Ünite 6: Temel Mikoloji

Sınıflandırma

Canlılar alemi, hayvanlar, bitkiler, mantarlar, protistalar ve monera (Archae ve Eubacteria) olarak üzere beş bölümde incelenebilir. Bunlardan ilk dördünü oluşturanlar çok hücreli formda (ökaryot) olup monera’lar tek hücreli (prokaryot) yapıdadır. Bu iki farklı grubu, esas olarak çekirdek membranının varlığı ya da yokluğu belirlemektedir. Sistematik çalışmalarına göre mantarlar bu beş alemden birini meydana getirmektedir. Bazı kaynaklara göre mantar alemi Myxomycota ve Eumycota olarak iki bölüme ayrılmaktadır. Daha yeni bir sistematikte ise Myxomycota bölümü ve Mastigomycotina alt bölümü protistalar arasına alınmış ve mantarlar alemi Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota ve Deuteromycota bölümlerine ayrılmıştır. Moleküler çalışmalar mantarların genetik alt ünitelerinin dört monofiletik gruptan oluştuğunu göstermektedir. Bunlar Acrasiomycota, Myxomycota, Oomycota ve Fungi’ dir.

Mantar alemi tür, sınıf ve takımlardan meydana gelmektedir. Mantarlara ait bölüm adlarının sonlarına bazı ekler getirilerek bu bölümler düzenlenmektedir. Örneğin, phylum (divizyon): -mycota; altdivizyon: -mycotina; sınıf: -mycetes; altsınıf: -mycetidae: order: -ales; familya: aceae gibi ekler getirilerek adlandırılmaktadır. Mantarlar, seksüel spor şekilerine göre, günümüzde dört filuma ayrılmıştır. Bunlar, Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota ve Basidiomycota’dır.

Mantar taksonomisinde mayalar, mantarlardan ayrılmış olarak kabul edilmemektedir. Ancak pratikte mayalar, genellikle hem sınıflandırma hem de identifikasyon sistemlerinde filamentöz mantarlardan ayrı ele alınır ve yalnızca mayaları içeren ayrı sınıflandırma sistemleri geliştirilmiştir.

Morfolojik Özellikler

Mantarlar, ökaryotik hücre yapısında, gövde, yaprak ve çiçeğe sahip olmayan, klorofil içermeyen ve fotosentez yapamayan organizmalardır. Mantarlar genellikle, aerobik ve saprofitik canlılardır. Birçok mantar türü aynı zamanda diğer canlıların parazitidir veya birlikte simbiyotik yaşam sürebilirler.

Mantarlar görünüm bakımından küfler ve mayalar olmak üzere ikiye ayrılırlar. Üremeleri tek hücre şeklinde, küremsi yapılar halinde olursa maya, çok hücreli şekilde, filamentöz iplikçikler şeklinde olursa küf olarak isimlendirilir. Buna karşın mayalar mukoid yapıda mantarlardır. Filamentöz koloni yapısında olanlar ( Ascomycetes, Zygomycetes, Deuteromycetes ) küf; mukoid yapıda olanlar ( Candida, Saccharomyces ) maya olarak adlandırılırlar. Mantarların çoğunluğu filamentöz yapıdadırlar.

Mantarların morfolojisi mikroskopik ve makroskopik olarak iki şekilde incelenebilir.

Mikroskopik morfoloji de mantarlar filamentöz ve maya mantarları olarak iki bölümde incelenmektedir. Her iki mantar grubunun mikroskopik incelemesinde birçok elementin ortak olduğu dikkati çekmektedir. Hifa, kapsül, hücre duvarı, septum, sitoplazmik membran, lomazom, endoplazmik retikulum, vakuol, vezikül, çekirdek- çekirdekçik, mitokondri, golgi aygıtı, flagellum, ribozom, lizozom dikkat çeken yapıları oluşturmaktadır.

Makroskopik morfoloji mantar kolonilerinin tiplendirilmesinde çok önem taşır. Patojenik mantarlar katı besiyerlerinde beş türde koloni oluştururlar. Bu farklılıklar, mantarların genetik özelliklerinin yanı sıra besiyerinin kimyasal yapısına, kültürlerin eksikliğine veya çevresel koşullarla ilişkili olabilir. Mantar kolonileri makroskopik olarak beş alt grupta incelenirler:

1. Miselyal Koloniler: Genellikle, oval, yuvarlak bazen de düzensiz bir şekil gösterebilirler (çentikli, loblu, asteroid, poligonal, vb). Bu tür koloniler çeşitli renklere de sahip olabilirler.
2. Maya Benzeri Koloniler : Koloniler yumuşak, mukoid kıvamda kabarık, nemli bir görünüşte olup oval ve yuvarlak kenarlara sahiptirler.
3. Membranöz Koloniler: Bazı dermatofitler ( T. schoenleini, T. verrucosum ) üremelerinin bazı aşamalarında ince deri veya membranöz bir özellikte koloniler oluşturabilirler.
4. Granüler Koloniler : Başlangıçta genellikle, filamentöz olan kolonilerde sporulasyon fazlaca olmuşsa, aerial hifalarda azalmalara buna karşın sporlarda artmalara rastlanabilir. Sporun özelliğine göre, koloniler ince veya kaba bir granülasyon gösterir.
5. Pleomorfik Koloniler: Laboratuvarlarda, besiyerlerinde uzun süre pasajları yapılan mantarlar bu tip koloniler meydana getirir. Bazen, kolonilerin ortası veya kenarlarında beyaz, steril ve kadife görünümünde hifalar olabilir.

Üreme

Mantarlar sporlanma (sporulasyon) yoluyla ürerler. Bu üreme aseksüel (eşeysiz) ve seksüel (eşeyli) şekilde olabilir. Çevresel koşulların uygun olması veya olgun miselyumlarda yeterince gıda depolanması durumunda genellikle aerial hifalarda, çeşitli şekillerde sporlar meydana gelir.

Sporlar olgunlaştıktan sonra hifadan ayrılarak serbest hale gelir ve uygun ortam ve koşullarda çimlenerek kendi türüne özgü mantarı oluştururlar.

Sporların içerisinde bir veya birden fazla çekirdek bulunur. Bazı mantarlarda sporun etrafında epispor, perispor adı verilen bir koruyucu tabakalar bulunur. Spor sitoplazmasında çekirdek dışında vakuol, lipid granüller ve bir mantarın oluşumu için gerekli her türlü organik ve inorganik madde yer alır.

Sporun olgun mantara dönüşmesi sırasında sporlar su alarak şişer, bunun sonucunda dışarı doğru uzanan jerm tüpü olarak adlandırılan bir yapı belirir. Bu yapı daha sonra gelişir, büyür ve kendine özgü hifaları meydana getirir. Bu hifalar daha sonra reprodüktif hifalara dönüşür.

Bazı mantar sporlarında flagellum bulunur. Suda yaşayan mantarlarda görülen flagellumlar, sporların hareketini ve uygun ortama yönelmelerini sağlar. Bu sporlar zoospor olarak adlandırılır.

Mantarların aseksüel ve seksüel şekilde çoğalmak için oluşturdukları sporlar farklılıklar göstermektedir.

Aseksüel Sporlar : Eşeysiz üreme sırasında mantarlarda başlıca 5 tür spor oluşumuna rastlanmaktadır. Bunlar: Artrospor, Blastospor, Klamidiospor, Konidiospor ve Sporangiospor’dur .

• Artrosporlar : Artrosporlarda, hifalarda fazla bir şekil değişikliği görülmez. Yalnızca reprodüktif hifaların, enlemesine septumlarla bölünerek fragmentasyonu söz konusudur. Sporların şekilleri, genellikle oval veya silindiriktir.
• Blastosporlar : Bu tür çoğalmada hifaların çeşitli yerlerinde genellikle birden fazla tomurcuk meydana gelir. Bu küçük tomurcuklar çoğalmayı sağlayan blastosporlardır.
• Klamidiosporlar: Mucoraceae familyasına ait türlerde görülen bu sporulasyon şeklinde, hifalarda bulunan hücrelerin bazıları büyür, gelişir, hücre duvarları kalınlaşır ve protoplazmaları yoğunlaşarak klamidosporları oluştururlar. Bu sporlar hifaların orta, yan veya uç kısımlarında gelişebilir.
• Konidiosporlar : Filamentöz Ascomycetes ve birçok Deuteromycetes mantarlarında bu tür sporlara rastlanmaktadır. Konidiosporlar reproduktif hifaların (konidiofor) yanlarında veya uçlarında meydana gelirler. Bu hifalar aerial hifaların modifikasyonu ve farklılaşması sonucu oluşurlar. Bunlardan tek hücreli olan sporlar mikrokonidium; çok hücreli olanlar da makrıkonidiumları meydana getirirler.
• Sporangiosporlar: Daha çok Phycomcetes mantarlarında görülen bu üreme şeklinde sporlar (sporangiospor) , bunları taşıyan özel hifaların (sporangiofor) uçlarında oluşan büyük ve yuvarlak keseler (sporangium) içinde yer alırlar. Bu sporlar sporangiumların patlaması sonucu dışarı saçılarak uygun ortam ve çevresel koşullar altında filizlenir ve kendi türlerine özgü mantarları meydana getirirler.

Seksüel Sporlar : Eşeyli üremede, ayrı cins veya karakterde olan iki gametin çekirdekleri birbiri ile birleşip kaynaşarak haploid hale gelir ve bu haploid kromozomlar da birleşerek seksüel sporları meydana getirir. Seksüel üreme şekli mantar türlerinde farklılıklar göstermektedir. Mantarlar bu üreme şeklinde meydana gelen spor yapılarına göre sınıflandırılmakta ve dört grup altında incelenmektedir. Bunlar; Askosporlar, Basidiosporlar, Oosporlar ve Zigosporlardır .

• Askosporlar: Ascomycetes mantarlarında rastlanan bu sporlanma şeklinde aynı ve farklı hifalarda, komşu iki hücrenin ( askogonium ve anteridium ) uzaması ve birleşmesi ile askosporlar meydana gelir. Meydana gelen bu sporlar askus olarak adlandırılan geniş ve uzun hücre keseleri içinde oluşurlar. Sporların olgunlaşması ile çevrelerinde bulunan kese yarılır ve seksüel sporlar dışarı çıkarlar.
• Basidiosporlar: Basidiomycetes mantarlarında bu tür sporlara rastlanır. Askosporlara bazı yönlerden benzerlik gösteren bir sporlanma şeklidir. Özellikle basidiumların gelişmesi ve basidiosporların oluşması aşamaları benzerlik gösterir. Bu sporlanma şeklinde, öncelikle, birbirine komşu olan iki hücre uzar, birbiri ile birleşir ve tek çekirdekli bir hücre meydana getirir. Bu çekirdeğin mayoz bölünmesi sonucu dört haploid çekirdek oluşur. Basidiumların uç kısımlarında her çekirdek içinde bir sterigmata (basidium) meydana gelir ve nukleusların her biri kendine ait olan sterigmata içine girerek basidiosporların oluşumunu sağlarlar.
• Oosporlar: Phycomycetes mantarlarında  Oomycetes sınıfına ait türler oosporlar ile seksüel çoğalma gösterirler. Bu mantarlarda erkek gamet (anteridium), dişi gametten (oogonium) ayrı özellikler gösterir; daha küçüktür ve farklı görünüme sahiptir. Oosporlar, bu gametlerin birleşmesi sonucu meydana gelirler. Oosporlar yuvarlak şekilli, spor duvarı kalın, dış etkilere dayanıklı ve gıda yönünden zengin seksüel sporlardır.
• Zigosporlar: Phycomycetes mantarlarından Zygomycetes sınıfına ait türlerde görülen zigosporlar, sporun oluşumuna kadar olan dönemde diğer seksüel sporların oluşumundan farklılıklar gösterirler. Bu tür sporların oluşumunda farklı cinsiyet karakterindeki gametangiumlar somatik hifaların branşlarından orijinlerini alırlar ve aynı mantar üzerinde bulunurlar (homotallik). Bunlarda, erkek veya dişi hücreler farklı özellik veya yapı göstermezler. Birbirine benzeyen iki cins gametin birbirine doğru uzaması ve birleşmesi ile zigospor oluşturulur.

