4. MİKROORGANİZMALAR ARASINDAKİ İLİŞKİLER II

4.

MİKROORGANİZMALAR ARASINDAKİ İLİŞKİLER II

İlişkiler

Rekabet

Amensalizm Parazitizm Mutualizm Yırtıcılık

Mutualizm

 İki populasyon arasında gerçekleşen her iki populasyonun da yararına olan

zorunlu bir ilişkidir.

 Populasyonlar arasında fiziksel bir yakınlık vardır.

 Bu ilişki sonucu mikroorganizmalar, tek başlarına yaşayamayacakları

habitatlarda birlikte yaşayabilirler.

 Mutualistik ilişkiler evrimde de anahtar

rol oynar (endosimbiyotik teori).

Mutualizm

 Likenler (Fungus + alg yada siyanobakteri) organik bileşik

Primer üretici tüketiciden

(fikobiyont/fotobiont) (mikobiyont)

mineral madde + gelişme faktörleri

 Azot fikse eden fikobiyont  azot  çevredeki bitkiler

 Kükürt dioksit  fikobiyont inhibisyonu 

mutualistik ilişki sonlanır.

Liken Bakterileri (bakteriobiont)

 Liken bakteri ilişkisi liken oluşumunun başlangıcından beri vardır.

 Likenlerdeki bakteriyel çeşitlilik bölge ve iklim koşullarına göre farklılık gösterir.

 Likenlerin yeni habitatlara

adaptasyonlarında ve liken

funguslarının çeşitliliğinde bakteriler

etkindir.

Liken bir holobionttur

 Simbiyotik ilişkilerle (mikroorganizma ve virüslerle birlikte) yaşayan bir

makro organizma holobiont olarak adlandırılır.

 Simbiyotik yaşamdaki her grup biont

olarak,

olarak, bu biont ların tümü de gözle görülür bir holobiont ^olarak

adlandırılır.

 Fotobiont + Mikobiont + Bakteriobiont = Holobiont (Liken)

 İnsan da bir holobionttur.

Mutualizm

Protozoa endosimbiyontları Alg + protozoa

organik madde ve oksijen

Chlorella Paramecium

su, CO2, bazı gelişme faktörleri ve koruma

protozoa ışıklı anaerobik habitatlara gider.

Mutualizm

Bakteri + Protozoa

Bakteri  gelişme faktörleri  Protozoa

Coedibacter (toksin üretir)  Paramecium aurelia (öldürücü özellik)

Bakteriler ise besinsel açıdan protozoaya bağlıdır.

Rumende yaşayan protozoalar  metanojenik arkeler

Arkeler, protozoanın yüzeyine yapışıp

üretilen hidrojeni direk olarak kullanırlar.

Mutualizm

 Lizojen bakteriler ve temperent fajlar arasında da mutualistik ilişkiler vardır.

 Bakteri genomuna bağlanan faj genomu bakteriye çeşitli özellikler kazandırır.

 Faj ise uzun süre canlılığını korur.

Konsorsiyum (bakteri + bakteri)

 Tatlı su göllerinde mikroorganizmalar konsorsiyum olarak adlandırılan mutual ilişkilerin olduğu topluluklar halinde

yaşar. Bu mutual ilişkide fotosentez

yapan hareketsiz yeşil sülfür bakterileri (epibiont), hareketli kemoheterotrof

çubuk şeklindeki partnerleri ile stabil bir morfolojik yapı (varil, fıçı şeklinde)

oluşturur.

 Epibiont: bir mikroorganizma hücresi

üstünde yaşayan ve o mikroorganizma ile

kommensal ilişkiler kuran organizmadır .

Rekabet

 Rekabette her iki populasyon arasında negatif bir ilişki vardır.

 Her iki populasyon da birbirlerinin canlılık ve gelişmelerinden etkilenir.

 Rekabet halindeki populasyonların gelişme

oranları, tek başlarına olduklarında

ulaştıkları gelişme oranlarından daha

düşüktür.

Sınırlayıcı bir besin kaynağı için rekabet

 Aynı habitatda bulunan ve aynı kaynak

için rekabet eden populasyonların

sadece biri bu rekabeti kazanacağı için

iki populasyonun aynı nişi işkal etmeleri

önlenir.

Rekabetin olmadığı şartlar

 Aynı habitatı ve gıda kaynağını kullanan türlerde, habitat iki türün birlikte var olmalarını sağlayacak şekilde farklılık gösteriyorsa bu türler arasında rekabet olmaz.

 Çevre şartlarındaki değişimler rekabet

eden populasyonların aynı habitatda

birlikte canlı kalmalarını sağlar.

 Doğal ortamlardaki rekabet oldukça komplekstir.

 Kaynak - oran teorisi

 Her tür için sınırlayıcı kaynak miktarı + ölüm oranı

R = m K

/ (μ

- m)

 R = Gelişmeyi sınırlayıcı kaynak konsantrasyonu

 K

= Maksimum gelişmedeki kaynak konsantrasyonu

 μ

= Kaynak doygunluğundaki maksimum gelişme oranı

 m = Ölüm oranı

Çevresel strese tolerans

 Kurak şartlara toleranslı populasyonlar daha az toleranslı populasyonların yerini kolayca alır.

 Aynı şekilde yüksek sıcaklık ve tuz

konsantrasyonları gibi stres şartlarına

toleranslı türler rekabette üstünlük sağlar.

Mo rekabet yeteneklerine etkili özellikler

1. Büyüme hızları

2. Çevresel değişimlere tolerans gösterme 3. Abiyotik faktörlere tolerans gösterme

4. Sınırlayıcı besin maddelerini hücresel yapı taşlarına dönüştürme etkinliği

5. Büyüme faktörlerine olan gereksinim

6. Hücre içinde besin maddelerini depolayabilme özelliği

7. Hareket etme yetenekleri

8. Düşük konsantrasyondaki sınırlayıcı madde

konsantrasyonunda gelişme özelliği

Amensalizm

 Birbirleriyle rekabet eden populasyonlarda, bir populasyon diğer populasyonlara inhibitör etki eden bir substrat ürettiğinde, bu

populasyonlar arasındaki ilişki amensalizm olarak adlandırılır.

 Bu ilişkide inhibitör substratlardan

etkilenmeyen populasyonlar rekabetsel avantaj kazanırlar.

 Antibiyosis ve Allelopati

Habitata yeni mikrobiyel

populasyonların girmesi önlenir.

 Sülfürik asit üreten Thiobacillus thiooxidans türünün ortam pH’sını 1-2’ye düşürmesi,

 Mo’larca oksijen üretimi yada tüketimi,

 amonyum üretimi,

 derideki doğal floranın patojenlerin gelişimini engelleyen yağ asitlerini üretmesi,

 vajinada mo’larca üretilen asitler,

 mayaların ürettiği alkol,

 etanolün Acetobacter türlerince asetik asite (sirke) çevrimi,

 süt ürünlerindeki laktik ve propiyonik asitler

Amensalizm

 Mikroorganizmalar tarafından üretilen inhibitör maddeler, doğal ortamlarda bulunan organik bileşiklerin çok fazla parçalanmasını önleyip habitatı koruyucu bir görev de görürler.

 Örneğin toprakta selüloz parçalanması

sonucu oluşan organik asitlerin ortamda

birikmesi selülozun kontrollu parçalanmasını

sağlar.

Antibiyotikler amensal ilişkilere sebep olurlar.

 Antibiyotikler, sekonder metabolitlerdir.

 Yoğun substrat konsantrasyonları mo gelişmesini arttırdığında antibiyotik üretilir.

 Doğada antibiyotikler birikmiş halde bulunmaz.

 Parçalanıp, akuatik habitatlarda etkisiz konsantrasyonlara dilüe edilirler.

 Toprakta kil yada diğer partiküllere bağlanarak inaktive edilirler.

 Antibiyotik üreten mikroorganizmalar

genellikle toprakta dominanttır.

bakteriyosin

 Plazmid yada transpozonlarda kodlanan bakteriyosin üreten mikroorganizmalar kendilerine yakın olan türlerin membran fonksiyonlarını bozarak onların ölümüne sebep olurlar.

 Bakteriyosinlerin ekolojik önemi antibiyotiklerden daha fazladır.

 Bakteriyosin üreten türlerin aynı ekolojik

nişdeki türler üzerinde rekabetsel bir

avantajı vardır.

Parazitizm

 Parazitizmde faydalanan populasyon yani parazit, besinsel gereksinimlerini

konukçudan sağlayarak ona zarar verir.

 Konukçu parazit ilişkisinde direk fiziksel ve metabolik bir ilişki vardır.

 Genellikle parazit konukçudan küçüktür.

 Parazit eğer hücre dışındaysa ektoparazit,

 hücre içindeyse endoparazit olarak

adlandırılır.

Bdellovibrio spp.

 Gram negatif konukçuda gelişir, kendisi de G- dir.

 Hareketli, konukçunun periplazmik boşluğuna (ektoparazit) girer.

 Konukçu yuvarlaklaşır (bdelloplast)

 Periplazmik boşlukta konukçu hücre içeriğini kullanarak uzun bir filament halinde gelişir.

 Konukçu hücre içeriği tükendiğinde, filament tek hücrelere bölünür ve her hücrede flagella oluşur.

 Oluşan Bdellovibrio sayısı konukçu hücre

büyüklüğüne bağlıdır. Küçük E. coli 4 adet,

büyük Spirillum serpens 20 adet



Doğada kil partiküllerinin olduğu bir ortamda E.

coli hücrelerinin çevresi kil paktikülleriyle

kaplandığından, Bdellovibrio hücreleri E. coli hücrelerini enfekte edemez.



Ektoparazitik diğer mikroorganizmalar ise konukçu hücrelerle direk temas kurmadan konukçu hücrelerin lize olmasına sebep olmaktadırlar.



Örneğin Myxobacteria türleri Gram pozitif ve

negatif bakterileri salgıladıkları ekzoenzimleriyle parçalayıp hücre materyallerini gıda olarak

tüketirler.



Benzer şekilde Cytophaga türleri de bazı algleri parçalayan enzimler üretir.



Bazı bakteriler ise fungal hücreleri etkileyen kitinaz ve selülaz enzimleri üretir.



Bazı mikroorganizmalar ektoparazitlerden spor

ve sist gibi yapılar oluşturarak korunurlar.

Hiperparazitizm

 Kendileri parazit olan mo’lar, diğer parazitler için konukçu hücre olarak da görev görebilirler.

 Hiperparazitizm olarak bilinen bu olayda

Bdellovibrio hücreleri parazit fajlar için konukçudur

 Parazitizm populasyonların kontrolünde etkin rol oynamaktadır.

 parazitler, konukçu yoğunluğunu azaltır

 Konukçunun kullanacağı kaynaklar birikir ve yenilenir.

 Konukçu yoğunluğu azaldığında, uygun besin bulamayan parazit populasyon yoğunluğu da azalır.

 Parazit ortamdan tamamen uzaklaşınca konukçu

tekrar gelişmeye başlayabilir.

Yırtıcılık

 Mikroorganizmalarda parazitizm ve yırtıcılık arasında kesin bir fark yoktur.

 Bazı araştırıcılar tarafından Bdellovibrio Gram negatif bakteri ilişkisi yırtıcılık olarak kabul edilir.

 Teorik olarak yırtıcılık, yırtıcı bir organizmanın bir avı yutup sindirdiği zaman oluşur.

 Normalde yırtıcı av ilişkisi kısa sürelidir ve yırtıcı

avdan daha büyüktür.

Yırtıcılık

 Yırtıcı av ilişkisinde yırtıcı ve av populasyon yoğunlukları düzenli dalgalanmalar yapar. Av populasyon yoğunluğu artarken yırtıcı yoğunluğu azalır.

 Yırtıcı Tetrahymena pyriformis ve av Klebsiella pneumonie bakterisiyle yapılan çalışmalarda, her iki türün de ortamda canlı kalmasını sağlayan stabil bir ilişkinin olduğu ortaya çıkarılmıştır.

 Bakteri yırtıcıdan katı yüzeylere bakterinin daha etkin tutulmasını sağlayan kapsül üreterek kaçabilmektedir.

 Av bulamayan yırtıcı populasyon yoğunluğu hızla azalınca da bakteri hızla gelişmesine devam etmektedir.