MBG 112 GENEL BİYOLOJİ II MANTARLAR VE BİTKİSEL PARTNERLER DOÇ. DR. YELDA ÖZDEN ÇİFTÇİ MANTARLARR Ökaryot ve çoğu çok hücreli ve heterotroftur. Besinlerini «absorbsiyon» ile alırlar. Besini vücudunun dışında ekzoenzim salgılayarak sindirir. Ayrıştırıcı (Saprofit) Besin maddelerini cansız organik maddelerden absorblar. Organik maddeyi ayrıştırır. Parazit Besinlerini canlı konukçusunun hücrelerinden absorblar. Bazıları hastalık yapıcıdır. Mutualistik Besinlerini konukçu organizmadan absorblar ama konukçuya yarar da sağlar. Topraktan minerallerin alınmasına yardım ederler. 1
Bir hücreli mayalar hariç, mantarların vücutları hif denen ipliksi yapılardan oluşmuştur. Hifler plazma zarı ve sitoplazmayı kuşatan tüpsü çeperlerden oluşmuştur. Hifler, miselyum denilen birbirinin içine girmiş bir matriks oluşturur. Mantarların çoğu çok hücreli ve hifleri ortak çeperler ya da septa ile hücrelere bölünmüştür. Septumlar genellikle ribozom, mitokondri ve çekirdeklerin hücreden diğer hücreye geçişine izin veren deliklere sahiptir. Bitkilerin aksine mantarların hücre çeperi kitinden yapılmıştır. Bazı mantarlar septumsuzdur, hifler ortak çeperler ile ayrılmamıştır (Senositik). Parazitik mantarların hiflerinin bir kısmı emeç olarak değişime uğramıştır. Haustoria, konukçunun dokusuna giren ve besin maddelerini absorblayan hif uçlarıdır. 2
Mantarlar hareketsiz organizmalardır. Besin bulmak ya da çiftleşmek için hareket edemezler. Ancak miselyum, hareketin eksikliğini gidermek için hif uçlarını süratle yeni alanlara uzatır. Mantarlar eşeyli ya da eşeysiz olarak üretilen sporları salarak ürerler. Sporlar çok miktarda üretilir. Rüzgar veya su ile taşınan sporlar, besin içeren nemli ortamlara yerleşince misel oluşturmak üzere çimlenirler. Bu şekilde yayılma işlevi gören bu sporlar, pek çok mantar türünün geniş yayılımından sorumludur. Çoğu türün sporları haploidtir. Ancak, bazı miseller genetiksel olarak heterojendir. Bu miseller (heterokanyon) genetiksel olarak farklı çekirdeklere sahip olan iki hifin birleşmesi ile oluşur. Eşeyli yaşam döngüsüne sahip mantarda; Plazmogami (iki eşin sitoplazması birleşir) Karyogami (iki eşe ait haploid çekirdekler birleşir) 3
Aseksüel üreme Seksüel üreme hiç yapmıyorsa mantara «deuteromycete» denir. Filament şeklinde büyüyerek haploid sporları oluşturur. (Küf) Tomurcuklanma (maya) Mantarların evrimi En eski fosil 460 milyon yıl öncesine ait. Bitkilerin karaya geçtiği dönem ile uyumlu. Geç Silüriyen periyoduna ait ilk iletim demetli bitki fosillerinde mikoriza var. Olasılıkla bitkiler mantarlar eşliğinde karalara geçmiştir. Mantarların atalarının sucul ve kamçılı olduğu düşünülse de, mantar olarak kabul edilen en eski fosillerin karasal türler olduğu kabul edilmektedir. 4
Mantarın kökeni Sucul tek hücreli kamçılı protist Mantarlar Chytridiomycete (Chytrids) Zygomycete (Zigot mantarı) Glomeromycete Ascomycote (Kese mantarı) Basidiomycote (Topuzlu mantar) K A M Ç I N I N K A Y B I 5
Mantar grupları Chytridler Kitritler Esasen sucul, Bazı saprofitik, diğerleri bitkiler ve hayvanlar üzerinde bir hücreli parazitik, Tek kamçılı sporlar oluştururlar. Beslenmeleri absorbsiyon. Hücre çeperlerinde kitin bulunur. Çoğu, senositik hif oluşturur. En ilkel mantarlar Hif 6
Zygomycota Zigot mantarları Çoğu karasal olup, toprakta ya da parçalanan bitki ve hayvan kalıntıları üzerinde yaşarlar. Bitki kökleri ile mutualistik birlikler olan mikoriza oluşturan önemli mantar grubudur. Hifi senositik olup, septumlar sadece üreme hücrelerinin oluştuğu yerde oluşur. Siyah ekmek küfü Zigosporangiyum zigot evresini temsil eder ancak diploid bir çekirdek içeren hücre değil, çok çekirdekli yapıdır. 7
Glomeromycete Önceleri Zigomycete olarak düşünülüyordu ancak DNA dizisinin filogenetik analizleri farklı bir grup olduklarını ortaya çıkarttı. Yaklaşık tamamı arbüskular mikoriza oluşturur. Bitkilerin %80 inden fazlasının glomeromyceteler ile mutualistik ilişkisi bulunmaktadır. Ascomycota Kese mantarları Sporlarını kese içinde üretir. Deniz, tatlı su ve karasal ortamlarda yaşar, Bir hücreli mayalardan, çok küçük yaprak lekesi mantarlarına, gelişmiş şapkalı mantarlara ve siyah mantar Morchella ya kadar vücut büyüklükleri değişir. Çoğu saprofit Yaklaşık yarısı algler ile mutualistik (LİKEN) Bazıları bitkilerde mikoriza oluşturur. 8
Kese mantarları Kese benzeri askuslarda eşeyli sporlar üretilir. Eşey evrelerini makroskobik çoğalma yapıları olan askokarplar içerisinde taşır. Eşeysiz spor üreterek eşeysiz olarak da ürerler. Eşeysiz sporlar konidiospor denen özelleşmiş hiflerin uçlarında, dışta üretilirler. Neurospora 1930 larda bir gen bir enzim hipotezi Halen daha model organizma 2003 te dizisi çıkartılmış 9
Basidiomycota Topuzlu mantarlar Şapkalı mantarlar Rafmantarları Kurtmantarları İsimlerini bazidiyumlardan almışlardır. Bazidiyum, organizmanın yaşam döngüsünde geçici bir diploid evreyi oluşturur. Topuzlu mantar Odun ve bitkisel maddelerin önemli ayrıştırıcılarıdır. Mikoriza ve bitki parazitlerini de içerir. Yaşam döngüsünde uzun ömürlü dikaryotik miselyum yer alır. Çevresel uyarılara yanıt olarak, miselyum eşeyli olarak ürer. Üreme yapılarına bazidiyokarp denir. Şapkalı mantarın şapkası, şapkanın altında geniş bir yüzey alanı oluşturan bazidiyumları taşır ve korur. 10
Mayalar Bitki özsuyu ve hayvan dokuları dahil, sıvı ya da nemli ortamlarda yaşayan tek hücreli mantarlardır. Eşeysiz olarak (bölünme, tomurcuklanma) ürerler. Bazıları askus ya da bazidiyum oluşturarak, eşeyli ürerler. Ekmek mayası «Saccharomyces cerevisiae» bir ascomycet üyesidir. Zararlı olanlar örneğin Rhodotorula, Candida 11
Likenler Liken, mantar hifinin oluşturduğu ağın içinde tutulan milyonlarca fotosentetik mikroorganizmanın oluşturduğu birliktir. Mantar (algin büyümesi için fiziksel ortam sağlar) Liken Yeşil alg veya siyanobakteri (mantara besin sağlar) Mikorizalar Mantar Bitki kökleri Mikoriza Mikorizayı oluşturan hiflerden gelen mantar miselyumunun uzantıları, bitki köklerinin absorblayıcı yüzeyini büyük ölçüde arttırır. Ortaklar, bitki tarafından sentezlenen organik besinler için mantar tarafından topraktan alınarak biriktirilen minerallerin değiş tokuşunu sağlar. 12
Mikoriza Ektomikorazal mantar Arbasküler mikorizal mantar Hifler kökün yüzeyindedir ve kök korteksinin hücre dışı boşluklarında büyür. Hifler kök hücre duvarı ve plazma membranına doğru içeri uzanır. 13
Mantarların ekolojik etkileri Olumlu etkileri Olumsuz etkileri 14