Αποσύνθεση

Η αποσύνθεση είναι η διαδικασία με την οποία οι νεκρές οργανικές ουσίες διασπώνται σε απλούστερες οργανικές ή ανόργανες ύλες όπως διοξείδιο του άνθρακα, νερό, απλά σάκχαρα και μεταλλικά άλατα. Η διαδικασία είναι μέρος του κύκλου των θρεπτικών συστατικών και είναι απαραίτητη για την ανακύκλωση της πεπερασμένης ύλης που καταλαμβάνει που υπάρχει στη βιόσφαιρα. Τα σώματα των ζωντανών οργανισμών αρχίζουν να αποσυντίθενται λίγο μετά το θάνατο. Ζώα, όπως τα σκουλήκια, βοηθούν επίσης στην αποσύνθεση των οργανικών υλικών. Οι οργανισμοί που το κάνουν αυτό είναι γνωστοί ως αποικοδομητές ή πτωματοφάγοι. Αν και κανένας οργανισμός δεν αποσυντίθεται με τον ίδιο τρόπο, όλοι υφίστανται τα ίδια διαδοχικά στάδια αποσύνθεσης. Η επιστήμη που μελετά την αποσύνθεση αναφέρεται γενικά ως ταφονομία από την ελληνική λέξη τάφος. Η αποσύνθεση μπορεί επίσης να είναι μια σταδιακή διαδικασία για οργανισμούς που έχουν εκτεταμένες περιόδους λήθαργου.Μπορεί κανείς να διαφοροποιήσει την αβιοτική αποσύνθεση από τη βιοτική αποσύνθεση (βιοαποικοδόμηση). Η πρώτη σημαίνει «την αποικοδόμηση μιας ουσίας με χημικές ή φυσικές διεργασίες», π.χ. υδρόλυση και η δεύτερη σημαίνει «τη μεταβολική διάσπαση των υλικών σε απλούστερα συστατικά από ζωντανούς οργανισμούς», τυπικά από μικροοργανισμούς.

 Η αποσύνθεση αρχίζει τη στιγμή του θανάτου, που προκαλείται από δύο παράγοντες: 1) την αυτόλυση, τη διάσπαση των ιστών από τις εσωτερικές χημικές ουσίες και τα ένζυμα του ίδιου του σώματος, και 2) τη σήψη, τη διάσπαση των ιστών από βακτήρια. Αυτές οι διεργασίες απελευθερώνουν ενώσεις όπως η καδαβερίνη και η πουτρεσκίνη, που είναι η κύρια αιτία της χαρακτηριστικής οσμής του αποσυντιθέμενου ζωικού ιστού. Οι κύριοι αποικοδομητές είναι βακτήρια ή μύκητες, αν και οι μεγαλύτερα πτωματοφάγα ζώα παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στην αποσύνθεση εάν το σώμα είναι προσβάσιμο σε έντομα, ακάρεα και άλλα ζώα. Τα πιο σημαντικά αρθρόποδα που εμπλέκονται στη διαδικασία περιλαμβάνουν σκαθάρια πτωμάτων (Silphidae), ακάρεα, τις κρεατόμυγες (Sarcophagidae) και τις χρυσόμυγες (Calliphoridae). Στη Βόρεια Αμερική, τα πιο σημαντικά ζώα που δεν είναι έντομα που συνήθως εμπλέκονται στη διαδικασία περιλαμβάνουν θηλαστικά και πουλιά, όπως κογιότ, σκύλοι, λύκοι, αλεπούδες, αρουραίοι, κοράκια και γύπες. Μερικά από αυτά τα πτωματοφάγα αφαιρούν και διασκορπίζουν επίσης οστά, τα οποία καταπίνουν αργότερα. Τα υδάτινα και θαλάσσια περιβάλλοντα έχουν παράγοντες διάσπασης που περιλαμβάνουν βακτήρια, ψάρια, μαλακόστρακα, προνύμφες μυγών και άλλα πτωματοφάγα. Πέντε γενικά στάδια χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν τη διαδικασία αποσύνθεσης στα σπονδυλωτά ζώα: φρέσκο, φουσκωμένο, ενεργή αποσύνθεση, προχωρημένη αποσύνθεση και υπολείμματα. Τα γενικά στάδια της αποσύνθεσης συνδυάζονται