ÜNİTE 9. SINIFLANDIRMA VE CANLILARIN ÇEŞİTLİLİĞİ Biyologlar canlılar hakkında çeşitli bilgileri topladıkça onları sınıflandırma gereksinimi duydular. Sınıflandırma(Sistematik) bu ihtiyaç dan doğmuştur. Sınıflandırmayı yapan göz önüne alacakları durumları, temel bilgileri saptamak da ise bir güçlük yaşanmıştır. Binlerce yıl önce başlayan bu çaba günümüzde de devam etmektedir. Sistematiğin tarihi Yunanlı filozof Aristo (MÖ 394-322) canlıların sınıflandırılması ile ilgili ilk çalışmaları yapmış ve canlıları bitkiler ve hayvanlar olmak üzere iki kısma ayırmıştır. Hayvanları da kırmızı kanlılar ve kırmızı kansızlar olmak üzere iki büyük kısma ayırmıştır. Hayvanları ve bitkileri yaşadıkları bölgelere ve dış anatomik özelliklerine göre sınıflandırmıştır. Örneğin kırmızı kan hücrelileri karada suda ve havada yaşayanlar olmak üzere 3 gruba bölmüştür. Aristonun sınıflandırması çok pratik olmakla beraber bazı sınırlamaları vardı ve onların değişmediğe inanıyordu. Biyolojinin gelişmesiyle birlikte yeni bilgilerin ortaya çıkması genetik yapının açıklanması Aristonun bilimsel olmayan (Ampirik) sınıflandırmasının zamanla ortadan kalkmasına neden olmuştur. İsveçli doğacı Carolus Linnaeus (1707-1778) sınıflandırmayı ilk defa bilimsel temellere oturtmuş ve günümüzde de kullanılan temel kriterleri geliştirmiştir. Taksonomi biyolojinin önemli bir branşı haline gelerek canlıları akrabalık ilişkilerine bağlı olarak sınıflandırılması temeline dönüşmeye başlamıştır. Sadece yaşadıkları yerler anatomik benzerlikler değil biyokimyasal yapıları, genetik özellikler de dikkate alınmaya başlamıştır. İkili adlandırma Linne nin metodu ikili adlandırma (Binominal nomenclatur) üzerine dayanmaktadır. Her türün iki adı vardır. Birincisi hangi cinse girdiğini belirler ikincisi ise türe özgü olan isimdir.bu adlandırmalar ltince temel alınarak yapılır. Fazla değişmeyen bir oluşu ve bilimsel isimlendirmelerde tercih edilmesi bu dilin temel alınmasını zorunlu hale getirmiştir. Şekil 9.1 Cardinalis cardinalis Yukarıda görülen kuşun değişik ülkelerde farklı isimleri olmasına rağmen bilimsel adı Cardinalis cardinalis dir. Ortak bir isim verilmesi üzerindeki bilimsel bilgilerin karışmasını önlemiştir. Bilimsel adlandırmada, 1.Cins ismi her zaman büyük harfle başlar, diğer bütün harfler ise küçüktür. 2.Cins ve tür adları italik olarak yazılır. 3.Cins ismi büyük harfle yazılarak kısaltılabilir. Örnek C.cardinalis 4.El yazısıyla yazılan cins ve tür adlarının altı çizilir Bilimsel sınıflandırma 1800 den itibaren Linnaeus un sistematiğe yaptığı katkılar daha da geliştirildi. Charles Darwin, J.B.Lamarck ve Ernst Haekel sınıflandırmanın sadece canlıların davranışlarına ya da basit anatomik özelliklerine bakılıp yapılamayacağına, canlılar arasındaki akrabalık ilişkisinin de sınıflandırmada önemli olduğunu ortaya koydular. Modern sınıflandırma çalışmaları Linnaeus un çalışmalarından kök alarak günümüze kadar ulaşmıştır.
Sınıflandırma kategorileri Bir canlının belli bir grup içinde sınıflandırılmasına takson denir. Ortak özellikler gösteren birbirine yakın türler cins kategorisi içerisinde değerlendirilir. Örnek olarak üç ayı türü arasındaki benzerlik ve farklılıklara dikkat edebiliriz.amerikan siyah ayısı ile asya siyah ayısı Ursus cinsi içinde birlikte değerlendirilir. Kafatası yapıları ve diş yapıları birbirlerine çok benzerdir. Oysa ayılara dışarıdan çok benzeyen tembel ayı (Melursus ursinus) kafatası kemik yapısı ve dişlerinin durumu onu ursus cinsinden ayırır. Aile(Familya) cins de daha üst birimdir.örneğin bütün ayılar ursidae ailesi içerisine girer.yukarıda örnek verilen üç türde aynı Ursidae ailesine girer. Siyah ayıların dışında kahverengi ayılar kutup ayıları ve pandalar aynı aile içerisinde değerlendirilir. Şekil 9.2 Ursus(Ayı cinsi) Diğer taksonomik birimler takım ve sınıfdır. Ayıgiller familyası etçiller takımına ve memeliler sınıfına girer.şube ve Alem ise en üst taksonomik basamaklardır. Ayıgiller familyası omurgalılar şubesi ve Hayvan Aleminde değerlendirilir. Son zamanlarda kullanılan başka birim ise Bölüm (Domain) dür. Bütün canlılar üç bölüm ve altı alemde incelenir. Şekil 9.3 Amerikan kara ayısının sınıflandırılması
Modern Sınıflandırma Bilim adamları canlıları sınıflandırırken çeşitli karakterleri kullanır. Bunlar dan en önemlileri Morfolojik ve Biyokimyasal karakterlerdir. Örneğin Şahin ve kartal birçok ortak morfolojik ve anatomik karakteri paylaşırken diğer kuşlarla aralarında pençe, keskin gözler,gaga açısından farklılar içerir. Şahin ve kartal yakın bir ortak ataya diğer kuşlardan daha fazla sahiptir. Morfolojik olarak analog anatomik yapıları da bu savı desteklemektedir. Kuşların kökenlerini oluşturan dinazorlarda da tüyler bulunmaktaydı. Bilim adamları türler arasındaki amino asit benzerliklerine bakarak yada DNA nükleotid sıralarını inceleyerek türler arasındaki benzerlikleri daha kesin olarak tespit edebilmektedirler. karakterler,örneğin kuşun kanadı ile sineğin kanadı aynı görevleri görmelerine rağmen, sınıflandırmada Şekil 9.4 Dinazor ve kuş benzerliği etkin değildirler ve analog organları fazla olan canlıların aynı sınıfa girmelerini gerektirmez, oysa homolog organlar balinanın yüzgeci ile insan kolu farklı görev görmelerine rağmen anatomik benzerlikler ve köken benzerlikler içerir ve sınıflandırmada kullanılır. İlk bakışta dinazorlarla kuşlar arasında bir akrabalık olmadığı düşünülür. Yakından incelendiğinde dinazor fosilleri ile günümüzdeki kuşlar arasında benzerlikler ortaya çıkar. Dinazor kemikleri aynı kuş kemikleri gibi hava boşlukları içerir.kemiklerin Kromozom sayıları yada kromozom yapısal benzerlikleride önemli karakterlerdendir. Örneğin Hardal (Crucifera) ailesi brokoli,karnabahar ve karalahanayı içerir bu bitkiler birbirlerinden farklı gözükseler de kromozom yapıları onların birbirleriyle akraba Şekil 9.5 Üç tür arasındaki kromozom yapısal benzerliği
