[alperen]

BİTKİ HAYATI-2

ALPEREN GÜRBÜZER




İz elementler (mikro elementler)
İz elementler; Mo, Mn, Cu, Cl, B ve Zn olarak bilinmektedir.
Bu arada bitki içerisine tuz alınımını etkileyen faktörler ise;
“—Temperatür,
—H+ iyon yoğunluğu,
—Işık,
—İyonların karşılıklı etkisi,
—Bitkinin büyümesi vs.”diye sıralayabiliriz.
Bitki gövdesi
Bitki köklerinde yaşanan bir dizi işleme benzer işlemler gövde de cereyan etmektedir. Zira yavru hücrenin plumula bölgesinin kökün tam tersi istikameti yönünde gelişmesiyle birlikte gövde meydana gelmektedir. Bir anlamda radikula kök için ne ise, plumula da gövde için aynı şey demektir. Sonuçta her ikisi de bitkiye gelişme ivmesi kazandırmaktadır.
Gövdenin içyapısı periderma (koruyucu doku), kabuk ve merkezi silindirden ibarettir. Gövde kısımda ikinci büyüme kambiyum hücrelerinin bölünmesiyle birlikte büyüme hız kazanıp, akabinde ikinci kabuk (soymuk dokusu) teşekkül eder. Soymuk dokusu genel itibariyle soymuk parankiması, kalburlu borular, arkadaş hücreleri, salgı hücreleri ve süt boruları gibi birçok unsurların yer aldığı bir donanıma sahiptir. Bu bölge daha çok kış mevsiminde besin depo etmek için vardır. Kambiyumun merkeze doğru olan hücrelerden oluşan ikinci ksileme ise odun denmektedir. Özellikle çift çenekli bitkilerin ksilem kısmında trake, trakeid, odun lifleri ve odun parankimasının yer aldığı donanım mevcut olup sözkonusu hücre grupları bitki gövdesinin mukavemetini sağlayan odunsu kısmını inşa etmektedirler. Hatta şiddetli rüzgârlarla devrilen ağaç gövdelerinin kırılmaması yukarıda bu hücre gruplarının varlığı sayesinde dayanıklı kalabilmektedir. İkinci kısmın doku sisteminde ise parankima hücrelerin öz kolları sahne almaktadır. Bilindiği üzere bir çenekli bitkilerde genel itibariyle odun doku mevcut değildir.
Bitki gövdesinin dış yapısı otsu ve odunsu olmak üzere iki kategoride incelenir. Gövdenin dış şemasını ortaya koyan hiç kuşkusuz üzerindeki dallanmalardır. Nasıl ki kökler üzerinde ki yan kökler ne ise bitkinin dış kısmında yer alan uzantılar da o nispette gövde için bir başka dallanma çeşididir. Nitekim bu dallanma kendini monoploid ve simpodial dallanma şeklinde göstermektedir. Mesela monopoidal dallanma gövdenin gelişmesi ana eksen üzerinde seyrederken, simpoidal dallanmada ise gövdenin ana ekseni daha çok toprak yüzeyi veya toprak alt istikameti yönünde bir gelişme kaydedilmektedir. Dolayısıyla birinci dallanmaya kavak, kestane, ıhlamur, ceviz gibi top ağaçları, ikinci dallanmaya da fındık türü ağaççıklar ile kuşburnu türü bodur çalıları örnek verebiliriz. Bu arada sırası gelmişken gövdelerle ilgili bilgilere değişim gövdelerini de ekleyebiliriz. Şöyle ki; bazı gövdeler metamorfoza uğrayarak asli hallerinden uzaklaşabiliyorlar. Bunlar özellikle yeraltında yumru halde bulunup ancak toprak üzerindeki tomurcuklarıyla ayırt edilebilen gövdelerdir. O halde bu tür gövdelere rizomlar (yeraltı gövdeler-halk dilinde Süleyman mührü), tuber (yumru gövdeler), bulb (soğan gövdeler), diken gövde, sukulent (etli gövde) ve sülük gövdeyi örnek verebiliriz.
Yapraklar
Bilindiği üzere gövde üzerinde çıkıntıların büyümesiyle yapraklar meydana gelmektedir. Bir yaprak dikkatle incelendiğinde her iki yüzeyinin eşit olmadığı fark edilecektir. Dış kısmı koyu renk, yumuşak ve parlak olup, iç kısmı ise tam tersi solgun, aynı zamanda koruyucu tüylerle örtülüdür. İç ve dış bir bütünlük arzetmesine rağmen iç taraf daha çok yaprağın nefes alıp vermesine, dış bölüm ise güneşle işbirliği içerisinde besin üretimine katkıda bulunmaktadır. Nasıl ki kanımızda dolanan oksijen vücudumuzun enerjisini ateşlemek için can sparane çalışıyorsa, yaprak tüyü ve stoma adlı gözeneklerde nefes almamız için didinmekteler. Bu yüzden değim yerindeyse yaprakları bitkinin akciğerleri olarak tarif edebileceğimiz gibi, dünyanın en devasa gıda fabrikası olarakta değerlendirebiliriz pekâlâ. Çünkü bitkilerin gıdasını bile bir noktada yapraklar karşılamakta. Zira yapraklar bünyesinde bulundurdukları klorofil maddesi sayesinde sürekli şeker imal etmektedirler. Bilhassa yaprakları fotosentez olayında kimya laboratuvarı görevi yapan bir mekanizma olarakta tanımlayabiliriz. Her ne kadar bu fabrikanın mekanik makinası ve tüten bacası olmasa da güneşten gelen foton denilen enerji parçasını sentezleyen klorofil hammaddesinin varlığı herşeye bedel zaten. Ayrıca kloroplastların yaprak içerisindeki konumu itibariyle ışığı daha da optimum düzeyde kullanılmasına katkıda bulunmaktadırlar. Keza enzimler en yoğun şekilde mitokondri ve kloroplastlarda bulunurlar. Hatta pürivik asit reaksiyonları veson oksidasyon safhası(ETS)’na ait tüm enzimler ise mitokondrilerde yer alırlar.
İşte bu yüzden namı meşhur bu klorofil maddesi fotosentez olayına mana katarak yaprağın yeşil kanı olmayı çoktan hak etti bile.
