Mikrobiyoloji, toprakta, suda ve havada yani her yerde bulunan, işlevsellikleri bakımından yaşam için vazgeçilmez ciddi etkileri ile yüksek öneme sahip virüs, bakteri, mantar, protozoa ve alg gibi mikro ya da oldukça küçük boyutta var olan canlı organizmaların biyoloji bilimidir. Virüsler canlıların dışında varlık gösteremedikleri için bağımsız canlı hücre sayılmazlar, onlar sadece protein kaplama ile çevrili genetik materyaldir; bakteriler, mantarlar, protozoalar ve algler oldukça basit organizmalardır; tüm mikroorganizmalar arasında bakteri ve mantarlar en yaygın olanlarıdır ve tüm bu mikroorganizmalar birbirleriyle, çevreyle ve toprakla etkileşime girerek sürekli değişen koşullar yaratırlar (1). Kapsamlı başka bir tanımlamada Mikrobiyolojinin, doğa da çok önemli işlevleri yerine getiren çok fazla sayıda ve türde mevcut olan, yapısal olarak basit olan ve kendi başlarına diğerlerinden bağımsız bir birey olarak enerji üretimi, gelişme, çoğalma gibi tüm karmaşık yaşamsal işlevlerini kendileri yerine getirebilen canlı hücre organizmaların canlılıklarını nasıl sürdürebildikleri ile ilgilenen; onların Mikrobiyal çeşitliliği ve Evolusyonu (çok sayıda ve türdeki mikroorganizmaların nasıl ve niçin oluştuğu) ile ilgilenen; Dünyada hayvan ve bitki vücutlarında nasıl bulundukları ve nelere neden oldukları ile ilgilenen bir bilim dalı olduğunu ve Mikroorganizmalarla ilgili bilgilerimizin insan dahil, bitki ve hayvan gibi yüksek organizmaların biyolojilerini anlamamıza yarayacak en önemli araştırma verilerini sağlayarak yaşam olayları arkasında yatan çok önemli ve karmaşık fiziksel, kimyasal prensipleri anlamamıza yardımcı olduğunu anlamaktayız (2). Stuart Hogg’un 2005 yılında yayınlanan ‘Essential Microbiology’ adlı eserinde milyonlarca yıldır var olan lakin birkaç yüz yıl öncesine kadar kimsenin bilmediği ölümcül hastalıklardan endüstriyel süreçlere kadar birçok alanda etken olan bu canlıların dünyasını keşfetmeye başladığımızda dikkatimizi çekecek olan ilk şeyin onların yapı, işlev ve habitat gibi olağanüstü çeşitlilikleri olacağına dair ifadesi bu bilim alanına dair ilgiyi ve anlayışı vurgular niteliktedir (3).
Mikroorganizmaların bu kadar yaygın türlerinin bulunması, işlevlerinin ve ilişkilerinin çok çeşitli olması, mikrobiyoloji bilimini değişik kısımlara ayırmıştır; Tıp Mikrobiyolojisi, Toprak Mikrobiyolojisi, Tarım Mikrobiyolojisi, Endüstriyel Mikrobiyoloji, Besin Mikrobiyolojisi, Uzay Mikrobiyolojisi, Adli Mikrobiyoloji (4). Biz burada Mikrobiyolojinin tarım koluna odaklanacağız, ama öncesinde Mikrobiyolojinin inceleme konusu olan mikroorganizmaların genel önemi ile ilgili olarak değerlendirmelerde bulunmak faydalı olacaktır. Mikrobiyal dünya, dünyadaki keşfedilmemiş en büyük biyolojik çeşitlilik rezervuarıdır. Mikrobiyal çeşitliliğin araştırılmasına olan ilgi, mikropların, besin döngüsü ve çevresel detoksifikasyon dahil olmak üzere biyosfer için gerekli olan sayısız işlevi yerine getirmesi gerçeğiyle harekete geçirilmiştir. Çok çeşitli mikrobiyal faaliyetler ve bunların biyosfer ve insan ekonomileri için önemi, bunların çeşitliliğini, korunmasını