyasal ve jeolojik etmenleri olduğundan Biyojeokimyasal Döngüler de denir. Madde döngüsünün enerji akışından farkı ekosistem içinde sürekli devir yapmasıdır. Madde döngüleri güneş enerjisi sayesinde gerçekleşir.SU DÖNGÜSÜ
Su, bazı doğal kuvvetler ve hava hareketleriyle atmosfer ile yer yüzündeki karalar ve sular arasında sistemli bir şekilde hareket etmektedir.Buna su döngüsü veya hidrolojik dolaşım denir.Güneş enerjisinin ısıtmasıyla ,çeşitli kaynaklardan atmosfere çıkan su buharı;yağmur,kar, dolu gibi yağış biçimleriyle yeniden yer yüzüne döner.Bu suyun bir miktarı yer altı sularına karışırken,daha büyük bir kısmı,göl ve deniz gibi kaynaklarda birikir.
                       Su döngüsü de,öteki tüm döngüler gibi süreklidir.Bitkiler de terleme ile su döngüsüne katılır.Yer yüzündeki bütün sular,su döngüsüne katılmaktadır.Yani,denizlerden buharlaşan su,yağış olarak yer yüzüne dönmekte, bir kısmı yüzeysel sularda birikip ,bir kısmı da yer altı sularına karışmaktadır. Yer altı sularının son toplanma yeri ise deniz ve okyanuslardır.Burada toplanan sular,su döngüsüne devam eder (uzun su devri).Deniz ve okyanuslardan buharlaşan suyun karalara geçmeden tekrar yağmur, kar,dolu, biçiminde deniz ve okyanuslara geçmesine kısa su devridenir.Buharlaşma ve terleme yoluyla yükselen su,bulutlarda yoğunlaşır.Bunun sonunda da yağış oluşur.Yağış olarak geri dönen suyun bir kısmı yüzey sularında (göl ve denizlerde) depo edilir.
Diğer kısmı yer altı sularına karışır.Toprağa giren su , yer altı suyu olarak tekrar denizlere akar. Bu şekilde su döngüsü tamamlanmış olur.Su döngüsü 3 evre halinde gerçekleşir.
  
1.Buharlaşma: Suyun ısınarak buharlaşması, bitkilerinde terleme yoluyla atmosfere verilmesidir. Yeryüzündeki buharlaşma güneşin sıcaklık etkisi ile gerçekleşir. Suyun buharlaşma alanları denizler, okyanuslar, akarsular, yağış alanları ve toprak yüzeyidir. Ayrıca bitki ve diğer canlıların terlemesi de buharlaşma alanları arasında yer alır. Buharlaşma yoluyla su atmosfere verilir.  2.Yoğunlaşma: Su buharının soğuyarak doygun hale gelince su zerreciklerine ve buz kristallerine dönerek bulutları oluşturmasıdır.3.Yağışlar: Yoğunlaşan su zerreciklerinin daha soğuyup su damlaları halinde yer çekimi etkisiyle yere düşmesidir. Yeryüzüne düşen suların bir kısmı toprak derinliklerindeki bitki köklerine alınır, bir kısmı da diğer canlılar tarafından kullanılır.  Yağışlarla yeryüzüne düşen suyun büyük bir kısmı yüzey akıntıları şeklinde deniz, okyanus, akarsu ve göllere karışarak akarsular, göller ve yeraltı suları yoluyla denizlere ulaşarak döngüyü tamamlar.

