Atmosferde Salınan Co2 Gazı Artışının Su Bitkilerinin Fotosentezi Üzerine Etkileri

Bu çalışma atmosderde çeşitli sebeplerle artan CO2 gazının su bitkisinin(Egerria dense) fotosentezini arttırp arttırmadığını gözlemlemek için yapılmıştır.

Bu amaç için iki adet su bitkisi kullanılarak, her iki bitkiye de fotosentez şartları sağlandı. Birinci bitkinin ortama ek olarak CO2 sağlandı. Bitkiler gözlem yapılmak üzere 105 dk aynı koşullarda bırakıldı. Bu süre içinde belirli aralıklarla ürettikleri O2 miktarları ölçüldü.
1. GİRİŞ

Küresel ısınma, insanlar tarafından atmosfere verilen gazların sera etkisi yaratması sonucunda, dünya atmosferi ve okyanuslarının ortalama sıcaklıklarında belirlenen artışa verilen isimdir.(wikipedia, 2008)

Daha ayrıntılı açıklamak gerekirse dünyanın yüzeyi güneş ışınları tarafından ısıtılıyor. Dünya bu ışınları tekrar atmosfere yansıtıyor ama bazı ışınlar su buharı, karbondioksit ve metan gazının dünyanın üzerinde oluşturduğu doğal bir örtü tarafından tutuluyor. Bu da yeryüzünün yeterince sıcak kalmasını sağlıyor. Ama son dönemlerde fosil yakıtların yakılması, ormansızlaşma, hızlı nüfus artışı ve toplumlardaki tüketim eğiliminin artması gibi nedenlerle karbondioksit, metan ve diazot monoksit gazların atmosferdeki yığılması artış gösterdi. Bilim adamlarına göre işte bu artış küresel ısınmaya neden oluyor. 1860’tan günümüze kadar tutulan kayıtlar, ortalama küresel sıcaklığın 0.5 ila 0.8 derece kadar artığını gösteriyor. Bilim adamları son 50 yıldaki sıcaklık artışının insan hayatı üzerinde fark edilebilir etkileri olduğu görüşünde. (küresel ısınma, 2008)

Yapılan araştırmalar, ormanların ve okyanusların insanoğlunun ürettiği milyarlarca ton karbondioksitin yarısını emerek yok ettiğini göstermektedir. Yılda ortalama iki milyar tonun üzerindeki karbon, diğer bir ifadeyle döngüde yok olan karbonun yarısı okyanuslara gider. Bitkilerin daha hafif olan ‘karbon 12′ içeren gazları kullanmaları ve bu durumda ‘karbon 13′ gazının atmosferde birikmesine rağmen okyanusların karbon gazı konusunda seçici olmaması atmosferin temizlenmesinde önemli bir rol oynar. Karbondioksit özellikle soğuk okyanus sularında kolayca çözünürken deniz bitkileri hızla çözünmüş karbonla beslenerek büyümekte ve bunları yiyen deniz canlılarının ölüp denizin dibinde birikmesi ile karbon deniz altında depolanmaktadır. Denizlerde emilen karbonun bitkilerin oksijen üretmesinde kullanılmaması nedeniyle de, dünyada oksijen dengede kalmaktadır. (antrak, 2008)

Bitkiler, gelişimleri  için  fotosenteze  ihtiyaç  duyarlar. Fotosentez  sayesinde  güneş enerjisini kullanarak topraktan su ve havadan da CO2 alarak bunları şeker, nişasta ve selüloza dönüştürürler. Karbonhidratlar olarak adlandırılan bu elementler iç gıda zincirini oluştururlar. CO2 yapraklar vasıtasıyla bitkinin içine girer. Daha büyük atmosferik yoğunluklar, bitkinin yapraklarının içindeki ve dışındaki kısmi basınçlardaki farklılıkları artırır ve bunun sonucunda daha fazla CO2 absorbe edilir ve  karbonhidratlara  dönüştürülür. (Çelik, 2000)

Bitkiler fotosentezle solunumda kullandıklarından daha çok oksijen üretirler . Gündüzleri fotosentez yapan bitkiler, besin maddelerinde depolanmış enerjiyi açığa çıkarabilmek için balıklar ve aerobik bakteriler gibi hem gece hem gündüz oksijenli solunum yaparlar. Solunumda fotosentezin tersine oksijen kullanılır ve karbondioksit açığa verilir. Normal şartlar altında akvaryum bitkilerinin fotosentezle suya verdikleri oksijen, kullandıklarından çok daha fazladır. Bu yüzden bitkiler akvaryumda önemli bir oksijen kaynağıdırlar. Bitkilerin yeterince hızlı fotosentez yapabilmesi için gerekli besin maddeleri ve minerallerin yanında suda yeterince karbondioksit de olmalıdır. (akvaryumculuk, 2008)

Bu çalışmada artan CO2 miktarıyla birlikte bitkilerin ürettikleri O2 miktarının artıp artmayacağı araştırılmıştır.