Yaprağın dış görünümünde bile onun üzerindeki inceli kalınlı damarları görmek mümkündür. Yaprağın daha da derinliklerine gidildikçe hayretimiz bin kat daha artmaktadır. Şöyle ki yaprağın içyapısı incelendiğinde en dışında üst epiderma, altında alt epiderma yer alıp, bu yapının kalbi pozisyonunda ise gözenek denilen stomalar bulunmaktadır. Zira stomaların yaprağın alt epidermasında yer alanlarına hipostomatik yapraklar, üste yer alanlarına epistomatik yapraklar, hem alt hem de üste bulunanlarına ise amfistomatik yapraklar diye isim almaktadırlar. Yaprağın üst ve alt epiderması kısmında yer alan bölüm ise mezofil olarak tarif edilmektedir. Yaprağın bitkinin tüm sathına yayılan damar ağı ise iletim kanalları olarak bilinmektedir. Stomalar hangi isimler altında anılırsalar anılsınlar sonuçta bütün mesaisini bitki hayatına nefes aldırmak için harcamaktadır. Böylece ağaçların ve bitkilerin en fazla solunum yapan yerleri yapraklar olduğu gerçeğini birkez daha idrak etmiş oluyoruz. Bu arada şunu belirtmekte fayda var; odunlaşmamış otsu bitkilerde epiderma yerine periderma, stoma yerine ise bir başka versiyon kovucukdiyebileceğimiz lentisel yer almaktadır.
Yaprağın iç kısmı hayretimizi artırır da dış kısmı artırmaz mı? Elbette ki artırır. Şöyle ki yaprağın dış kısmı yaprak ayası, yaprak sapı (petiyol) ve yaprak ekseni (tabanı) olmak üzere üç kategoride incelenir. Yaprak tabanının her iki yanındaki çıkıntıya stipula (kulakçık) denmektedir. Kök ve gövde de olduğu gibi yapraklarda da metamorfoz söz konusudur. Dolayısıyla metamorfoz yapraklar sırasıyla diken yapraklar, depo yapraklar, sülük yapraklar, kapan yapraklar, tomurcuk yapraklar ve çiçek yapraklar adı altında incelenirler. Köklerin tüyleri olduğu gibi yapraklarında kendine özgü papiller, koruyucu tüyler, savunucu tüyler, tırmanıcı tüyler, emici tüyler, salgı tüyler ve emergensler adı altında çeşitli tüylü yapraklar vardır. Belki de yapraklar hakkında en son söylenilecek söz bulunmasada, sözün bittiği noktada gövde üzerine dizilişlerindeki estetiklik herşeye yetiyor artıyorda. Bu yüzden yaprak halkalarının etrafında cereyan eden iz düşüm ile eksen arasında ki sabit açıya divergens açı denip, bu açı aynı zamanda yaprak dizilimine temel dayanak teşkil etmektedir. Ayrıca bu açı D(divergens)= P(gövde üzerinde kat edilen tur)/N(toplam yaprak sayısı) matematik formülüyle tanımlanmaktadır. Bu formülden hareketle yaprakların birbirlerine olan uzaklıkları ve açılarının değişmediğini farketmiş oluruz. Yani bu dizilişler ister dairevi tarzında olsun isterse sarmal şeklinde olsun her halükarda birbirlerinin ışığına mani olmayacak şekilde dizilirler. Hatta birçok yaprağın birbirlerini gölgelendirmek adına dalların ucuna toplanmaları manidar bir tavır olsa gerektir. Üstelik bu diziliş rasgele bir diziliş olmayıp, aksine belli bir matematiksel program dâhilinde dizilimleri gerçekleşmektedir. Zaten Allah’ın ipine sımsıkı sarılın fermanı gereğince dizilmek zorundalar da. Gerçektende bu diziliş şekline bakıp geometrik oranların dallara yerleştirildiğini farkedenler Yüce Yaratıcıya bağlılığı daha da artmaktadır. Kaldı ki Afrikanın Cyrenaica Gicherra vadisinde palmiye yapraklarından bile cami inşa edildiğine göre bu noktada galiba en güzel şey “Allah” demek olsa gerektir.
Madem yaprakların birçok marifetleri var, hatta değim yerindeyse bir elinde kırk hünere sahipler, o halde bunlar bunca iş arasında yorulup hiç terlemezler mi? Bunun cevabı biyoloji kitaplarında tanımlanan transpirasyonun tarifinde gizli. Biyoloji kitaplarını karıştırdığımızda bitki içerisinde dolaşım halinde seyreden suyun bir takım şartlara bağlı olarak yaprak üzerinde buharlaşması olayına transpirasyon (terleme) dendiğine şahit oluruz. Aynı zamanda terlemenin bitki için serinlemek demek olduğunu farkederiz. Zira sıcaklık arttıkça ya da havadaki nisbi nem oranı düştükçe buharlaşma da o oranda yükselebilmektedir. Hiç kuşkusuz transpirasyonda en önemli görevi stomalar yüklenirler. Çünkü buharlaşma esnasında stomalar açılarak su kaybı gerçekleşir. Şayet hücre aşırı susuzluktan dolayı alarm verirse bu sefer stomalar kapağını kapatıp mensubu olduğu bitkinin daha çok su kaybetmesinin önüne geçilerek ölüm riskine karşı tedbir alınmaktadır. İşte stomaların bu otokontrol mekanizması adeta bir can simidi niteliğinde bitkinin hayatını rahatlıkla devam ettirebilmesine yaramaktadır. Kelimenin tam anlamıyla bir yandan transpirasyonla su stoma hücrelerine girerek yaprağı turgorlu hale getirip stomanın açılmasına neden olurken, diğer yandan su kaybı veya susuzluk riski durumlarına karşı stoma hücrelerinin osmotik değeri diffuzyon basıncı eksikliği oluşturacağından stomanın kapanmasına yol açmaktadır. Aslında her iki durumda bitki için büyük bir fırsat olup denge stomanın açılıp kapanmasıyla gerçekleşmektedir. Mesela bazı bitkiler var ki iklim şartlarına göre tavır alabilmektedirler. Zira Meksika’da kuş yuvası yosunu (Selaginella lepidophylla) adlı bir bitki senelerce yağmur yağmadığı halde ayakta kalabilmektedir. Özellikle bu yosun kurak havalarda hayati fonksiyonlarını yitirme riskine karşı kendi kabına çekilmek zorunda kalınca, yapraklarını kahverengi-sarı karışımından ibaret bir saman topu haline getirir bir vaziyet takınır. Şayet söz konusu bitki nemli ortam yakaladığı anda derhal anlık bir refleksle etrafa yayılarak bir bambaşka görünüm kazanmakta. Hatta insanı mest eden bu görünüm kendisini süs bitkisi olarak vitrinde yer almasını sağlar. Öyle anlaşılıyor ki hava durumuna göre hem toplanıp, hemde yayılabilen bir bitki olma özelliği onun ününe ün katmaya devam edecek gibi.
Şayet bitki âleminde su kaybı riski olmayan bitkiden söz edeceksek bunun için en iyi örneğin fitoplanktonlar olduğunu düşünüyorum. Çünkü bunların hayatı hep su içerisinde geçtiği içindir ki terlemekisizin tüm faaliyetlerini sürdürmektedirler. Aynı zamanda fitoplanktonlarsadece alglerde bulunmaktadır. Dolayısıyla fitoplanktonların klorofil içermesi halk dilinde su yosunları olarak bilinen algleri bitki grubuna dâhil etmektedir. Herşeyden öte su içerisinde yaşayan bitkilerin karadakilerden farklı olarak solunumlarını bütün vücut yüzeyleriyle gerçekleştirdikleri de ayrı bir gerçek olarak karşımıza çıkmaktadır.
Bitkilerde su kaybı olaylarına yol açan birçok etkenleri maddeler halinde tasnifleyip şöyle özetliyebiliriz:
Bitkilerde su kaybı olayları

1-Buhar halinde:
—Transprasyon
—Evaporasyon
2-Sıvı halinde:
—Eksudasyon
—Gutasyon
Terleme (Transprasyon) üç şekildedir:
—Stomodial terleme
—Lentiseller terleme
—Kutikular terleme.
Stomanın açılıp kapanmasına etki eden faktörler:
Işık- Uzak kırmızı ışık, ultraviyole ışık ve yeşil ışık stomaların kapanmasını, mavi ışık ise açılmasını sağlar.
Kloroplast- Osmotik değeri oluşturması sonucu stomaların açılmasını sağlar.
PH durumu- K (potasyum) iyonlarının stoma hücrelerine girmesine ve H (hidrojen) iyonlarının girmesine neden olur. Bu durumda ister istemez ortamda PH yükselecektir.
Transprasyonu etkileyen faktörler:
—Kök gövde oranı ne kadar büyük olursa transprasyonda o ölçüde artacaktır.
—Bitkide ki yaprakların toplam alanı ne kadar büyük olursa o oranda total transprasyon gerçekleşmektedir.
—Havada nem ne kadar yüksekse transprasyon da o ölçüde düşük seviyelerde kalmaktadır.
Fotosentez olayı
Bir zamanlar tüm insanlık yeşil bitkilerin nasıl oluyorda inorganik maddelerden organik madde üretebiliyorlar diye hep merak edip dururlardı. Neyse ki fotosentez olayını keşfeden ilk bilim adamı Priestley sayesinde bu merak giderilmiş oldu. Derken fotosenteze ait tüm olayların bir stoplazmik organel olan kloroplastta cereyan ettiği, yani bir başka ifadeyle ışık enerjisinin absorbsiyonu, CO2 alınımı ve karbondioksitten karbonhidratların yapımı gibi olayların tümü ışıklandırılmış kloroplast içerisinde teşekkül ettiğinin farkına varılmıştır. Hatta sadece farkına varılmakla kalmayıp zaman içerisinde fotosentez mekanizmasının ışık ve karanlık devre olmak üzere iki aşamada gerçekleştiği anlaşılmış oldu. Zira karasal alanların yeşil bitkileri ile okyanusların algleri yılda takriben 100 milyar ton organik madde üreterek biyolojik nizama hizmet etmektedirler. Fotosentez olayı başlangıç itibariyle su ile karbondioksitin adeta ele ele gönül gönüle vererek birlikte gerçekleştirdiği ilk ürün formaldehit olup, akabinde formaldehidin polimerize olmasıyla birlikte açığa 6 karbonlu şeker (heksoz) ortaya çıkmaktadır. Böylece bu işin temeli atılmış olmaktadır. Temel niteliğinde ki glikozun asimilasyon (hazım) işlemini yapmakla yükümlü olan bir takım organlarca polimerize edilip değişikliğe uğramasıyla nişasta, selüloz, yağlar, proteinler ve organik asitler meydana gelmektedir.
Bitkilerde genellikle;
“1-D-glikoz
( Mesela Gentianoz; 2 mol glikoz ve 1 mol fruktozdan oluşmuştur. Gentianoz ve Rafinoz aynı zamanda trisakkaritler olarak bilinmektedir.)
2-D-fruktoz
(Mesela Stachyoz; bitkilerde 2 mol galaktoz ve 1mol glukoz ve fruktozdan oluşmuştur. Stachyoz aynı zamanda tetrasakkaritler olarak bilinmektedir. Fruktoz ile glikoz ve mannoz arasında ki en belirgin fark; fruktozun bir keto, diğerlerinin ise aldoz olmasıdır.)
3-D-Mannoz
4-D-Galaktoz
(Galaktronik asitle galaktoz arasında fark: Galaktronik asitte 6 nolu C atomunda karbinol grubu (-CH2OH) vardır. Galaktozda ise 6 nolu C atomunda (-COOH) karboksil grubu vardr)” olmak üzere toplam 4 adet heksoz bulunmaktadır.
Özellikle glikozun dönüşüm işlemleri esnasında aralarında birer molekül su çıkarmak suretiyle oluşan yaklaşık 20 civarında C6H10O5 grubundan ortaya nişasta çıkmaktadır. İşte bu yüzden meydana gelen bu nişastaya asimilasyon nişastası denmektedir. Ancak oluşan nişasta geceleri önceden açığa çıkardıkları su moleküllerini tekrar bünyelerine katıp glikoz pozisyonuna geçmektedir. Aslına bakarsak fotosentez sonucu elde edilen ürünlerin herbiri kiymetli elemanlar elbet, ama şu da bir gerçek aralarında öyle bir ürün var ki; bu ürün biyolojik nizamın nefesi diyebileceğimiz oksijenden başkası değildir.
Öyle anlaşılıyor ki canlılık enerjisini güneşten almaktadır, fakat bu demek değil ki enerji dönüşümünü güneş gerçekleştiriyor. Oysa bu noktada güneş sadece ışık kaynağı olarak görev yapmaktadır. Dolayısıyla diğer enerji dönüşümleri bitkiler için fotosentez yoluyla, hayvan ve insanlar için de sindirim sistemleri aracılığı ile gerçekleşebilmektedir. Yani enerji dönüşümleri olmadan güneş tek başına bir anlam içermemektedir. O halde ışık reaksiyonlarına bağlı olarak fotosentezin gerçekleşebilmesi için bir kere en başta güneş ışığının bitkinin klorofil molekülleri tarafından absorbe (emilerek) edilmesi gerekmektedir. Hatta bu da yetmez kimyasal tepkimeye giren maddelerin reaksiyonu sonucunda su moleküllerine ayrışıp serbest halde oksijen açığa çıkmalı ki kimyasal enerji dönüşümü de sağlanabilsin. Belli ki enerji dönüşümü gerçekleşirken bir yandan da hidrojen boş durmayıp NADP (Nikotinamid Adenin Dinukleotid Fosfat) molekülüne bağlanmakta ve böylece maden değerinde ATP (Adenozin Trifosfat) molekülü üretilmektedir. Bir başka ifadeyle yeşil bitkiler önce güneş enerjisi ve yaprağın içerisindeki klorofil maddesi sayesinde havanın karbondioksitini redükleyip, daha sonra da organik besin üretilmesiyle birlikte güneş enerjisi kimyasal enerji haline dönüşür ki bu olay Allah’ın bir mucizesi diyebileceğimiz fotosentez olarak yerini bulmaktadır. Hatta bu mucizevî olay;
nCO2 + 2n H2O → (CH2O)n + nO2 + nH2O şeklinde formüle edilip, o halde Fotosentez hızını etkileyen faktörleri şu şekilde sıralayabiliriz:
1-)Ortamsal faktörler
—Işık
—CO2
— H2O
—Temperatür (sıcaklık)
—Kimyasal madde ve mineral tuzların etkisi.