olduklarını ve ortak bir akrabayı geçmişte paylaştıklarını göstermektedir. DNA ve RNA analizi de günümüzde kullanılan en güvenilir yöntemlerdir. Böylece sınıflandırma için temel kriter olan benzerliklerin ve akrabalığın kesin yolla belirlenmesini olanaklı kılar. Genetik mühendisliğindeki ilerlemeler DNA nükleotid sırasını kesin yolla belirlememizi sağlar. Örneğin Afrika da bulunan iki farklı fil populasyonunun aynı türe ait olduğu sanılmaktaydı oysa yapılan DNA çalışmaları onların farklı tür olduğunu ortaya çıkarmıştır. Asya fili ise ayrı bir cins altında sınıflandırılır. Bazı mutasyonlar nötr halde olmaktadır ve canlıda herhangi bir kötü etkide bulunmamaktadır. Bu mutasyonların saptanması ve türler arasında karşılaştırılması moleküler saat kavramının ortaya atılmasını sağlamıştır. Farklı türler arasındaki benzer mutasyonları bulmak onların bir ortak atayı ne zaman paylaştıklarını bize gösterir. Günümüzde kullanılan en önemli yöntemler Mitokondri DNA sında bulunan sitokrom c oksaidaz genindeki değişimlere bakarak moleküler saatin belirlenmesidir. Şekil 9.6 Fil türleri Moleküler saat bir başka benzerliklerin belirlenmesini sağlayan araçtır. DNA da sık sık mutasyonlar meydana gelmektedir. Zaman Şekil 9.7 de gösterildiği gibi 2 ve 3. Türler yakın akrabadır çünkü ortak bir mutasyonu taşımaktadırlar. Tür 1 ise onlara daha uzak bir akrabadır. Filogenetik akrabalık ağaçları Birbirlerine yakın türleri ve diğer canlıların birbirleriyle bağlantılarını göstermek amacıyla kullanılan şemalar (Kladogram) filogenetik ağaçlar olarak bilinir. Filogenez canlıların akrabalık ilişkilerini inceleyen daldır. Bu tür ağaçların çizilebilmesi için öncelikle atasal karakterin özellikleri belirlenmelidir. Daha sonra ağaç türler arasındaki bilimsel veriler kullanılarak dallandırılır. Bu tür şemalar kesin olmamakla birlikte bilimsel bilgiler ışığında gerçeği açıklamaya en yakın varsayımlardır. Sistematikçiler canlıların birbirleri arasındaki akrabalıkları göstermek için kladogramlardan yararlanırlar. Ortak özelliklere genetik yapılara embriyolojik gelişim ortaklaıklarına bakılarak bu şemalar hazırlanır. Şekil 9.7 Moleküler saat
Şekil 9.10 Bitkilerin kladogramı Kladogramlar çeşitli yollarla oluşturulabilir.öncelikle iki tür belirlenir.yukarıdaki örnekte çam ve zambak buna bir örnektir. Daha sonra bunların ortak atasına ulaşılmaya çalışılır. Diğer günümüzde yaşayan başka bitkilerle karşılaştırma yapılır. Dış grup türlerin çam ve zambağın değil de ortak ataya ait özellikler göstermesi bize dallanmanın nasıl olacağını anlatır. Örneğin bir dış grup olan karayosunları birçok özellik bakımından eğrelti otu, çam ve zambaktan farklıdır. Kladogramda gösterilen düğümler ortak ata dallanmasının başladığı bölgelerdir.fosillerin analiziyle bu tür canlılar bulunup şemanın daha bilimsel olması sağlanır. Kladogram bir filogenetik ağaçtır yani bize canlıların evrimsel gelişimlerinin nasıl olduğunu gösterir. Günümüzde yaklaşık 2 milyon tür tanımlanmıştır oysa milyonlarca canlı türü tanımlanmayı ve sistematik içerisinde yer almayı bekliyor. Dolayısıyla sistematik tamamlanmış bir çalışma değildir. Günümüzdeki bilgiler ışığında aşağıdaki hayat ağacı en geçerli görüşleri yansıtmaktadır. Şekil 9.11 Canlıların hayat ağacı
BÖLÜMLER VE ALEMLER Günümüzde sistematikçiler canlıları üç bölüm ve altı alem içerisinde sınıflandırırlar. Üç ana bölüm Bakteriler,Arkeler ve Eukarya dır. Altı alem ise Bakteri, Arke, Protista, Mantar, Bitkiler ve Hayvanlardır. 1990 yıllardan sonra arke grubunun tamamen bakterilere benzememesinden sonra ayrı bir grup altında değerlendirilmesiyle beş alemli sınıflandırmadan 6 alemli sınıflandırılmaya geçilmiştir. Bölüm Bakteriler Prokaryot canlılar olan bakteriler hücre duvarı içeririler. Bu duvar peptidoglikan yapıdadır yani iki çeşit şeker molekülü ihtiva eder ve bunlar aminoasitlerle bağlanmıştır. Bakteriler birçok çeşit çevresel ortamlarda yaşayabilir. Oksijenli ve oksijensiz ortamda yaşabilen çeşitleri olduğu gibi ototorof veya heterotrof olabilirler. Çürümeyi sağlayarak organik maddeleri tekrar inorganik halede dönüştürebilirler. Birçok formu hastalık yapıcıdır. Bölüm Arkea Şekil 9.12 Pembe arke hücresinin etrafını saran hücre duvarı(staphylotermus marinus) Arkeler dış özellik olarak bakterilere benzemekle birlikte eukarya ya daha yakın canlılardır.zor ortam şartlarında yaşarlar. Ekstomorfil olarak adlandırılmalarının sebebi aşırı sıcak ya da tuzlu ortamlarda yaşayabilmeleridir. Yukarıda resmi gösterilen S. Marinus derin deniz volkan bacalarının kenarlarında yaklaşık 98 0 C lik ortamlarda yaşabilir. Bölüm Eukarya Bir zarla çevrilmiş hücre çekirdeğine sahip olan tek hücreli yada çok hücreli canlıların oluşturduğu bölümdür. Bu tip hücresel yapıya ökaryotik hücre denir. Protista alemi Protistler tek ya da çok hücreli canlılara sahip bir alemdir. Özellikler bakımından bitki ve hayvanlara benzerler.fakat onlar gibi Şekil 9.13 Farklı protistler. özelleşmiş organlara sahip değildirler. Bazı tek hücreli protistler bir arada yaşayarak koloni oluşturabilirler. Algler(Su yosunu) bitki benzeri protistlerdir.fotosentez yapabilirler. Hayvansal yapı benzeri protistler ise protozoa içerisinde değerlendirlir. Örneğin Amip heterotrof bir protistdir. Mantar benzeri bir protist ise cıvık mantarlardır. Çürümekte olan besinlerin üzerlerinde yaşarlar. Öglena ise bitki ve hayvan özelliklerini karışık halde bulundururlar. Kloroplasta sahip olmaları ve fotosentez yapmaları onları bitki benzeri olarak düşünmemizi sağlar. Mantarlar alemi Tek hücreli ya da çok hücreli olabilirler.tamamı heterotrofdur besinlerini dış ortamdan hazır olarak alırlar. Hücre çeperlerinde kitin bulunur.bu onlara desteklik sağlar. Mantarlar hif adı verilen uzun ipliklerden oluşmuşlardır. Beslenme üreme gibi görevleri vardır.
sitoplazmalarında kloroplast bulunur.bütün bitkilerde hücreler organize olarak dokuları ve yaprak kök ve gövde gibi organları oluştururlar. Hayvanlar alemi Şekil 9.14 Mantar. Yaklaşık 400 milyon yıldır dünyada vardırlar ve 70.000 den fazla tanımlanan mantar türü vardır.mantarlar saprofit canlılardır besinlerini çürümekte olan maddelerden sağlarlar besinlerin üzerlerine enzim bırakarak hücre dışı sindirimi başlatırlar sonra parçalanan besinleri absorbe ederler. Mantar ve suyosunun ortak yaşamasından likenler meydana gelir. Bir milyondan fazla hayvan çeşidi tanımlanmıştır.bütün hayvanlar heterotrofdur. Yapıları dokular organlar ve sistemlerden meydana gelmiştir. Birkaç milimetreden birkaç metreye kadar çeşitli boyutlarda olabilirler. Karada suda ve havada yaşayabilirler.deniz mercanların tavşana kadar çeşitli üyeleri bulunur. Bitkiler alemi Bitkiler alemi 250.000 türden daha fazla üyeye sahiptir.çok hücreli canlılardır. Bütün bitkilerde selüloz hücre duvarı ve Şekil 9.15 Canlıların sınıflandırılması
BÖLÜM BAKTERİLER Prokaryotik hücre yapısına sahip canlılardır.ribozomdan başka organel içermezler. Birçok bilim adamı bakterilerin dünyada ilk oluşan canlılar olduğunu düşünürler. Bakteriler birçok zor ortam şartlarında hayatta kalabilirler. Prokaryot ifadesi organize olmuş bir hücre çekirdeği içermeyen sade DNA bölgesine sahip hücre anlamında kullanılır. Önceden tüm prokaryotlar Monera aleminde incelenirdi günümüzde ise prokaryotlar bakteri ve Arkea bölümüne ayrılırlar. methan) olarak adlandırılırlar.arkea lar bakterilere benzemekle birlikte ribozomal proteinler eukaryotik hücrelere benzer.arkeaları bakterilerden ayıran bir fark da hücre duvarlarının bakterilere benzememesi dir. Şekil 9.16 Prokaryotik hücre çeşitleri Bakteriler birçok ortamda bulunabilir. Peptidoglikan bir hücre duvarına sahiptirler. Hücre çeperlerine göre sınıflandırılırlar. Cynobakteri gibi bazı grupları kendi besinlerini yapabilirler. Arkea bölümü ise zor ortam şartlarında yaşayan prokaryotların toplandığı bölümdür.ekstromofil olarakda adlandırılırlar. Aşırı sıcak, tuzlu ya da asitli ortamlarda yaşayabilirler.bunlar termofil(sıcak ortamlar), halofil(tuzlu ortam) ve methanogenez (Oksijensiz Prokaryot yapısı Prokaryotik hücreyapısı sadece DNA ve ribozom gibi yapıları içerirken zarlarla çevrili organellere sahip değildir. Çok küçük yapıda olmaları zaten bu tür organelleri bulundurmalarını engeller. Nükleoid adını alan halkasal bir DNA ya sahiptirler. Bu yapıdan başka plazmid adı verilen küçük bir halkasal DNA parçasına da sahip olabilirler. Bu küçük DNA bakterilere ek özellikler kazandırabilir.(antibiyotik dirençliliği) Prokaryot hücrelerini çevreleyen kapsül onları dış şartlara karşı korur. Ayrıca akyuvar saldırılarına ve antibiyotiklere karşı dirençli olmalarına neden olur. Bakteri yüzeylerinde pili adı verilen sil benzeri uzantılar bulunur. Bunlar bakteri hücreleri arasında sitoplazmik köprü kurulmasına yardımcı olan yapılardır.
Şekil 9.17 Prokaryotik hücre yapısı Prokaryotlar çok küçük tek hücreli canlılardır.1 ile 10 mikrometre uzunluğunda 0.7 ile 1.5 mikrometre genişliğinde olabilirler. Aşağıdaki şekilde bakteri hücresi ile insan yanak hücresi arasındaki büyüklük farkı gösterilmiştir. Şekil 9.19 Bakteri şekilleri Şekil 9.18 Bakteri ve insan hücresi Bakteriler genelde üç şekilde bulunurlar. Bunlar yuvarlak, çubuk ve spiral şekildedir. Bütün bakteriler hücre duvarlarındaki peptidoglikan yapıya göre sınıflandırlırılar. Disakkaritler ve protein yapı bileşerek bu hücre duvarını oluşturur. Ayrıca hücre duvarlarında yağ moleküllerinin bulunup bulunmamasına göre tanımlanabilmeleri için gram boyama metodu geliştirilmiştir.böylece bakteriler gram pozitif ve gram negatif olarak da sınıflandırılabilir. Prokaryotlar kamçıları yardımıyla hareket ederler. Bu yapı ökaryotik hücrelerdeki mikrotübül yapıya çok benzer. Bakterilerde üreme Birçok prokaryot hücre bölünmesi ile çoğalır.hücre kromozomu eşlenir ve bölünen hücrelere eşit sayıda genetik materyal gitmesi böylece sağlanmış olur.uygun koşullar altında her 20 dakikada bir hücre bölünebilir. Hücre bölünmesi bir eşeysiz üreme şeklidir.oysa bazı prokaryotlar arasında genetik madde alışverişi gerçekleşebilir. Aynı türe ait prokaryotlar arasında piller yardımıyla bir sitoplazmik köprü oluşur ve birbirlerine genetik madde alışverişinde bulunurlar. Buna konjugasyon denir.böylece populasyondaki türler arasında genetik çeşitlilik artmış olur ve bireyler çevre şartlarına karşı daha dirençli hale gelir.
Şekil 9.20 Bakterilerde hücre bölünmesi ve konjugasyon Endosporların çevreye dayanıklı kalma süreleri oldukça uzundur. Prokaryotların metabolizması Prokaryotların çoğu enerjilerini dışarıdan çürükçül beslenme ile sağlar.bu grup heterotrof beslenen gruptur.ototrof beslenen yani kendi besinlerini kendileri yapanlar ise ya kemoototrof ya da fotoototrof dur.işık enerjisine gerek duymayan kemoototrof prokaryotlar kimyasal maddelerin dönüşümlerinden açığa çıkan enerji ile besinlerini sentezlerler.bakteriler oksijenli ya da oksijensiz ortamlarda yaşayabilirler.zorunlu olarak oksijensiz ortamlarda yaşayan bakteriler fermantasyon yoluyla enerjilerini sağlarlar. Prokaryotların çok çeşitli beslenme yolları göstermeleri onların milyarlarca yıl evvel ilk oluşan canlılar olduğunu bizlere düşündürmektedir. Bakterilerin uyum mekanizmaları Uygun olmayan çevre koşullarında bakteriler değişik yöntemlerle hayatta kalmaya çalışırlar. Yüksek sıcaklık ya da susuz ortamlarda bakteriler endospor oluşturur. Bu bakterilere anthrax, botulizm ya da tenanos bakterileri örnek olarak verilebilir. Aşırı zor koşullarda bakteri yapısı bozulurken oluşan spor bundan etkilenmez. Spor içerisinde bakteri kromozomunun bir kopyası ve az bir sitoplazma bulunur. Çevre şartları normale döndüğünde endospordan tekrar bir bakteri hücresi meydana gelir. Şekil 9.21 Endospor Bakteriler aynı zamanda sıklıkla mutasyonlar geçirerek değişen çevre koşullarına uyum yapmaya çalışırlar.bu sayede bakteriler antibiyotiklere karşı çok kısa sürede direnç geliştirirler.
Bakteri ekolojisi Daha çok bakterilerin hastalık yapıcı olarak düşünülse de bakteriler besin çevriminde, vücut savunmasında besin üretiminde ve tıp da çok kullanılan prokaryotlardır. Bakterilerin en önemli rollerinden biri azot çevriminde gerçekleşir. Azot DNA ve RNA nın yapısında proteinlerin yapısında bulunan önemli bir mineraldir. Fakat azot atmosferde gaz halinde bulunur. Azotun organik moleküllerin yapısına girmesinde bakteriler rol oynar toprakta yaşayan azot bağlayıcı bakteriler ya da baklagillerin kök yumrularında bulunan bakteriler atmosferik azotun bağlanmasını sağlarlar. İnsan vücudunun üstünde çeşitli zararsız bakteriler bulunur ve bunlar normal bakteri florasını teşkil eder. Bu bakteriler vücudumuzun üstünde zararlı bakterilerin üremesini engeller. Fakat bazı E.Coli türleri insan bağırsağında üreyen bazı bakteriler ise besin zehirlenmelerine neden olur.bazı E.Coli türleri ise K vitaminin sentezlenmesini sağlayarak insana fayda sağlarlar. Bunları dışında besinlerin oluşumunda ve tıbbi ilaç çalışmalarında bakterilerden yararlanılır. Örneğin yoğurt bakteri Şekil 9.22 Azot bağlayan bakteriler. Baklagillerin köklerinde mutualist biçimde yaşayan bakteriler bitki köklerinde korunurken bakterilerin ürettiği azotlu maddelerden de bitkiler yararlanır.böylece bu bitkiler amonyak dan yararlanabilir hale gelirler. hücrelerinden meydana gelir. Çeşitli genetik araştırmalarda genlerin direkt etkilerinin gözlenebilmesi bakteri çalışmalarıyla mümkün olmuştur. Şekil 9.23 Zararlı insan bağırsağında yaşayan E.coli bakterileri.
VİRÜSLER Virüsler zararlı canlılar olarak bilinmektedir.hiçbir organel içermemeleri onları canlı bir hücre olarak sınıflandırmakta zorluklar çıkarır.organel ve enzim sistemlerine sahip olamadıklarından dolayı mecburi parazit olarak başka hücrelerin içlerinde yaşarlar.bakterilerde bitki ve hayvan hücrelerinde çoğalarak çeşitli hastalıklara neden olurlar.aids, genital uçuklar, çocuk felci, grip, hepatit menenjit ve kuduz gibi hastalıklara neden olurlar. Şekil 9.24 Virüsler Virüslerin diğer canlıların genetik parçalarından oluştuğuna dair görüşler vardır. Kendini kopyalayabilen genler DNA içerisinden ayrılarak etraflarına protein bir kılıf oluşturmuşlar ve hücre içerisinden ayrılmışlardır. Bütün virüslerin dışında kapsid adı verilen bir protein kılıf bulunur.bu kılıfın içerisinde DNA ya da RNA vardır. Virüsler genelde içerdikleri genetik materyale göre sınıflandırılır. Virüsler özgün reseptörlerle hücrelere yapışır ve genetik materyalini hücre içerisine enfekte ederler. Bakteriyofajlar bakteri içerisinde çoğalan virüslerdir. Ayrıca virüsler canlı hücrelerine özgüldür. Bir bakteri çeşidini enfekte eden bir virüs başka bir bakteriye karşı etkisiz olabilir. Bakteriyofajlar bakterileri enfekte ettikten sonra litik ya da lizogenik döngü içerisine girerler. Konakçı hücrenin ölümüyle gerçekleşen faj çoğalma döngüsüne litik döngü adı verilir. Bir faj sadece litik döngü aracılığıyla çoğalıyorsa hastalık yapıcı (Virülan) bir fajdır. Virüs DNA sı bakteri DNA sını ele geçirerek bakteri enzimlerini kullanır ve birçok faj yapımını sağlar böylece bakteri hücresi parçalanırken virüsler çoğalır. Bazı fajlar ise bakteri hücresini parçalamak yerine onla birlikte yaşama eğiliminede geçebilir.böyle yaşam döngülerine lizogenik döngü adı verilir.faj genomu konak olduğu hücreye zarar vermez ve onla birlikte çoğalır. Böyle fajlar ılımlı fajlar olarak adlandırlır. Bazı durumlarda ise başlangıçta ılımlı olabilen bir faj hastalık yapıcı bir hale gelebilir. Şekil 9.25 Bakteriyofaj ve tütün mozayik virüsü kılıfı
Şekil 9.26 Bakteriyofajın hayat evresi Hayvan virüslerinde daha çok RNA vardır.virüs zarının dışında bulunan glikoproteinler içerisine gireceği hücre zarına uygundur.hücrenin içerisine girdikten sonra enzim yardımıyla RNA üzerinden DNA sentezi yapılır. Hücre organelleri kullanılarak virüs glikoproteinleri yapılır ayrıca içerisine girdiği hücrenin DNA sı ile birleşerek yeni virüs RNA ları yapımını sağlar. AIDS virüsü bu yolla çoğalır. Şekil 9.27 AIDS hastalığına neden olan HIVvirüsü RNA virüslerine retrovirüslerde denir.retrovirüsler RNA dan DNA sentezini sağlayacak revers transkriptaz enzimine Sahiptirler.RNA üzerinden sentezlenen DNA konak hücre DNA sı ile entegre olarak yeni virüs materyallerinin yapımını sağlar. Bazı durumlarda ise bağlanan virüs DNA sı aktif hale geçmez ve konakçı hücre DNA sı ile uzun zamanlar birlikte durabilir. Bazı virüsler insanlarda kanser hastalıklarına neden olabilmektedir. Bunlara tümör virüsleri de denir.hepatit B hastalığından sorumlu olan virüs karaciğer kanserine neden olabilmektedir. Rahim ağzı kanseri de virüsler yoluyla ortaya çıkar. Bitki virüslerininde genetik materyali çoğunlukla RNA dır. Daha çok böcekler yoluyla virüsler yayılır. Plazmodezmata yoluyla virüsler diğer hücrelere yayılır. Viroid adını alan halkasal RNA ise başka bir canlı organizma olarak kabul edilir. Etrafında protein bir kılıf bulunmaz. Daha çok bitkilerde hastalıklar meydana getirirler.viroidlerin bitki büyümesini kontrol eden sistemlerin bozulmasına neden olduğu ve tipik belirti olarakda bitkide anormal gelişmeler ve bodurluğa yol açtığı düşünülmektedir.
Böylece prionların sayısı gittikçe artacak şekilde bir zincirleme reaksiyon meydana gelmektedir. Şekil 9.28 HIV virüsü hücre içi döngüsü Virüslerin kökeni Bir hipoteze göre virüsler hücreden hücreye hareket etme yeteneği olan nükleik asitlerden evrimleşmişlerdir. Bir virüs genomunun konakçı hücre genomuna benzemesi bu hipotezi kuvvetlendirmektedir. İlk virüsler viroidler gibi sadece nükleik asit parçacıklarıydı. Virüs genomunun kökeni için iki aday plazmidler ve trnaspozonlardır. Plazmitler kromozomdan ayrı küçük ve halkasal DNA molekülleridir. Virüsler gibi eşlenerek diğer bakterilere iletilebilirler. Transpozonlar ise hücre genomu içerisinde bir bölgeden diğerine hareket edebilen DNA parçacıklarıdır. Prionlar Çoğal yetenekleri olan viroidlerden başka prion adı verilen bulaşıcı proteinler bulunur.prion büyük baş hayvanlarda deli dana hastalığına ve insanlarda creutzfeld-jacob gibi beyin hastalığına neden olurlar.prionların yanlış oluşmuş bir beyin hücresi proteini olduğu düşünülür ve bu protein temas ettiği normal proteinleride prion haline dönüştürmektedir. Şekil 9.30 Prionun beyin üzerine etkisi Şekil 9.29 Prionların oluşumu
PROTİSTA ALEMİ Protist alemi canlıları bitki, hayvan ve mantar alemi içerisinde sınıflandırılamayan canlıları içeren bir alemdir. Bu aleme giren canlılar tek veya çok hücrelidir. Yaklaşık 200.000 den fazla türü kapsar. Bütün hücreleri ökaryotdur. Beslenmelerine göre bitki bezeri, hayvan benzeri ve mantar benzeri protistler olmak üzere üç sınıfa ayrılırlar. Silliler yaklaşık 7000 tür içerirler.denizlerde, tatlı sularda, nehir ve göllerde yaşarlar.paramesyum yani terlik hayvan diğer çok bilinen bir sililer grubuna giren tek hücreli canlıdır. Sillilerde iki çekirdek bulunur. Makro yani büyük çekirdek hücresel yaşam için gerekli olayları yönetir ve RNA sentezini denetler. Çok sayıda bulunabilen mikronukleus ise üreme faliyetlerinden sorumludur. Paramesyum bölünerek çoğalma ile birlikte konjugasyon yolu ile mikroçekirdek alışverişi yaparak eşeyli yolla da çoğalabilirler. Paramesyum büyük oranda bakterilerle beslenir. Besinler silerlin hareketi ile hücre ağzına doğru yönlendirilir ve fagositozla hücre içerisine alınır. Şekil 9.30 Protist çeşitleri Hayvan benzeri protistlere örnek olarak amip verilebilir. Yalancı ayakları yardımıyla besinlerini dışarıdan alır ve sindirir.alg ler ise bitki benzeri protistlerdir. Kendi besinlerini yaparlar. Tek veya çok hücreli olabilirler. Su küfü ise mantar benzeri protistlere örnek olarak verilebilir. Beslenme açısından saprofittirler ve mantarlara benzerler oysa sentriyol içermeleri, mitozla çoğalan çoğalmaları ve hücre duvarları açısından gerçek mantarlara benzemezler. Protozoa (Hayvan benzeri protistler) Ciliophora Ciliophora şubesi silliler olarak bilinir. Siller yardımıyla su içerisinde hareket ederler. Bazı üyelerin tüm yüzeyleri sille kaplıyken bazı üyelerinin bir bölümü sille kaplıdır.örneğin stentor yani çan hayvanının sadece ön kısmı silerle kaplıdır. Şekil 9.31 Paramesyum Besin alındıktan sonra besin kofulu oluşur ve sindirilemeyen kısımlar hücre anüsünden dışarı atılır. Paramesyum tatlı sularda yaşadığı için hücre içerisine devamlı su geçer bu suyu dışarı atmak için kontraktıl kofullar dışarıya doğru devamlı suyu pompalar. Paramesyum konjugasyon yolu ile eşeyli olarak çoğalarak değişen çevre koşullarına uyumu gerçekleştirir.bu üremede mayoz ve çekirdek birleşmesi gibi olaylarda gözlenir.
Şekil 9.32 Stentor(Çan hayvanı) Şekil 9.35 Radiolaria Şekil 9.33 Paramesyumda konjugasyon Sarcodina Yalancı ayaklarla hareket eden tek hücreli canlılar bu gruba girer. En tanınmış örneği amipdir. Tatlı sularda yaşayan amip lerin bazı türleri parazit canlılardır. Besin kofulu yapılarında gözlenir ve daha çok bölünerek eşeysiz yolla çoğalırlar. Fomaniniferler gibi bazı türlerinin etrafında kalsiyum karbonat ve silis den oluşan kabukları vardır.çökelme ile oluşan kayaçlarla birlikte çeşitli şekillerde fosilleşebilirler. Sporozoa Bu grup tek hücreliler daha çok sporlar şeklinde ürerler. Hücre zarlarından difüzyon yoluyla beslenme ve boşaltım gibi işlevlerini gerçekleştirirler. Hayat evrelerin de eşeysiz ve eşeyli üreme düzenli olarak birbirini takip eder buna döl almaşı adı verilir. Birçok üyesi deiğer canlılarda parazit olarak yaşar. Örneğin Plazmodium malaria anafol cinsi sivrisineklerin dişileri ile taşınarak sıtma hastalığını meydana getirir. Şekil 9.34 Amip Şekil 9.36 Plazmodiyumun hayat evresi
Plazmodyum sporlarını taşıyan bir sivrisinek insanı ısırdığında sporlar insana geçer ve karaciğer hücrelerine geçerek eşeysiz yolla çoğalır ve merozoitleri meydana getirir.bunlar kana yayılır ve alyuvarlara geçerek orada çoğalırlar ve zamanla alyuvar hücreleri parçalanarak sıtma nöbetlerini meydana getirir. Sporların bir kısmı insan kanında gametlere dönüşür. Sıtmalı bir insanı anofel cinsi sivrisineğin dişisi ısırdığında gametler sivrisinek kanına geçer ve orada döllenerek zigotu oluşturur. Zigot mayoz geçirerek haploit sporları meydana getirir ve sporlar sivrisineğin tükrük bezi hücrelerine gider. Plazmodyum insan kanında eşeysiz sivrisinek de eşeyli yolla çoğalır. Zoomastigana Bu tür bir hücreliler kamçılı tekhücreliler olarak bilinir. Bazı zooflagelletlar tek başlarına yaşarlarken bazıları da diğer canlılarda hastalık meydana getirirler.uyku hastalığını meydana getiren Tripanosoma gambi ense ise uyku hastalığına neden olur.çeçe sineği ile insanlara bulaşır. Sıtma hastalığında olduğu gibi tek hücreli canlının insanda ve sinek de hayat evresi gerçekleşir.kalp, karaciğer ve dalak gibi organlara zarar verir. Algler(Bitki benzeri protistler) Bitki benzeri algler fotosentetik pigment içeren tek hücreli ya da çok hücreli canlılardır. Bitkilerden farkları ise kök gövde ve yaprak gibi yapılar içermezler. Klorofil içermekle birlikte başka fotosentezde ışık dan yararlanılmasını sağlayan pigmentlere sahiptirler. Bu tür pigmentler derinlerdeki ışık enerjisinden yararlanılmasını sağlar. Algler fitoplankton olarak da adlandırılır ve su ekosistemlerinin besin üreticileri olarak besin piramidinin temelinde yer alırlar. Diatomlar tek hücreli alglerdir ve iki tane birbirinin içine girebilen kapakçıklardan oluşmuştur.fotosentezle besinlerini üretirler, klorofil ve karotinoidlere sahiptirler. Besinlerini karbonhidrat değil de yağ olarak depoladıkları için denizlerin üstünde tabakalaşma gösterirler. Deniz canlılarının böylece temel besin kaynaklarını oluştururlar. Şekil 9.39 Diatom Diyatomlar tatlı sulardan denizlere kadar çeşitli ortamlarda yaşarlar hücre duvarları silisyumdan meydana gelmiştir. Eşeyli ve eşeysiz yolla çoğalırlar, iki yarım birbirinden ayrılarak içlerine yeni bir yarım meydana gelir böylece tamamlanırlar bu yolla eşeysiz yolla çoğalırlar. Fakat bu üremeyle birlikte gittikçe küçülürler. Orijinal büyüklüğün çeyreğine ulaştıklarında eşeyli üreme başlar ve gametler meydana gelir.bunlar döllenerek zigot oluşur. Zigot büyüyerek orijinal büyüklüğe erişir. Diatomlar öldükten sonra silisyumdan oluşan kabuk çökelerek denizlerdeki organik tortul kayaçları meydana getirir. Sanayi de bu kayaçlar çeşitli işlemlerde kullanılır. Şekil 9.40 Çeşitli diyatomlar Şekil 9.37 Çeşitli algler
Öglena Diğer önemli alg grubu öglenanın içinde bulunduğu euglenophyta ailesidir. Tek hücreli bu canlılar çoğunlukla tatlı sularda yaşarlar.kloroplasta sahiptirler ve fotosentez yapabilirler fakat hayvansal özelliklere de sahiptirler. Bazen besinlerini dışarıdan alabilirler ve kamçıları yardımıyla hareket edebilirler. Şekil 9.41 Diyatomlar da üreme Dinoflagellat adı verilen alg grubu ise tek hücrelidirler.kamçı yardımıyla hareket etme yeteneği göstermekle birlikte bazı üyeleri hücre duvarı içerir ve ışığı emip yansıma yapmasını sağlayan pigmentlere sahiptirler diyatomlar gibi bitkilsel planktonların büyük bir kısmını oluştururlar.çevre şartları olumlu olduğu durumlarda denizlerde ve tatlı sularda bir alg patlaması yaşanır.bu alg çoğalması diğer canlılara zarar verebilir. Bazı bitkisel planktonlar kırmızı pigmentlere sahiptirler.denizlerde çeşitli yakamozların oluşumundan sorumludurlar. Bunların çıkardığı toksik salgılar besin zinciri ile insana ulaştığında çeşitli olumsuz etkilerde bulunabilir. Şekil 9.43 Öglena Öglena etrafında pelikula adı verilen ayrı bir zar yapısına sahiptir. Bu yapı suyun az olduğu zamanlarda çamurlu sularda hareket etmesini sağlar. Kamçısı yardımıyla ışıklı ortamlara göz lekesi vasıtasıyla ulaşır ve fotosentez yapımı sağlanır. Kontraktıl koful ise paramesyumdaki gibi suyun dışarı atılmasını sağlar. Şekil 9.42 Red tide oluşturan tek hücreli canlı
Şekil 9.44 Çeşitli algler Yeşil suyosunları 7000 den fazla türü kapsarlar. Birçok özellikleriyle bitkilere benzerler. Hücre duvarları vardır ve klorofilleri yardımıyla fotosentez yaparlar. Tatlı sularda ve denizlerde yaşarlar.tek hücreli, koloni formlarından başka çok hücreli de yeşil algler vardır Sarı-yeşil ve kahverengi algler chrysophytes familyasına girerler. Diyatomlar gibi çeşitli renk pigmentleri içerirler bunlar genelde sarı ve kahverengi karotinoidler içerir. Birçok üyesi tek hücrelidir bazı formları ise koloni halinde yaşarlar. Hücre sonlarında iki tane kamçı içerirler ve fotosentetik canlılardır. Şekil 9.46 Yeşil algler Desmids tek hücreli yeşil bir algdir.aralarında sitoplazmik bir köprü ile bağlı simetrik iki hücreden meydana gelmiştir. Spirogyra ise çok hücreli bir suyosunudur.uzun kloroplast içeren filamentlerden meydana gelmiştir. Volvox ise koloni oluşturabilen tek hücreli alglerin birleşmesinden meydana gelen bir yapıdır. Koloni içerisinde yüzlerce hatta binlerce hücre vardır. Koloni içlerindeki hücre kümeleri ayrılarak yeni koloniler oluşturabilir. Kırmızı algler ise çok hücreli fikobilin adlı kırmızı pigmenti içerirler. Diğer alglere göre daha derin yerlerde bulunur ve fotosentez yaparlar. Şekil 9.45 Kahverengi suyosunun yapısı Kahverengi suyosunları çok hücreli alglerdir.yeşil pigmentlerinden başka fukoksantin adı verilen kahverengi pigmentler içerirler.1500 den fazla türle temsil edilirler. Bitkiye benzer tallus adı verilen bir sapla deniz tabanına bağlı haldedirler. Keselerin içerisi hava ile doludur ve deniz yüzeyinde kalarak fotosentez yapmalarını sağlarlar. Şekil 9.47 Kırmızı algler Kırmızı algler kalsiyum karbonatın hücrelerde birikmesini sağlayarak mercan resiflerinin oluşmasını sağlarlar.
Alglerde üreme Çoğu alglerde döl almaşı şeklinde bir üreme görülür.deniz marulu(ulva lactuca) alginde üreme eşeyli ve eşeysiz üremenin düzenli olarak birbirini takip etmesi şeklinde bir üremesi vardır.üreme hücrelerini oluşturan formu haploid yapıdadır ve döllenme sonucu oluşan form ise diploitdir.diploit sporofitde mayoz hücre bölünmesi sonucu haploit sporlar meydana gelir ve bunların yayılmasıyla haploit gametofitler gelişir. Şekil 9.48 Ulva da üreme Gametofit yapının oluşturduğu sporlar döllenerek tekrar 2n lik zigot ve onun çimlenmesiyle de diploit sporofit meydana gelir.algler den oluşan yüksek yapılı karasal bitkilerde ise gametofit yapı küçülmüştür ve diploit yapı daha baskın hale gelmiştir. Cıvık Mantarlar (Mantar benzeri protistler) Cıvık mantarlar beslenme açısından mantarlar alemindeki canlılara benzerler ve sporlar yardımıyla onlar gibi ürerler.fakat mantarlar da hücre duvarı kitinden meydana gelirken mantar benzeri protistlerde hücre duvarı selüloz ve benzeri bileşiklerdir. Cıvık mantarlar değişik renklerden meydana gelirler.hücresel ve hücresel olmayan(plazmodiyal) olmak üzere iki büyük grupta incelenirler. Hücresel olmayan cıvık mantarlar Myxomycota şubesinde sınıflandırılır. Hayata zor şartlar altında sporlarla başlarlar. Plazmodiyal cıvık mantarlar hücre zarları ile bölümlenmemiştir.çok sayıda çekirdek içermiş gibi görülürler.elverişsiz şartlarda oluşturdukları spor keselerinde mayoz bölünme gerçekleşir ve haploid sporları etrafa yayarlar. Elverişli şartlarda haploid hücreler aktifleşerek çimlenirler. Kamçılı ve amoeboyit formda olmak üzere iki tip hücre tipi sporlardan meydana gelir bunlar birbirlerine kolayca dönüşebilir.hücreler diployit zigotları oluşturmak üzere çiftler halinde birleşir.zigotun çekirdeği sitoplazma bölünmesi olmaksızın artarda bölünür ve beslenen plazmodyumu meydana getirerek yaşam döngüsü tamamlanır. Beslenme evresi çok çekirdekli görünen hücre zarları kaybolmuş plazmodyumdur. Plazmodyumun meydana getirdiği yalancıbacakları nemli topraklara yaprak döküntülerine ya da çürümekte olan ağaç kütüklerine doğru uzanarak fagositoz yoluyla besin partiküllerini içeriye alırlar. Eğer cıvık mantarların bulundukları ortam kurumaya başlarsa ya da besin kalmazsa plazmodyum büyümeye son vererek eşeyli üremede işlev görecek olan yaşam döngüsü evresine başlar. Şekil 9.49 Çeşitli cıvık mantarlar
birleşir zigotu meydana getirir.zigot mayoz geçirerek tekrar hücreleri oluşturur. Hücre kümesindeki her bir hücre haployit Şekil 9.50 Hücresel olmayan (Plazmodiyal) cıvık mantarlarda hayat evresi Hücresel cıvık mantarlar (Acrasiomycota) şubesinde incelenirler.birbirlerinden ayrı hücrelerden meydana gelmişlerdir zengin besin ortamlarında çürümekte olan besin kaynaklarının üzerinde yaşarlar. Haployit evre bu canlılarda baskındır. Ortamda besin çok bulunduğu zamanlarda hücresel cıvık mantarlar eşeyli üreme gösterirler. Hücreler genomdadır.ortamda besin azsa hücresel cıvık mantarlar eşeysiz üremeye geçerler. Hücre kümesinden sümüksü bir yapı oluşur ve onun üzerinde spor kesesi meydana gelir ve sporlar etrafa yayılarak haploit amipsi hücreleri meydana getirir. Spor keseleri oluştuğunda bazı hücreler kuruyarak destekleyici işlev gören sap kısmını oluştururken diğerleri kurumuş hücreler üzerinde tırmanarak bir araya toplanır ve sonradan sporlara dönüşürler.böylece her bir spor kesesinin üzerinde kısmen dayanıklı sporlardan bir küme şekillenir. Şekil 9.51. Hücresel cıvık mantarlarda üreme
Dünya üzerinde 500 türden fazla su küfü bulunmaktadır. Nemli ve su içeren bölgelerde yaşarlar. Besinlerini üzerinde yaşadıkları ölü organizmadan elde ederler. Üreme hücrelerinin kamçı taşıması ve hücre duvarlarının nitelikleri yüzünden su küfleri gerçek küflerden ayrılır. Mantar dokusu hif adı verilen bölmeli hücrelerin birleşmesiyle oluşan ipliksi dokudan meydana gelmiştir.bu hif örgü yapısı kendi arasında bir yumak oluşturur ve miselyum adını alır. Şekil 9.54 Mantar yapısı Şekil 9.52 Ölü böcek üzerinde üreyen su küfü MANTARLAR ALEMİ Yeryüzünde yaşayan en eski canlılar alemindendirler.bütün mantarlar ökaryot hücrelerden oluşmuştur ve 100.000 den fazla yaşayan türe sahiptirler. Birçoğu çok hücreli olmakla beraber maya lar gibi tek hürseli mantarlarda vardır. Şapkalı mantarlar bitkiler gibi toprağa bağlı olsalar da bütün mantarlar kloroplast bulundurmazlar ve besinlerini dışarıdan çürümekte olan artıklardan, ölü canlılardan sağlarlar ya da parazit olarak diğer canlılardan sağlarlar. Tek hürseli maya mantarları gibi bazı mantarlar bira ekmek, şarap yapımını sağlarlar ve oksijensiz ortamda yaşarlar.candida albicans gibi maya mantarları ise maya enfeksiyonuna sebep olurlar. Şekil 9.53 Şapkalı mantar ve Candida albican kolonisi Bitki hücrelerinin hücre duvarları selülozdan oluşmuşken mantar hücrelerinin hücre duvarları kitinden meydana gelmiştir. Şapkalı mantarların toprak üstünde bulunan gövdesi onun ana yapısını meydana getirir.bu yapının toprağa bağlanmasını sağlayan kök benzeri yapıları ve şapkanın altında bulunan lamelleri mantarın ana gövdesini oluşturur. Bu yapı beslenme ve üreme gibi görevleri meydana getirir. Bazı mantar hiflerindeki hücreler birbirlerinden hücre duvarları ile ayrılmışken bazı mantar hücreleri arasında zarlar bulunmaz ve hif yapısı çok çekirdekli olarak görülür. Mantarlar besinlerini diğer canlılar üzerinden sağlarlar. Çürüyen organik maddeler üzerinde yaşayabildikleri gibi canlılar üzerinde parazit halde de yaşayabilirler.çürükçül yaşayan mantarlar organik maddelerin tekrar inorganik hale dönmesini sağlayarak doğadaki madde çevriminin döngüsel olmasına katkıda bulunurlar. Parazit mantarlar ise besinlerini yaşayan organizmalar üzerinden sağlarlar. Bu tür mantarlarda hifler özel emeçlere dönüşerek canlı üzerinden besinlerin emilmesini sağlar bu tür hifler haustoria adını alır. Mutualist beslenen mantarlar ise başka canlılarla beraber ortaklaşa karşılıklı fayda presinsibine uygun olarak yaşarlar. Örneğin soya fasulyesi köklerinde yaşayan mantarlar, soya fasulyesin den şekerli maddeleri alırken soya köklerini suyu almasına ve mineral alınmasına yardımcı olurlar.
Şekil 9.55 Çürükçül mantarlar Parazit ve Ortak yaşayan Mantarlarda üreme çok çeşitli şekillerde gerçekleşir.sporlarla gerçekleşen eşeysiz üreme yaygın bir şekilde görülür.birçok mantarda eşeysiz ve eşeyli üremenin birlikte gözlendiği döl almaşı(metagenez) görülür. Tomurcuklanarak üreme tek hücreli bira mayasında gözlenen bir eşeysiz üreme şeklidir. Chytridiomycota Bazı türleri saprofit olmakla beraber protist, bitki ve hayvanlarda parazit yaşayan türleri de vardır. Birçoğu sucul mantardır. Kamçılı sporlar üretirler. Hücre duvarları kitin içerir. Mantar benzeri protistler ile mantarlar arasında geçiş özelliği gösteren mantarlar olduğu düşünülmektedir. Şekil 9.56 Bira mayasında tomurcuk lanma. Şekil 9.57 Kitrit Mantarların hif yapısının bozularak veya parçalanarak yeni mantarların oluşması da bir eşeysiz üreme şeklidir. Şapkalı ve diğer yüksek yapılı mantarlarda ise sporlarla üreme en çok gözlenen üreme şeklidir. Mantarların meydana getirdiği sporların sayısı çok fazladır.sporlar uygun olmayan ortamlarda çimlenmezler uygun ortamlarda ise biyolojik faaliyetler başlar. Besin ve ortamın nemi mantarların yetişmesi için uygun ortamlardır. Mantarların sınıflandırılması Değişik ortam şartlarına mantarlar uyum sağlamışlardır. Mantarlar alemi dört şubeye ayrılır. Bunlar Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota ve Basidiomycota dır. Mantarlar bitkilerle birlikte 450 milyon yıldır dünya da yaşamaktadırlar. Küf mantarları Zygomycota sınıfına giren mantarlar küf mantarları olarak bilinirler ve çürümekte olan besinlerin üzerlerinde ürerler. Çoğu karasaldır ve bitkilerle mutualistik yaşayan türleri vardır. Küf mantarlarında stolon adı verilen sürünücü bir gövde oluşur, rizoidler ise besin içerisine dalan kök benzeri yapılardır. Miselyum yapı ile birlikte bunlar sindirici enzimler salgılayarak besinin parçalanmasını ve emilmesini sağlarlar. Küf mantarları eşeyli ve eşeysiz üremenin her ikisini de birlikte gösterirler. Eşeysiz üreme sporongia adı verilen yapılardan yayılan sporlarla gerçekleşir. Bu ahploit sporlar çimlenerek yani küfler meydana getirir. Ortam şartları müsait değilse zygomycet üyesi mantarlar eşeyli üreme gösterirler. + ve - olarak adlandırılan hifler arasında bir kaynaşma meydana gelir ve diploit zygospor oluşur.bu yapı olumlu çevre koşulları sağlandığında mayoza geçer ve oluşan haploit sporlar hifleri meydana getirir.
Şekil 9.58 Rhizopus stolonofer in ekmek üzerindeki hayat devri. Askuslu Mantarlar Ascomycota şubesi içerisne girerler ve kese mantarları olarak bilinirler. Keseye benzer yapı içerisinde eşeyli sorlar oluştururlar. 60.000 den fazla türü vardır, deniz tatlı su ve karasal ortamlarda yaşarlar. Bazı türleri alglerle birlikte ortak yaşayarak likenleri meydana getirir. Hem eşeyli hem de eşeysiz üreme döngülerine sahiptirler.eşeysiz yolla üreyen sporlar rüzgarla etrafa yayılır ve kondiasporlar olarak adlandırılır. Eşeyli üremeyi meydana getirecek hifler(miselyum) haploittir ve birbirlerine sarılarak askoniyum(-) ve anteridyumu(+) meydana getirirler. Sitoplazmik bir köprü oluşur ve sitoplazma kaynaşması meydana gelirken bir çekirdek birleşmesi oluşmaz. Askokarpın dikaryotik(n+n) hif uçları askuslar arasında dağılmıştır. Bu askuslarda çekirdek birleşmesi yani döllenme meydana gelir ve diploit çekirdek mayoz geçirir dört haploit çekirdek oluşturur. Daha sonra her biri bir mitoz geçirir ve askus içerisinde sekiz adet çekirdek meydana gelir. Daha sonra bu sporlar spor bulutu oluşturarak çevreye yayılır. Çimelenen askosporlar yeni haploid hifleri oluşturur. Daha sonra ortam şartlarına göre ya eşeysiz koniadsporlarla ya da eşeyli sitoplazma birleşmesi yoluyla tekrar ürerler. Şekil 9.59.Bir ascomycet in yaşam döngüsü Kese benzeri askuslarda eşeyli sporları üretirler ve bu yapı askokarpın içerisinde oluşur.
Şapkalı mantarlar Basidiomycota olarak bilinen şapkalı mantarlar çürümekte olan odun parçalarının üzerilerinde en çok üreyen mantarlar olarak bilinirler.şapkalı mantar bazidiokarp olarak adlandırılır ve dikaryotik hiflere sahiptir. Milyonlarca sporu buradan etrafa yayar.bazdiokarpın altındaki dikaryotik hücreler birleşir ve diploit çekirdek mayoz geçirir. Dört tane haploit hücre oluşur bunlar daha sonra bazidiyosporu meydana getirir. Etrafa yayılarak kısa ömürlü haploit miselyumu meydana getirir. Zıt eşeyli haploit hifler plazmogami geçirir ve dikaryotik hifler(miselyum) meydan gelir. Yağmur ya da sıcaklık değişimleri dikaryotik miselyumu sıkı bir kütle oluşturmaya iter ve mantarın şapka kısmını meydana getirir. Şekil 9.60 Şapkalı mantarın hayat evresi. Diğer Mantarlar Bazı küf mantarları eşeyli üreme evrelerine sahip değildirler ve ekmek küfü ile ortak bir sınıfa girmezler. Mayalar ise bir hücreli mantarlardır. Likenler ise mantar hifinin oluşturduğu ağın içinde tutulan yeşil fotosentetik hücrelerden oluşan bir yaşam birliğidir. Siyanobakteriler bu yaşam birliğini sıklıkla temsil ederler. Hifler dış kısmı kaplarken algler daha çok içerilerde yer alırlar. Şekil 9.61 Likenin yapısı Alg mantara besin sağlarken, mantar da algin büyümesi için uygun ortam oluşturur.likenler gereksinim duydukları inorganik maddeleri havadaki tozlardan ya da yağmurdan sağlarlar. Mikorizalar ise, bitki kökleri ile mantarların oluşturduğu mutualistik yaşam birlikleridir. Manatr hifleri bitki köklerinin emici yüzeylerinin artmasına neden olur. Mantarların birçok ekolojik etkisi bulunur. Bakterilerle birlikte doğadaki maddelerin ayrıştırılmasında ve doğal döngünün sağlanmasında önemli rol oynarlar. Canlı artıkları doğya katıldıklarında hemen mantar sporlarına yem olur. Fakat birçok mantarda patojen yani parazit hastalık yapıcı etkiye sahiptir. Bitkilerde birçok ürün kaybı mantar hastalıkları nedeni ile meydana gelmektedir. Hayvanlarda ve insanlarda mantarlar çeşitli cilt hastalaıklarına neden olur. Fakat mantarlar ilaç yapımında da kullanılmışlardır.ilk bulunan antibiyotik olan Penisilin Penicillium dan elde edilmiştir. Mantarlara ait en eski fosiller yaklaşık 460 milyon yıl öncesine aittir. Bitkilerin karaya geçişleri ile birlikte mantarlarda yayılmaya başlamışlardır.
BİTKİLER ALEMİ Genel olarak kendi besinlerini kendileri yapan canlılar olarak adlandırılan bitkiler 500 milyon yıl öncesine uzanan ilkel tek hücrelilerden gelişmişlerdir. Suyosunları denizlerde yaşayan ve günümüzdeki karasal bitkilerin öncülleridir. Su yosunları ile günümüz bitkileri arasındaki benzerlikler şunlardır. a)selülozdan meydana gelen bir hücre duvarına sahip olmaları b)mitoz hücre bölünmesi sırasında orta lamel oluşturmaları c)fotosentez sırasında kloroplastları kullanmaları d)ribozomal genlerdeki benzerlikler e)depo olarak şeker kullanmaları f)benzer sitoplazmik enzimler içermeleri Başlıca dört karasal bitki grubu bulunmaktadır.bunlar karayosunları, eğreltiotları, gimnospermler(açıktohumlular) ve angiospermler(kapalıtohumlular) dir. Karayosunları iletim demetlerine sahip değildirler. Eğreltiotları ise iletim demetlerine sahip fakat tohumsuz bitkilerdir. Damarsız bitkiler Günümüzde üç ayrı şube tarafından temsil edilirler. Bunlar ciğerotları(hepatophyta), boynuzluciğerotları (Anthocerophyta) ve yapraklı karayosunları (Bryophyta). Karalarda oluşan ilk bitkilerin karayosunları oldukları düşünülmektedir. Şekil 9.63.Karayosunları Karayosunlarının yaşam döngülerinde gametofit döl baskındır. Üreme hücreleri oluşturan bu yapılar haploit kromozom yapısına sahiptirler. Karayosunu sporları nemli toprak ya da ağaç kabuğu gibi ortamlara düşerse çimlenir ve mitoz bölünme geçirerek gametofitleri oluşturur. Karayosunlarının bilinen yapıları ve ortamda görülen bitki benzeri yapılar bu gametofitlerdir. Karayosunları küçük yapıda oldukları için iletim demetlerine ihtiyaçları yokdur. Difüzyonla maddeler taşınabilir. Rizoid denen yapılarla toprağa bağlanırlar. Şekil 9.62 Bitkilerin sistematiği
Ayrı eşeyli karayosunlarının gametofitleri sperm ve yumurta hücrelerinin meydana getirirler. Sperm hücreleri yağmur damlaları ile dişi gametofitteki yumurta hücresine ulaşır ve döllenme oluşur. Zigot haploit dişi gametofit bitki üzerinde diploit olarak gelişir. Sporofit adını alan bu yapı içerisinde mayoz hücre bölünmesi gerçekleşir ve haploit sporlar meydana gelir.daha sonra haploit sporlar etrafa yayılarak tekrar erkek ve dişi karayosunlarını meydana getirir. Damarlı tohumsuz bitkiler İletim demetli bitkiler baskın diploit sporofit döle sahip olmalarıyla karayosunlarından ayrılırlar.pterophyta (Eğreltiotları) tohumsuz iletim demetli bitkiler olarak tanımlanırlar. Ligninden(Odunözü) oluşan çeperlere sahip iletim demetleri bulunurken tohum meydana getiren çiçeklere sahip değildirler.kibrit otları atkuyrukları ve eğreltiotları en çok bilinen gruplardır. Eğreltiotları yatay yatay rizomlara sahiptirler, bu rizomlarda iletim demetleri bulunur.ergin eğreltiotu diploit sporofit bitkidir ve yapraklarının altındaki soruslarda spor keseleri vardır. Buradaki ana hücreler mayoz geçirir ve haploit sporlar etrafa yayılır.uygun ortamlarda çimlenen haploit sporlardan toprak sütünde gametofit döl gelişir. Bu gametofit dölün üzerinde dişi ve erkek üreme hücreleri mitozla oluşur.döllenerek gametofit döl üzerinde diploit sporofit döl oluşur ve büyüyerek ergin eğreltiotunu meydana getirir. Şekil 9.64 Karayosunlarının üreme döngüsü Karayosunlarının eşeyli ve eşeysiz üreme döngülerinin birbirini takip etmesi döl almaşı(metagenez) olarak adlandırılır. Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi karayosunlarında haploit gametofit döl baskındır ve bitkilerde eşey ayrılmış bir haldedir. Sulak alan yapraklı karayosunu olan sphagnum turbayı oluşturur. Bataklık bölgelerde oluşan bu turbalık alanlarda bakteriyel aktiviteler düşüktür ve karbon depoları olarak iş görürler. Şekil 9.65 Eğreltiotu üzerindeki spor keseleri
Şekil 9.66 Bir eğreltiotunun hayat evresi Tohumlu bitkiler Bitkiler evrimleştikçe gamet üreten döl olan gametofit indirgenmiş diploit yapıda sporofit gelişmeye başlamıştır.tohumlu bitkiler olan açık ve kapalı tohumlularda gamet üreten yapı olarak sadece çiçekler kalmıştır. Çiçekli ve kozalaklı bitkilerde gametlerin sporofit üzerinde gelişmesiyle çevre şartlarında korunmaya başlanmıştır. Oysa eğrelti otu ve karayosunu gibi bitkilerde gametler etrafa yayılarak çevre şartları ile daha çok mücadele etmek zorundadır. Sporların etrafını embriyonun sarması ve embriyonik örtüler, tohumun gelişmesi açık ve kapalıtohumluların çevreye daha çok yayılmalarına ve egemen olmalarına neden olmuştur. Tohum içerisinde embriyonun korunması ve ortam şartlarının normale dönünceye kadar çimlenebilme yeteneğinin olması yüksek yapılı bitkilerin üstün özellikleridir. Açıktohumlular(Gymnospermler) Genelde kozalaklı bitkiler olarak bilinirler. Çam buna verilen en iyi örnektir. Açıktohumlularda tohumun etrafında herhangi bir odacık yoktur ve tohumlar özelleşmiş yapıların üzerinde gelişir.dört açıktohumlu şubesi vardır. Ginkgophyta Gingko biloba bu bu şubenin yaşayan tek türüdür. Bitkisel ilaçların yapımında kullanılır. Şekil 9.67 Gametofit sporofit ilişkisi Şekil 9.68 Gingko biloba yaprakları