2. MATERYAL METOD

Kullanılan araç-gereçler: 2 adet su bitkisi(Egerria dense), 2 adet kavanoz, 2 adet cam boru, küçük bir şişe, ince bir boru, şırınga,cetvel, karbonat, sirke, macun

Her iki kavanoza da bitkiler yerleştirilerek içlerine su konuldu. Birinci kavanozun kapağından biri şırınga için diğeri cam boru için iki adet delik açıldı. İkinci kavanoza da cam boru için bir tane delik açıldı. Diğer taraftan şişenin kapağından biri şırınga için diğeri bitkiye CO2 yi sağlayacak ince boru için iki tane delik açıldı. Şişeye ince boru takıldı. Şırınga birinci kavanozun kapağına oradan da şişedeki diğer deliğe takıldı. Cam borunun içine su konularak hava almayacak şekilde kavanozun içindeki suya ters çevrildi ve kavanozun kapağı kapatıldı. Kavanozun deliklerden hava giriş çıkışı olmaması için şırınganın ve cam borunun etrafı macunla çevrildi.

İkinci cam borunun da içine su konuldu ve ikinci kavanozdaki suya hava almayacak şekilde ters çevrildi. Cam boru kapaktan geçirilerek kavanozun kapağı kapatıldı.

İki sistemde hazır olunca birinci kavanozdaki şişeye şırınga ile 30ml sirke dökülerek bitkiye CO2 sağlanmaya çalışıldı. Böylelikle birinci bitki CO2’ li ortamda ikinci bitki CO2’ siz ortamda bırakıldı.

İki cam boruda da su seviyesi işaretlenerek ışıklı ortamda 105 dakika bırakıldı. Belirli aralıklarla cam borulardaki su seviyesi ölçüldü.

CO2’ li ve CO2’siz olan denemeler sonunda ölçülen O2 miktarı ANOVA testi kullanılarak 0,05 anlam düzeyine göre karşılaştırıldı.

3. BULGULAR VE TARTIŞMA

Deney sonunda CO2 verilen Elodea’ nın CO2 verilmeyene göre daha fazla fotosentez yaparak daha fazla O2 üretmesi bekleniyordu.

Yapılan çalışma sonucunda da atmosferine CO2 verilen bitkide su seviyesindeki düşüşün CO2 verilmeyen bitkiye oranla daha fazla olduğu görüldü.

Bitkilerin her ikisi de aynı sıcaklıklardaydı ve aynı ışığı kullandılar. Anacak CO2’ li ortamda bulunan bitki 105 dakika sonunda 0,65 cm O2 üretirken CO2’siz ortamda bulunan bitki 0,35 cm 02 üretti. Buna bağlı olarak birinci bitkide fotosentez hızının arttığı ve dolayısıyla daha fazla O2 ürettiği söylenebilir. Artan CO2 miktarı fotosentezi arttırmıştır.

Birinci bitkide ölçülen O2 miktarı belirli zaman aralıklarında aynı artarken, ikinci bitkide ölçülen O2 miktarı ilk sürelerde daha fazla artarken ilerleyen süreyle birlikte azalmaya başlamıştır. Bunun sebebi şöyle açıklanabilir: birinci bitkiye sürenin başında karbonat ve sirke reaksiyona sokularak bitkiye CO2 sağlandı. Ancak sürekli bir CO2 sağlanma durumu olmadı. Yani bitki ilk zamanlarda havadan daha fazla CO2 alırken ilerleyen zamanlarda havada CO2 azaldığı için havadan daha az CO2 aldı ve fotosentez hızı yavaşlayarak daha az O2 üretti.

Her iki durum sonunda Şekil-1 de gösterilen alg örneklerinde 105 saniye boyunca kümülatif olarak ürettikleri O2 miktarları arasında ANOVA testine göre önemli bir fark bulunmuştur.

Bu deney sonucunda atmosferdeki CO2 miktarı artışının su bitkilerinin fotosentezini attırdığı ve buna bağlı olarak su bitkilerinin daha fazla O2 ürettiği görülmüştür. Böylelikle su bitkileri hem havadaki fazla CO2’ i absorbe ederek küresel ısınmanın etkilerini biraz da olsa azaltır hem de yaşadığı sudaki canlılara daha fazla oksijen sağlayarak canlıların daha iyi bir şekilde yaşamasına olanak tanır.

Bu çalışmada su bitkilerinin atmosferdeki CO2’ i kendileri için kullanıp besinlerini sağlayıp, hem kendilerine hem de yaşadığı ortamdaki canlılara O2 sağlayıp solunum gerçekleştirebileceklerini gördük.

Doğada su bitkileri gibi CO2’ i absorbe edip doğaya O2 sağlayan canlılar vardır. Bunların da araştırılıp doğaya yaralı bir şekilde kullanılmaları gereklidir.