Bülten Ana Sayfasına Dön

Toprak mikrobiotasının insan sağlığına etkisi

Prof Dr.Kıvanç Bilecen

Konya Gıda ve Tarım Üniversitesi Tarım ve Doğa Bilimleri Fakültesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü 

Bu yazının konusu makalenin sonuçları tarım tarafından bizlerin uzun zamandır “aman dikkat” dediğimiz bir konunun aslında ne kadar somut bir şekilde sağlığımızı etkilediğini gözler önüne seriyor.

Evlerimizde muazzam filtreli hava temizleyiciler ile evin havasını temizleyebiliyoruz, giyeceklerimizi yeni nesil makinelerimizle kolaylıkla steril edebiliyoruz, antibakteriyel sabunlar ile tüm vücudumuzu anında mikroorganizmalardan arındırabiliyoruz, yeni nesil temizlik malzemeleri ile bütün evin neredeyse “steril” olması çok kolay, antibiyotikler ise eskisi kadar olmasa da şeker kıvamında herkesin elinde … 

Kendi doğamıza biraz aykırı olan bu “temizlik” hali beraberinde dengesiz bir bağışıklık sistemi ile birlikte astım, çeşitli alerjiler ve otoimmün hastalıkları tetikliyor ki biz bunu “hijyen hipotezi” olarak biliyoruz ancak bu başka bir yazının konusu olsun. Burada asıl konu her şeyi kontrol ettiğimizi zannederken pazardan ya da marketten aldığımız et ve süt ürünlerinin ya da meyve ve sebzelerin nasıl bir üretim sürecinden geçtiğinden haberimiz var mı? Hatta aynı tornadan çıkmış gibi görünen ve de esasen doğanın belki de doğal akışına bir miktar aykırı olan bu zirai ürünlerin üretim süreçlerinin aslında dolaylı olarak bize ne kadar zarar verdiğinin farkında mıyız? 

Gelin toprak özelinde buna biraz bakalım …

Tek Sağlık, Tek Dünya

Dünya Sağlık Örgütü, Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü ve Dünya Hayvan Sağlığı Örgütü 2010 yılından itibaren üçlü bir mutabakat çerçevesinde "One Health" yani Tek Sağlık yaklaşımını benimsedi. Bu yaklaşımın özü “İnsan sağlığı, hayvan sağlığı ve ekosistem sağlığı birbirinden bağımsız değerlendirilemez ve de bunlar birbirini besleyen ve etkileyen bir bütünü oluşturur” (FAO, OIE, WHO, 2010). 

Çok mu teorik buldunuz? Hemen COVID-19 pandemisini hatırlayalım! Tüm insanoğlunun hayvanlarda ortaya çıkan patojenlerle nasıl karşı karşıya kalabildiğini hepimiz bizzat deneyimledik. Esasen Tek Sağlık perspektifinden bakıldığında bu tablo hiç de şaşırtıcı değil.

Peki Tek Sağlık yaklaşımında toprağın yeri neresi? Maalesef Tek Sağlık tartışmalarında insan, hayvan ve çevre üçgenine sıklıkla yer verilmiş; ancak bu "çevre" kavramının içinde toprak ve özellikle toprak mikrobiyotası hak ettiği ilgiyi yeterince görememiştir (Banerjee & van der Heijden, 2023). Ancak son yıllarda bu tablo bir miktar değişmeye başlamıştır. Örneğin Birlşemiş Milletlerin 2015 yılında belirlemiş olduğu 17 adet Sürdürülebilir kalkınma Hedefi arasında Sıfır Açlık, iyi Sağlık ve Refah, Temiz Su ve Sanitasyon, Sürdürülebilir Şehirler, İklim Eylemi, Su Altındaki Yaşam ve Karasal Yaşam gibi yedi hedef esasen toprak ile doğrudan ilişkilidir. 

Yazının geri kalanı için küçük bir hatırlatma: mikrobiyota herhangi bir ortamda yaşayan tüm bakteri, virüs, mantar gibi tüm mikroorganizmaları tanımlamak için kullanılırken mikrobiyom ise aynı ortamdaki tüm mikroorganizmaların genetik materyalini tanımlar.

Toprak Sağlığı Nedir ve Neden Bu Kadar Önemlidir?

