10. Sınıf Biyoloji: Ekosistem ve Madde Döngüleri (Su, Karbon, Azot)

Konu Özeti

Ekosistem, canlı ve cansız bileşenlerin birbiriyle sürekli etkileşim içinde olduğu bir sistemdir. Enerji Güneş'ten gelir, besin zinciriyle aktarılır ve her basamakta azalarak ısı olarak ortamdan çıkar. Maddeler ise canlılar ile cansız çevre arasında döngüsel olarak dolaşır. Bu konuda su, karbon ve azot döngülerini inceleyecek, bu döngülerin insan etkisiyle nasıl bozulabileceğini ve sürdürülebilirlik ile ilişkisini öğreneceksin.

Temel Kavramlar

• Birey: tek bir canlı. Popülasyon: aynı bölgedeki aynı türün bireyleri. Topluluk (komünite): aynı bölgedeki farklı türlerin popülasyonları. Ekosistem: topluluk ile cansız çevrenin birlikte oluşturduğu sistem.
• Üretici (ototrof) fotosentezle besin üretir. Tüketici (heterotrof) hazır besinle beslenir. Ayrıştırıcı, ölü kalıntıları parçalayarak maddeyi doğaya geri kazandırır.
• Topluluktaki etkileşimler: av-avcı, rekabet, simbiyoz (karşılıklı yarar, örneğin baklagil ve azot bağlayan bakteri), parazitlik ve kommensalizm.
• Popülasyon büyüklüğü doğum, ölüm, göç ile değişir. Besin, barınak ve avcılar popülasyonun sınırsız artmasını engeller.

• Enerji Güneş'ten gelir ve üreticilerde kimyasal enerjiye dönüşür.
• Her basamakta enerjinin büyük kısmı solunumla ısı olarak kaybolur. Bu yüzden enerji akışı tek yönlüdür ve besin zincirleri kısadır.
• Enerji piramidinde basamak çıktıkça enerji miktarı azalır (yaklaşık %10 kuralı).
• Maddeler ekosistemde döngüsel olarak tekrar tekrar kullanılır.

Sık yapılan hata: 'Enerji de madde gibi döngüseldir' demek yanlıştır. Madde döner, enerji ise tek yönlü akar ve ısı olarak kaybolur.

Madde Döngüleri: Su Döngüsü (B\u0130Y.10.2.4)

Madde döngüleri, maddenin atmosfer, hidrosfer ve litosfer ile canlılar arasındaki dolaşımını gösteren modellerdir. Bir model kurarken depo, canlıya geçiş ve çevreye dönüş basamaklarını oklarla göster.

• Buharlaşma: göl, deniz ve topraktaki su Güneş enerjisiyle buhara dönüşür.
• Terleme: bitkiler yapraklardan su buharı verir. Canlılar solunum ve boşaltımla da su verir.
• Yoğunlaşma: su buharı soğuyarak bulutları oluşturur.
• Yağış: yağmur, kar ve dolu şeklinde yeryüzüne dönüş olur.
• Yüzey akışı ve sızma: su akarsulara, göllere ve yer altı sularına ulaşır. Bitkiler suyu kökle alır, hayvanlar içerek ve besinle alır.

Madde Döngüleri: Karbon Döngüsü

• Atmosferdeki CO₂, üreticiler tarafından fotosentezle organik maddeye bağlanır.
• Karbon besin zinciriyle tüketicilere geçer.
• Canlılar solunumla CO₂'yi atmosfere geri verir. Ayrıştırıcılar ölü kalıntıları parçalayarak CO₂ salar.
• Fosil yakıtların (kömür, petrol, doğal gaz) yanması ve orman yangınları atmosfere CO₂ ekler.
• Okyanuslar CO₂'yi çözerek depolar.

6CO₂ + 6H₂O + ışık enerjisi → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ (fotosentez); C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + enerji (solunum)

Madde Döngüleri: Azot Döngüsü

Atmosferin yaklaşık %78'i azot gazıdır (N₂). Ancak bitkiler ve hayvanlar bu gazı doğrudan kullanamaz. Azotun canlılara geçmesi büyük ölçüde bakteriler sayesinde olur.

• Azot bağlama: baklagil köklerindeki simbiyotik bakteriler ve topraktaki serbest bakteriler N₂'yi amonyağa (NH₃/NH₄⁺) çevirir. Şimşek de az miktarda azotu bağlar.
• Nitrifikasyon: bakteriler amonyağı nitrit ve nitrata (NO₃⁻) dönüştürür. Bitkiler nitratı köklerle alır.
• Besin zinciri: bitkiler nitratla protein ve nükleik asit yapar, azot tüketicilere geçer.
• Amonifikasyon: ayrıştırıcılar ölü kalıntılardaki ve atıklardaki (üre vb.) azotlu bileşikleri amonyağa çevirir.
• Denitrifikasyon: denitrifikasyon bakterileri nitratı N₂ gazına çevirip atmosfere geri verir.