1
BÖLÜM 3
MİKROORGANİZMALAR VE BİYOKİMYASAL İŞLEVLERİ
1. Su Ortamındaki Mikroorganizmalar ve Biyokimyasal İşlevleri
Sulardaki mikroorganizma popülasyonu suyun içerdiği organik maddelerin
bileşiminden çok etkilenmektedir. Örneğin; protein, çürütme bakterilerinin aşırı
gelişmesini sağlarken, selüloz ise selüloz parçalayıcı bakterilerin çoğalmasına
neden olur. Suda yaşayan bitkilerin ve hayvanların metabolizma ürünleri de aynı
şekilde canlıların üremesini, gelişmesini olumlu veya olumsuz etkilemektedir.
Su ortamında tuzların ve organik maddelerin yanısıra az miktarda çözünmüş
C0
2
, N
2
ve 0
2
gibi gazlar da bulunmaktadır. Bunların çözünürlükleri artan
sıcaklıkla ters orantılı olarak değişir. Ayrıca su veya sediment ortamında oluşan
biyokimyasal işlemler sonucu çok sayıda gaz açığa çıkar. Bunlardan 0
2
yeşil
bitkilerin asimilasyonunda, C0
2
solunum da, N
2
denitrifikasyonda, H
2
S
desülfürifikasyonda ve hidrokarbonlar (C
n
H
m
) ise fermentasyon anında açığa
çıkar ve suya karışarak çözünürler. Obligat aerob mikroorganizmalar yalnız 0
2
varlığında
yaşarlarken,
mikroaerofil
organizmalar
ise
düşük
0
2
konsantrasyonunda
da
optimal
gelişmeyi
gösteriler.
Fakültatif
mikroorganizmalar hem aerob, hem de anaerob ortamda yaşabilmektedirler.
Obligat anaeroblar da yalnız anaerob koşullarda gelişebilmektedir.
Sitokromların ve katalazların bulunmayışı sonucu H
2
0
2
artar birikir ve obligat
anaeroblara toksik etki yapar.
Sularda yaşayan mikroorganizmaların büyük bir çoğunluğunu fakültatif anaerob
mikroorganizmalar
oluşturur.
Obligat
anaeroblar
ise
oksijensiz
hipolimniyonlarda ve çürük çamurla da yaşarlar.
Obligat aerob organizmalar için moleküler oksijenin yaşam için büyük önemi
vardır. Aerob nitrifikasyon bakterileri,
Nitrosomo-nas europaea, 30
o
C de
tamamen 0
2
doyma noktasından 1 mg 0
2
/lt miktarına azalıncaya kadar
nitrifikasyonu yürütmektedirler. Nitrat bakterileri, Nitrobacter winogradskyi ise
2
2 mg 0
2
/lt miktarına düşünceye kadar işlevlerine devam etmektedir (Schöberl
ve Engel 1964). 0
2
miktarının bu sözü edilen değer-lerin altına inmesi halinde
oksidasyon
hızı
azalır.
Nitrosoco-cus
oceanus'un
amonyağı
nitrite
oksitliyebilmesi için 0
2
kon-santrasyonu en az 0.08mg 0
2
/lt olmalıdır
(Grundersen 1966). Obligat aerob bakterilerinin çok az 0
2
, mikroaerofillerin
ise fazla 0
2
bulunması durumunda gelişmelerinde kısıtlılık olur. Oksijence fakir
sularda popülasyon değişimi çok az olur. Buna karşılık 0
2
fazla bulunduran
sularda zengin popülasyon gelişmesi görülür.
Suda çözünmüş olarak bulunun moleküler N
2
mikroorganizmalara pek etki
etmez. C0
2
fototrof ve kemotrof organizmalar tarafından özellikle az miktardaki
karbon heterotrof bakterileri ve mantarlar tarafından kullanmaktadır. (
Wood ve
Styernhalm 1962). Sulardaki bitki yaşamı C0
2
, H
2
C0
3
, C0
3
sistemleri
tarafından yönlendirilmektedir. Bu sistemde suyun pH'ı, atmosferdeki C0
2
' in
kısmi basıncına ve sıcaklığına bağlıdır (
Round 1968).
1.1. Biyolojik Etmenlerin Sulardaki Mikroorganizmalara Etkileri
Fiziksel ve kimyasal etmenler kadar biyolojik etmenler de, mik-roorganizma
gelişmesinde olumlu veya olumsuz etki gösterirler. Organizmalar ya karşılıklı
olarak birbirlerini desteklerler (Synergismus) ya da birbirlerini engellerler
(Antagenismus). Yaşam kavgası açısından mikroorganizmaların hem kendi
aralarında hem de başka canlılarla besin maddesi rekabeti büyük önem
taşımaktadır.
Bakteriler
ve mantarlar, protozoalara besin mad-desi
olmaktadırlar. Çeşitli parazit mikroorganizmalar bakteri ve mantarların
yaşamına asalak olark girmekte ve sonuçta onların yok olmalarına bile neden
olabilmektedirler (Rheinheimer, 1975).
Belirli besin maddeleri ortamda en hızlı ve çabuk olan canlı tarafından
alınmaktadır. Bir canlının metabolizması sırasında ortama verdiği ürünler
(antibiyotik
vs)
veya
pH
değişikliği
başka
canlıların
gelişmesini
engelleyebilmektedir. Bazı besin maddeleri de bir çok türün ortak etkisi ile
alınabilir duruma geçmektedir. Örneğin Escherichia coli ve Protens vulgaris
ancak ortaklaşa Laktoz-üre ortamını değerlendirebilmektedirler. E.coli laktozu
parçalarken, Proteus vulgaris de ürenin yerini almaktadır. Ayrışma ürünleri her
seferinde diğer organizmalar tarafından değerlendirilmekte ve birbirlerini
tamamlamaktadırlar (Schwartz 1961).
Aşırı yaşam koşullarında besin maddesine karşı rekabetin pek önemi yoktur.
Zaten böyle durumlarda çok az tür sayısına ve hatta sadece bir türe bile