Yağışlar su döngüsünün önemli bir parçası olup suyun tekrar tekrar kullanılmasını sağlar. Bir yağmur damlası bir yıl içinde tekrar tekrar buharlaşıp yeniden yağarak yeryüzüne döner. Böylece 4 milyon km³ su karalar atmosfer arasında hareket eder.Toprak tabakasının çeşidi, arazinin eğimi, bitki örtüsü, yeraltı ve yer üstü sularının şekil ve durumları su döngüsünü etkiler. Doğal bitki örtüsü sel tahribatını önler, yağışların dengeli dağılımını sağlar. Doğal bitki örtüsünün azalması ile birlikte yağış miktarı azalır, yağış miktarı azalınca canlıların yaşam kaynağı olan mineral döngüleri de bozulur.
Ancak insanlar tarafından kullanılan sular kimyasal maddeler, fabrika atıkları, nükleer atıklar, tarım ilaçları, yapay gübreler vb. kirletilen bu sular yağışlarla yeraltı suyu ve içme sularına karışır. Doğal döngü içinde de yeterince temizlenemez ve canlılar için büyük bir tehlike oluşturmaktadır.   

KARBON DÖNGÜSÜ
Karbon atomlarının fiziksel, jeolojik, kimyasal ve diğer süreçler sonucunda atmosfer, okyanuslar, yeryüzü vb. arasındaki dolaşımı. Karbon atomları canlı dokularını meydana getirdikleri için tüm yaşamın temel taşıdır. Karbonun çoğu karbondioksit şeklinde bulunur. YERYÜZÜNDE KARBONUN DÖRT ANA KAYNAĞI1.Atmosfer (havaküre):Karbondioksit2.Hidrosfer (Suküre):Karbondioksit ve bikarbonat3.Litosfer (Taşküre):Petrol,kömür,doğal gaz,karbon4.Biyosfer (Canlılar Küresi):Canlı bünyesindeki organik moleküllerDoğadaki karbonun çoğu karbondioksit şeklindedir. Karbondioksitten çıkan karbon fotosentez için çok önemlidir. Havadaki karbon dioksit, su ve besleyici tuzlarla birlikte fotosentez işleminde kullanılır.

Bu işlem sonucu oksijen ve organik maddeler üretilir.Yeşil bitkiler, havadan karbondioksiti alarak fotosentez sonucunda organik bileşiklere dönüştürürler. Bitkilerin yapısındaki bu karbon bitkilerle beslenen hayvanlara ve besin zinciri yoluyla diğer canlılara geçer. Bu canlıların atıklarıyla ve fosilleriyle toprağa karışır ve bakteriler tarafından parçalanarak toprağın yapısına katılır.
             
Solunumda ise bunun tersi olur. Yani organik maddeler oksijen eşliğinde parçalanır. Bu işlemde karbon dioksit ve su üretilir. Oksijensiz ortamda yaşayan bazı mikroorganizmalar mayalanma (fermantasyon) yoluyla glikozu alkol ve karbondioksite dönüştürürler. Bu yolla elde ettikleri enerjiyi metabolik işlemlerde kullanırlar.Organik maddelerin parçalanması sonucu serbest kalan karbon dioksit çevirime yeniden girer. Böylece karbon döngüsü tamamlanmış olur.Karbondioksit sıcaklığı tutucu etkisi olan bir gazdır. ( sera gazı) Günlük ve mevsimlik sıcaklıkların aşırı artmasını ve azalmasını engeller. Aşırı artması yere gelen sıcaklığı tutarak küresel ısınmaya neden olmaktadır.Denizlerle atmosfer arasında karbon alışverişi çok yavaştır. Bu da ilk 100 metrede olur. Karalardan erozyon ile taşınan inorganik ve organik maddeler aracılığı ile karbon denize gelir. Karadan gelen, kabuklu hayvanların bünyesindeki organik karbon, karbonat, bikarbonatlar deniz tabanlarında tortullar içinde birikir. Denizler karalara göre 50 kat daha fazla karbon içerdikleri için karbon akışını düzenleyen en önemli kaynaklardır. 
                  
Karbon döngüsü atmosfer, litosfer, hidrosfer ve biyosfer arasında gerçekleşir. Döngü bozulmadığı sürece doğada karbon denge halindedir. Atmosferdeki CO2 miktarı bellidir. Havadan alınan co2 tekrar verilmemiş olsa idi fotosentez giderek azalacak ve 35 yıl gibi bir süre sonra besin zinciri durarak dünyada hayat kalmayacaktı. İnsanın olumsuz etkisi ile atmosferdeki karbon dengesi bozulmaktadır. Çünkü sanayileşme ile birlikte atmosfere eklenen karbondioksit miktarı %25 artmıştır.

