Mik azok a zuzmók?

A zuzmó, vagyis a zuzmódzott gomba valójában két olyan szervezet, amelyek egyetlen, stabil egységként működnek. A zuzmók egy algával vagy cianobaktériummal (vagy egyes esetekben mindkettővel) szimbiotikus kapcsolatban élő gombát tartalmaznak. Körülbelül 17 000 zuzmófaj él világszerte.

tudománya

Miért kell kettős organizmust alkotni?

A gombák nem képesek fotoszintézisre, mert hiányzik belőlük a zöld klorofill pigment. Vagyis a gombák nem gyűjthetik be a fényenergiát a napból, és szénhidrátok formájában nem tudnak táplálékot termelni. Ehelyett külső táplálékforrásokat kell keresniük. A táplálékot szerves anyagokból, azaz szén tartalmú vegyületekből, például szénhidrátokból, zsírokból vagy fehérjékből szívják fel.

Másrészt az algák és a cianobaktériumok fotoszintézist végezhetnek, hasonlóan a növényekhez. Valójában a kloroplasztok, amelyek a szárazföldi növények fotoszintézisének helyei, a cianobaktériumok adaptált formái. (Ezeket a korai cianobaktériumokat a primitív növényi sejtek elnyelték valamikor a proterozoikum végén vagy a korai kambriumi időszakban, a Kaliforniai Egyetem paleontológiai múzeuma szerint.)

Tehát amikor egy gomba, amely ebben a kapcsolatban meghatározó partner, egy algával (általában a zöld algákból) vagy a cianobaktériummal társul, hogy zuzmót képezzen, állandó hozzáférést biztosít a táplálékforráshoz. A gomba úgy irányítja az egyesületet, hogy azt mezőgazdaságnak tekinthessük - mondta Robert Lücking, a németországi berlini botanikus kert és botanikus múzeum kurátora és a chicagói Field Museum integratív kutatóközpontjának munkatársa. Úgy írta le, mint egy széntartalmú szervezet szabályozott növekedését, akárcsak búzát, rizst vagy burgonyát. Hozzátette, hogy a cianobaktériumok a gombáknak a nitrogén rögzítésének további előnyeit is biztosítják. Ez az a biokémiai reakció, amelyben a légköri nitrogén ammóniává alakul át, amely az elem használhatóbb formája. Cserébe az algák és a cianobaktériumok védett környezetet biztosítanak, különösen a káros ultraibolya sugarak ellen. A gombák gyakran alkotnak védő kéreget [vagy héjat] pigmentekkel, amelyek elnyelik az ultraibolya fényt - mondta Lücking.

Végül, mivel a zuzmók, a gombák, az algák és a cianobaktériumok képesek olyan környezetben élni, amelyben másképp nem élhettek. Lücking megjegyezte, hogy a meleg és hideg sivatagok, valamint a kitett felületek jó példák az ilyen környezetekre. [Galéria: A zuzmó furcsa világa: minden, ami nem szokványos]

Elnevezéstan

A zuzmó gombás összetevőjét "mikobiontnak", az algát vagy a cianobaktériumot pedig "fotobiontnak" nevezik. A zuzmó tudományos neve megegyezik a mikobionttal, függetlenül a fotobiont azonosságától. A zuzmónak szentelt weboldalán Alan Silverside, aki most nyugdíjazott a Skócia nyugati egyetemétől, a Sticta canariensis gomba példáját említi. Ez a gomba képes két különböző zuzmótársítás kialakítására egy algával és a cianobaktériummal, mégis mindkét zuzmót Sticta canariensis-nek nevezik. "Ha a gombafajok változatlanok maradnak, akkor a zuzmó neve is változik, még akkor is, ha a zuzmó megjelenése változik" - állítja Silverside.

Szerkezet

A thallus néven ismert zuzmó vegetatív része a Lichcking szerint nem lichenizált gombákban ismeretlen. A thallus adja a zuzmókat jellegzetes külső megjelenésüknek. A zuzmó thalli sokféle formában létezik. A Silverside oldalain találhatók például a lombos zuzmók, amelyek laposak és levelesek; fruticose zuzmó, amelynek vonalas, csomózott megjelenése van; lapos zuzmó, amelynek lapos, átfedő pikkelyei vannak; a kéregzuzmó pedig, amely a nevéből kitűnik, szorosan tapadt kérget képez a lakott felület felett.

Általában a thallus zuzmó belseje rétegzettnek tűnik, a mikobiontos és a fotobiontos sejtek rétegekbe rendeződnek. Az Egyesült Államok Erdészeti Szolgálata szerint a külső réteg vagy a kéreg vastag, szorosan csomagolt gombasejtekből áll. Ezt követi a fotobionttal rendelkező szegmens (zöld algák vagy cianobaktériumok). Ha egy zuzmónak algája és cianobaktériuma is van, a cianobaktériumok a felső kéreg fölötti kis rekeszekben láthatók. A végső réteg a medulla, lazán elrendezett gombasejtekkel, amelyek filamentumokhoz hasonlítanak.

A medulla alatti kiterjesztések, amelyeket bazális kötéseknek hívnak, lehetővé teszik a zuzmók tapadását a különböző felületeken. A tipikus bazális kötődések közé tartoznak a rizinek, amelyek a medullából nyúló gombás szálak, és egyetlen, a tartásnak nevezett központi szerkezet, amely a sziklákra tapad. Az Erdészeti Szolgálat példaként említi a köldökzuzmának nevezett lombos zuzmót, ahol a tartás köldökzsinórra hasonlít.

Az általános tallusszerkezet alól kivételként a zselés zuzmóknak nincs réteges vagy rétegzett tallusa. A mikobiont és a fotobiont komponensek egyetlen rétegben ülnek össze. Ennek eredményeként a zselés zuzmók úgy néznek ki, mint a zselék; például Collema auriforme.

Megjelenés

Szárazon a zuzmók egyszerűen felveszik a mikobiont (a gomba) színét, vagy lehetnek sárgák és szürkék. De nedves állapotban teljesen átalakulnak. Ennek oka, hogy a felső kéreg gombasejtjei átlátszóvá válnak, és az alga- vagy a cianobaktériumrétegek színei áthúzódhatnak. A zöld algák élénk zöld színű zuzmókat adnak, míg a cianobaktériumok sötétzöld, barna vagy fekete árnyalatokat adnak az Erdészeti Szolgálat szerint.

A dinamika megértése

A mikobiont számára a fotobionttal való kapcsolat „kötelező” vagy függőségi. "Amennyire ismert, a mikobiont nem maradhat fenn a természetben lichenizáció nélkül" - mondta Lücking a LiveScience-nek. "A mikobiont önmagában [csak] csak egy rövid ideig terjed, amikor a gombaspórák segítségével szétszóródik."

A stabil asszociáció megteremtése és fenntartása érdekében az evolúció kiválasztotta a zuzmó partnerség bizonyos jellemzőit. "A zuzmók létrehozásának három fontos tényezője van: az egyesület elismerése, elfogadása és alkalmassága" - mondta Lücking. "Feltételezzük, hogy mindhárom evolúciós szelekción esik át, és ezért optimalizálják őket."

Lücking az elismerés fogalmát részletesen kifejtette, rámutatva, hogy a mikobiont (gomba) nem tud társulni egyetlen adott algával vagy cianobaktériummal sem. Kémiai felismeréssel aktívan keresi a fotobiontot. Az elfogadás akkor következik be, amikor a két zuzmópartner kölcsönhatásba lép, anélkül, hogy negatívan befolyásolnák egymást. "Például, ha az alga parazitának tartja a gomba, akkor olyan védekező mechanizmusokkal reagál, amelyek megakadályozhatják a stabil szimbiózis kialakulását" - mondta. "Tehát evolúciós értelemben a két biont" megtanulta ", hogyan kell kölcsönösen kölcsönhatásba lépni, de oly módon, hogy a gomba irányítsa az interakciót." Végül a kapcsolat alkalmasságát az egészséges növekedés és a reprodukciós siker határozza meg. "Minél több szénhidrátot képes előállítani a fotobiont időegységenként adott körülmények között, annál gyorsabban növekszik a zuzmó és annál versenyképesebb" - mondta Lücking. Megjegyzi, hogy a fitnesz és a zuzmó partnerek együttes működése a környezeti feltételektől függ.

