Mikoriza tanımı; Fungusların, bitki kökleri ile kurdukları simbiyotik yaşam biçiminin genel adıdır. Yani "mikoriza" taksonomik bir birim değil, bir yaşam biçiminin adıdır. Yeryüzündeki bitki yaşamının ve ekosistemlerin varlığı için mikorizalar hayatidir. Yüksek bitkilerin %70 ila %90'ı mikorizal ilişkiden yararlanır. Kısacası, mikorizalar, bitkilerin yalnızca hayatta kalmasını değil, aynı zamanda zorlu koşullar altında bile gelişmesini ve maksimum verime ulaşmasını sağlayan doğal bir ortaklık sistemidir.
Mikoriza tanımı; Fungusların, bitki kökleri ile kurdukları simbiyotik yaşam biçiminin genel adıdır. Yani “mikoriza” taksonomik bir birim değil, bir yaşam biçiminin adıdır. Yeryüzündeki bitki yaşamının ve ekosistemlerin varlığı için mikorizalar hayatidir. Yüksek bitkilerin %70 ila %90’ı mikorizal ilişkiden yararlanır.
Dünyadaki neredeyse tüm bitkiler mikorizal mantarlarla simbiyoz oluşturur. Bu mantarlar gezegenin evrim tarihini değiştirmiştir.
Bu ilişkiler, 475 milyon yıldan fazla bir süredir yeryüzündeki yaşamı şekillendirmiştir.
Bu karşılıklı yarar sağlayan ilişki olmasaydı, ne Mikorizal funguslar ne de bitkiler tarım yapılmayan birçok ortamda hayatta kalamazlardı.
Mikoriza neden önemlidir?
Toprak, dünyadaki en karmaşık ekosistemlerden biridir, ve mikorizal funguslar hayatta kalmak için besin maddesi “alışverişi” (trade) yapmak zorundadır. Hayvanlar hangi besin maddelerine ihtiyaçları olduğunun tespit ve eksikliklerin ifasında merkezi sinir sistemlerini karar alıcı olarak kullanırlar, ancak mikorizal sistemler bu alışverişi bir merkezi beyine ihtiyaç duymayacak şekilde evrilmişlerdir.
Bitkilerin iyi büyümesi için, her bir bitkinin türüne ve büyüme aşamasına bağlı olarak çeşitli miktarlarda çok çeşitli besin maddelerine ihtiyaç vardır. Topraktan alınan üç temel besin maddesi genellikle azot, fosfor ve potasyumdur. Çoğu bahçe toprağı, sağlıklı bitki büyümesini desteklemek için yeterli miktarda bu besin maddelerini içerir. Mikorizalar, kök sisteminin uzantıları olarak işlev görerek bitkinin emilim alanını büyük ölçüde artırır.
Fosfor, doğal topraklarda genellikle çok az bulunur. Fosfor çözünmez formlarda bulunduğunda, bir bitkinin fosfor ihtiyacını kendi başına karşılaması için geniş bir kök sistemi gerekir. Bu nedenle, mikorizaların tarım yapılmayan topraklarda bu elementi toplamada çok önemli olduğu düşünülmektedir.
Fosfor bakımından zengin gübreler, ekili topraklarda yaygın olarak kullanılır ve bu faaliyetin gerekliliğini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda mikorizaları da bastırdığı düşünülür. Bu nedenle, mikorizal mantarlarla birlikte fosfor bakımından zengin gübreler kullanmamak en iyisidir.
Bitkiler Mikoriza ilişkisinden nasıl faydalanır?
1. Kök yüzey alanı artışı
Mikorizal ağlar, kökün emilim yüzeyini 10 ila 100 kat arttırabilir. Bu da bitkinin özellikle büyüme aşamasında alması zorunlu olan bitki besin elementlerine ve suya daha kolay ulaşabilmesini ve hayatta kalabilmesini sağlar.
Fosfor ve mikro besin elementlerinin alımı
Fosfor alımı, mikorizaların en bilinen faydasıdır. Fosfor, toprakta hareketliliği en yavaş olan ve bitkilerin alması zor olan bir besindir. Mikorizal funguslar, toprağın derinliklerinden fosforu çözerek ve emerek, doğrudan bitki köküne taşırlar. Fosforun yanı sıra, Çinko (Zn) ve Bakır (Cu) gibi mikro besin elementlerinin alımını da önemli ölçüde artırırlar.
2. Strese ve Hastalıklara karşı dayanıklılık
Kuraklık Direnci: Hifler, suyun köklerden çok daha uzaktaki ince gözeneklerden çekilmesini sağlar, bu da bitkinin su stresi ve kuraklığa dayanıklılığını artırır.
Tuzluluk ve Ağır Metal Toleransı: Mikorizalı bitkiler, yüksek tuzluluk ve ağır metal toksisitesi gibi olumsuz toprak koşullarına karşı daha dirençli hale gelir. Fungus, zararlı elementlerin kök hücrelerine girmesini engelleyebilir.
Patojenlere Karşı Koruma: Fungus hifleri, kök çevresinde (rizosferde) bir fiziksel bariyer oluşturarak ve bazen antibiyotik benzeri kimyasallar salgılayarak, zararlı patojenlerin (hastalık yapan mikroorganizmaların) bitkiye ulaşmasını ve enfeksiyon oluşturmasını zorlaştırır.
3. Ekosistem yönünden önemi
Mikorizalar, küresel döngülerin ve sürdürülebilir tarımın temel taşlarından biridir:
Toprak Yapısının İyileştirilmesi: Fungus hifleri, toprağı küçük topaklar (agregatlar) halinde birbirine bağlayan yapışkan maddeler (örneğin, glomalin adı verilen bir protein) salgılar. Bu, toprağın havalanmasını, su tutma kapasitesini ve genel yapısını iyileştirir, böylece erozyonu önler.
Biyoçeşitliliğin Korunması: Mikorizal ilişkiler, farklı bitki türlerinin besince fakir topraklarda büyümesini sağlayarak bitki çeşitliliğini ve ekosistemin genel canlılığını destekler.
Sürdürülebilir Tarım: Mikoriza kullanımı, bitkilerin besin alımını artırdığı için kimyasal gübre (özellikle fosforlu gübreler) ihtiyacını azaltır. Bu, hem maliyetleri düşürür hem de çevresel kirliliği azaltarak daha ekolojik ve sürdürülebilir bir tarım pratiğine olanak tanır.
Kısacası, mikorizalar, bitkilerin yalnızca hayatta kalmasını değil, aynı zamanda zorlu koşullar altında bile gelişmesini ve maksimum verime ulaşmasını sağlayan doğal bir ortaklık sistemidir.
Mikorizaların karmaşıklığı
“Mikorizal fungusların ilk işi, topraktaki besin maddelerini (fosfor ve azot gibi) aramaktır. Sonra, bu besin maddelerini karbon bileşikleriyle (şeker ve yağ gibi) takas etmeleri gerekir. Bunu yapmak için, mikorizal funguslar sofistike takas stratejileri geliştirmişlerdir, öyle ki; simbiyotik ilişki kurdukları bitkiler arasında ayrım yapabilirler, kendilerine daha fazla karbon sağlayan bitkilere daha fazla kaynak takas edebilirler. Mikorizal funguslar, kaynakları bitki “alıcılarından” daha iyi fiyat alabilecekleri yerlere taşıyarak, karmaşık ticaret ağlarındaki değer farklılıklarından yararlanabilirler. Bir çalışmada, ağları genelinde dengesiz besin maddesi arzıyla karşı karşıya kalan mikorizal funguslar, fosforu kıtlık olan ve dolayısıyla daha yüksek talep gören ve dolayısıyla daha yüksek “fiyat” elde edilen bölgelere taşıdılar. Böylelikle funguslar, karşılığında daha büyük miktarlarda karbon elde edebildiler. Funguslar, daha yüksek bir “fiyat” elde edene kadar kaynakları biriktirebilirler. Araştırmacılar, fungus ağları içindeki besin maddelerini etiketlemek ve fungusların alışveriş kararlarını izlemek için yeni araçlar kullanıyorlar.”
Yeraltı akışları
Fosfor, azot, karbon ve diğer besin maddeleri, mikorizal ağlar içinde karmaşık desenler halinde akar. Fungusların bu akışları nasıl koordine ettiğini anlamak için, araştırmacılar ağların yapısını ve ağlar içindeki akışların yönünü ve hızını eşzamanlı olarak izliyorlar.
Funguslar, geniş ve karmaşık ağları boyunca besin akışını nasıl kontrol ederler? Fungus ağları, zengin bir duyusal bilgi alanıyla çevrilidir ve karmaşık bir dizi kimyasal, fiziksel ve çevresel uyaranları entegre etmek zorundadır. Fungus ağları, yeni alışveriş yolları oluşturmak için büyüyen uçlara karbon göndererek ve bitki köklerine göndermek üzere fosfor ve azot gibi besinleri toplayarak kendilerini sürekli olarak yeniden şekillendirmek zorundadır. Bilim adamları, karbon depolamak ve ekosistemlerin sağlığını desteklemek için mikorizal ilişkilerin gücünden nasıl daha iyi yararlanabileceğimizi bulmak için fungus ağları içindeki karmaşık akış modellerini inceliyorlar.
Mikoriza çeşitleri
Genelde kabul edilen 4 çeşit mikoriza vardır. Bunlar
Arbüsküler Mikoriza (AM)
Ektomikoriza (EM)
Eriktomikoriza
Orkide Mikorizası
Arbüsküler mikoriza, en yaygın mikorizadır ve genelde bitkilerin %80’inde vardır. Glomeromycota filumundaki funguslarca oluşturulur. Bu funguslar, neredeyse tamamen bu zorunlu simbiyotik yaşam tarzına bağımlıdır; yani, bir bitki konakçısı olmadan laboratuvarda veya doğada serbestçe yaşayamazlar. Glomeromycota fungusları, eşeysiz yollarla üretilen büyük, kalın duvarlı sporlar aracılığıyla çoğalır.
Glomeromycota filumu içinde, bilimsel araştırmalarda ve doğal ekosistemlerde en sık karşılaşılan ve en iyi bilinen bazı cinsler şunlardır:
Glomus: Muhtemelen en yaygın ve en çok çalışılan cinstir. Toprakta yüksek spor yoğunluğuna sahip olma eğilimindedir. Eskiden birçok türü bu cinsteydi, ancak taksonomik düzenlemelerle bazıları yeni cinslere ayrılmıştır.
Rhizophagus: Glomus cinsinden ayrılan önemli bir cinstir. Tarım alanlarında ve doğal ekosistemlerde yaygın olarak bulunur. Örneğin, Rhizophagus irregularis (eski adıyla Glomus intraradices) ticari olarak en çok kullanılan AM türlerinden biridir.
Acaulospora: Sporları genellikle toprağın derinliklerinde tek başına bulunur. Bu türler, genellikle daha düşük sıcaklıklara veya yüksek nem koşullarına adapte olmuş olabilir.
Gigaspora: Çok büyük sporlar üretir. Genellikle daha tropikal ve subtropikal ekosistemlerde baskın olabilir.
Van’t Padje A. et al. “Mycorrhizal fungi control phosphorus value in trade symbiosis with host roots when exposed to abrupt ‘crashes’ and ‘booms’ of resource availability”. New Phytol. 5 (2021) doi: 10.1111/nph.17055.
Bogar LM. Et al. “Does resource exchange in ectomycorrhizal symbiosis vary with competitive context and nitrogen addition?” New Phytol. 3 2022 doi: 10.1111/nph.17871
Kiers et al. “Reciprocal rewards stabilize cooperation in the mycorrhizal symbiosis”. Science 12 (2011) doi: 10.1126/science.1208473.
Whiteside MD. et al. “Mycorrhizal Fungi Respond to Resource Inequality by Moving Phosphorus from Rich to Poor Patches across Networks”. Curr Biol.(12) 2019 doi: 10.1016/j.cub.2019.04.061
Bago B. et al. “Translocation and utilization of fungal storage lipid in the arbuscular mycorrhizal symbiosis”. Plant Physiol. (1) 2002.
BİTKİ SAĞLIĞI 