με δύο στάδια χημικής αποσύνθεσης: αυτόλυση και σήψη. Αυτά τα δύο στάδια συμβάλλουν στη χημική διαδικασία αποσύνθεσης, η οποία διασπά τα κύρια συστατικά του σώματος. Με το θάνατο το μικροβίωμα του ζωντανού οργανισμού καταρρέει και ακολουθείται από το νεκρόβιωμα που υφίσταται προβλέψιμες αλλαγές με την πάροδο του χρόνου. Φρέσκο Μόλις σταματήσει η καρδιά, το αίμα δεν μπορεί πλέον να παρέχει οξυγόνο ή να απομακρύνει το διοξείδιο του άνθρακα από τους ιστούς. Η προκύπτουσα μείωση στο pH και άλλες χημικές αλλαγές αναγκάζει τα κύτταρα να χάσουν τη δομική τους ακεραιότητα, επιφέροντας την απελευθέρωση κυτταρικών ενζύμων ικανών να ξεκινήσουν τη διάσπαση των γύρω κυττάρων και ιστών. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως αυτόλυση. Οι ορατές αλλαγές που προκαλούνται από την αποσύνθεση είναι περιορισμένες κατά το φρέσκο στάδιο, αν και η αυτόλυση μπορεί να προκαλέσει την εμφάνιση φυσαλίδων στην επιφάνεια του δέρματος.Η μικρή ποσότητα οξυγόνου που παραμένει στο σώμα εξαντλείται γρήγορα από τον κυτταρικό μεταβολισμό και τα αερόβια μικρόβια που υπάρχουν στο αναπνευστικό και στο γαστρεντερικό σύστημα, δημιουργώντας ένα ιδανικό περιβάλλον για τον πολλαπλασιασμό των αναερόβιων οργανισμών. Αυτοί πολλαπλασιάζονται, καταναλώνοντας τους υδατάνθρακες, τα λιπίδια και τις πρωτεΐνες του σώματος, για να παράγουν μια ποικιλία ουσιών όπως το προπιονικό οξύ, το γαλακτικό οξύ, το μεθάνιο, το υδρόθειο και η αμμωνία. Η διαδικασία του μικροβιακού πολλαπλασιασμού μέσα σε ένα σώμα αναφέρεται ως σήψη και οδηγεί στο δεύτερο στάδιο αποσύνθεσης που είναι γνωστό ως φούσκωμα.Οι χρυσόμυγες και οι κρεατόμυγες είναι τα πρώτα έντομα που φτάνουν και αναζητούν την κατάλληλη θέση ωοτοκίας. Φούσκωμα Το στάδιο φουσκώματος παρέχει το πρώτο σαφές οπτικό σημάδι ότι ο μικροβιακός πολλαπλασιασμός βρίσκεται σε εξέλιξη. Σε αυτό το στάδιο λαμβάνει χώρα ο αναερόβιος μεταβολισμός που οδηγεί στη συσσώρευση αερίων, όπως υδρόθειο, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και άζωτο. Η συσσώρευση αερίων μέσα στη σωματική κοιλότητα προκαλεί διάταση της κοιλιάς και δίνει στο πτώμα μια συνολικά φουσκωμένη εμφάνιση. Τα αέρια που παράγονται προκαλούν επίσης άφρισμα των φυσικών υγρών και των υγροποιημένων ιστών. Καθώς η πίεση των αερίων μέσα στο σώμα αυξάνεται, τα υγρά αναγκάζονται να διαφύγουν από φυσικά στόμια, όπως η μύτη, το στόμα και ο πρωκτός, και να εισέλθουν στο περιβάλλον. Η συσσώρευση πίεσης σε συνδυασμό με την απώλεια της ακεραιότητας του δέρματος μπορεί επίσης να προκαλέσει ρήξη του σώματος.Τα αναερόβια βακτήρια του εντέρου μετατρέπουν την αιμοσφαιρίνη σε σουλφαιμοσφαιρίνη (που έχει πρασινωπό χρώμα) και άλλες χρωστικές. Τα σχετικά αέρια που συσσωρεύονται μέσα στο σώμα αυτή τη στιγμή βοηθούν στη μεταφορά της σουλφαιμοσφαιρίνης σε όλο το σώμα μέσω του κυκλοφορικού και του λεμφικού συστήματος, δίνοντας στο σώμα μια συνολική μαρμάρινη εμφάνιση.Εάν τα έντομα έχουν πρόσβαση, οι προνύμφες εκκολάπτονται και αρχίζουν να τρέφονται με τους ιστούς του σώματος. Η δραστηριότητα των σκουληκιών, που συνήθως περιορίζεται σε φυσικά στόμια και μάζες κάτω από το δέρμα, προκαλεί το δέρμα να γλιστράει και τα μαλλιά να αποκολλώνται από το δέρμα. Η σίτιση από σκουλήκια και η συσσώρευση αερίων μέσα στο σώμα, οδηγεί τελικά σε μεταθανάτιες ρήξεις του δέρματος, οι οποίες στη συνέχεια θα επιτρέψουν περαιτέρω την εκκένωση αερίων και υγρών στο περιβάλλον. Οι ρήξεις στο δέρμα επιτρέπουν στο οξυγόνο να εισέλθει ξανά στο σώμα και να παρέχει μεγαλύτερη επιφάνεια για την ανάπτυξη των προνυμφών της μύγας και τη δραστηριότητα αερόβιων μικροοργανισμών. Ο καθαρισμός αερίων και υγρών έχει ως αποτέλεσμα τις έντονες χαρακτηριστικές οσμές που σχετίζονται με την αποσύνθεση. Ενεργητική αποσύνθεση Η ενεργητική αποσύνθεση χαρακτηρίζεται από την περίοδο της μεγαλύτερης απώλειας μάζας. Αυτή η απώλεια συμβαίνει ως αποτέλεσμα τόσο της αδηφάγας σίτισης των σκουληκιών όσο και της διαφυγής των υγρών της αποσύνθεσης στο περιβάλλον. Τα υγρά συσσωρεύονται γύρω από το σώμα και δημιουργούν ένα νησί αποσύνθεσης πτώματος. Η υγροποίηση των ιστών και η αποσύνθεση γίνονται εμφανείς κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου και οι έντονες οσμές επιμένουν. Το τέλος της ενεργού αποσύνθεσης σηματοδοτείται από τη μετανάστευση των σκουληκιών μακριά από το σώμα ώστε να γίνουν νύμφες. Προχωρημένη αποσύνθεση Η αποσύνθεση παρεμποδίζεται σε μεγάλο βαθμό κατά τη διάρκεια της προχωρημένης αποσύνθεσης λόγω της απώλειας του άμεσα διαθέσιμου πτωματικού υλικού. Η δραστηριότητα των εντόμων μειώνεται επίσης σε αυτό το στάδιο. Όταν το πτώμα βρίσκεται στο έδαφος, η περιοχή που το περιβάλλει θα παρουσιάζει στοιχεία θανάτου της βλάστησης. Η τοποθεσία του πτώματος θα εμφανίσει αύξηση του άνθρακα του εδάφους και των θρεπτικών ουσιών όπως ο φώσφορος, το κάλιο, το ασβέστιο και το μαγνήσιο, αλλαγές στο pH και σημαντική αύξηση του αζώτου του εδάφους. Ξηρό/κατάλοιπα Κατά τη διάρκεια του σταδίου ξηρών καταλοίπων, μπορεί να εμφανιστεί αναζωπύρωση της ανάπτυξης των φυτών γύρω από το πτώμα και είναι σημάδι ότι τα θρεπτικά συστατικά που υπάρχουν στο έδαφος δεν έχουν ακόμη επιστρέψει στα κανονικά τους επίπεδα. Το μόνο που μένει από το πτώμα σε αυτό το στάδιο είναι ξηρό δέρμα, χόνδροι και οστά, που θα γίνουν ξερά και λευκασμένα εάν εκτεθούν στα στοιχεία. Εάν αφαιρεθεί όλος ο μαλακός ιστός από το πτώμα, αναφέρεται ως πλήρως σκελετοποιημένος, αλλά εάν είναι εκτεθειμένα μόνο τμήματα των οστών, αναφέρεται ως μερικώς σκελετοποιημένο. Ένα νεκρό σώμα που έχει εκτεθεί στα στοιχεία, όπως το νερό και ο αέρας, θα αποσυντεθεί πιο γρήγορα και θα προσελκύσει πολύ περισσότερη δραστηριότητα εντόμων από ένα σώμα που είναι θαμμένο ή περιορισμένο σε ειδικό προστατευτικό εξοπλισμό ή αντικείμενα. Αυτό οφείλεται, εν μέρει, στον περιορισμένο αριθμό των εντόμων που μπορούν να διεισδύσουν σε ένα φέρετρο και στις χαμηλότερες θερμοκρασίες κάτω από το έδαφος. Ο ρυθμός και ο τρόπος αποσύνθεσης σε ένα σώμα ζώου επηρεάζονται έντονα από διάφορους παράγοντες. Σε κατά προσέγγιση φθίνοντες βαθμούς σημασίας, είναι: Θερμοκρασία Διαθεσιμότητα οξυγόνου Προηγούμενη ταρίχευση Αιτία θανάτου Ταφή, βάθος ταφής και τύπος εδάφους. Πρόσβαση από πτωματοφάγα Τραύμα, συμπεριλαμβανομένων πληγών Υγρασία Βροχόπτωση Μέγεθος και βάρος σώματος. Σύνθεση Ένδυση Η επιφάνεια στην οποία στηρίζεται το σώμα. Τρόφιμα/αντικείμενα μέσα στην πεπτική οδό του δείγματος (μπέικον σε σύγκριση με το μαρούλι).Η ταχύτητα με την οποία συμβαίνει η αποσύνθεση ποικίλλει πολύ. Παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η υγρασία και η εποχή του θανάτου καθορίζουν πόσο γρήγορα ένα φρέσκο σώμα θα σκελετωθεί ή θα μουμιοποιηθεί. Ένας βασικός οδηγός για την επίδραση του περιβάλλοντος στην αποσύνθεση δίνεται ως νόμος του Κάσπερ: εάν όλοι οι άλλοι παράγοντες είναι ίσοι, τότε, όταν υπάρχει ελεύθερη πρόσβαση στον αέρα, ένα σώμα αποσυντίθεται δύο φορές πιο γρήγορα από ό,τι αν βυθιζόταν στο νερό και οκτώ φορές πιο γρήγορα από ό,τι αν θαφτεί στη γη. Εν τέλει, ο ρυθμός βακτηριακής αποσύνθεσης που ενεργεί στον ιστό θα εξαρτηθεί από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος χώρου. Οι ψυχρότερες θερμοκρασίες μειώνουν τον ρυθμό αποσύνθεσης ενώ οι θερμότερες θερμοκρασίες τον αυξάνουν. Ένα ξηρό σώμα δεν θα αποσυντεθεί αποτελεσματικά. Η υγρασία βοηθά την ανάπτυξη μικροοργανισμών που αποσυνθέτουν την οργανική ύλη, αλλά η υπερβολική υγρασία θα μπορούσε να οδηγήσει σε αναερόβιες συνθήκες που επιβραδύνουν τη διαδικασία αποσύνθεσης.Σε εξαιρετικά ξηρές ή ψυχρές συνθήκες, η κανονική διαδικασία αποσύνθεσης διακόπτεται – είτε λόγω έλλειψης υγρασίας είτε ελέγχου της θερμοκρασίας στη βακτηριακή και ενζυματική δράση – με αποτέλεσμα το σώμα να διατηρηθεί ως μούμια. Οι κατεψυγμένες μούμιες συνήθως επανεκκινούν τη διαδικασία αποσύνθεσης όταν αποψυχθούν (βλέπε Ότζι, τον άνθρωπο των πάγων), ενώ οι μούμιες που έχουν αποξηρανθεί από τη θερμότητα παραμένουν έτσι εκτός εάν εκτεθούν σε υγρασία. Η ταρίχευση είναι η πρακτική της καθυστέρησης της αποσύνθεσης υπολειμμάτων ανθρώπων και ζώων. Η ταρίχευση επιβραδύνει την αποσύνθεση κάπως αλλά δεν την εμποδίζει επ' αόριστον. Οι ταριχευτές συνήθως δίνουν μεγάλη προσοχή σε μέρη του σώματος που βλέπουν όσοι θρηνούν, όπως το πρόσωπο και τα χέρια. Οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στην ταρίχευση απωθούν τα περισσότερα έντομα και επιβραδύνουν τη βακτηριακή σήψη είτε σκοτώνοντας υπάρχοντα βακτήρια μέσα ή πάνω στο ίδιο το σώμα είτε «καθίζοντας» τις κυτταρικές πρωτεΐνες, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορούν να λειτουργήσουν ως πηγή θρεπτικών συστατικών για επακόλουθες βακτηριακές λοιμώξεις. Σε επαρκώς ξηρά περιβάλλοντα, ένα ταριχευμένο σώμα μπορεί να καταλήξει μουμιοποιημένο και δεν είναι ασυνήθιστο τα σώματα να διατηρούνται σε καλή κατάσταση μετά από δεκαετίες. Αξιοσημείωτα ορατά ταριχευμένα σώματα περιλαμβάνουν αυτά των: Εβίτα Περόν από την Αργεντινή, της οποίας το σώμα της έγινε ένεση παραφίνης, διατηρήθηκε άψογα διατηρημένο για πολλά χρόνια, και εξακολουθεί να είναι όσο είναι γνωστό (το σώμα της δεν εκτίθεται πλέον στο κοινό). Βλαντίμιρ Λένιν της Σοβιετικής Ένωσης, του οποίου το σώμα κρατήθηκε βυθισμένο σε μια ειδική δεξαμενή υγρού για δεκαετίες και εκτίθεται δημόσια στο Μαυσωλείο του Λένιν. Άλλοι κομμουνιστές ηγέτες με έντονες λατρείες προσωπικότητας, όπως ο Μάο Τσε Τουνγκ, ο Κιμ Ιλ-Σουνγκ, ο Χο Τσι Μινχ, ο Κιμ Γιονγκ-ιλ και πιο πρόσφατα ο Ούγκο Τσάβες, έχουν επίσης διατηρημένο το σώμα τους με τον τρόπο διατήρησης του Λένιν και εκτίθενται τώρα στα αντίστοιχα μαυσωλεία. Πάπας Ιωάννης ΚΓ΄, του οποίου το διατηρητέο σώμα μπορεί να ειδωθεί στη Βασιλική του Αγίου Πέτρου. Ο Πάδρε Πίο, στο σώμα του οποίου έγινε ένεση φορμαλίνης πριν από την ταφή σε ένα ξηρό θησαυροφυλάκιο από το οποίο αφαιρέθηκε αργότερα και τοποθετήθηκε στο Σαν Τζοβάννι Ροτόντο. Ένα σώμα θαμμένο σε επαρκώς ξηρό περιβάλλον μπορεί να διατηρηθεί καλά για δεκαετίες. Αυτό παρατηρήθηκε στην υπόθεση του δολοφονηθέντος ακτιβιστή πολιτικών δικαιωμάτων Μέντγκαρ Έβερς, ο οποίος βρέθηκε ότι διατηρήθηκε σχεδόν τέλεια 30 χρόνια μετά τον θάνατό του, επιτρέποντας την ακριβή νεκροψία όταν η υπόθεση της δολοφονίας του άνοιξε ξανά τη δεκαετία του 1990.Τα σώματα που βυθίζονται σε βάλτο τύρφης μπορεί να «ταριχευτούν» φυσικά, εμποδίζοντας την αποσύνθεση και καταλήγοντας σε ένα διατηρημένο δείγμα γνωστό ως πτώμα του βάλτου. Οι γενικά κρύες και ανοξικές συνθήκες σε αυτά τα περιβάλλοντα περιορίζουν τον ρυθμό μικροβιακής δραστηριότητας, περιορίζοντας έτσι τη δυνατότητα αποσύνθεσης. Ο χρόνος για ένα ταριχευμένο σώμα να μετατραπεί σε σκελετό ποικίλλει πολύ. Ακόμη και όταν ένα σώμα αποσυντίθεται, μπορεί ακόμη να ταρυχευθεί (το αρτηριακό σύστημα αποσυντίθεται πιο αργά), αλλά δεν θα αποκαταστηθεί η φυσική εμφάνιση χωρίς εκτεταμένη ανακατασκευή και καλλυντική εργασία και χρησιμοποιείται σε μεγάλο βαθμό για τον έλεγχο των δυσάρεστων οσμών που οφείλονται στην αποσύνθεση. Υπάρχουν μερικά παραδείγματα όπου τα σώματα έχουν διατηρηθεί ανεξήγητα (χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση) για δεκαετίες ή αιώνες και φαίνονται σχεδόν ίδια όπως όταν πέθαναν. Σε ορισμένες θρησκευτικές ομάδες, αυτό είναι γνωστό ως αφθαρσία. Δεν είναι γνωστό εάν ή για πόσο καιρό ένα σώμα μπορεί να παραμείνει απαλλαγμένο από σήψη χωρίς τεχνητή συντήρηση. Η αποσύνθεση της φυτικής ύλης συμβαίνει σε πολλά στάδια. Ξεκινά με την έκπλυση με νερό. Οι πιο εύκολα χαμένες και διαλυτές ενώσεις άνθρακα απελευθερώνονται σε αυτή τη διαδικασία. Μια άλλη πρώιμη διαδικασία είναι η φυσική διάσπαση ή ο κατακερματισμός του φυτικού υλικού σε μικρότερα κομμάτια, παρέχοντας μεγαλύτερη επιφάνεια για μικροβιακό αποικισμό και επίθεση. Σε μικρότερα νεκρά φυτά, αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται σε μεγάλο βαθμό από την πανίδα των ασπόνδυλων του εδάφους, ενώ στα μεγαλύτερα φυτά, κυρίως παρασιτικές μορφές ζωής όπως τα έντομα και οι μύκητες παίζουν σημαντικό ρόλο στη διάσπαση της ύλης και δεν είναι υποβοηθούμενη από πολυάριθμα παρασιτοφάγα είδη. Μετά από αυτό, τα υπολείμματα των φυτών (που αποτελούνται από κυτταρίνη, ημικυτταρίνη, μικροβιακά προϊόντα και λιγνίνη) υφίστανται χημική αλλοίωση από μικρόβια. Διαφορετικοί τύποι ενώσεων αποσυντίθενται με διαφορετικούς ρυθμούς. Αυτό εξαρτάται από τη χημική τους δομή. Για παράδειγμα, η λιγνίνη είναι ένα συστατικό του ξύλου το οποίο είναι σχετικά ανθεκτικό στην αποσύνθεση και στην πραγματικότητα μπορεί να αποσυντεθεί μόνο από ορισμένους μύκητες. Η αποσύνθεση του ξύλου είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει μύκητες που μεταφέρουν θρεπτικά συστατικά στο διατροφικά φτωχό ξύλο από το εξωτερικό περιβάλλον. Λόγω αυτού του διατροφικού εμπλουτισμού, η πανίδα των σαπροξυλικών εντόμων μπορεί να αναπτυχθεί και, με τη σειρά της, να επηρεάσει το νεκρό ξύλο, συμβάλλοντας στην αποσύνθεση και τον κύκλο των θρεπτικών συστατικών στο δάσος. Η λιγνίνη είναι ένα τέτοιο εναπομείναν προϊόν αποσύνθεσης φυτών με πολύ περίπλοκη χημική δομή, που προκαλεί επιβράδυνση του ρυθμού της μικροβιακής διάσπασης. Η ζεστασιά αυξάνει την ταχύτητα της αποσύνθεσης των φυτών κατά το ίδιο περίπου ποσό, ανεξάρτητα από τη σύσταση του φυτού.Στα περισσότερα οικοσυστήματα λιβαδιών, οι φυσικές καταστροφές από τη φωτιά, τα έντομα που τρέφονται με ύλη σε αποσύνθεση, τους τερμίτες, τα θηλαστικά που βόσκουν και τη φυσική κίνηση των ζώων μέσα από το γρασίδι είναι οι κύριοι παράγοντες διάσπασης και ανακύκλωσης θρεπτικών συστατικών, ενώ τα βακτήρια και οι μύκητες παίζουν τον κύριο ρόλο στην περαιτέρω αποσύνθεση. Οι χημικές πτυχές της αποσύνθεσης των φυτών περιλαμβάνουν πάντα την απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα. Στην πραγματικότητα, η αποσύνθεση συνεισφέρει πάνω από το 90 τοις εκατό του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται κάθε χρόνο. Ο ρυθμός αποσύνθεσης διέπεται από τρεις ομάδες παραγόντων - το φυσικό περιβάλλον (θερμοκρασία, υγρασία και ιδιότητες του εδάφους), την ποσότητα και την ποιότητα του νεκρού υλικού που είναι διαθέσιμο στους αποικοδομητές και τη φύση της ίδιας της μικροβιακής κοινότητας. Οι ρυθμοί αποσύνθεσης είναι χαμηλοί σε πολύ υγρές ή πολύ ξηρές συνθήκες. Οι ρυθμοί αποσύνθεσης είναι υψηλότεροι σε υγρές συνθήκες με επαρκή επίπεδα οξυγόνου. Τα υγρά εδάφη τείνουν να παρουσιάζουν έλλειψη οξυγόνου (αυτό ισχύει ιδιαίτερα στους υγροτόπους), γεγονός που επιβραδύνει τη μικροβιακή ανάπτυξη. Σε ξηρά εδάφη, η αποσύνθεση επιβραδύνεται επίσης, αλλά τα βακτήρια συνεχίζουν να αναπτύσσονται (αν και με πιο αργό ρυθμό) ακόμη και όταν τα εδάφη γίνονται πολύ ξηρά για να υποστηρίξουν την ανάπτυξη των φυτών. Όταν οι βροχές επιστρέφουν και τα εδάφη γίνονται υγρά, η οσμωτική βαθμίδα μεταξύ των βακτηριακών κυττάρων και του νερού του εδάφους αναγκάζει τα κύτταρα να αποκτήσουν γρήγορα νερό. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, πολλά βακτηριακά κύτταρα εκρήγνυνται, απελευθερώνοντας έναν παλμό θρεπτικών συστατικών. Οι ρυθμοί αποσύνθεσης τείνουν επίσης να είναι πιο αργοί σε όξινα εδάφη. Τα εδάφη που είναι πλούσια σε ορυκτά αργίλου τείνουν να έχουν χαμηλότερους ρυθμούς αποσύνθεσης, και επομένως υψηλότερα επίπεδα οργανικής ύλης. Τα μικρότερα σωματίδια αργίλου έχουν ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη επιφάνεια που μπορεί να συγκρατήσει το νερό. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα ενός εδάφους σε νερό, τόσο χαμηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε οξυγόνο και κατά συνέπεια, τόσο χαμηλότερος είναι ο ρυθμός αποσύνθεσης. Τα ορυκτά αργίλου δεσμεύουν επίσης σωματίδια οργανικού υλικού στην επιφάνειά τους, καθιστώντας τα λιγότερο προσβάσιμα στα μικρόβια. Η διαταραχή του εδάφους όπως το όργωμα αυξάνει την αποσύνθεση αυξάνοντας την ποσότητα οξυγόνου στο έδαφος και εκθέτοντας νέα οργανική ύλη σε μικρόβια του εδάφους.Η ποιότητα και η ποσότητα του υλικού που διατίθεται στους αποικοδομητές είναι ένας άλλος σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει τον ρυθμό αποσύνθεσης. Ουσίες όπως τα σάκχαρα και τα αμινοξέα αποσυντίθενται εύκολα και θεωρούνται ασταθείς. Η κυτταρίνη και η ημικυτταρίνη, που διασπώνται πιο αργά, είναι «μέτρια ασταθείς». Οι ενώσεις που είναι πιο ανθεκτικές στην αποσύνθεση, όπως η λιγνίνη ή η κουτίνη, θεωρούνται ανθεκτικές. Τα απορρίμματα με υψηλότερη αναλογία ασταθών ενώσεων αποσυντίθενται πολύ πιο γρήγορα από τα απορρίμματα με υψηλότερη αναλογία ανθεκτικού υλικού. Κατά συνέπεια, τα νεκρά ζώα αποσυντίθενται πιο γρήγορα από τα νεκρά φύλλα, τα οποία αποσυντίθενται τα ίδια πιο γρήγορα από τα πεσμένα κλαδιά. Καθώς το οργανικό υλικό στο έδαφος γερνάει, η ποιότητά του μειώνεται. Οι πιο ασταθείς ενώσεις αποσυντίθενται γρήγορα, αφήνοντας αυξανόμενη αναλογία ανθεκτικού υλικού. Τα μικροβιακά κυτταρικά τοιχώματα περιέχουν επίσης ανθεκτικά υλικά όπως η χιτίνη, τα οποία επίσης συσσωρεύονται καθώς τα μικρόβια πεθαίνουν, μειώνοντας περαιτέρω την ποιότητα της παλαιότερης οργανικής ύλης του εδάφους.