Dengenin bozulmasında;          Atmosferdeki karbon dioksit ile sudaki karbon dioksit denge halindedir. Karbondioksitin karadaki doğal kaynağı yanardağlardır. Hızlı sanayileşme, kentleşme ve nüfus arştı ile insan fosil yakıtları gömülü oldukları yerden çıkararak fazla kullanmaktadır. Kömür, doğal gaz ve petrol gibi fosil yakıtların ve kireç taşının yakılması sonucunda atmosfere atılan karbon dioksit miktarı artmaktadır.

Yeryüzündeki doğal bitki örtüsünün azalması da (orman yangınları gibi sebeplerle) karbon dengesini önemli ölçüde etkiler. Bu durum insan eliyle atmosferdeki karbon dengesinin bozulabileceğini göstermektedir. Atmosferde artan karbondioksit miktarı yeryüzü sıcaklığının birkaç derece artmasına neden olacaktır. Yeryüzü giderek ısınacak, kutuplardaki buzulların erimesiyle deniz seviyesi yükselecek ve dünya iklimi değişecektir.               Doğada Karbondioksit Tüketimi;1-Kara ve deniz bitkilerince fotosentezde kullanılır.2- Deniz hayvanlarının kabuk oluşumunda kullanılır.3- Deniz hayvanları ve bitkilerinin ölmesi tabana çökerek karbonatlı kayaların oluşumunda tüketilir.4-Ölen canlıların bünyelerindeki karbon zamanla basıncın etkisiyle petrol, kömür gibi fosil yakıtlara dönüşür. Doğada Karbondioksit açığa çıkması;1-Canlıların solunumları sonucu doğaya döner.2-Ölen canlıların çürümesi,3-Orman yangınları,4-Karbonatlı kayaların fiziksel ve kimyasal olarak ayrışması,5-Suyun hava ile teması ile karbon havadan suya, sudan havaya geçer.6-Volkanizma olayları sonucunda,7-Fosil yakıtların yakılması,

AZOT DÖNGÜSÜ

Azotun doğada en bol olarak bulunduğu yerler; 1.Atmosfer,  2.Canlıların yapısı (Canlı vücudunda Proteinlerin, Nükleik asitlerin, çeşitli hormonların ve vitaminlerin yapısında bulunur.) Azotun asıl kaynağı atmosferdir. Atmosfer %78 oranında azot (N2) içerir. Bazı mikroorganizmalar hariç canlılar azot gazını doğrudan doğruya kullanamazlar. 
                 
Azotun bitkiler tarafından kullanabilmesi için bazı süreçlerden geçerek nitrit ve nitratlara dönüştürülmesi veya bağlanması gerekir. Azot bitkiler tarafından inorganik nitrat(NO3)- , bazı bitkiler tarafından da amonyum tuzları(NH4)+ hâlinde kullanılır. Hayvanlar azot ihtiyaçlarını beslenme yoluyla diğer bitki ve hayvanlardan karşılarlar. Ayrıca azot topraktaki verimi oldukça etkiler.


