Azot Döngüsü Nedir sorusunda cevap vermeden önce Azot hakkında bir kaç cümle yazmamız yerinde olacaktır. Azot, tüm canlı organizmaların hayatta kalması için çok önemli olan en önemli besinlerden biridir. Azot atmosferde çok bol olmasına rağmen, bu formda çoğu organizma için büyük ölçüde erişilemez. Azot döngüsü nedir başlıklı bu yazı, azotun organizmalar için nasıl kullanılabilir hale geldiğini ve insan faaliyetlerinin yerel ve küresel ekosistemler için azot seviyelerindeki değişiklikler üzerindeki etkisini incelemektedir.
Azot Döngüsü Nedir?
Azot, tüm canlı organizmaların hayatta kalması için çok önemli olan en önemli besinlerden biridir. Proteinler, DNA ve klorofil gibi neredeyse bütün biyomoleküllerin gerekli bir bileşenidir. Azot, atmosferde azot gazı olarak bol miktarda bulunmasına rağmen, bu formda çoğu organizma için büyük ölçüde yararlanılamaz durumdadır, bu durum azotu kıt bir kaynak haline getirir ve çoğu ekosistemde birincil oranda üretkenliği sınırlar. Azot, azot gazından amonyağa (NH3) dönüştürülene kadar, bitkiler onu kullanmaz.
N2 ve NH3’e ek olarak, azot hem inorganik (örneğin, amonyak, nitrat) hem de organik (örneğin, amino asitler ve nükleik asitler) formlar dahil olmak üzere çeşitli formda bulunur. Bundan dolayı, azot ekosistemde bazı farklı dönüşüme uğrar, organizmalar onu büyüme ve bazı durumlarda enerji için sarf ettikçe bir biçimden diğerine dönüşür. Azotun ana dönüşümleri azot fiksasyonu, nitrifikasyon, denitrifikasyon dur.
Tavsiye Bağlantı: Karbon Döngüsü Nedir?
Azot Fiksasyonu Nedir?
Azot gazı Dünya’nın atmosferinin ortalama olarak %80’ini oluşturur, ancak azot çoğu ekosistemde üretimi sınırlayan birincil besin elementidir. Neden? Çünkü bitkiler ve hayvanlar azot gazını bu formda kullanamazlar.
Azotun proteinler, DNA ve diğer biyolojik açıdan önemli bileşiklerin yapımında kullanılabilir olması için önce başka bir kimyasal forma dönüştürülmesi gerekir. N2’yi biyolojik olarak mevcut azota dönüştürme işlemine azot fiksasyonu denir.
N2 gazı, azot atomları arasındaki üçlü bağın gücünden dolayı çok kararlı bir bileşiktir ve bu bağı kırmak için çokça fazla enerji gerekir. Tüm süreç sekiz elektron ve en az on altı ATP molekülü gerektirmektedir. Bu sebeple, yalnızca belirli bir prokaryot grubu, bu enerjik olarak zorlu süreci gerçekleştirebilir.
Çoğu azot fiksasyonu prokaryot hücreliler tarafından gerçekleşse de, bir miktar azot, yıldırım çarpmaları veya fosil yakıtların yakılması da dahil olmak üzere belirli endüstriyel işlemlerle abiyotik olarak doğaya kazandırılır.
Simbiyotik Yaşam
Bazı azot tutucu organizmalar serbest halde yaşam sürdürürken, diğerleri işlemi gerçekleştirmek için bir konakçıyla bir ilişki gerektiren simbiyotik azot tutuculardır.
Çoğu simbiyotik ilişki çok spesifiktir ve simbiyozu sürdürmeye yardımcı olan karmaşık mekanizmalara sahiptir. Örneğin, baklagillerden (örneğin bezelye, yonca, soya) kök salgıları, azotu tutucu bakteriler olan belirli Rhizobium türleri için bir sinyal görevi görür.
Bu sinyal bakterileri köklere çeker ve daha sonra bakteri alımını başlatmak ve kök nodüllerinde azot fiksasyon sürecini tetiklemek için çok karmaşık bir dizi olay meydana gelir.
Bu bakterilerin bazıları aerob, bazıları ise anaerobiktir; bazıları fototrofiktir, diğerleri kemotrofiktir (yani enerji kaynağı olarak ışık yerine kimyasallar kullanır).
Azotu sabitleyen organizmalar arasında büyük fizyolojik ve filogenetik farklılıklar olmasına karşın, hepsi nitrojenaz adı verilen ve N2’nin NH3’e (amonyak) indirgenmesini katalize eden benzer bir enzim kompleksini paylaşırlar ve azot tutma potansiyelini belirlemek için genetik bir işaretleyici olarak kullanılabilirler.
Nitrifikasyon Nedir?
Nitrifikasyon, amonyağı nitrite ve sonrasında da nitrata dönüştüren süreçtir ve azot döngüsündeki bir diğer önemli adımdır.
Nitrifikasyonun çoğu aerobik olarak gerçekleşir ve sadece prokaryotlar tarafından meydana getirilir. Farklı mikroorganizma çeşitleri tarafından gerçekleştirilen iki farklı nitrifikasyon yolu vardır. İlk adım, amonyak oksitleyiciler olarak bilinen mikroplar tarafından gerçekleştirilen amonyağın nitrite oksidasyonudur. Aerobik amonyak oksitleyiciler, iki farklı enzim, amonyak monooksijenaz ve hidroksilamin oksidoredüktaz gerektiren bir işlem olan ara hidroksilamin yoluyla amonyağı nitrite dönüştürür.
Nitrifikasyonun ikinci aşaması, nitritin (NO2) nitrata (NO3) oksidasyonudur. Bu adım, nitrit oksitleyen bakteriler olarak bilinen tamamen ayrı bir prokaryot grubu tarafından gerçekleştirilir. Nitrit oksidasyonunda yer alan bazı cinsler arasında Nitrospira, Nitrobacter, Nitrococcus ve Nitrospina bulunur.
Denitrifikasyon Nedir?
Denitrifikasyon, nitratı azot gazına dönüştüren, böylece biyolojik olarak kullanılabilir azotu uzaklaştıran ve atmosfere geri kazandıran süreçtir. Azot gazı denitrifikasyonun son ürünüdür, ancak ara ürünler olarak diğer gaz halindeki nitrojen formları meydana gelebilir. Bu gazlardan bazıları, örneğin B. Azot oksit (N2O), ozonla reaksiyona giren ve hava kirliliğine katkıda bulunan sera gazları olarak bilinir.
Azot döngüsü nedir başlıklı bu makalede Azot döngüsü nedir konusu dışında Nitrifikasyon Nedir, Denitrifikasyon Nedir gibi konuları da işledik. Azot döngüsü nedir konusuyla alakalı yorumlarınızı yorumlar bölümünde belirtebilir ve aklınıza takılan soruları sorabilirsiniz.