Sağlıklı bir gram toprakta bir milyona kadar bakteri hücresi bulunabilmektedir (Prashar & Shah, 2016). Toprak, yeryüzünün biyolojik açıdan en çeşitli habitatlarından biridir. Bakteri, arke, mantar, protist, nematod, solucan gibi pek çok organizmadan oluşan bu karmaşık topluluk, birlikte çalışarak besin döngüsü, organik madde ayrışması, azot bağlama ve karbonun tutulması gibi pek çok işlevi yerine getirir.

Toprak sağlığı kavramı organik madde içeriği, pH, su tutma kapasitesi ve mikrobiyal aktivite gibi fiziksel, kimyasal ve biyolojik parametrelerin bir bütünü olarak ele alınır (Prashar & Shah, 2016). Örneğin organik madde açısından zengin bir toprak, daha çeşitli ve işlevsel bir mikrobiyota barındırır, bu zengin mikrobiyal çeşitlilik de besin döngüsünü iyileştirerek bitki sağlığına doğrudan katkı sağlar. Bunun yanında dünya toprakları, atmosfer ve bitki örtüsündeki karbonun toplamından üç ila dört kat daha fazla karbon depolamaktadır; bu haliyle topraklar küresel iklim değişikliğiyle mücadelede de kritik bir rol üstlenmektedir.

Peki topraktaki mikrobiyal çeşitliliğin azalmasının ne gibi sonuçları olur? İlk akla gelen bitki hastalıklarını baskılama kapasitesinin azalması olacaktır. Zira çeşitli çalışmalar, mikrobiyal çeşitliliğin yüksek olduğu toprakların bitki patojenlerine karşı doğal bir bariyer oluşturduğunu göstermektedir. Yüksek mikrobiyal çeşitlilik, besin ve kaynak rekabetini artırarak patojenlerin yerleşmesini güçleştirir; bu da topraktaki biyolojik çeşitlilik ile bitki hastalıklarını baskılama kapasitesi arasındaki ilişkiyi net biçimde ortaya koymaktadır.

Toprak Mikrobiyotasını Neler Tehdit Ediyor?

Haliyle insan faaliyetleri ve de özellikle modern tarım süreçleri toprak biyoçeşitliliğini farklı yollarla ve hatta birbirlerinin etkisini artırarak tehdit etmektedir. 

İlk akla gelen pestisitler bu tehditler arasında en görünür olanlardan biridir. Pestisitlerde hedef organizmaya ulaşan kimyasal miktarının tüm kullanımın yalnızca %0,1'i olduğu tahmin edilmektedir; geri kalan büyük bölüm ise doğrudan toprağa ve su kaynaklarına karışmaktadır (Mandal vd., 2020). Farklı organizmaları hedefleyen bu tarz kimyasallar hedefledikleri zararlıların yanı sıra pek çok yararlı toprak organizmasını da olumsuz etkilemektedir. Örneğin belirli herbisitlerin azot döngüsünde kritik role sahip bakteri topluluklarını baskıladığı, fungisitlerin ise mantar-bakteri dengesini bozduğu bilinmektedir (Rose vd., 2016; Lo, 2010). Yıllarca tekrarlanan uygulamalar sonucunda toprak mikrobiyal çeşitliliğin yapısı köklü biçimde değişebilmekte ve bu değişim ise besin döngüsü ve hastalık baskılama kapasitesi gibi temel toprak işlevlerini doğrudan etkilemektedir.

Veteriner antibiyotikleri ve hayvan gübresi ise bir diğer ciddi tehdit kaynağını oluşturmaktadır. Hayvancılıkta kullanılan antibiyotiklerin yaklaşık %90'ı metabolize edilmeden dışkıyla atılmakta ve gübre uygulamalarıyla tarım topraklarına ulaşmaktadır (Hammesfahr vd., 2008). Sulfadiazin gibi sulfonamid antibiyotiklerinin tek bir uygulamasının bile toprak mikrobiyel topluluk yapısını iki ayı aşkın bir süre bozduğu deneysel çalışmalarla gösterilmiştir (Hammesfahr vd., 2008). 

Peki bu bizim için ne anlama geliyor? Antibiyotiklerin uzun süreli baskısı altında kalan toprak bakterilerinde antibiyotik direncine sahip bireyler baskın hale gelmekte ve sonrasında yatay gen transferi yoluyla bu direnç genleri insan patojenleri de dahil olmak üzere pek çok bakteri türüne aktarılabilmektedir (Cycon vd., 2019; Zhang vd., 2025).

İklim değişikliği ve yoğun tarım uygulamaları ise bu vahim tabloya eklenen diğer unsurlardır. Aşırı sürüm, monokültür tarım ve aşırı kimyasal gübre kullanımı toprak organik maddesini azaltmakta, pH dengesini bozmakta ve de mikrobiyal çeşitliliği geri dönüşü güç bir şekilde azaltmaktadır. Üstelik iklim değişikliğiyle birlikte artan sıcaklıklar ve değişen yağış düzenleri bu bozulma süreçlerini daha da hızlandırmaktadır.

Toprak Mikrobiyotasının Bozulması Bizi Neden İlgilendirsin?

Toprak mikrobiyotasındaki bozulma önce bitkileri, ardından hayvanları ve nihayetinde insanları etkiler. 

En temelde toprak mikrobiyal çeşitliliğinin azalması bitkilerin besin maddelerine erişimini kısıtlar ve dolaylı olarak elde edilen gıdaların besin yoğunluğunu düşürebilir. Mikorizal mantarlar ve azot bağlayan bakteriler başta olmak üzere pek çok faydalı mikroorganizma, bitkinin topraktan fosfor, azot ve iz elementleri almasında doğrudan rol oynamaktadır. Bu ortaklığın zayıflaması, ürün kalitesinin ve tarımsal verimliliğin düşmesine zemin hazırlamaktadır.

İkinci olarak antibiyotik direnç genlerini taşıyan bakterilerin gıda zinciriyle insanlara taşınabilmektedir. Antibiyotikle muamele edilmiş hayvanların et, süt ve yumurtaları aracılığıyla antibiyotik kalıntıları ve dirençli bakteri suşları insanlara ulaşmaktadır (Rad vd., 2022). Bu durum, günümüzde küresel sağlık gündeminin en üst sıralarında yer alan antimikrobiyal direnç sorununu doğrudan beslemektedir. Her yıl dünya genelinde 700.000'den fazla insanın antimikrobiyal dirençli mikroorganizmalar nedeniyle hayatını kaybettiği ve bu sayının 2050'ye kadar 10 milyona ulaşabileceği öngörülmektedir (Rad vd., 2022).

Son olarak bahsetmemiz gereken bozulan toprak mikrobiyotasının patojen barındırma kapasitesini arttırabileceğidir. Mikrobiyal çeşitlilik azaldıkça patojenlere karşı doğal bariyer de zayıflamaktadır; bu ilişki artık yalnızca bir hipotez olmaktan çıkıp sahadan güçlü verilerle de desteklenmektedir.

Topraktaki Patojenler Nerede, Nasıl Dağılıyor?

Geçtiğimiz günlerde Cell Host & Microbe dergisinin Mayıs 2026 sayısında yayımlanan ve Xiong ve arkadaşlarının 59 ülkeden 1.602 toprak metagenomunu analiz ettiği kapsamlı çalışma, toprak sağlığı ile insan sağlığı bağlantısını daha önce hiç olmadığı kadar somut verilerle gözler önüne sermektedir (Xiong vd., 2026). Çalışma, topraktaki insan bakteriyel patojenlerinin küresel dağılımını, ekolojik tercihlerini ve toprak biyoçeşitliliğiyle ilişkilerini metagenomik, makine öğrenmesi ve kantitatif PCR yöntemlerini bir arada kullanarak haritalandırmıştır.

Analiz sonucunda topraklarda 80 potansiyel insan patojeni belirlenmiş; bunlardan 25'i tüm örneklerin en az %80'inde bulunması ve patojen havuzunun %0,1'inden fazlasını oluşturması kriterleriyle "baskın patojen" olarak sınıflandırılmıştır. Listede Burkholderia pseudomallei, Mycobacterium tuberculosis kompleksi, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enterica, Klebsiella spp. ve Escherichia coli gibi tanıdık ve bir miktar tehlikeli isimler yer almaktadır. Bu patojenlerden 11 tanesi, 2019 yılında dünya genelinde yaklaşık 7,7 milyon ölüme neden olan 33 bakteriyel patojen listesinde de bulunmaktadır.

Çalışmanın belki de en dikkat çekici bulgularından biri, yağışın patojen dağılımı üzerindeki belirleyici rolüdür. Dominant patojenlerin %82,6'sı ortalama yıllık yağışla pozitif bir ilişki sergilemektedir. Tropik ve ılıman iklim kuşaklarındaki tarım arazileri, sulak alanlar ve ormanlar en yüksek patojen yükünü taşıyan ekosistemler olarak öne çıkmaktadır. Öte yandan düşük toprak pH'ı da patojen yoğunluğunu artıran faktörler arasında yer almaktadır; bu bulgu, aşırı kimyasal gübre kullanımıyla hızlanan toprak asidifikasyonunun dolaylı yollarla patojen riskini artırabileceğine işaret etmektedir.

Çalışmanın en kritik bulgusu ise toprak mikrobiyom çeşitliliği ile patojen prevalansı arasındaki güçlü negatif ilişkidir. Hem tür çeşitliliği hem de işlevsel çeşitlilik arttıkça baskın patojenlerin göreli bolluğu azalmaktadır; bahsi geçen çalışmada bu ilişki 23 baskın patojenin 15'inde istatistiksel olarak anlamlı bulunmuş. Başka bir deyişle çeşitli ve işlevsel bir toprak mikrobiyomu, patojenlerin yerleşmesi ve çoğalması önünde biyolojik bir bariyer işlevi görmektedir. Kısaca yüksek mikrobiyal çeşitlilik, kaynak rekabetini ve niş doluluğunu artırarak patojenlerin bu rekabette tutunmasını güçleştirmektedir.

Söz konusu çalışma aynı zamanda geleceğe dair endişe verici bir projeksiyon da sunmaktadır. Çalışmada mevcut iklim değişikliği senaryoları çerçevesinde, baskın patojenlerin oranının 2050'ye kadar dünyanın pek çok bölgesinde artış göstereceği öngörülmektedir. Altı çizilen bu husus, toprak sağlığını korumanın salgın ve pandemi riskini azaltmadaki potansiyel rolünü bir kez daha gündeme taşıması bağlamında önem teşkil etmektedir.

Toprağı Korumak İnsan Sağlığını Korumaktır

Tüm bu söylediklerimiz ve araştırmalar sonucunda elde edilen anlamlı veriler, toprak biyoçeşitliliğini korumanın ve geliştirmenin sadece entelektüel bir çevre meselesi olmadığını; aynı zamanda doğrudan bir halk sağlığı meselesi olduğunu ortaya koymaktadır. Peki ne yapılabilir?

İyi tarım uygulamaları bu noktada belki de en somut, halihazırda uygulanan ancak yaygınlaştırılması gereken başlığı oluşturmaktadır. Sınırlı toprak işleme ya da toprak işlemesiz doğrudan ekim, münavebeli ekim, örtü bitkileri ve organik madde geri dönüşümü gibi uygulamalar toprak organik materyalini arttırmakta, toprak yapısını iyileştirmekte ve mikrobiyal çeşitliliği beslemektedir. Araştırmalar, doğal topraklarda tarım topraklarına kıyasla mikrobiyal çeşitlilik ile patojen prevalansı arasındaki negatif ilişkinin daha güçlü olduğunu göstermektedir; bu da yoğun tarımın biyolojik dengeyi ne denli bozduğuna işaret etmektedir (Xiong vd., 2026).

Mikrobiyal gübreler, yani biyostimülantlar, son yıllarda dünya genelinde hızla büyüyen bir uygulama alanı haline gelmiştir. İçerisinde bulunduğumuz 2026 yıllında yaklaşık 3,5 milyar dolar mertebesinde olan küresel biyostimülant pazarının önümüzdeki 10 sene içerisinde 10 ila 14 milyar dolar hacmine  ulaşacağı tahmin edilmektedir. Azot bağlayan bakteriler, mikorizal mantarlar ve hastalık baskılayan mikroorganizmaların tohumla ya da kökle birlikte toprağa uygulanması, sentetik gübre kullanımını azaltırken bitki sağlığını destekleyebilmektedir. Daha net bir anlatımla insan sağlığı için probiyotikler ne ise toprak sağlığı için biyostimülantlar da o işlevi görmektedir: dışarıdan faydalı mikroorganizma desteği sağlayarak ekosistemin işlevselliğini artırmak.