ve toplum için yararlanılmasını anlamak için güçlü temeller sağlar. Örneğin, çeşitli toprak mikropları mahsul üretiminde, mahsulün korunmasında, toprak sağlığının iyileştirilmesinde ve kompost hazırlamada geniş çapta incelenmiş ve kullanılmıştır. Diğer yandan, çeşitli benzersiz uç habitatların mikrobiyal çeşitliliği hakkında bilgi eksikliği ve kültürlenemeyen mikroorganizmaların zayıf anlaşılması nedeniyle, tarımda, çevrede ve insan sağlığında kullanılmayan mikrobiyal çeşitliliği keşfetmek ve kullanmak için yeni yaklaşımlara ihtiyaç duyulduğu acil bir konudur. Keşfedilmemiş mikrobiyal çeşitlilik ve mevcut kültürlenebilir mikroplar, yirmi birinci yüzyılın büyük zorluklarını çözmek için kullanılacak ana biyolojik kaynaklardır. Gelecekteki çabalarımız, (A) mikrobiyal kaynakların çeşitli keşfedilmemiş habitatlarının araştırılmasına; (B) bitki genomunun desteklenmesi ve biyoremediasyon araştırmasına; (C) metagenomik, fonksiyonel mikrobiyal genomik ve çevrenin sürdürülebilirliğinde yeni uygulamalara ve (D) küresel iklim değişikliği, ekinler, yeni ilaç geliştirme ve transgenik gelişimde mikropların rolüne harcanmalıdır (5).
Özellikle dördüncü maddede belirtilen günümüzün öncelikli olarak çözümler aranan sorunlarına istinaden tarımsal ürünlerde kalite ve verim artışı yoluyla artan dünya nüfusu için yeterli besin kaynağı sağlayabilecek, ekolojik, çevre dostu tarımsal üretim tekniklerine yönelik gerçekçi bir ihtiyaç vardır. Bu bağlamda, örneğin temel biyojenik sera gazlarının (karbon dioksit, metan ve azot oksit) küresel akışlarının değişen iklim senaryosu ve diğer bazı çevre sorunları altında, faydalı mikroorganizmaların tarımda uygulanması, önemli bir alternatiftir (6). Öyle ki yapılan bilimsel çalışmalara göre bitkilerin, hayvanların ve mikroorganizmaların birçok yönden birbirleriyle bağımlı olduklarını belirten Dr. Yogranjan, tarımsal mikrobiyolojinin önemi çerçevesinde mikroorganizmaların incelenmesinin, onların organik maddenin ayrışması, atmosferdeki azotun toprakta sabitlenmesi, besin maddelerinin topraktan ve sudan bitkilere ve hayvanlara salınması gibi doğal süreçlerdeki olası rolleri nedeniyle ve hücre fonksiyonunun temel mekanizması hakkında fikir edinmemize de yardımcı olmalarından dolayı çok önemli olduğunu ifade etmiştir.
Kaynakça:
- Dr. Yogranjan, Lecture Notes On Agricultural Microbiology, College of Agriculture, Tikamgarh http://www.jnkvv.org/PDF/02042020180252Yogranjan_Lecture%20notes_Agricultural%20Microbiology.pdf
- Prof. Dr. Kemal Benlioğlu, Mikrobiyoloji ders notları, Adnan Menderes Üniversitesi https://uozyilmaz.com/files/mikro.pdf
- Stuart Hogg, (2005), Essential Microbiology, John Wiley & Sons Ltd.
- Doç.Dr. Birol Baysal, (2020), MİKROBİYOLOJİYE GİRİŞ-2 ders notu https://gavsis.gelisim.edu.tr/bibaysal/GetByContent/4174/3
- Iqbal Ahmad, (2011), Microbial Applications in Agriculture and the Environment, Microbes and Microbial Technology pp 1-27
- P. N. Bhattacharyya, M. P. Goswami, L. H. Bhattacharyya, (2016), Perspective of beneficial microbes in agriculture under changing climatic scenario: A review, Journal of Phytology, 8: 26-41