Fizyoloji

Mantarlar çevre koşullarına dayanıklı, güçlü hücre duvarlarına sahip organizmalardır. Hücre duvarlarında bulunan kitin ve selüloz karakterinde maddeler onların çok değişik olan çevre koşullarına uyum sağlamalarına yardımcı olur.

Birçok mantar türü düşük pH derecelerinde üreyebilir. Mantarların yaşayabildikleri minimal ve maksimal pH limitleri 2-11 arasında değişebilir.

Mantarların üremelerinde en önemli faktörlerin başında nem gelmektedir. Nitekim yüksek orandaki nem genellikle üreme üzerine olumlu etkide bulunur.

Üreme ısısı limitleri oldukça geniş bir aralıktadır (0°C ile 60°C) ve mantar türleri arasında farklılıklar gösterir.

Hifalar en yüksek ısı sınırlarından sonra yaşayamamalarına karşılık mantar sporları yüksek ısıya ve değişik çevre koşullarına oldukça dirençlidirler. Bunun yanında termofilik mantarların 60°C üzerinde gelişebildiği saptanmıştır. Patojenik mantarlar için optimal ısı üzerinde veya içinde üredikleri canlının vücut ısısı olarak kabul edilmektedir. Ancak, Dermatofitler gibi deride lokalize olan mantarlar dış ortamla da temasta bulunduklarından en uygun üreme ısısı çevre ısısıyla bir yakınlık gösterir ve bu ısı 20°C ile 25°C arasında değişir.

Mantarlar genellikle oksijenin bulunduğu aerobik ortamlarda gelişirler ve ürerler. Oksijen seviyesinin düşmesi veya mikroaerofilik koşullar üreme ve gelişmeyi olumsuz etkiler. Işık gereksinim duyulan önemli bir faktör değildir. Mantarlar ışığın olmadığı ortamlarda üreme ve gelişme gösterebilirler.

Mantarlar fotosentez yapamayan ve bu nedenle gıdalarını dışarıdan sağlamaya zorunlu organizmalardır. Bazı mantarlar basit yapıdaki ortamlarda gelişebildikleri halde diğerleri üremeleri ve gelişmeleri için inorganik maddelere ve özel üretme faktörlerine ihtiyaç duyarlar. Patojenik mantarları üretmek ve izole etmek için laboratuvarda bileşimlerinde çeşitli inorganik ve organik maddeler bulunan besiyerleri kullanılmaktadır. Bu besiyerleri içerisinde Sabouraud Dekstroz Agar en fazla kullanılandır. proteaz, karbonhidraz, nukleaz ve lipaz gibi enzimler sentezleyerek çevredeki gıda maddelerini ayrıştırır ve bunlardan faydalanırlar.

Mantarlar tarafından sentezlenen maddeler uzun yıllardır gıda ve tıbbi endüstrinin önemli bir parçasını oluşturur. Organik asitler alkoller, enzimler, pigmentler, polisakkaritler, steroller, antifungal maddeler, antibiyotikler ve diğer birçok önemli maddeler bunlara örnek olarak verilebilir. Maya hücrelerinin sentezlediği vitaminler de insan ve hayvanlarda kullanılan medikal önemleri olan maddeler arasındadır.

Mantarlar faydalı maddeler dışında mikotoksin adı verilen, insan ve hayvan sağlığı için zararlı metabolitler de üretebilirler. Bu metabolitlerin pek çoğu toksik ve karsinojendir.

Laboratuvar Teşhisi

Mantarların laboratuvar teşhisi etkenin muayene materyalinde tespit edilmesi, kültürü yapılarak üretilmesi, identifikasyonu, serolojik ve alerjik testler yardımıyla gerçekleştirilir. Son yıllarda, moleküler teknikler de teşhis için kullanılmaktadır. Muayenesi yapılacak materyalden mantar izolasyon şansının artırılmasında, materyal toplama tekniği, materyalin alındığı yer ve materyalin muhafazası son derece önemlidir.