2-)Bitkisel Faktörler
—Yaprağın yapısı.
—Klorofil içeriği.
—Protoplazma hidrasyonu.
—Fotosentez ürünlerinin birikimi.
Fotosentezi etkileyen anatomik özellikler:
—Stoma yapısı
—Kutikula
—Epidermis kalınlığı
—Sklerankima miktarı
—Vasküler doku oranı.
Kemosentez olayı
Kemosentez olayı başlangıç itibariyle bakterilerle inorganik maddelerin işbirliğine dayanarak mayalanma veya solunum işlemleri neticesinde ortaya çıkan organik madde üretim olayı olarak bilinmektedir. Bir başka ifadeyle inorganik maddelerden organik maddeler yapılmasına kemosentez denmektedir. Madem bu olay mikroorganizma işbirliği çerçevesinde gerçekleşiyor, o halde işbirliği yapılan bakteriler kimlerdir sorusu ister istemez aklımıza takılacaktır. Dolayısıyla kemosentez olayında rol oynayan mikroorganizmaları;
“—Nitrit bakterileri,
—Nitrat bakterileri,
—Demir bakterileri,
—Kalay bakterileri,
—Hidrojen bakterileri
—Metan bakterileri” diye tasnif edebiliriz.
İşte bu söz konusu bakteriler sayesinde organik bileşikler mayalanma veya solunum kademelerinin her bir aşamasında parçalanması sonucu açığa çıkan enerji ile birlikte CO2 redükte edilip asimilasyon olayı meydana gelmektedir. Ayrıca bu olay biyoloji dilinde heterosentez olarak tarif edilmektedir. Mesela “Propiyonik asit bakteri”yaşadığı ortamda CO2’i asimile ederek gliserine ayrışması sonucunda serbest halde priyonik asidi oluşturduğu anlaşılmıştır. Şayet karbon redüksiyonu için gerekli olan enerji başka yollardan değilde bazı bileşikler kanalıyla kimyasal tepkimeler sonucu sağlanırsa bu sefer bu olay kemosentez olarak tarif edilir.
Fotosistem I ve Fotosistem II
Bilindiği üzere fotosentez hadisesi kemosentez olayının tam aksine ışık değerinin kimyasal enerji haline dönüştürülmesi şeklinde (ATP ve NADPH şeklinde) cerayan etmektedir. Dikkat ettiyseniz ışık için değer dedik. Çünkü ışığın hem kültürel anlamda hem de biyolojik hadiselere kaynak rol oynaması ona biçilen değeri çoktan hak ediyor bile. Zira Biyolojik sistemde ışık reaksiyonları uzun dalga boyu sistemi (Fotosistem I) ve kısa dalga boyu sistemi (Fotosistem II) diye iki tip reaksiyon vermektedirler.
Elektronun uyarılmış tekli durumdan (yüksek enerji düzeyi durumu) uyarılmamış duruma dönüşmesi sonucunda absorbe edilmiş enerji dışarıya ışık enerjisi olarak verilir ki buna floresans olayı denmektedir. Anlaşılan o ki bir pigment molekülünün ışık yönünden uyarılmamış durumda ki elektron çiftleri daima ters yönde dönmekte olup, sistem içerisinde toplam döngüleri ‘0’ olarak kalmaktadır. Ne zaman ki sistem sıfır noktada uyarılır, işte o zaman florerasans olayı devreye girecek demektir.
Gerçekten fotosistem sıradan gelişen bir olay olmayıp, son derece planlı ve bir o kadar da biyolojik nizam-ı âlemin ışığı hükmünde bir sistem olarak karşımıza çıkmaktadır. Şöyle ki; Fotosistem I çerçevesinde ışık enerjisini taşıyan fotonlar (paketçikler) bir noktada klorofilin elektronlarınca emilip daha yüksek enerji haline dönüşebilmektedirler. Hatta dönüşmekle kalmayıp elde edilen bu yüksek enerjili elektron ferrodoksine iletilmektedir. Ferrodoksin ise bu emaneti sitokrom-b6’ya devreder. Stokram b6’da elektronu stokrom f’ye aktarır. En nihayet tilkinin dönüp dolaşacağı yer kürkü dükkânı misali elektron zinciri tekrar başlangıçtaki konumuna, yani klorofil haline dönerek yeniden taze bir enerji kazanmış halde mevcut sistem dirilişe geçer. Elbette ki gündelik hayatta sıkça kullandığımız taze güç, zinde hayat gibi kavramlar sadece bizlere mahsus bir olay değil. Görüyorsunuz fotosistem içerisinde bile elektronun devri sırasında açığa çıkan ADP moleküllerine ait yeni bir fosfat bağı bağlanmasıyla birlikte ATP taşıyıcı enerji imal edilmiş olup, adeta yeniden güç tazelenmekte ve böylece enerji bakımdan bir üst enerjiye geçiş tamamlanmaktadır.
Şurası muhakkak uyarılmış tekli durumdan elektronun dönüş yönü her an değişebilir de. Bu durumda aynı yönde dönen elektron bir süre daha tekli durumda (uyarılmış) kalır ki buna uyarılmış triplet adı verilmektedir. O halde triplet konumunda ki uyarılmış elektronun diğer elektronun yanına dönebilmesi için yine eski dönüş yönünü tekrardan kazanması gerekmektedir. Dolayısıyla enerji taşınımını sonucunda “reversibl oksidasyon-redüksiyon” olayları çerçevesinde serbest radikallar redüklenir ki, fotosentez olayında bunun karşılığı serbest radikal NADP+ olarak bilinmektedir. Hatta serbest radikal NADP+ olayı;
Işık→ Pigment → Uyarılmış pigment → H2O + NADP+→ CO2 + NADPH + H+ tarzında formüle edilebilir de. Hatta bu aradaünlü bir bilim adamı Hill; izole edilen kloroplastların ortamda CO2 olmadan da oksijen üretebileceğini, çünkü yapraklarda doğal bir Hidrojen yakalayıcının bulunduğunu keşfetmiştir. Bugün kü bilgilerimize göre keşfedilen bu maddeler Ferrodoksin ve NADP’den başkası değildir. Dolayısıyla H2O + NADP → ½ O2+ NADPH + H+ şeklinde oluşan reaksiyona Hill reaksiyonu denmektedir.
