Mantarların Gizli Krallığı: Toprağın Altında

Mantarlara Giriş

Gördüklerinizi bilmek bir şeydir, ama hiç gizli bir cevheri ortaya çıkarmak için zaman ayırdınız mı? Bir doğa tutkunu ve bilim insanı olarak, merakımı ateşleyecek ve beni ileriye taşıyacak bir tutkuyu aramak için yıllar harcadım. Bu yolculuk, beni bilgiye aç ama aynı zamanda enginliği karşısında bunalmış bir zihinle bıraktı. Sonunda, gerçek keşfin genellikle yüzeyin altında, gözden kaçırdığımız kısımlarda yattığını fark ettim. Bu içgörü beni, en önemli yönlerinin genellikle gözlerden uzak kaldığı büyüleyici mantar dünyasına götürdü.

Figure 1. Fungal fruiting bodies

İnsanlar mantarları düşündüklerinde, akıllarına gelen ilk görüntü genellikle mantardır; organizmanın görünür, yer üstü kısmı. Ancak, tıpkı yolculuğumun bana apaçık olanın ötesine bakmayı öğrettiği gibi, mantarları anlamak da 'mantar'ın ötesine bakmamızı gerektirir. Mantar, üremeye odaklanmış, mantarın meyve veren gövdesidir. Tohumların mantar eşdeğeri olan sporları üretir ve bunlar yeni ortamlara dağılarak organizmanın çoğalmasını sağlar. Ancak yüzeyin altında mantarın gerçek güç merkezi yatar: miselyum , hif adı verilen iplik benzeri yapılardan oluşan geniş bir ağdır (McGinnis vd., 1996). Örneğin, dünyanın en büyük tek canlı organizması olan Armillaria ostoyae , devasa boyutunu mantarlarına değil, bu gizli ağa borçludur! Mantarların bu gizli yönü, organizmayı bir bütün olarak anlamak için çok önemlidir. Tıpkı tüm mantarların mantar üretmemesi gibi, yaşamın birçok yönü de görünür ve anlık olanın ötesine, daha derinlere bakmamızı gerektirir. Bu nedenle, tüm mantarlar mantardır ancak tüm mantarlar mantar olarak kabul edilmez (Feeney ve ark., 2014).

Figure 2. Diversity of fruiting bodies of fungi

Gizli Krallık

İlginçtir ki, mantar, mantarların ürettiği birçok meyve gövdesi türünden sadece biridir. Mantarlar, üreme işlevlerini yerine getirmek için dikkate değer bir yapı çeşitliliği geliştirmiştir. Örneğin, mantar mantarları, rahatsız edildiklerinde spor bulutları bırakan küresel meyve gövdeleridir, oysa morsel mantarları, spor dağılımını en üst düzeye çıkaran petek benzeri bir yapıya sahiptir. Bir diğer tür olan braket mantarları, ağaçlar ve kütükler üzerinde raf benzeri yapılar oluşturur ve sürekli olarak spor bıraktıklarından genellikle yıllarca varlığını sürdürürler. Bu çeşitli meyve gövdelerinin hepsi, farklı ortamlara ve spor dağılım biçimlerine özelleşmiş adaptasyonlardır. Önemlisi, tüm mantarlar meyve gövdesi üretmez ( Virágh ve ark., 2022) . Bazıları, arbüsküler mikorizal mantarlar gibi, bu yapılardan tamamen yoksundur, sporlarını dağıtmak için bitkilerle olan simbiyotik ilişkilerine güvenirler. Bu mantarlar, besin alışverişinde bulundukları ve karşılığında bitkilerin büyümesinden ve diğer organizmalarla etkileşimlerinden faydalandıkları bitki kökleriyle yakın ilişkiler kurarlar (Schüßler ve diğerleri, 2007). Bu ilişkilerde mantarlar, spor yayılımı için ayrı bir meyve gövdesi üretmek yerine, bitkinin yaşam döngüsüne ve çevrede bulunan toprak organizmalarının veya hayvanların aktivitelerine güvenirler.