Biyopestisitler ise kimyasallara alternatif olarak doğal mikroorganizmalardan türetilen biyolojik kontrol ajanlarıdır. Toprak mikrobiyotasını tahrip etme riski taşıyan sentetik pestisitlerin aksine, iyi seçilmiş biyopestisitler zararlıları hedeflerken yararlı mikroorganizmalara zarar vermemektedir. Trichoderma ve Bacillus türleri ticari biyopestisit geliştirme çalışmalarında en çok üzerinde durulan grupların başında gelmektedir. Ayrıca aşırı ve bilinçsiz antibiyotik kullanımının kısıtlanması da toprak mikrobiyotasını dolaylı yoldan korumanın en etkili adımlarından birini oluşturmaktadır.

Sonuç olarak, altımızdaki toprak yalnızca üzerinde yürüdüğümüz pasif bir zemin değildir. Milyarlarca canlıdan oluşan, soluk alan, dönüşüm yapan ve dengeyi koruyan canlı bir ekosistemdir. Bu ekosistemin sağlığı; tohumun çimlenmesinden ekmekteki besine, soluduğumuz havadan içtiğimiz suya, tarladaki patojenden bulaşıcı bir hastalık salgınına kadar uzanan bir zincirin en temel halkasını oluşturmaktadır. Tek Sağlık yaklaşımının tam olarak işlevini yerine getirebilmesi için toprağın bu zincirdeki yerini hak ettiği ağırlıkla tartışmaya dahil etmemiz artık bir tercih değil, bir zorunluluktur.

KAYNAKLAR:

Banerjee, S., & van der Heijden, M.G.A. (2023). Soil microbiomes and one health. Nature Reviews Microbiology, 21, 6–20.

Cycon, M., Mrozik, A., & Piotrowska-Seget, Z. (2019). Antibiotics in the soil environment — degradation and their impact on microbial activity and diversity. Frontiers in Microbiology, 10, 338.

FAO, OIE, & WHO. (2010). The FAO-OIE-WHO collaboration. Sharing responsibilities and coordinating global activities to address health risks at the animal-human ecosystems interfaces. A Tripartite Concept Note.

Hammesfahr, U., Heuer, H., Manzke, B., Smalla, K., & Thiele-Bruhn, S. (2008). Impact of the antibiotic sulfadiazine and pig manure on the microbial community structure in agricultural soils. Soil Biology and Biochemistry, 40, 1583–1591.

Lo, C.C. (2010). Effect of pesticides on soil microbial community. Journal of Environmental Science and Health Part B, 45, 348–359.

Mandal, A., Sarkar, B., Mandal, S., Vithanage, M., Patra, A.K., & Manna, M.C. (2020). Impact of agrochemicals on soil health. In Agrochemicals Detection, Treatment and Remediation. Elsevier.

Prashar, P., & Shah, S. (2016). Impact of fertilizers and pesticides on soil microflora in agriculture. In Sustainable Agriculture Reviews, 19. Springer.

Rad, A.K., Astaykina, A., Streletskii, R., Afsharyzad, Y., Etesami, H., Zarei, M., & Balasundram, S.K. (2022). An overview of antibiotic resistance and abiotic stresses affecting antimicrobial resistance in agricultural soils. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19, 4666.

Rose, M.T., Cavagnaro, T.R., Scanlan, C.A., Rose, T.J., Vancov, T., Kimber, S., Kennedy, I.R., Kookana, R.S., & Van Zwieten, L. (2016). Impact of herbicides on soil biology and function. Advances in Agronomy, 136, 133–220.

Xiong, C., Delgado-Baquerizo, M., Liang, J., Wang, J., Yan, Z., Jensen, S.O., Gao, M., Sáez-Sandino, T., Guirado, E., Muñoz-Rojas, M., Román, R., Maestre, F.T., & Singh, B.K. (2026). Soil microbial diversity associates with lower prevalence of human bacterial pathogens across global soils. Cell Host & Microbe, 34, 1–14.

Zhang, J., Xie, B., & Zhang, Q. (2025). Soil antibiotic resistance genes: sources, transfer mechanisms, environmental risks, and integrated control strategies. Resources Data Journal, 4, 269–293.