Plastidler
Bitki hücre sitoplâzmasının hayvan hücresinden en bariz farklı yanı içerisinde plastidlere sahip olmasıdır. Plastitler yapı olarak daha çok mitokondrilere benzemektedirler. Plastidlerin renksiz olanlarına levkoplast, renkli olanlarına da kromatofor denilmektedir. Yeşil bitkilerin ışık gören kısımlarının kromotoforlarında ekseriyetle yeşil renkli klorofil taşıyan plastidler (kloroplastlar) mevcuttur. Bu yüzden kloroplastlar fotosentezin gerçekleştiği bölgeler olması hasebiyle büyük bir öneme haizdirler. Yaşadığımız âlemde her renk ve tonda ne ararsan bulmak mümkün. Hakeza bitkiler de öyle, adeta değişik renk ve desene sahip çiçekleriyle tüm âlemi selamlayıp, kimi yeşil, kimi sarı, kimi kırmızı vs. renge bürünerek yaşadığımız coğrafyamıza renk katmaktadırlar. Peki, nasıl renk katıyorlar derseniz, biz ancak şimdilik kromatoforların bir marifeti sonucu ortaya çıkan bir durum diyebilmekteyiz.
Bilindiği üzere kromotoforların sarı, turuncu veya kırmızı olanlarına kromoplast diye tarif edilip, bunlar daha çok karotin (turuncu), ksantofil (sarı) ve likopin (kırmızı) renk maddeleri olarak tasnif edilirler. Nitekim bütün çiçek ve meyveler renklerini bu maddelere borçludurlar. Fakat bir kısım meyveler var ki; klorofillerini kaybetme meyili gösterdiklerinde olgunlaşma emaresi diyebileceğimiz kromoplast haline dönüşebilmektedirler. Böylece meyveler olgunlaşması ile birlikte tüm dikkatleri üzerine çekmektedirler. Dahası bir kısım bitkiler özellikle toprak altı yumrularını karanlıkta levkoplast halde iken bir anda ışıkla karşı karşıya kaldıklarında kloroplast haline de gelebilmektedirler. Zira patatesin yeşillenmesi bu kabildendir. Bu arada sözkonusu pigmentlerin bileşik yapıları da mevcuttur. Şöyle ki;
Karatonoidler; renkleri sarıdan mora değişen lipit yapıdaki bileşiklerdir. Dolayısıyla bu pigmentler domateste vs. gibi bitkilerde likopen adlı kırmızı pigment maddesinin türevi olarak kabul edilip, likopenin kapalı formülü C40H51 şeklinde doymamış hidrokarbon zincirinden ibarettir. Hakeza bitkilerde en çok bulunan karoten cinsi karatoneid β olup bunun yanında değişik oranlarda α karoten de bulunmaktadır. Mesela sadece karbon ve hidrojenden oluşan karatonoidlere karotenler, ayrıca zincirin ek almış oksijen içerenleri de ksantofiller adını almaktadırlar. Hatta yeşil yapraklarda bulunan bazı ksantofiller zeaksantin, lutein, kriptoksantin ve violaksantin olarakta sıralanabilir. Ayrıca bunlara ilaveten Goodwin adında bir bilgin; klorofil ve karatonoidlerin aynı protein molekülü ile fotosintin adı verilen bir madde ile birlikte karmaşık bir yapı oluşturduklarını söylemiştir.Hatta birçok araştırıcı tarafından karotoneidlerin fotosentez için belirli büyük dalga boylardaki işık enerjisini absorbe ederek klorofil-a’ya aktardıkları, aynı zamanda fototropizma olayı ve bitkilerin fazla ışıktan korunmasına yönelik birçok faaliyetlerde önemli rolleri olduğu konusunda fikir beyan etmişlerdir.
Bitkiye adını veren yeşil madde (klorofil)
Nasıl ki kana kırmızı renk veren molekül hemoglobin ise bitkilere de yeşil renk veren madde klorofilden başkası değildir elbet. Bitkiye adını veren bu yeşil madde kloroplastlar içerisinde ki granum denilen kısımlarda plaklar halinde bulunmaktadır. Yani yüksek bitkiler içerisinde yer alan pigment maddeler lameller sisteminin yoğunlaşma bölgeleri üzerinde üstüste gelerek granum oluşturmaktadırlar. Ayrıca granumlar arasını dolduran stroma adı verilen bir sıvı daha var ki, bu sıvı fotosentez olayında çok büyük öneme haiz bir takım enzim ve proteinleri içerip, aynı zamanda stromada lamellere (veya büyük tillokoidler) ilaveten granuller, lipit damlacıkları, nişasta taneleri ve veziküller de bulunmaktadır.
Anlaşılan o ki; fotosentez olayında bitkiye adını veren klorofilin birçok çeşidi devreye girip, özellikle bunlar arasında klorofil-a ve klorofil-b denilen iki ayrı pigment sistem içerisinde fotokimyasal reaksiyon oluşturup aktif görev yapmaktadırlar. Yani PS-I klorofil-a’da, PS-II klorofil-b’de yer almaktadır. Genellikle “Pigment sistem I (PS-I)” kapsam alanına giren ışık reaksiyonlarında ışık enerjisi karatonidler tarafından emilerek klorofil b ve klorifil 653 vasıtasıyla P700’e devr olunmakta olup, “Pigment sistem 2 (PS-II)” sahasına giren ışık enerjisi olayında ise pikobilinler, “klorofil-b” ve “klorofil-a 673” tarafından bağlandıktan sonra P700’e aktarılmaktadır. Mesela ışık oksitlenmesinde P700’e elektron veren maddenin stokrom f veya bakır içeren bir protein yapıdaki plastosiyanin olduğunu gösteren birçok delil vardır. Gelinen nokta itibariyle son görüşler; pek çok olayda yer alan elektronun stokrom f’den plastosiyanine aktarıldığı noktasında birleşmektedir. Ayrıca Stokrom f’nin plastosiyanine verdiği elektronlar Plastokinon (PS-II) sistem kaynaklı oksitlenen H2O’dan ileri geldiği tahmin edilmektedir. O halde bu elektron zincirini;
Sitokrom f e’ → plastosiyanin → -e P700 şeklinde özetliyebiliriz.
Şimdi demezler mi “İyi has güzelde klorofilin bu kadar çeşitlenmesine ne gerek vardı, birçok olay tek başına üslenilemez miydi” diye bir itiraz ilk etapta mantıklı gelse de kazın ayağı hiçte öyle değil. Çünkü bitki bünyesi fazla klorofil maddesi içerse bile tüm kapasitesiyle etken olmadığı gözlemlenmiştir. Belli ki etkin olmayışının nedeni yeterince enzim ve ko-enzimin bulunmamasından kaynaklanan bir durum gibi gözükmektedir. Nitekim bir ışık kuantumunun emilmesi veya bir elektronun serbest hale geçebileceği bir merkeze taşınabilmesi için mutlaka işbirliği yapması gereken molekül gruplarına ihtiyaç var ki; söz konusu işbirliği için gerekli olan en küçük sayıda ki molekül gruplarına fotosentetik birim denmektedir. Bu arada kloroplast lamellerinde bulunan takriben 230 klorofil sayıdan ibaret molekül grupları ise kuantozom diye tarif edilmektedir.
