Mantarlar Nasıl Beslenir? Saprotrof, Parazit ve Ortak Yaşam

Bir bitki güneş ışığıyla kendi şekerini üretir, bir hayvan yiyeceğini ağzına alıp içeride sindirir. Mantar ikisini de yapmaz. Sindirimi vücudunun dışında başlatır: enzimlerini çevresine salgılar, besini yerinde küçük moleküllere böler ve bu molekülleri hücre duvarından içeri emer. Bu yönteme emici (absorptif) beslenme denir ve mantarların odun çürütmekten bitki köklerine ortak olmaya kadar çok farklı yaşam biçimlerinin ortak paydasıdır.

Dışarıda sindirim, içeride emilim

Emici beslenmenin iki şartı var: besine temas edecek geniş bir yüzey ve enzimleri doğru yere taşıyacak bir dağıtım sistemi. Mantarlarda ikisini de hif karşılar. Hif büyümesini derleyen bir çalışmaya göre hifler uçlarında kutuplaşmış ekzositozla uzar; bu büyüme mantarın uzak mesafeleri aşmasını ve toprak ya da konak dokusu gibi substratların içine girmesini sağlar (Steinberg ve ark., 2017). Aynı derlemede zar ve proteinlerin hücre iskeleti boyunca motor proteinlerle hif ucuna taşındığı, hücre dışına verilen maddelerin karşısında da endositozla dışarıdan madde alımının işlediği anlatılır (Steinberg ve ark., 2017).

Bu yapı mantarı sürekli hareket eden bir sindirim cephesine dönüştürür. Uçta salgılanan enzimler önündeki büyük molekülleri parçalar, arkada kalan hif ağı ise açığa çıkan küçük molekülleri toplar. Hifin nasıl uzadığını ve dallandığını hifa nedir, mantar nasıl büyür yazısında ayrıntılı olarak anlattık.

Saprotroflar: ölü organik maddeden beslenenler

Saprotrof mantarlar ölü bitki, yaprak, odun ve diğer organik kalıntıları parçalayarak beslenir. Buradaki zorluk malzemenin kendisidir: odun, selüloz ve hemiselülozun yanında parçalanmaya dirençli lignin içerir. 31 mantar genomunu karşılaştıran bir çalışma, ligninin önemli ölçüde parçalanmasını yapabilen canlıların Agaricomycetes içindeki beyaz çürükçül mantarlar olduğunu ve lignin parçalayan peroksidazların bu soyun atasına giden çizgide çoğaldığını bildirir (Floudas ve ark., 2012). Aynı çalışmada kahverengi çürükçül ve ektomikorizal soylarda bu peroksidazların paralel biçimde azaldığı görülmüştür (Floudas ve ark., 2012).

Kültür mantarcılığı bu beslenme biçimine dayanır. Saman, talaş ya da kompost gibi malzemelerin hazırlanması, mantarın enzimleriyle açabileceği bir besin ortamı kurmaktır. Bu ortamın neden bu kadar önemsendiğini substrat nedir yazısında bulabilirsiniz. Lignini oksitleyen enzimlerden biri olan lakkazı ise lakkaz enzimi nedir yazısı ele alıyor.

Parazitler: canlı bir konaktan beslenenler

Bazı mantarlar besinini canlı bir organizmadan alır. Bitkiyle etkileşen mantarlar üzerine yazılmış bir derleme, bu mantarların ortakçıdan nekrotrofa uzanan çok çeşitli yaşam biçimleri benimsediğini ve her durumda kolonizasyonun yüzlerce salgılanmış efektör molekülle yönetildiğini belirtir (Lo Presti ve ark., 2015). Aynı derlemeye göre bu efektörler bitki savunma yanıtlarını baskılar, bitki fizyolojisini mantarı barındıracak ve ona besin sağlayacak yönde değiştirir; bir kısmı hif ile konak arasındaki temas bölgesinde çalışırken bir kısmı bitki hücresine aktarılır (Lo Presti ve ark., 2015).

Parazit yaşam biçimi de temelde emici beslenmedir; fark, besinin kaynağının ölü değil canlı doku olmasıdır.

Mikoriza: bitki köküyle takas

Mutualist mantarlar besinlerini bir ortakla karşılıklı alışverişte bulur. Bu ortaklıkların yeryüzündeki yaygın örneği mikorizadır. Damarlı bitkilerin mikoriza durumunu derleyen bir çalışmaya göre bu bitkilerin yüzde 72'si arbüsküler mikorizal, yüzde 2'si ektomikorizal, yüzde 1,5'i erikoid mikorizal ve yüzde 10'u orkide mikorizalıdır; yalnızca yüzde 8'i tamamen mikorizasızdır (Brundrett ve ark., 2018).

Takasın içeriği son yıllarda netleşti. Arbüsküler mikorizal mantarları inceleyen bir laboratuvar çalışmasında mantarın bir yağ asidi oksotrofu olduğu, yani yağ asitlerini kendisi sentezleyemediği ve konak bitkide sentezlenen yağ asitlerinin mantara aktarıldığı gösterilmiştir (Jiang ve ark., 2017). Aynı çalışmada bitki yağ asitlerinin patojen bir mantara da aktarılabildiği ve bu aktarımın patojenin kolonizasyonu için gerekli olduğu bildirilmiştir (Jiang ve ark., 2017). Mikorizal ortaklığı bitki ve mantar tarafında deneysel olarak değiştiren bir başka çalışmada bitkilerin daha iyi işbirliği yapan mantar ortaklarını ayırt edip onlara daha fazla karbonhidrat verdiği, mantar ortakların da besin aktarımını yalnızca daha fazla karbonhidrat sağlayan köklere artırdığı görülmüştür (Kiers ve ark., 2011).

Ektomikorizal mantarların genomları bu yaşam biçiminin izlerini taşır. Ektomikorizal, orkide ve erikoid mikorizal türleri saprotroflarla karşılaştıran bir genom çalışmasında ektomikorizal mantarların, odun çürütücü atalarına göre bitki hücre duvarını parçalayan enzimleri kodlayan genlerden daha az taşıdığı, buna karşın lignoselülozu parçalama yeteneğini tamamen yitirmediği bulunmuştur (Kohler ve ark., 2015). Aynı çalışmada ortaklık sırasında etkinleşen genlerin yüzde 7-38'inin başka soylarda karşılığı olmayan yetim genler olduğu ve bunların bir kısmının salgılanan efektör benzeri proteinleri kodladığı bildirilmiştir (Kohler ve ark., 2015). Kök ağlarının ekosistemdeki yerini mantarların çevresel rolü ve misel ağı yazısında ele aldık.

Likenler: fotosentez yapan bir ortakla birlikte

Likenlerde mantar, fotosentez yapan bir alg ya da siyanobakteriyle birlikte yaşar ve karbonu bu ortaktan sağlar. Uzun süre bir liken tek bir mantar ve tek bir fotosentetik ortak olarak tanımlandı. Yaygın likenleri inceleyen bir çalışma ise birçok likenin bilinen askomiset ve fotosentetik ortağın yanı sıra kabuk tabakasına gömülü, belirli basidiomiset mayalarını da içerdiğini ve bu mayaların bolluğunun daha önce açıklanamayan görünüm farklarıyla ilişkili olduğunu göstermiştir (Spribille ve ark., 2016). Aynı çalışmada bu basidiomiset soylarının altı kıtada, belirli liken türleriyle büyük coğrafi mesafeler boyunca yakın ilişkiyi koruduğu bildirilmiştir (Spribille ve ark., 2016). Liken ortaklığının ayrıntılarını liken ve mantar sembiyozu yazısında bulabilirsiniz.

Dört yaşam biçimi yan yana

Bu kategoriler keskin sınırlar değil. Genom verilerine göre mikorizal yaşam biçimi, odun çürütücü atalardan yola çıkarak mantarlarda birden çok kez bağımsız olarak evrimleşmiştir (Kohler ve ark., 2015). Yine de hepsinin arkasındaki düzen aynı: dışarıda sindirim, içeride emilim. Bitki dokusunun içinde yaşayan mantar grubu endofit mantarlar başlığı altında ayrıca inceleniyor. Toprakta küçük solucanları tuzakla yakalayan mantarlar da nematod yakalayan mantarlar yazısında ayrıca ele alınıyor.

Bilimsel referanslar

Brundrett, M.C. et al. (2018). Evolutionary history of mycorrhizal symbioses and global host plant diversity. New Phytol, 220(4), 1108-1115. PMID 29355963. DOI 10.1111/nph.14976.

Floudas, D. et al. (2012). The Paleozoic origin of enzymatic lignin decomposition reconstructed from 31 fungal genomes. Science, 336(6089), 1715-9. PMID 22745431. DOI 10.1126/science.1221748.

Jiang, Y. et al. (2017). Plants transfer lipids to sustain colonization by mutualistic mycorrhizal and parasitic fungi. Science, 356(6343), 1172-1175. PMID 28596307. DOI 10.1126/science.aam9970.

Kiers, E.T. et al. (2011). Reciprocal rewards stabilize cooperation in the mycorrhizal symbiosis. Science, 333(6044), 880-2. PMID 21836016. DOI 10.1126/science.1208473.

Kohler, A. et al. (2015). Convergent losses of decay mechanisms and rapid turnover of symbiosis genes in mycorrhizal mutualists. Nat Genet, 47(4), 410-5. PMID 25706625. DOI 10.1038/ng.3223.

Lo Presti, L. et al. (2015). Fungal effectors and plant susceptibility. Annu Rev Plant Biol, 66, 513-45. PMID 25923844. DOI 10.1146/annurev-arplant-043014-114623.

Spribille, T. et al. (2016). Basidiomycete yeasts in the cortex of ascomycete macrolichens. Science, 353(6298), 488-92. PMID 27445309. DOI 10.1126/science.aaf8287.

Steinberg, G. et al. (2017). Cell Biology of Hyphal Growth. Microbiol Spectr, 5(2). PMID 28429675. DOI 10.1128/microbiolspec.FUNK-0034-2016.

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: 8  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya