Mantarlarla Petrol Kirliliği Giderimi: Mikoremediasyon

Petrol bulaşmış bir toprakta iş çoğunlukla bakterilere havale edilir. Oysa mantarların da kendilerine özgü bir donanımı var: hücre dışına saldıkları oksitleyici enzimler, substrat özgüllüğü düşük tepkimeler ve toprakta metrelerce uzayabilen bir misel ağı. Aşağıda bu donanımın hangi moleküllerde işe girdiği, laboratuvarda ölçülen oranlar ve sahaya taşınırken karşılaşılan engeller literatürden derlendi.

Beyaz çürükçüllerin enzim donanımı

Alanı başlatan gözlemlerden biri kırk yıl öncesine dayanıyor. Beyaz çürükçül Phanerochaete chrysosporium'un incelendiği çalışmada mantarın DDT, iki klorlu bifenil bileşiği, tetraklorodibenzo-p-dioksin, lindan ve benzo[a]piren'i karbondioksite kadar parçaladığı gösterilmiş; DDT üzerinden yürütülen model çalışmalar bu yeteneğin hücre dışı lignin parçalayıcı enzim sistemine bağlı olduğunu düşündürmüştür (Bumpus ve ark., 1985). Lignin için evrilmiş bir enzim takımının, yapıca hiç benzemeyen kirleticilere dokunabilmesinin nedeni de burada: tepkimeler serbest radikaller üzerinden yürüdüğü için hedef seçiciliği düşük.

Bir derlemede mantarların çevresel organik kimyasalları parçalama ve metal, metaloid ile radyonüklitlerin yol açtığı riski kimyasal değişiklik ya da biyoyararlanımı etkileyerek azaltma kapasitesine sahip olduğu; genişleyen misel ağları, katabolik enzimlerinin düşük özgüllüğü ve kirleticiyi büyüme substratı olarak kullanmak zorunda olmamaları nedeniyle biyoremediasyona uygun oldukları belirtilir (Harms ve ark., 2011). Aynı derlemede mantarların toprakta canlı kütlenin büyük bölümünü oluşturmalarına karşın bu ortamların iyileştirilmesinde hak ettikleri yeri bulmadıkları savunulur (Harms ve ark., 2011). Enzim tarafının ayrıntısı lakkaz enzimi nedir ve selülaz enzimi nedir yazılarında.

Halkalı bileşiklerde ölçülen sonuçlar

Petrol kaynaklı kirlilikte asıl sorun, çok halkalı aromatik bileşiklerin toprakta uzun süre kalması. Kadmiyum ve cıva varlığında Pleurotus ostreatus ile yapılan toprak denemesinde 15 haftalık inkübasyon sonunda tek tek bileşiklerin geri kazanımı yüzde 16 ile 69 arasında ölçülmüş; toprağın kendi mikroflorası çoğunlukla piren ve benzo[a]antrasen kaybına katkı verirken, mantar beş ve altı halkalı, çözünürlüğü düşük bileşiklerin azalmasını artırmıştır (Baldrian ve ark., 2000). Aynı çalışmada topraktaki ağır metaller lakkaz ve manganez bağımlı peroksidaz etkinliğini değiştirmiş, buna karşın 10-100 ppm kadmiyum ya da cıva varlığında bileşiklerin parçalanmasında azalma görülmemiştir (Baldrian ve ark., 2000).

Parçalanmanın nerede durduğunu belirleyen şey enzim bileşimi. Üç halkalı fenantren ve antrasenin incelendiği çalışmada iki bileşiğin de ilk aşamada kinon ara ürünlerine dönüştüğü, yalnız lakkaz varlığında oluşan kinonların biriktiği, lakkaz ile çok yönlü peroksidazın birlikte bulunduğu durumda ise bu ara ürünlerin ftalik asit gibi ürünler üzerinden temel metabolizmaya katıldığı bildirilmiştir (Pozdnyakova ve ark., 2018). Aynı çalışmada yalnız lakkaz üreten Agaricus bisporus suşunda baskın ürün kinonlar olmuş, bunların ileri kullanımına ait ürün saptanmamıştır (Pozdnyakova ve ark., 2018).