Şayet yukarda bahsedilen pigment sistemlerine dışardan iki farklı dalga boyunda ışık enerjisi verilmesi durumunda fotosentez üzerinde birtakım etkiler oluşturduğu gözlemlenmiştir ki; bu görülen etkiye Emerson adına atfen Emerson etmeni denilmektedir. Nitekim Emerson; bitkilerin pigment sistemlerine yüksek dalga boyunda ışık verdiği zaman fotosentetik kuantum verim ölçümlerinde ciddi manada büyük bir azalmalar görmüş ve bu azalmayı kırmızı düşüş olarak nitelendirmiştir. Hani politik alanda sıkça kırmızıçizgiler denilir ya, ister istemez kırmızı düşüş hadisesi bunun gibi bir şey olsa gerektir diye insanın düşünesi geliyor.
Kırmızı alarm vermeyen normal bir kloroplastlar içerisinde ekseriyatla klorofil-a ve klorofil-b diye iki dalga boyu bulunur ki; bunlardan biri 662 milimikron dalga boyu seviyelerde absorbsiyon yapan klorofil a pigment maddesi için geçerlidir. Diğeri ise 654 mikron dalga boyunda absorbsiyon yapan klorofil b pigmentine has durum olarak yerini almaktadır. Ayrıca bunlara ilaveten Bessel Kok tarafından 700 nm dalga boyunda absorbsiyon yapan bir klorofil tipi daha bulunmuş olup, bu pigment tip daha çok P700olarak bilinmektedir. Bessel Kok bulur da Allen bulmaz mı, elbette bulur. O da adeta hızını alamayıp 8 farklı tipte klorofil pigmenti ayırt etmiştir. Bunlar sırasıyla; klorofil a, klorofil b, klorofil c, klorofil d ve klorofil e ile birlikte fotosentetik bakterilerde bulunan bakteriyo klorifil-a, bakteriyo klorifil-b, bakteriyoklorofiller, bakterioviridin (klorobium klorofil) gibi pigmentler olarak dizilirler. Anlaşılan o ki; klorofil pigmentleri genellikle spektrumun mavi ve yeşil bölgelerinde, β karoten ise en çok mavi bölgede absorbsiyon yapmaktadır. Fakat fotosentez yapan bir organın aldığı ışığın şiddeti belirli bir sınırı aşarsa ister istemez klorofilin katalizörlüğünde bir foto oksidasyon olayı görülebilmektedir.
Şurası muhakkak değişik dalga boylarında faaliyet sergileyen birçok klorofil molekülü daha çok halkasal bir tetra (dört) pirolik yapıya sahip olup, bu halkasal yapının tam merkezine yerleştirilmiş magnezyum (Mg) atomunun varlığıyla dikkat çekmektedir. Hatta bu yapıya prol halkalarının birinde yer alan alkol yapısında ki fitol zincirini de ilave edebiliriz. Klorofil molekülü gerçeğinden hareketle türevi olan klorofil a ile b arasındaki fark daha çok C3 atomları üzerinde görülüp, kendi aralarında ki bariz farkları maddeler halinde şöyle sıralayabiliriz:
—Klorofil a’dan atoma bir metil grubu, klorofil b’den ise bir aldehit grubu bağlanmaktadır.
—Klorofil a 429 nm dalga boyunda özümleme yaparken klorofil b ise maksimum 453 nm dalga boyunda absorbsiyon yapmaktadır.
—Klorofil-a petrol eterinde çözünürken klorofil-b ise metil alkolde iyi çözünmektedir.
—Klorofil-a’nın yapı formülü C55H72 O5N4Mg tarzında olup klorofilin-b(C55H70 O6N4Mg)’nin bu yapıdan tek farkı Mg atomunun merkezde yer almış olmasıdır. Böylece merkezde yer alan Magnezyum’a 4 nitrojen (azot) atomu bağlanmaktadır. Nitrojen atomların çevresine ise karbon, hidrojen ve oksijen zincirleri eklenmektedir. Böylece bir bütün olarak dört karbonlu ve bir nitrojenden oluşan bu halkaya pirol adı verilip, dört pirol birbirine zincirlemesine bağlanırsa bu durumda tetrapirol halkasından söz ederiz. Şayet tetrapirol kapalı bir halka görünümde ise bu halka porfirin diye adlandırılır.
CH3
│
C
⁄⁄ \
Klorofil a


H – C ≡ O
│
C
⁄⁄ \
Klorofil b

Klorofilin kalbi Magnezyum atomu
Yukarıda sıraladığımız ayrıntılardan belki de en ilginç olanı magnezyum atomunun cazibesi olsa gerektir. Çünkü magnezyumun klorofilin kalbi olduğunu farkediyoruz. Bu yüzden magnezyumu klorofilin merkezinde yer alan bir metal-porfirin olarak tanımlayabiliriz. Nasıl ki kanda ki hemoglobinin kökü durumda olan “hem” (demir porfirin) bir canlı için ne kadar önem arzediyorsa magnezyum porfirin de bitkiler için aynı ölçüde hayati fonksiyona sahip bir madde özelliği taşımaktadır. Özellikle demirporfirin oksijensiz solunum olayının yapı taşı bir icra sergilemektedir. Bazı bakteriler hariç tüm canlılarda bulunan ve aynı zamanda fotosentezde rol oynayan bir diğer önemli metal-porfirin ise kuşkusuz stokromdur.
Demek ki; fotosentezle ilgili tüm olaylar bitkinin stoplazmik organeli olan kloroplastlarda cerayan edip, hatta kloroplast hücrelerinin büyük çoğunluğunda bitkiye yeşil renk katan en etken faktörün başında klorofil molekülü olduğu anlaşılmaktadır. Esasen klorofil molekülü polar yapıda olup, yapısında hidrofilik bir porfirin ‘baş’ kısım ile lipofilik bir ‘kuyruk’ kısım bulunmaktadır. Kloroplastın en dışında iki membrandan oluşan bir zar tabaka daha var ki buna da prostomium denmektedir.
Doğal karbonun önemi
Bilindiği üzere tabii karbon, C–12 (karbon on iki) olarak adlandırılıp, bu karbonun oksijenle birleşmesi sonucunda karbondioksit (CO2) meydana gelmektedir. Karbondioksitin gerek bitki, gerekse hayvan hayatında çok büyük önemi vardır. Bu yüzden biyolojik nizamın gereği C–14/C-12’ye oranının hem biosfer içerisinde hem de canlı organizma içerisinde sabit tutulması gerektirmektedir. Şurası muhakkak; karbon dengesinin sağlanmasında ışık şiddeti çok mühim bir faktör olsa gerek ki söz konusu bitki organına özgü ışık şiddetine ışık kompansasyon noktası adı verilmektedir. Hakeza fotosentez hızının solunum hızına eşit olduğu durumlarda ortamın CO2 yoğunluğuna paralel olarak o bitki için çok özel CO2 kompensasyon noktası oluşturulmaktadır.
