34.19 : Bitki Beslenmesinde Bakteri ve Mantarın Rolü

Bitkiler, fotosentez yoluyla kendi besinlerini yaratma konusunda etkileyici yeteneğe sahiptir. Bununla birlikte bitkiler, doğru çalışması için ihtiyaç duydukları besin maddelerini elde etmek için genellikle topraktaki organizmalardan yardıma ihtiyaç duyar. Hem bakteri hem de mantarlar, türlerin çok çeşitli ortamlarda gelişmesine yardımcı olan bitkilerle simbiyotik ilişkiler geliştirmiştir.

Bitki köklerinin içinde ve çevresinde bulunan kolektif bakterilere rizosfer adı verilir. Toprakta yaşayan bu bakteri türleri inanılmaz derecede çeşitlidir. Bazıları patojenik olsa da, çoğunun bitki sağlığını geliştirmede rolü vardır. Karşılığında bakteri, bitkilerden karbonhidrat, amino asit ve nükleik asit şeklinde besin alır.

Rizobakteriler adı verilen bakteriler, antibiyotik üreterek veya topraktaki toksik metalleri emerek bitkileri koruyabilir. Ek olarak, bakteriler, topraktaki başka türlü kullanılamayan besin depolarına erişerek bitkilere yardım ederler. Örneğin bitkiler, azotu doğrudan atmosferden kullanacak moleküler mekanizmadan yoksundur. Bunun yerine, toprakta yaşayan bakteriler tarafından üretilen amonyum (NH4+) ve nitrat (NO3-) formundaki azotu alırlar.

Azot fiksasyonu adı verilen işlem sırasında, toprakta yaşayan bakteriler atmosferik azotu amonyağa dönüştürür. Azot fiksasyonu sırasında, bakterilerin bitki tarafından sağlanan karbonhidratlardan türetildiği büyük miktarlarda ATP gerektirir. Diğer bakteri grupları, nitrifikasyon adı verilen iki aşamalı işlem sırasında amonyağı nitrata dönüştürür. Bu işlemler, bitkilere proteinleri ve nükleik asitleri sentezlemek için kullanabilecekleri azot formları sağlar.

Mantarlar ayrıca bitkilerle simbiyotik ilişkilere de katılırlar. Bilim insanları, bitkiler ile mikoriza mantarları arasındaki mutualist ilişkinin, toprağın başarılı şekilde kolonileşmesinde önemli adaptasyon olduğunu ve ilk bitkilerin topraktan temel elementleri elde etmesine yardımcı olduğunu düşünüyor. Modern mikorizalar su ediniminde, büyüme faktörü sinyalizasyonunda ve bitki korumada işlev görür. Ektomikorizalar kökleri örter ve su ve mineralleri emmeye yardımcı olur. Aynı zamanda, arbusküler mikorizalar kök dokusuna gömülerek bitki hücreleri ile mantarın hipha adı verilen dallanan lifleri arasındaki teması artırır.