Figure 3. Underground partners

Peki neden miselyum var? Miselyum, mantarların çevreleriyle etkileşime girdiği, besinleri emdiği ve organik maddeleri parçaladığı birincil yapıdır. Organizmanın sindirim sistemi olarak işlev görür ve karmaşık maddeleri, emilebilen ve büyüme için kullanılabilen daha basit formlara ayrıştıran enzimler salgılar. Miselyum ayrıca ekosistemlerdeki besin döngüsünde önemli bir rol oynar ve ormanların ve diğer doğal yaşam alanlarının sağlığına katkıda bulunur ( Islam vd., 2017) . Mantarların bu gizli yönlerini, miselyumu ve çeşitli rollerini anlamak, bu organizmaların gerçek özünün gördüğümüz mantarlarda değil, ayaklarımızın altındaki yaşamı sürdüren karmaşık, görünmeyen ağlarda yattığını ortaya koyar. Tıpkı tüm mantarların mantar üretmemesi gibi, yaşamın birçok yönü, dünyamızı şekillendiren bağlantıları gerçekten takdir edebilmemiz için görünür ve anlık olanın ötesine, daha derinlere bakmamızı gerektirir.

Mantarlar farklı ekolojik nişlere uyum sağlayarak iki ana miselyum tipinin evrimleşmesine yol açmıştır: mikorizal ve saprofit. Mikorizal mantarlar bitkilerle simbiyotik ilişkiler kurar; miselyum bitki köklerine ve toprağa uzanarak besin alışverişine olanak sağlar. Mantarlar bitkilere fosfor gibi temel mineralleri sağlarken, bitkiler mantarlara fotosentez yoluyla üretilen karbonhidratları sağlar (Huey vd., 2020). Bu mutualist ilişki, tarım ve doğal ekosistemlerdeki bitkiler de dahil olmak üzere birçok bitkinin büyümesi için hayati önem taşır. Buna karşılık, saprofit mantarlar besinlerini çürüyen organik maddelerden alır. Bu mantarlar ölü bitkileri, odunu ve diğer organik maddeleri parçalayarak besinleri çevreye geri dönüştürmede önemli bir rol oynar. Mikorizal mantarların aksine, saprofitler canlı bitkilerle ortaklık kurmazlar, ancak ekosistemlerde besin döngülerinin dengesini koruyan temel ayrıştırıcılardır.

Figure 4. Structure of a fungus

Figure 5. Mycorrhiza

Ahşap Geniş Ağ

Miselyum söz konusu olduğunda değinmeye değer bir kavram, ormanlardaki miselyum ağını tanımlayan ve ağaçları ve bitkileri birbirine bağlayan bir tür yeraltı interneti işlevi gören "Wood Wide Web"dir. Öncelikle mikorizal mantarlar tarafından oluşturulan bu ağ, bitkilerin birbirleriyle iletişim kurmasını ve kaynak paylaşmasını sağlar; ağaçlar karbon, azot ve su gibi besinleri diğer bitkilere, özellikle de genç, zayıf veya güneşten korunan bitkilere aktarabilir ( Giovannetti, 2006) . Bu değişim, tüm orman ekosisteminin sağlığını ve istikrarını korumaya yardımcı olur. Wood Wide Web fikri ayrıca, ağaçların mantar ağı aracılığıyla kimyasal sinyaller göndererek zararlılar veya hastalıklar gibi tehlikeler konusunda birbirlerini "uyarabileceğini" de öne sürer ( Rhodes, 2017) . Bu yeraltı sistemi, bitkilerin tek başına yaşayan organizmalar olduğu geleneksel görüşüne meydan okuyarak, ormanların rekabet kadar iş birliğinin de hayati önem taşıdığı, birbirine bağlı topluluklar olduğu bir tablo sunar.