Bitkilerde NADP+ redüksiyonu
Bir bilim adamı Arnon; izole edilen kloroplastların ışık altında pirimidin nükleotidlerini redükte edebildiklerini gördü. Böylece NADPH’nin fotosentez olayı neticesinde önemli bir enerji kaynağı olduğunu ve redükte pirimidinin ise nükleotid olduğunu farkediverdi. Madem ortamda H2O, ADP ve P olduğunda NADP+ redükte olabiliyor, o halde bu olayı;
2ADP + 2P + 2NADP + 4 H2O → 2ATP + O2 + 2NADPH2 + H2O şeklinde formüle edebiliriz, zaten ediliyor da. Formülden de anlaşıldığı üzere ATP, NADPH2 ile birlikte CO2 asimilasyon olayına güç katmaktadırlar.
Bilindiği üzere herhangi bir maddenin pozitif yükle yüklenirken o esnada negatif yük kaybına uğrayarak azalmasına redüksiyon denmektedir. Ya da dilimizde redüksiyon; indirgenme demek olup, oksidasyon olayının tam tersi olarak ta ifade edebiliriz. Redüksiyon olayı birtakım maddeler üzerinde cerayan ettiği gibi bitkilerde anbe an yaşandığını söyleyebiliriz. Kaldı ki bu konuda bilim adamları kloroplast içerisinde yer alan bir proteinin NADP’yi redükte edebileceğini bildirmişler. Hatta bildirmekle kalmamışlar sözkonusu proteini NADP redükte eden faktör diye adlandırmışlar. Fakat daha sonraları bu faktörün demir içeren bir protein olduğu anlaşılınca o gün bugündür adı hep ferrodoksin diye anılmıştır. Şurası muhakkak NADP+’nin Fd (ferrodoksin) tarafından redüksiyona uğramasında Fd- NADP+ redüktaz enziminin çok büyük bir rol oynadığı sabitlenmiştir. O halde bitkilerde fotosentez olayı ile birlikte cerayan eden NADP+ redüksiyonu:
“—Ferrodoksinin fotokimyasal reaksiyonu,
— Fd-NADP+ redüktaz tarafından Fd’nin yeniden oksitlenmesi,
—Fd-NADP+ redüktazın NADP+ ile birlikte yeniden oksitlenmesi” gibi bir dizi aşamaları kapsadığını belirtebiliriz.
Fotofosforilizasyon
Bilindiği üzere fotofosforilizasyon olayı devirli ve devirli olmayan şeklinde kategorize edilmektedir.Bu noktada Daniel Arnon ve arkadaşları bir teori geliştirip izole kloroplastların ışık altında ATP’yi oluşturabildiklerini gözlemleyerek bu olaya devirli fotofosforilasyon adını vermişlerdir. Hakeza yine ikinci bir yol olarak NADP ve H2O’yun birleşimi sonucu ortaya çıkan NADP.H2 ve O (oksijen) ürünüyle birlikte gerçekleşen ATP enerjisi olayına ise devirli olmayan fotofosforilasyon demişlerdir.Anlaşılan o ki; her iki olayda ışık enerjisinin ATP’ye (yani kimyasal enerjiye) dönüşmesi için hidrojen moleküllerini yapılandıran bir redükte edici maddenin devreye girmesi gerektiğini farkediyoruz. Netice itibarı ile devirli fotofosforilasyonda 1 ATP üretilirken, devirli olmayanda 2 ATP üretimi sahne almaktadır.
Kloroplastlar 680 nm dalga boyundan daha uzun dalga boylarında ışıklandırılmaya muhatap kaldıklarında H2O’dan elektron (e-) sağlayamadıkları için hem devresel olmayan fotofosforilasyon hem de NADPH2 oluşumunun durdurulduğunu söyleyebiliriz. Ne zaman ki kloroplastlar 673 nm dalga boyunda sabit bir ışıklandırılmaya maruz kalır, işte o zaman devresel olmayan fosforilasyon ve NADPH2 oluşumuna kavuşabilmektedirler. Hatta bu büyük buluşmanın neticesinde CO2 redüksiyonu gerçekleşip, ATP daha etkin konuma gelmektedir. Böylece klorofil maddenin maharetiyle indirgenen karbondioksitle birlikte oluşan ATP ve NADPH2 oluşumu bir noktada bitkiye nefes aldırıp, ortaya çıkan tüm ürünler karbonhidratlar halinde redüklenmeye hazır hale gelmiş olmaktadırlar.
Demek ki680 nm dalga boyu üzerinde ışıklandırılan kloroplastların devirli olmayan fotofosforilasyonla faaliyetleri durdurulmuş olsa da mutlaka her kapanan yolun mutlaka çıkışı oduğunu da anlıyoruz. Nitekim umutsuzluğun bittiği yerde PS-I sistemi umut olup, bir anda kloroplastların etkin bir hale gelmesine yetebilmektedir. Böylece PS- I’in 680 nm üstü dalga boyunda uyarılan elektronlar P700’den ferrodoksin (Fd)’e geçmesi sağlanmaktadır. Ferrodoksin ise aldığı elektronları stokrom-b6’ya veya plastosiyana aktarmaktadır. Derken buradan stokrom-f ve plastosiyanin vasıtası ile elektronlar en son menzil diyeceğimiz nokta olan P700’e ulaşırlar. Yani, ferrodoksin NADP+’ye elektron veremediği için yol güzergâhını değiştirip elektronlarını stokrom-b6’ya veya plastokinona iletmekte, oradan da elektronlar tekrar P700’e gelmektedir. İşte tam bu esnada gerçekleşen ATP sentezinin:
1-Ferrodoksin ve Sitokrom-b6 arasında,
2-Sitokrom-b6 ile sitokrom-f sentezi arasında olduğu düşünülmektedir. Sonuçta ATP sentezi nerede gerçekleşirse gerçekleşsin her iki kanal aynı kapıya çıkıp ikisi de devresel fotofosforilizasyon diye isimlendirilmektedir.
Şurası bir gerçek fotosentezin karanlık reaksiyonlarında ışığa ihtiyaç duyulmaz. Sadece fotosentez reaksiyonları sonucunda ışığın kimyasal enerjiye dönüşmüş hali daha sonraki aşamalara hazırlık bakımdan veya karbon devri reaksiyonlarında kullanılmak üzere ATP ve 2 molekül NADP.H2 bünyesinde stok edilirler. İşte bu yüzden fotosentezin karanlık reaksiyonlarında bu iş için gerekli kloroplast matriksinde yer alan stokrom enzimleri bulunmaktadır. Nitekim bu olay Prof. Melvin Calvin tarafından karbondioksitin kloroplastın stroma bölgesinde cerayan eden karbon devri reaksiyonları olarak değerlendirilip, karbon devrinin son halkasında tüm ürünlerin glikoza çevrildiği gözlemlenmiştir.
Devresel olmayan fotofosforilizasyon
Devirli olmayan fotofosforilasyonda iki ışık reaksiyonu olduğu tahmin edilmektedir. Birinci ışık reaksiyonunda; fotonu bünyesine alan klorofil-a enerjik durum kazanarak, kazandığı enerjinin bir elektronunu ferrodoksine transfer eder. Ferrodoksin de başım gözüm üstüne dercesine bağrına bastığı elektronu NADP molekülüne gönderir. Tam bu gönderme esnasında bünyesinden çıkardığı ferrodoksin enzimi sayesinde NADP molekülünü hidrojen iyonuyla sentezleyip NADPH2’ye dönüşmesini sağlar. Böylece elektronların su kanalıyla ferrodoksine taşınmasıyla birlikte hem ATP sentezi oluşmakta hem de her iki pigment sistemi aktif hale getirilmektedir.
Demek kielektronların fotosentezin karanlık reaksiyonlarda kullanılması ancak H2O’dan gelen elektronların tek yönlü olarak Fp(flavoprotein) enzimine ulaşmasıyla gerçekleşmekte. Yani söz konusu enzim NADP’yi redükte etmesiyle birlikte fitili ateşlemiş olmaktadır. İşte bu şekilde elektron alınımı ile gerçekleşen ATP sentezi olayı devresel olmayan fotofosforilizasyon diye adlandırılmaktadır.
İkinci ışık reaksiyonlarda isedışardan gelen fotonu emen klorofil-b maddesi enerjice fonksiyon kazanıp, enerji kazanmış halde ki bir elektronu bileşik moleküle taşır. Derken bu esnada klorofilden eksilen elektronun yerini su molekülünden gelen bir elektron karşılayarak reaksiyon sonunda oksijen açığa çıkmaktadır.
Işıklandırılmış fotosentetik organizmalarda solunum ise iki şekilde olup,
“ — Karanlıktakine benzer bir solunum.
— Fotorespirasyon mekanizması ile gerçekleşen solunum” diye bilinmektedirler. Normal solunum ise mitokondri, stoplazmada ki fotoresprasyon kloroplastlarda ve peroksizomlarda cerayan etmektedir.
Biyojeokimyasal devreler
Birzamanlar yeryüzü bir çöl manzarası içerisindeydi. Sadece o devirlerin soğuma zamanından kalan birkaç madde vardı. Derken zaman içerisinde taş küre okyanuslardan ayrılarak hızla tırmanışa geçmiş ve kayaların parçalanmasıyla birlikte ince kum (mil) ve tortular teşekkül etmiştir. Anlaşılan o ki; dünyamızın başlangıç evresi üç aşağı beş yukarı manzarası buymuş. Fakat Jeolojik devirler hız kazanmasının ardından birçok biyojeokimyasal hayatta arda arda diziliverdi. Böylece sözkonusu zincirlemesine dizilen biyojeokimyasal devreler iki grup altında mercek altına alınıverdi. Hatta bunlar bilim adamlarınca iki başlık altında;
“ —Gaz tipinde dolaşım (Örnek- C, H, O ve N devreleri),
— Sedimentlerde gerçekleşen dolaşım tipi (Örnek- C, H, O ve N devreleri)”
diye tasnif ediliverdi.
Malum olduğu üzere gaz tipinde dolaşım yapan elementlerin kaynağı atmosferdir. Tortul tabakalarda cerayan eden dolaşım tipin kaynağı ise sedimentlerdir. Nitekim jeolojik zamanlara ait sediment tabakalarda fosilleşmiş canlılara bakarak bir bakıma hayatın sırlarını çözmeye çalışıyoruz. Hatta hayatın ne anlama geldiğini öğrenmeye çalıştıkça hücre içerisinde bile görülemiyecek kadar jelâtin gibi saydam, aynı zamanda yapışkan ve enerjisini güneşten alıp atmosferdeki karbondioksiti ayrıştırma kabiliyetine sahip bir protoplazmayla karşı karşıya kaldığımızın farkına varıyoruz. Üstelik protoplazma mükemmel bir sıvı görüntüsüyle bilim adamlarının dikkatini üzerine çekmektedir hala. Belki de böylesine dikkat çekmeseydi protoplazmanın sudan hidrojeni nasıl kopardığını, keza karbon hidratları nasıl elde ettiğini ve bunun sonucu olarak ayrılması zor olan kimyasal bileşimlerin her birinden besinini nasıl hazırladığını bilemiyecektik. Adı üzerinde protoplazma, yani tek hücreli hayattan söz ediyoruz. İşte bu tek hücrede bir hayat tohumu saklanmakta ve okyanusun derinleri ile gökkubbe arasına varıncaya kadar hayat protoplazması tüm canlılarla beraber uyumlu bir halde yaşayabilmektedir. Bu arada tek hücreli canlıya vereceğimiz en tipik iyi örnek amip olsa gerektir. Amip madem tek hücreli bir canlı, o halde acıktığında besin aramak durumundadır, arar da. Niye aramasın ki, sonuçta rızkı veren Allah, rızıklanır da. Sadece rızık mı arar, üreyip çoğalmakta ister. Bu maksatla kendi benzerini ortaya koyacak şekilde bölünüp iki ayrı amip halinde hayata devam edebilmektedir. Böylece bu iki yavru hücre de bölünüp dört ünite olabilmektedir. Derken tüm canlılarda rastladığımız üremenin bir küçük protipini amip olayında görmek mümkün hale gelmektedir. İşte hayatın kaynağı protoplazma gerçeğinden hareketle yeryüzünde hayatın iki faktöre bağlı olduğunu anlamış oluyoruz ki, bunlar:
—Enerjinin tek yönlü akımı (güneş),
—Kimyasal dolaşım diye bilinmektedir.
Anlaşılan o ki;Hayat sahibihücreye öyle bir güç vermiş ki tüm kimyasal bileşikleri ayrıştırabilmektedirler. Üstelik bu arada hem kendisi için hemde diğer canlı hücreler için gerekli gıdayı temin etmek adına güneş ışınlarını kullanabilmektedir. Böylece bitki ile hayvan arasında biyokimyasal denge sağlanmış olmaktadır. Belli ki kimyasal madde dolaşımı biyotikten abiyotiğe, abiyotikten biyotiğe doğru olmaktadır. İşte bu yüzden bu devrede dolaşan kimyasal maddelerin meydana getirmiş oldukları dolaşımları Biyojeokimyasal devreler olarak adlandırılmaktadır.