Általában, miután egy zuzmótársulás létrejött, a mikobiont nem vált partneret. Lücking azonban kivételként a Sticta canariensis, egy fotoszimbióma (egy gomba, amely különféle zuzmókat képezhet különböző fotobionttal) példát hozhat fel. Ebben az esetben a gomba árnyékos, párás körülmények között egy cianobaktériummal társul, kicsi, cserjeszerű tallit alkot. Szárazabb vagy jobban kitett körülmények között a gomba ehelyett a zöld algákkal társul, nagy, lapos lebenyt képezve. "Ha a körülmények idővel vagy rövid távolságon belül változnak, látni látszik, hogy egyes személyek cianobaktérium zuzmóként kezdenek, majd hirtelen zöld lebenyeket képeznek [a zöld algákkal társulva]" - mondta. "Tehát ugyanaz a gombás egyed ad hoc módon válthat partnert."

Mi nem zuzmó?

Fontos megjegyezni, hogy a gomba és az algák vagy a cianobaktériumok közötti bármilyen kapcsolat nem számít automatikusan lichenizációnak. "Zuzmótársulásokban a gomba képes nem lichenizált gombákban ismeretlen struktúrákat kialakítani - a tallust -, és a gomba a fotobiont morfológiáját is befolyásolja és megváltoztatja" - mondta Lücking a LiveScience-nek. "Ezért a gomba-algatársulások, amelyekben ez nem így van, nem minősülnek zuzmónak." Hozzátette: az is gyanítható, hogy bizonyos nem fotoszintetikus baktériumok fontosak a zuzmódás szempontjából.

Az erdőszolgálat szerint a mohák sem zuzmók. Bár első pillantásra egyesek felületesen hasonlíthatnak egy zuzmóra, a mohák valójában a növények primitív változatai, és képesek független fotoszintézisre.

Fontosság

A zuzmók a különféle környezeti folyamatok kulcsszereplői. Például a cianobaktériumok fotobiontjai részt vesznek a nitrogén rögzítésében. A zuzmók hozzájárulnak a biológiai időjárásnak nevezett jelenséghez is. A zuzmó mikobiontjai bizonyos kémiai anyagok előállításával lebonthatják a kőzeteket és ásványi anyagokat szabadíthatnak fel. A Catena folyóiratban megjelent 2000-es cikk szerint a zuzmók pusztán fizikailag tapadva, thallijuk kiterjedésével és összehúzódásával megzavarhatják a kőzetfelületeket is.

A cikk szerint az időjárás a sziklák esetleges felbomlásához vezethet. Bár ez hátrány, különösen akkor, ha a zuzmók építőköveken nőnek, a primitív talajképződés szempontjából is elengedhetetlen lépés. A zuzmók bomlásakor a visszamaradt szerves anyag, valamint a thalli által befogott kőzet- és porrészecskék anyagot adnak a primitív talajok fejlődéséhez.

A Cladonia rangiferina zuzmófaj, amelyet általában rénszarvas zuzmának neveznek, fontos téli takarmányforrás a legtöbb észak-amerikai karibu populáció számára, és a téli étrend kulcsfontosságú összetevői (kivéve a sekély hótakarójú vagy enyhe télű területeket) az Erdészeti Szolgálat szerint.

Végül a zuzmók a szennyezés kiváló mutatói. Az Erdészeti Szolgálat szerint a zuzmók olyan szennyező anyagokat képesek felszívni, mint a nehézfémek, a szén és a kén. Ezeknek a szennyező anyagoknak a kinyerése jelzi a légkörben jelenlévő szinteket. Ez a folyamat zuzmó biomonitoring néven ismert.

Friss hírek

A Live Science a Future US Inc része, egy nemzetközi médiacsoport és vezető digitális kiadó. Látogassa meg vállalati oldalunkat.