Azotun doğadaki dolaşımı:1-Atmosferde yıldırım ve volkanik faaliyetler sırasında ortaya çıkan elektrik deşarjları gibi atmosferik olaylar sonucunda azot oksijen ile birleşerek nitratlara dönüşür. Bu nitratlar yağışlarla yere inerek toprağa karışır. Bitkiler tarafından alınır duruma getirilir2- Azotun toprağa bağlanması topraktaki bazı bakteriler tarafından gerçekleştirilir.( örneğin fasulye ve bezelye gibi bitkilerin köklerinde yaşayan bakteriler) Tüm canlıların ölüleri ve atıklarındaki proteinler parçalanarak önce amino grup asitlere, sonra amonyağa dönüştürülür. Amonyak, nitrit bakterileri ile nitrit tuzlarına, nitrit tuzları nitrat bakterileri ile nitrat tuzlarına dönüştürülür.3-Atmosferdeki azot ise baklagillerin köklerindeki azot bağlayıcı bakteriler tarafından nitrat tuzlarına dönüştürülür. Nitrat tuzları bitkilerin kökleriyle alınır, fotosentez sonucunda bitkisinin yapısına katılır. 4-Azot besin zinciri yoluyla bitkilerden otçullara, onlardan etçillere geçer. 5- Tüm canlıların ölüleri ve atıklarındaki proteinler ayrıştırıcılar tarafından parçalanır. Çeşitli mikroorganizmaların ve bakterilerin de etkisiyle azotun bir kısmı suda çözünmüş nitrat tuzları şeklinde toprakta kalır. Bir kısmı da azot gazına indirgenmiş olarak yeniden atmosfere döner. Bu şekilde azot döngüye katılmış olur.Not: İnsanlarda azot döngüsünü de olumsuz etkilemektedir. Havadaki azot geliştirilen teknoloji sayesinde yapay gübre yapımında kullanılır. Yapay gübrenin tarımda verimi arttırmak için fazla kullanılması toprağın doğal özelliklerinin kaybolmasına neden olur. Dolayısıyla çevrede bitkilerce kullanılabilir azot eksikliği, insanlar açısından da beslenme yetersizliği ve açlık sorununu gündeme getirmektedir.          

OKSİJEN DÖNGÜSÜ
Canlıların aldıkları besinleri enerjiye dönüştürebilmeleri için oksijen gereklidir. Atmosferde % 21 civarında oksijen bulunur. Oksijen doğada üç şekilde O, O2, O3 olarak bulunur. Atmosferde serbest halde moleküler oksijen (O2) Şeklinde bulunur. Çok reaktif bir gaz olduğu için çeşitli elementlerle birleşir. 
Ozon her zaman atmosferde bulunmaz güneşten gelen ultraviyole ışınları ve yıldırım etkisiyle O2 nin O3 e dönüşmesi ile oluşur. Atmosferin Zaralı ışınları süzen filtresi durumundadır.Oksijenin kaynakları: 1-Atmosfere en önemli oksijen sağlayan kaynak yeşil bitki ve alglerin fotosentez sonucunda kullandığı CO2 yerine oksijen vererek oksijen döngüsü gerçekleştirmelerdir.  Canlılar tarafından solunumunda kullanılır ve karbondioksite dönüştürülür. Bu olayı denizlerde algler gerçekleştirir. Dünyamızdaki oksijenin % 90’lık kısmını algler sağlar. Ayrıca oksijen, ultraviyole ışınları etkiyle ozona dönüşür.        2-Atmosfere oksijen sağlayan bir başka kaynakta atmosferdeki suyun ışık yardımıyla oksijen ve hidrojene ayrışması sonucu açığa çıkan oksijendir.(Fotoliz)


Atmosferdeki oksijen tüketimi: Solunum, Yakıt madenlerin yanmasında, organik maddelerin oksidasyonunda (besinlerin yakılmasında) kullanılır. Dünyada oksijen miktarında henüz önemli bir değişiklik olmamıştır. Oksijen döngüsü denk kapanmıştır.

FOSFOR DÖNGÜSÜ
Fosfor;1.Canlılarda, dişlerin, kemiklerin ve nükleik asitlerin (DNA-RNA) yapısında bulunur.          2.Doğadaki fosfat kaynakları ise yer kabuğundaki fosfatlı kayalar ve denizler fosfor kaynağıdır. Bu döngünün temeli fosforun karalarda denizlere denizlerden de karalara taşınmasıdır. Kayalardaki fosforun bir kısmı yağmur ve erozyon etkisiyle çözünerek suya karışır. Sudaki fosfor bitkiler tarafından alınır ve fosforlu bileşikler dönüştürülür. Besin zinciri yoluyla hayvanlara geçer. Bitki ve hayvan atıklarından ayrıştırıcılar tarafından tekrar inorganik fosfata dönüştürülerek bitkiler tarafından kullanılır. Denizlerdeki fosfor denizlerdeki bitki ve hayvanların ihtiyacını karşılar. Balıklarla ya da suda avlanan kuşların dışkıları ile tekrar karaya taşınır.
Fosfatlı kayalar işlenerek yapay gübre elde edilir. Yapay gübre olarak toprağa atılan fosfor, toprak erozyonu ile akarsulara, oradan da tekrar denizlere sürüklenir. Böylece fosforun karalardan denizlere dönüşü hızlandırılmış olur. İnsanların bu ve benzeri faaliyetleri ise fosfor kaynaklarının tükenmesine yol açabilir.

KÜKÜRT DÖNGÜSÜ
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 amino asitlerdeki 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 Oiyonuna 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 DÖNGÜLERİNİN YARARLARI
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.
KONU İLE İLGİLİ TAVSİYELER:Genel olarak karışık bir konu gibi gözüksede unutulmamalıdır ki doğada madde yok olmaz sürekli dönüşüm halindedir.Burdan yola çıkarak şekilleri anlamaya çalışmak ezberden ziyade daha kalıcı bilgiler sağlar.Kendinize küçük kavram haritaları oluşturarak öncelikle maddenin bulunduğu ortam ,hangi hallerde arttığı,hangi hallerde azaldığı şeklinde döngüler konusunu öğrenmeye çalışırsanız kalıcılık sağlar.Örneğin oksijen döngüsünde oksijen oluşumu ve oksijenin üretim şekli düşünülerek (fotosentez ve suyun parçalanarak oksije oluşturması) tüketim olarak solunum maden ve besinlerin yakılması şeklinde öğrenmeniz işinizi kolaylaştırabilir.Yoksa bu kadar döngü ve özelliklerini hafızaya almak ezbercilikten öteye gitmez.Kitabınızdaki şekilli alanlar direk yazılı sorusu konuları olabilir.Örnek vermek gerekirse hangi döngü olayında nitrit ve nitratlara dönüşüm olayı söz konusudur gibi.Yıldırım olayı hangi döngü oluşumunda etkilidir.Aşağıdaki olaylardan hangisinde oksijen açığa çıkar yada çıkmaz.Yada aynı soru diğer döngüler için sorulabilir.

GERİ DÖNÜŞÜM

Geri dönüşüm terim olarak, kullanım dışı kalan geri dönüştürülebilir atık malzemelerin çeşitli geri dönüşüm yöntemleri ile hammadde olarak tekrar imalat süreçlerine kazandırılmasıdır.

Tüketilen maddelerin yeniden geri dönüşüm halkası içine katılabilmesi ile öncelikle hammadde ihtiyacı azalır. Böylece insan nüfusunun artışı ile paralel olarak artan tüketimin doğal dengeyi bozması ve doğaya verilen zarar engellenmiş olur. Bununla birlikte yeniden dönüştürülebilen maddelerin tekrar hammadde olarak kullanılması büyük miktarda enerji tasarrufunu mümkün kılar. Örneğin, yeniden kazanılabilir alüminyumun kullanılması alüminyumun sıfırdan imal edilmesine oranla %35'e varan enerji tasarrufu sağlamaktadır.

Atık malzemelerin hammadde olarak kullanılması çevre kirliliğinin engellenmesi açısından da önemlidir. Kullanılmış kağıdın tekrar kâğıt imalatında kullanılması hava kirliliğini %74-94, su kirliliğini %35, su kullanımını %45 azaltabilmektedir. Örneğin bir ton atık kağıdın kâğıt hamuruna katılmasıyla 8 ağacın kesilmesi önlenebilmektedir.

GERİ DÖNÜŞEBİLEN MADDELER

• Kimyasal atıklar
• Cam
• Kağıt
• Alüminyum
• Plastik
• Piller
• Motor yağı
• Akümülatörler
• Beton
• Organik atıklar
• Elektronik atıklar
• Demir
• Tekstil
• Ahşap
• Metal

GERİ DÖNÜŞTÜRME METODLARI

Geri dönüştürme metodları her malzeme için farklılık göstermektedir:

• Alüminyum: Atık alüminyum küçük parçacıklar halinde doğranır. Daha sonra bu parçalar büyük ocaklarda eritilerek, dökme alüminyum üretilir. Bu sayede atık alüminyum, saf alüminyum ile neredeyse aynı hale gelir ve üretimde kullanılabilir. 1 ton metal atığın geri dönüştürülmesi sonucunda 1300 kg hammade tasarrufu sağlanır. Örneğin; Türkiye'de yıllık olarak toplam 2 milyon tona ulaşmaktadır.
• Beton: Beton parçalar, yıkım alanlarından toplanarak kırma makinalarının bulunduğu yerlere getirilir. Kırma işleminden sonra ufak parçalar, yeni işlerde çakıl olarak kullanılır. Parçalanmış beton, eğer içeriğinde katkı maddeleri yoksa yeni beton için kuru harç olarak da kullanılabilir.
• Kağıt: Kağıt öncelikle kâğıt çamuru hazırlamak için, su içerisinde liflerine ayrılır. Eğer gerekirse içindeki lif olmayan yabancı maddeler için temizleme işlemine tutulur. Mürekkep ayırıcı olarak, sodyum hidroksit veya sodyum karbonat kullanılır. Daha sonra hazır olan kâğıt lifleri, geri dönüşmüş kâğıt üretiminde kullanılır. 1 ton kullanılmış kâğıt atığının geri dönüşümü sonucunda, 16 adet yetişmiş çam ağacı ve 85 metrekarelik ormanlık alan tahrip edilmeyecektir. Örneğin; Türkiye genelinde yılda 80 milyon çam ağacı ve 40.000 hektar ormanlık arazi korunmuş olabilecektir.
• Plastik: Plastik atıklar öncelikle cinslerine göre ayrılarak geri dönüşüm işlemine tabi tutulur. Cinslerine göre ayrılan geri dönüşebilirplastik atıklar, kırma makinalarında kırılıp küçük parçalara ayrılır. İşletmeler bu parçaları doğrudan belli oranlarda, orijinal hammadde ile karıştırarak üretim işleminde kullanabildiği gibi; tekrar eritip katkı maddeleri katarak ikinci sınıf hammadde olarak da kullanabilir. 1 ton plastik ambalaj atığının geri dönüşümü sonucunda 14000 kWh enerji tasarrufu sağlanmış olur. Örneğin; Türkiye genelinde tasarruf edilebilecek enerji miktarı yıllık 4 Milyon Megawatt saattir (MWh).
• Cam: Cam atıklar (şişe, kavanoz vb.) toplama kutularında toplanır ve bu atıklar renklerine göre ayrılarak geri dönüşüm tesislerine verilir. Burada atık ve katkı maddelerinden ayrılır. Burada cam kırılır ve hammadde karışımına karıştırılarak eritme ocaklarına dökülür. Bu şekilde tekrar cam olarak kullanıma geçer. Kırılan cam, beton katkısı ve camasfalt olarak da kullanılmaktadır. Camasfalta %30 civarında geri dönüşmüş cam katılmaktadır. Cam bu şekilde sonsuz bir döngü içinde geri dönüştürülebilir, yapısında bozulma olmaz. 1 ton cam atığının geri dönüşümü sonucu 100 litre benzin tasarrufu sağlanmaktadır. Örneğin; Türkiye genelindeki cam atıkların geri dönüştürülmesinden yıllık 30 milyon litre benzin tasarruf edilebilecektir.