Ekolojik döngüler
Azot döngüsü
Fosfor döngüsü
Gıda döngüsü
Su döngüsü
Azot döngüsü
Fosfor döngüsü
Gıda döngüsü
Su döngüsü
Azot döngüsü
Yaşamın başlangıcından beri, atmosfer ve okyanuslar azot içerir. Azot canlılar için önemli bir maddedir. Canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için oksijen ve karbondioksite ihtiyaç duydukları gibi, büyüyebilmek için de azota (N2) ihtiyaç duyarlar. Çünkü proteinlerin ve DNAnın önemli bir bileşenidir. Azot, canlı vücudunda özellikle nükleik asitlerin, proteinlerin ve vitaminlerin yapısında %15 oranında bulunmaktadır. Gaz halindeki azot (N2), atmosferin %78'ini oluşturur. Üçlü kovalent bağı, bu iki azot atomunu sıkıca bir arada tutar. Azot Döngüsü, daha çok biyosferin ince bir tabakasında gerçekleşir. Azot bileşikleri bu ince kabuk içinde birbirine dönüşür. Bu işlemlere azot döngüsü denir. Azot döngüsü yaşamın sürekliliğini sağlayan bir doğa olayıdır. Bu döngüde azot bileşikleri sürekli olarak topraktan canlılara ve sonra tekrar toprağa geri dönerler. Ancak bir miktar azot atmosfere gider ve tekrar geri alınır. Canlılar havadaki bu azotu, ihtiyaçları olmasına rağmen doğada bulunduğu gibi bünyelerine alamazlar. Bu gazın bir şekilde canlıların kullanabileceği hale dönüştürülmesi ve canlılar tarafından tüketilip bitirilmemesi için bir döngü şeklinde atmosfere geri dönmesi gerekmektedir. Bu zorunluluğu ise mikroskobik bakteriler ve baklagiller karşılamaktadır.
Azot çok az organizma tarafından gaz haliyle alınarak kullanılabilindiğinden. Ekosistemlerdeki canlıların kullanabilmesi için öncelikle atmosferik azot gazının inorganik formda fikse edilmesi gerekmektedir. Azot gazının çeşitli şekillerde bağlanarak kullanılabilir bileşikler haline dönüşmesi olayına fiksasyon denir. Fiksasyon sonucu elde edilen inorganik form genellikle amonyak ve nitrattır. Dünyadaki azot fiksasyonu, bazı canlılar tarafından (Rhizobium, Azotobacter, Oscillatoria, Anabeana) biyolojik süreçlerle gerçekleşebildiği gibi, fizikokimyasal (şimşek, yıldırım gibi etkenlerle azotun nitrata dönüşümü) ve endüstriyel süreçlerle (sentetik nitratlı gübre üretimi) de gerçekleşmektedir. Yapılan hesaplamalara göre yıllık azot fiksasyonunun en önemli miktarını biyolojik fiksasyon oluşturmaktadır. Gübre üretimi ile yapılan sunni fiksasyon, biyolojik fiksasyonun yaklaşık yarısı; şimşek, yıldırım ve yanardağ hareketleri gibi fizikokimyasal yolla oluşan fiksasyon ise yaklaşık 1/8'i kadardır.
Biyolojik fiksasyon yapan Rhizobium cinsi bakteriler, bazı baklagillerin kökünde simbiyotik olarak yaşamaktadır. Sucul ekosistemlerdeki biyolojik azot fiksasyonunun çok önemli bir kısmı Anabeana ve Oscillatoria cinsi mavi-yeşil algler tarafından gerçekleştirilmektedir. Toprakta ise Azotobacter ve Clostridium cinsi bakteriler önemli derecede biyolojik fiksasyonu gerçekleştiren canlılardır (Kormondy, 1984).
