Kuru Çürüklük: Serpula lacrymans Odunu Nasıl Parçalar

Ahşap yapılarda adı sıkça geçen bir mantar var: Serpula lacrymans, yani kuru çürüklük etmeni. Bir derlemede bu türün binalarda kereste çürümesine yol açan etken olduğu ve yıkıcılığını, ilk spor bulaşma noktalarından hızla yayılan misel ağıyla selülozun etkin biçimde parçalanmasının birleşmesine borçlu olduğu belirtilir (Watkinson ve ark., 2012). Buradaki konu bu yayılmanın biyolojisi: mantarın odunu hangi kimyayla çözdüğü, suyu ve besini nasıl taşıdığı, nereden gelip nasıl yayıldığı.

Kahverengi çürüklüğün kimyası

Kuru çürüklük, odun çürüklüğü tiplerinden kahverengi çürüklük ailesine giriyor. Bir çalışmada kahverengi çürüklüğün selüloz ve hemiselülozu uzaklaştırdığı, geriye kalan ligninin orman toprağı karbonunun yüzde 30'una kadarını oluşturabildiği ve bu beslenme biçiminin lignini de parçalayan beyaz çürüklük atalarından türediği belirtilmiştir (Eastwood ve ark., 2011). Aynı çalışmada Serpula lacrymans'ın karşılaştırmalı ve işlevsel genomiği, hem ektomikorizal hem kahverengi çürükçül yaşam biçimlerinin belirli protein ailelerindeki azalma ve kayıplarla birlikte evrildiğini göstermiştir (Eastwood ve ark., 2011). İki çürüklük tipinin farkı beyaz çürüklük ve kahverengi çürüklük yazısında ayrıntılı anlatılıyor.

Kahverengi çürüklükte iş, enzimlerin tek başına yapabileceğinden başka bir yolla yürüyor. Mantarın salgıladığı küçük molekülle üç değerlikli demirin indirgenmesi, odunun içinde Fenton kimyası başlatan bir düzenek kuruyor. Bir çalışmada S. lacrymans için önerilen indirgeyici olan variyegatik asidin çürüyen odunda bulunmadığı, in vitro koşullarda kahverengi çürüyen odunda baskın olan Fe(III)-oksalat şelatlarını indirgemediği ve fizyolojik koşullarda Fenton kimyasını sürüklemediği bildirilmiştir (Korripally ve ark., 2013). Aynı çalışmada çürüyen odunda bunun yerine, başka iki kahverengi çürükçül soyda da yıkıcı rolü gösterilmiş olan 2,5-dimetoksihidrokinonun fizyolojik olarak anlamlı düzeylerde bulunduğu saptanmıştır (Korripally ve ark., 2013).

Demir indirgeme işinin protein tarafı da incelendi. Selobiyoz dehidrogenaz enzimlerinin korunmuş demir bağlama alanlarına benzeyen iki S. lacrymans geni klonlanıp ifade edildiğinde, IR1 ve IR2 rekombinant enzimlerinin hem lignini hem selülozu depolimerize edebildiği, üç değerlikli demiri iki değerliğe indirgeyebildiği ve nitrolanmış lignini parçalayabildiği gösterilmiştir (Nurika ve ark., 2020). Odun çürütücülerin oksalik asit kimyası mantarlar ve oksalik asit yazısında; selülozu kesen enzim takımı ise selülaz enzimi nedir yazısında.

Dar bir niş, yeniden yazılmış bir düzenek

Serpulaceae ailesindeki yabani akrabalarla karşılaştırmalı bir çalışma, türün çürütme düzeneğinin nasıl değiştiğini ele almıştır. Fenotipleme ile filogenomik ve transkriptomik verilerin birleştirildiği incelemede, özelleşmiş türlerin odun çürütme sırasında etkin olan düzenleyici ağlarını enzimatik düzeneğe ve dolayısıyla azot yoğun bileşenlere daha az bağımlı olacak biçimde yeniden kurdukları sonucuna varılmıştır (Hess ve ark., 2021). Aynı çalışmada bu kaymanın, ağaç sınırındaki dar bir yaşam alanına uyum ve azotu kısıtlı bir substratı hızla ele geçiren öncü ayrıştırıcı stratejisiyle birlikte gittiği değerlendirilmiştir (Hess ve ark., 2021).

Misel ağı bir taşıma hattı olarak

Kuru çürüklüğün adı yanıltıcı: mantar kuru odunda çalışmaz, suyu ve çözünmüş besini ağı boyunca taşır. Besin yakalama sırasındaki taşınımın izlendiği çalışmada, işaretli bir amino asit türevi uygulandıktan sonraki iki saat içinde bileşiğin karmaşık misel ağının tamamına dağıldığı, 12 saatte büyüyen kenarlarda yoğunlaştığı görülmüştür (Tlalka ve ark., 2008). Aynı çalışmada mantar taze bir odun kaynağıyla karşılaştığında ağın genelinden geri çekilme başlamış ve bileşik yeni sömürülen odunda ve çevresindeki miselde birikmiştir (Tlalka ve ark., 2008). Ağ boyunca uzun mesafe taşınım, mantarların kaynak arama davranışının ölçülebilir yüzü.

Büyümenin sınırları da ölçüldü. Malt ekstraktlı besiyerinde 1,5-45 °C aralığında, 0,800-0,993 su aktivitesi aralığında ve pH 1,5-11,0 aralığında radyal büyüme hızının ölçüldüğü çalışmada büyüme hızı 20 °C'de, 0,993 su aktivitesinde ve pH 4,0-6,0 aralığında doruk yapmıştır (Maurice ve ark., 2011). Aynı çalışmada sıcaklık modelinin sağlamlığı meşe ve ladin temelli iki ayrı besiyerinde ölçülen veri kümeleriyle sınanmıştır (Maurice ve ark., 2011).

Nereden geldi, nasıl yayıldı

Türün coğrafi geçmişi genetik işaretleyicilerle çıkarıldı. Dünya genelinden örneklerin incelendiği çalışmada türün iki ana soya ayrıldığı; birinin Kuzey Amerika ve Asya'da doğal ortamda bulunan var. shastensis, ötekinin ise bütün kıtalardan örnekler içeren var. lacrymans olduğu gösterilmiş ve iki soyun iyi ayrışmış kriptik türler olduğu değerlendirilmiştir (Kauserud ve ark., 2007). Aynı çalışmada analizler yayılan biçimin kökeni olarak Asya anakarasını işaret etmiş, kurucu popülasyonlardaki düşük genetik çeşitlilik ise yayılmanın karadan ya da denizden taşınan bulaşık ahşap malzeme gibi yakın tarihli kurucu olaylarla gerçekleştiğini düşündürmüştür (Kauserud ve ark., 2007).

Genom ölçeğinde bakıldığında tablo biraz daha ayrıntılanıyor. Tam genomu dizilenmiş 36 izolatın popülasyon genomiği incelemesinde Avrupa ve Japonya izolatlarının belirgin biçimde ayrıştığı ve popülasyonların 3.000-19.000 kuşak önce ayrıldığı, bunun insan etkisinden önceye denk geldiği bildirilmiştir (Skrede ve ark., 2021). Aynı çalışmada Avrupa popülasyonunun yaklaşık 250 kuşak önce dar bir darboğazdan geçtiği ve bunun türün Avrupa'da yapılı çevreye yerleşmesine karşılık gelebileceği, iki bölgedeki yerleşmenin birbirinden bağımsız gerçekleşmiş olduğu değerlendirilmiştir (Skrede ve ark., 2021).

Bu sonuçları okurken

Buradaki veriler laboratuvar kültürleri, mikrokozmlar ve izolat koleksiyonlarından geliyor; bir yapı değerlendirmesi ya da müdahale önerisi değil. Yapıda çürüklük şüphesi varsa iş, ahşap ve yapı uzmanlarının alanına giriyor. Kereste yüzeyinde renk değişimine yol açan bambaşka bir mantar grubu için kereste mavilenmesi yazısına bakılabilir; iki olgu çoğu zaman karıştırılıyor.

Bilimsel referanslar

Eastwood, D.C. et al. (2011). The plant cell wall-decomposing machinery underlies the functional diversity of forest fungi. Science, 333(6043), 762-765. PMID 21764756. DOI 10.1126/science.1205411.

Hess, J. et al. (2021). Niche differentiation and evolution of the wood decay machinery in the invasive fungus Serpula lacrymans. ISME J, 15(2), 592-604. PMID 33077886. DOI 10.1038/s41396-020-00799-5.

Kauserud, H. et al. (2007). Asian origin and rapid global spread of the destructive dry rot fungus Serpula lacrymans. Mol Ecol, 16(16), 3350-3360. PMID 17688538. DOI 10.1111/j.1365-294X.2007.03387.x.

Korripally, P. et al. (2013). Evidence from Serpula lacrymans that 2,5-dimethoxyhydroquinone is a lignocellulolytic agent of divergent brown rot basidiomycetes. Appl Environ Microbiol, 79(7), 2377-2383. PMID 23377930. DOI 10.1128/AEM.03880-12.

Maurice, S. et al. (2011). Modelling the effect of temperature, water activity and pH on the growth of Serpula lacrymans. J Appl Microbiol, 111(6), 1436-1446. PMID 21951641. DOI 10.1111/j.1365-2672.2011.05161.x.

Nurika, I. et al. (2020). Biochemical characterization of Serpula lacrymans iron-reductase enzymes in lignocellulose breakdown. J Ind Microbiol Biotechnol, 47(1), 145-154. PMID 31734813. DOI 10.1007/s10295-019-02238-7.

Skrede, I. et al. (2021). Contrasting demographic histories revealed in two invasive populations of the dry rot fungus Serpula lacrymans. Mol Ecol, 30(12), 2772-2789. PMID 33955084. DOI 10.1111/mec.15934.

Tlalka, M. et al. (2008). Imaging of long-distance alpha-aminoisobutyric acid translocation dynamics during resource capture by Serpula lacrymans. Appl Environ Microbiol, 74(9), 2700-2708. PMID 18344339. DOI 10.1128/AEM.02765-07.

Watkinson, S.C. et al. (2012). Serpula lacrymans, wood and buildings. Adv Appl Microbiol, 78, 121-149. PMID 22305095. DOI 10.1016/B978-0-12-394805-2.00005-1.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 9  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya