4. mikroorganizmalar arasındaki ilişkiler

4. MİKROORGANİZMALAR
ARASINDAKİ İLİŞKİLER II
 Farklı Mikrobiyel Populasyonlar Arasındaki 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
(fikobiyont/fotobiont)
tüketiciden
(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
makroorganizma holobiont olarak
adlandırılır.
 Simbiyotik yaşamdaki her grup biont
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 Ks / (μmax- m)
R =
Gelişmeyi
sınırlayıcı
kaynak
konsantrasyonu
 Ks =
Maksimum
gelişmedeki
kaynak
konsantrasyonu
 μmax = 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.