Fiksasyona uğramış olan azotun, diğer canlılar tarafından kullanıla*bilmesi için öncelikle bitkiler tarafından alınarak özümlenmesi (organik bünyeye katılması) zorunludur. Her ne şekilde olursa olsun, fiksasyona uğrayarak toprağa ve suya karışan nitrat formundaki inorganik azot (NO3), suda erimek suretiyle bitkiler tarafından alınabilir. Bitkiler tarafından emilen nitrat, protein ve nükleik asit gibi biyomoleküllerin üretiminde kullanılır. Böylece azot, abiyotik çevreden biyotik unsurlara geçmiş olur. Bitkilerden beslenme yoluyla tüm canlılara ulaştırılır. Azot, bitkiler ve hayvanlar atık ürettiklerinde ya da öldüklerinde, ayrışma tekrar toprağa döner. Toprakta bulunan denitrifikasyon bakterileri de nitrit ya da nitratı tekrar azot gazına dönüştürür. Böylece azot tekrar atmosfere karışır.
Bakteriler azot bağlama işlemi için nitrojenaz enzimi kullanırlar. Bu enzim, iki proteinden oluşur. Bu proteinler iki atom arasındaki bağları kırmak ve 1 molekül N2'den 2 molekül amonyak elde etmek için 1-2 saniyede 8 kez ayrılıp birleşirler.
Fosfor döngüsü
Fosfor döngüsü karbon (C), oksijen (O), azot (N) gibi elemanların döngülerine oranla daha basittir. Çünkü, fosfor gaz haline geçemediği için, atmosfere geçiş evresine sahip değildir. Bu nedenele fosfor döngüsü, karalardan sulara, sulardan karalara doğru gerçekleşir.
Fosfor canlı ve cansız sistemlerde, fosfat olarak bulunur. Fosforon kaynağı, fosfatlı kayaçlardır. Fosfatlı kayaçlar, yağmur, rüzgar gibi etkenlerle aşındıkça inorganik fosfat olarak yavaş yavaş toprağa taşınır. Bitkiler tarafından topraktan alınan inorganik fosfat, organik fosfata dönüştürülür.
Bitkilerdeki organik fosfat, önce otçul, bunlardan da etçil hayvanlara aktarılır. Ölen hayvan ve bitkilerin yapısındaki organik fosfat, saprotrof bakteri ve mantarların metabolizmasıyla fosfat olarak toprağa salınır.
Karasal ekosistemlerde olduğu gibi sucul ekosistemlerde de fosfor döngüsü gerçekleşir. Kayaçlardan sulara taşınan fosfat, suların derinliklerine çöken (sedimantasyon) bitki ve hayvan artıkları nedeniyle ekosistemdeki fosfor belirli oranda azalır. Bu şekilde depolanan fosfor, oluşabilecek jeolojik olayların etkisiyle karalara geçmeleri durumunda, tekrar kullanılabilirler. Doğal olayların yanı sıra, insanların gerçekleştirdiği kimyasal ve endüstriyel işlevler, çöpler ve fosfatlı temizlik maddeleri fosfor döngüsünde etkili olmaktadır.
Fosfatlı kayaçların yapay gübre üretiminde kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Toprağa atılan bu gübrelerin önemli bir kısmı, sularla denizlere kadar taşınır. Ayrıca insanların, yol, köprü, konut yapımı gibi etkinliklerle oluşturduğu atıklar, kullanılan fosfatlı ilaç ve deterjanlarda fosfat döngüsünün gerçekleştirilmesinde etkili olmuştur.
Gıda döngüsü
Ekolojide ve Yer bilimlerinde, bir biyojeokimyasal döngü veya gıda döngüsü bir kimyasal elementin veya molekülün yeryüzünün hem biyotik biyosfer hem de abiyotik (Yerkabuğu, Atmosfer ve Hidrosfer bölümlerinde hareket eder. Süreç açısından, bazı döngülerde elementin yönlendirildiği veya uzun bir süre saklandığı (rezervuar denilen) özel yerler olmasına rağmen element geri dönüşüme sokulmaktadır. Biyokimyasal döngüler içerisinde elementler, kimyasal bileşikler ve maddenin diğer biçimleri bir organizmadan diğerine ve biyosferin bir kısmından diğerine geçirilmektedir.
Su döngüsü
Su döngüsü, evrenin korunumu yasası gibi, yeryüzündeki su kaynaklarının artmaz veya eksilmezliğini ifade eden bir terimdir. Yeryüzündeki su kaynaklarını okyanuslar, denizler, göller ve yeraltı suları oluşturur. Dünya'daki su hareket eder, biçim değiştirir, bitkiler ve hayvanlar tarafından kullanılır, fakat gerçekte asla yok olmaz ve buna su döngüsü denir.