Bakterilerle iş bölümü

Sahada işi tek bir organizma üstlenmiyor. Biyosürfaktan üreten bir bakteriyle bir mantarın birlikte kültürlendiği çalışmada ortak kültürün yüzey geriliminin 63,12 mN/m'den 47,58 mN/m'ye düştüğü, yedi günlük inkübasyon sonunda toplam petrol hidrokarbonu parçalanma oranının yüzde 23,36'dan yüzde 58,61'e çıktığı ölçülmüştür (Atakpa ve ark., 2022). Aynı çalışmada n-alkan derişimi 3.789,27 mg/L'den 940,33 mg/L'ye, çok halkalı aromatik bileşikler 1.667,33 µg/L'den 661,5 µg/L'ye inmiş ve alkB ile CYP52 genlerinin yüksek ifadesi alkan gideriminde olumlu ilişki göstermiştir (Atakpa ve ark., 2022).

Mantar ağı bakteriler için bir yol haritası da olabiliyor. Doymuş ve doymamış toprak koşullarını taklit eden model sistemlerde hifler bakteri taşınması için taşıyıcı işlevi görmüş; hareketli Achromobacter suşu hidrofilik miselyum boyunca günde 1 cm'ye varan hızlarda yayılırken hareketsiz iki suş için yayılma gözlenmemiştir (Kohlmeier ve ark., 2005). Aynı çalışmada bakterilerin hif çevresinde oluşan sürekli sıvı filmleri boyunca kendi hareketlilikleriyle ilerledikleri öne sürülmüş ve toprakta yerli mantarların uyarılmasının kirletici parçalayan bakterileri yayma yolu olabileceği değerlendirilmiştir (Kohlmeier ve ark., 2005).

Harcanmış mantar substratının denenmesi

Mantar üretiminden çıkan kullanılmış substrat, bu alanda ayrı bir başlık. Hidrokarbonla kirlenmiş toprağa harcanmış substrat uygulanan çalışmada Agaricus bisporus, Pleurotus eryngii ve Pleurotus ostreatus substratları ile bunların karışımları yedi ayrı işlem olarak denenmiş, 60 günün sonunda toprak mikrobiyal etkinliği, hidrokarbon giderimi ve taksonomik bileşim metabarkodlamayla değerlendirilmiştir (Mayans ve ark., 2024). Aynı çalışmada bütün substratların alifatik ve aromatik hidrokarbonların parçalanmasını artırdığı, A. bisporus substratının Alcanivoraceae, Alcaligenaceae ve Dietziaceae bakteri familyaları ile Scedosporium ve Aspergillus mantar cinslerinden oluşan bir konsorsiyumu öne çıkardığı bildirilmiştir (Mayans ve ark., 2024). Substratın üretim sonrası yolculuğu harcanmış mantar substratı ne olur yazısının konusu.

Alışılmadık yerlerden gelen suşlar

Parçalayıcı suş arayışı sıra dışı ortamlara da uzanıyor. Derin deniz hidrotermal bacalarından alınan altı mantar izolatının incelendiği çalışmada bütün izolatların hafif ve ağır ham petrol varlığında büyüdüğü; Aspergillus terreus, Aspergillus sydowii ve Penicillium miczynskii izolatlarının petrolü tek karbon kaynağı olarak kullandığında büyümelerinin arttığı bildirilmiştir (Salcedo ve ark., 2025). Aynı çalışmada izolatların karbon izotop bileşiminin petrolünkinden zenginleşmesi bileşiklerin karbon kaynağı olarak kullanıldığını düşündürmüş, kimyasal analiz orta ve uzun zincirli hidrokarbonların parçalandığını göstermiştir (Salcedo ve ark., 2025).

Laboratuvardan sahaya

Bu sonuçların sahaya taşınması ayrı bir sorun. Bir derlemede mikoremediasyonun onlarca yıldır araştırılmasına ve bazı umut verici sonuçlara karşın petrolle kirlenmiş topraklarda ticari uygulamasının sınırlı kaldığı belirtilir (Dickson ve ark., 2019). Aynı derlemede uygulamanın verimli olabilmesi için sahanın çevresel, edafik ve iklimsel koşullarının en baştan hesaba katılması ve laboratuvar sonuçlarını saha koşullarına aktarabilecek uygulama yordamlarının geliştirilmesi gerektiği savunulur (Dickson ve ark., 2019).

Kirliliğin çoğu zaman tek türde olmaması da tabloyu karmaşıklaştırıyor. Hem petrol hidrokarbonları hem toksik metallerle kirlenmiş toprakları ele alan derlemede toprak yapısı, pH ve sıcaklık ile hücre içi ve hücre dışı enzim ve metabolitlerin dönüşüm verimini belirleyen etmenler olduğu; buna karşın karmaşık kirletici baskısı altında mantar metabolizmasının az çalışıldığı belirtilir (Li ve ark., 2020). Toprakta mantar topluluklarının nasıl ölçüldüğü toprak mikrobiyomu ve mantar çeşitliliği yazısında anlatılıyor.

Bu sonuçları okurken

Buradaki değerler belirli suşlar, kirletici derişimleri ve deney süreleri için geçerli; bir arıtma yordamı ya da uygulama önerisi değil. Kirlenmiş toprakla çalışmak yetkili kurumların ve çevre mühendisliğinin alanına giriyor. Kirletici parçalayan mantarların mutfak mantarlarıyla ortak yanı da enzim donanımıyla sınırlı; bu yazıdaki türler gıda bağlamında ele alınmıyor.

Bilimsel referanslar

Atakpa, E.O. et al. (2022). Improved degradation of petroleum hydrocarbons by co-culture of fungi and biosurfactant-producing bacteria. Chemosphere, 290, 133337. PMID 34933030. DOI 10.1016/j.chemosphere.2021.133337.

Baldrian, P. et al. (2000). Influence of cadmium and mercury on activities of ligninolytic enzymes and degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons by Pleurotus ostreatus in soil. Appl Environ Microbiol, 66(6), 2471-2478. PMID 10831426. DOI 10.1128/AEM.66.6.2471-2478.2000.

Bumpus, J.A. et al. (1985). Oxidation of persistent environmental pollutants by a white rot fungus. Science, 228(4706), 1434-1436. PMID 3925550. DOI 10.1126/science.3925550.

Dickson, U.J. et al. (2019). Mycoremediation of petroleum contaminated soils: progress, prospects and perspectives. Environ Sci Process Impacts, 21(9), 1446-1458. PMID 31342990. DOI 10.1039/c9em00101h.

Harms, H. et al. (2011). Untapped potential: exploiting fungi in bioremediation of hazardous chemicals. Nat Rev Microbiol, 9(3), 177-192. PMID 21297669. DOI 10.1038/nrmicro2519.

Kohlmeier, S. et al. (2005). Taking the fungal highway: mobilization of pollutant-degrading bacteria by fungi. Environ Sci Technol, 39(12), 4640-4646. PMID 16047804. DOI 10.1021/es047979z.

Li, Q. et al. (2020). Fungal bioremediation of soil co-contaminated with petroleum hydrocarbons and toxic metals. Appl Microbiol Biotechnol, 104(21), 8999-9008. PMID 32940735. DOI 10.1007/s00253-020-10854-y.

Mayans, B. et al. (2024). Bioremediation of petroleum hydrocarbons polluted soil by spent mushroom substrates: microbiological structure and functionality. J Hazard Mater, 473, 134650. PMID 38776816. DOI 10.1016/j.jhazmat.2024.134650.

Pozdnyakova, N. et al. (2018). The degradation of three-ringed polycyclic aromatic hydrocarbons by wood-inhabiting fungus Pleurotus ostreatus and soil-inhabiting fungus Agaricus bisporus. Fungal Biol, 122(5), 363-372. PMID 29665962. DOI 10.1016/j.funbio.2018.02.007.

Salcedo, D.L. et al. (2025). Crude-oil degradation capabilities by microscopic fungi of deep-sea hydrothermal vents. Environ Sci Pollut Res Int, 32(35), 20991-21005. PMID 40879713. DOI 10.1007/s11356-025-36879-2.

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: 10  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya