Bu başlıkta, genelde simbiyoz, karşılıklı yararlanma gibi olumlu etkileşimlerinden söz ettiğimiz organizmalar arasında, birde olumsuz olmak üzere gerçekte iki türlü etkileşim olmaktadır.
Toprakta yaşayan çeşitli bireyler veya populasyonlar arasındaki etkileşimler
(interaksiyon) organizmalardan birinin veya her ikisinin uyarılması
(stimulation) veya engellenmesine
(inhibition) bağlı olarak olumlu veya olumsuz olabilir. Bu yazıda bu olumsuz etkileşimin nasıl gerçekleştiği genel hatlarıyla anlatılıyor.
Olumsuz etkileşimler:
• Rekabet (Competition)
• Zıt etkileşim (Antagonizm)
• Mantar gelişmesinin engellenmesi (Fungistasis)
• Avcılık (Predasyon)
• Parazitlik
Olumlu etkileşimler:
• Birlikte bulunma (Kommensalizm)
• Zorunlu olmayan karşılıklı yararlanma (Protocooperation)
• Karşılıklı zorunlu yararlanma (Mutualizm)
Rekabet
Toprak mikroorganizmaları arasında, diğer canlılar gibi ışık, su ve yerleşim alanı gibi nedenlerden ortaya çıkan bir rekabet yoktur. Mikroorganizmalar arasındaki rekabet esas olarak substrat yani enerji sağlamak için gerçekleşir. Toprak mikroorganizmaları organik maddelerin ayrışmasında farklı ekolojik nişe (Niş, mikroorganizmaların yaşam alanında kalıtsal özellikleri ile ilgili gerçekleştirdiği yaşamının devamına yönelik faaliyetlerin tümüdür.) sahip olduğundan doğrudan bir rekabete girmezler. Örneğin:
Nitrifikasyon bakterileri olan
Nitrosomonas’lar tarafından amonyağın oksidasyonu ile üretilen nitrit,
Nitrobacter türleri tarafından substrat olarak değerlendirilir ve nitrata oksitlenir.
Rhizobium türlerinin toprakta yaşayan doğal formları ile kültüre aşılanan soyları arasında nodül oluşturma bakımından rekabet gerçekleşebilir. Doğal soylar, azot fiksasyon özellikleri zayıf dahi olsa nodül oluşturmuşlarsa kültürle toprağa Rhizobium eklemenin bir değeri kalmaz. Bu rekabetin örnekleriniden biriside mikorizalar, rekabet yetenekleri ile köklerde hastalığa neden olan patojenleri baskı altına alabilmektedirler.
Çok hücreli mantarlar, normal olarak, bakteriler ile rekabete giremezler. Bununla beraber, düşük pH, düşük azot, düşük oksijen ve yüksek karbonhidrat konsantrasyonları gibi bazı özel çevresel şartlar altında rekabete girerler. pH'ın 6.0'ın altına düşmesi, bakterileri mantarlara kıyasla daha fazla etkiler ve mantarlar baskın tür haline gelir.
Zıt Etkileşim (Antogonizm)
Mikroorganizmalar toprak çevresine çeşitli metabolitler salgılarlar. Mikroorganizmaların salgıladıkları metabolitlerle bir türün diğer bir türün gelişimini engellemesi ile sonuçlanan etkileşime
amensalizm denir. Etkileşim her iki tür organizmayı da olumsuz etkiliyorsa
antogonizm olarak tanımlanır.
Antibiyotik üretimi ile oluşturulan etkileşim bazen
Antibiyosiz olarak ta tanımlanmaktadır. Antibiyotikler bir organizma tarafından üretilen ve düşük konsantrasyonlarda diğer organizmaların gelişmelerini engelleyen maddelerdir. Bunu karşılaştırmak için bir örnek verecek olursak, bazı bitki dokularının ayrışma ürünü olarak ortaya çıkan reçineler, tanenler ve fenol bileşikleri de mikroorganizmalara toksik etki yaparlar. Ancak bunların etki edebilmeleri için ortamda çok yoğun konsantrasyonlarda bulunması gerekmektedir. Oysa antibiyotikler çok düşük konsantrasyonlarda bile diğer mikroorganizmalar için öldürücü olabilir.
Bakteri türlerinden
Bacillus subtilis Pseudomonas flourescens, funguslardan Trichoderma spp., Gliocadium spp.’lerin ürettiği antibiyotiklerin patojen mikroorganizmalara karşı etkili olduğu tespit edilmiştir.
Aşağıdaki şekilde patojen bir fungus ile antagonist bir bakterinin etkileşimi görülmektedir.
Aktinomisetler,özellikle
Streptomiset’ler önemli antibiyotik üreticisidirler. Streptomisin, kloramfenikol, sikloheksimid bileşikleri aktinomisetler tarafından oluşturulmaktadır.
Mantarlar içerisinde
Penicillum, Trichoderma, Aspergillus ve Fusarium önemli antibiyotik üreten örneklerdir.
Alg ve protozoalarda antibiyozis olayı gözlenmemiştir. Antibiyotikler, duyarlı mantarları, bakteri ve aktinomisetleri engelleme veya öldürmede etkilidir.
Antibiyotik üreten önemli mikroorganizma ve ve ürettikleri antibiyotik cinsleri aşağıda verilmiştir.
| Organizma | Antibiyotik |
| Streptomyces antibioticus | Actinomycin |
| S. erythraeus | Erythromycin |
| S. fradie | Neomycin |
| S. griseus | Streptomycin |
| S. niveus | Novobiocin |
| Bacillus polymyxa | Polymixin |
| Penicillum chrysogenum | Penicilin |
Mantar gelişiminin engellenmesi (Fungistasis)
Fungistasis, mantarların üremelerine mani olunmasıdır. Antibiyosis mikro ölçekli ve geçici bir etkileşim olduğu halde, toptaklarda çok daha geniş kapsamlı ve daha sürekli olan bir etki de
mycostasis veya fungistasis olarak bilinen mantar inhibe edici özelliktir. Bunların neler olduğu tam olarak bilinmemekle beraber, suda çözünen, uçucu veya uçucu olmayan ve sıcaklıkla aktivitesini kaybeden toksinler olup mikrobiyal kökenli oldukları sanılmaktadır.
Toprakta mikrobiyal kökenli antibiyotik ve toksinlerin dışında, CO2, amonyak, nitrit, etilen ve kükürt bileşikleri gibi doğal populasyonların aktivitesine zarar veren mikrobiyal metabolitlerde bulunmaktadır. Örneğin:
Amonyak Nitrobacter’ler için etkili bir inhibitödür, aynı zamanda bazı mantar türlerini de baskı altına almaktadır.
Avcılık (Predasyon ve Parazitlik)
Antogonizmanın bu şeklinde bir organizma diğeri tarafından madde ve enerji kaynağı olarak kullanılır. Bakterilerin avcıları protozoa’lar olup bu yolla bakteri populasyonları önemli ölçüde etkilenir. Bakteri, alg ve mantarların büyük çoğunluğuna predatör diyemeyiz zira hücre duvarları katı partikülerin girişini engeller. Ancak
mantarlar içinde nematodları tuzak kurarak yakalayan predatörlerin varlığı ilginçtir.
Bakteriofajların bakterileri çözmesi olayı parazitik bir etkidir. Topraklarda çok bulunan virüs benzeri kamçılı bir bakteri olan
Bdellovibrio bakteri yüzeylerine saldırarak onların çözülmesine neden olur, özellikle gram – bakteriler bu organizma için uygun avlardır. Toprakta bakterilerle beslenen bir diğer organizma grubu
Myxobacter’ler ve sıvaşıcı küflerdir. Bu organizma aynı zamanda alg ve mantarlarla da beslenir.
Ayrıca
mikroparatisizm dediğimiz, fungusların
salgılamış oldukları enzimlerle zararlı fungusun misellerini delerek beslenmesine ve bu şekilde onların ölümüne yol açmasına neden olan bir etki vardır. Bu durumun oluşması için mikoparazit fungusun ortamda gelişmesi , konukçu bitki ile tanışması, ekstra sellüler enzimlerle parçalaması ve patojen fungusun hifini penetre (delmesi) etmesi gerekmektedir. Bu durum özellikle
Trichoderma spp.’lerde görülmektedir. Aşağıdaki resimde bu etkinin nasıl gerçekleştiği görülmektedir.
Trichoderma spp.’nin Pythium spp.’yi parazitlemesi (a), Trichoderma spp. tarafından parazitlenmiş bir fungusun miselinde oluşan giriş noktaları (b)
Funguslar içinde çoğalan virüslere de
mikovirüs denilmekte olup, bu virüslerin fungus bünyesinde yayılması fungusun sporları ya da anostomosisi ile olmaktadır. Kök çürüklüğü ve solgunluk hastalığına neden olan
Rhizoctonia solani ve Gaumannomyces graminis var. triticifunguslarını infekte eden mikovirüsler bulunmaktadır.
Not: Bu yazının hazırlanmasında, Ş. Bilge GÖLÜKCÜ Abdullah ÜNLÜ'nün, Bitki Hastalık Etmenleri ile Biyolojik Savaşım makalesi ile, Prof.Dr.Koray Haktanır-Doç.Dr.Sevinç Arcak'ın Toprak Byolojisinin Konusu, Önemi ve Gelişimi kitaplarından faydalınılmıştır.