Ancak, Wood Wide Web kavramı bilim insanları arasında tartışmalara yol açmıştır. Ağaçların mantar ağları aracılığıyla iletişim kurup birbirlerini desteklediği fikri ikna edici olsa da, bazı araştırmacılar bu tür karmaşık etkileşimlere dair kanıtların henüz kesin olmadığını savunmaktadır. Eleştirmenler, mikorizal ağlar aracılığıyla besin aktarımının belgelenmiş olmasına rağmen, bunun alıcı bitkiler için ne ölçüde bilinçli veya faydalı bir süreç olduğunun belirsizliğini koruduğunu belirtmektedir. Bazı şüpheciler ise, iş birliği gibi görünen şeyin, mantarların ağlarını genişletme ve bitki konaklarından daha fazla besin elde etme çabalarının bir yan ürünü olabileceğini öne sürmektedir. Ayrıca, bitkilerin bu ağlar aracılığıyla birbirlerini "uyarabileceği" fikri hala araştırılmaktadır. Bazı bilim insanları, kimyasal sinyallerin aktarımının Wood Wide Web teorisinin öne sürdüğü kadar bilinçli veya karmaşık olmayabileceğini ve bu etkileşimleri tam olarak anlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulduğunu savunmaktadır.

Şüpheciliğe rağmen, Wood Wide Web, ormanların nasıl işlediğine dair anlayışımızı değiştiren heyecan verici bir çalışma alanı olmaya devam ediyor. Doğal sistemlerin karmaşıklığını vurguluyor ve bizi bitkiler ile mantarların bir zamanlar düşündüğümüzden çok daha fazla birbirine bağlı ve bağımlı olma olasılığını düşünmeye teşvik ediyor. Araştırmalar devam ettikçe, yer üstünde yaşamı sürdüren bu gizli krallık hakkında daha da fazla şey keşfedebiliriz.

Referanslar

Giovannetti, M., Avio, L., Fortuna, P., Pellegrino, E., Sbrana, C. ve Strani, P. (2006). Geniş odun ağının kökeninde: Mikorizal ağlarda kendi kendini tanıma ve kendi kendine uyumsuzluk. Bitki sinyalizasyonu ve davranışı , 1 (1), 1–5. https://doi.org/10.4161/psb.1.1.2277

Huey, CJ, Gopinath, SCB, Uda, MNA, Zulhaimi, HI, Jaafar, MN, Kasim, FH ve Yaakub, ARW (2020). Mikoriza: Çeşitli toprak koşullarında bitki büyümesine yardımcı olan doğal bir kaynak. 3 Biyoteknoloji , 10 (5), 204. https://doi.org/10.1007/s13205-020-02188-3

Islam, MR, Tudryn, G., Bucinell, R., Schadler, L. ve Picu, RC (2017). Mantar miselyumunun morfolojisi ve mekaniği. Bilimsel raporlar , 7 (1), 13070. https://doi.org/10.1038/s41598-017-13295-2

Jo Feeney, M., Miller, AM ve Roupas, P. (2014). Mantarlar - Biyolojik Olarak Farklı ve Besinsel Olarak Benzersiz: "Üçüncü Bir Besin Krallığını" Keşfetmek. Günümüzde Beslenme , 49 (6), 301–307.https://doi.org/10.1097/NT.00000000000000063

McGinnis MR, Tyring SK. Mikolojiye Giriş. Editör Baron S.'de. Tıbbi Mikrobiyoloji. 4. baskı. Galveston (TX): Galveston'daki Teksas Üniversitesi Tıp Fakültesi; 1996. Şuradan edinilebilir: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK8125/

Rhodes CJ (2017). Bitkilerin fısıldayan dünyası: 'Ağaç Geniş Ağı'. Bilimsel ilerleme , 100 (3), 331–337. https://doi.org/10.3184/003685017X14968299580423

Schüßler, A., Martin, H., Cohen, D., Fitz, M. ve Wipf, D. (2007). Arbüsküler mikoriza: Jeosifon simbiyozu üzerine yapılan çalışmalar, ilk glomeromikotan şeker taşıyıcısının karakterizasyonuna yol açmıştır. Bitki sinyalizasyonu ve davranışı , 2 (5), 431–434. https://doi.org/10.4161/psb.2.5.4465

Virágh, M., Merényi, Z., Csernetics, Á., Földi, C., Sahu, N., Liu, XB, Hibbett, DS ve Nagy, LG (2022). Basidiomycota'da Cinsel Meyve Veren Organların Evrimsel Morfogenezi: Yeni Bir Evo-Devo Sentezine Doğru. Mikrobiyoloji ve moleküler biyoloji incelemeleri: MMBR , 86 (1), e0001921. https://doi.org/10.1128/MMBR.00019-21