ZUZMÓK: JELLEMZŐK, TÍPUSOK ÉS FAJOK - BIOLÓGIA - 2026

A zuzmók szimbiotikus társulások a gombák (mycobiont) és a zöld alga vagy a cianobaktérium (fotobiont) között. A zuzmust alkotó gombák nem képesek egyedül a természetben életben maradni, és nem képesek fotobiont nélkül létrehozni a zuzmó növekedési formák vagy másodlagos anyagok nagy változatosságát.

A legtöbb mycobiont az Ascomycota egy csoportjába tartozik, amelyet Lecanoromycetes-nek hívnak. A legtöbb fotobionta a Trebouxia és a Trentepohlia (zöld algák), valamint a Calothrix, a Gloecapsa és a Nostoc (ciánbaktériumok) nemzetségbe tartozik.

Zuzmó. Forrás: pixabay.com

Első pillantásra a zuzmók növényeknek tűnnek, de a mikroszkóp segítségével láthatjuk, hogy a gomba rostjai által alkotott mátrixban egymással összefonódó fotobiont sejtek milliói vannak egymással összekapcsolva. A gomba egy talliust képez, amelyben található a fotobiont.

A szárazföldi ökoszisztémák körülbelül 8% -át zuzmók uralják. Ezekben az ökoszisztémákban az érrendszeri növények fiziológiai határukon vannak. A zuzmóknak előnye van abban a képességükben, hogy túléljék a szélsőséges hideg-, hő- és vízterhelést, ezért maradhatnak torpor állapotban.

A zuzmókat eloszlásuk, szaporodásuk és szaporodásuk, morfológiájuk, anyagcseréjük, szimbiotikus kölcsönhatások és ökológia jellemzik.

jellemzők

terjesztés

A zuzmókat szinte a világ minden táján megtalálják, elsősorban szélsőséges környezetben, például a sivatagban és a magas hegyekben. Szoros kapcsolat van a talliusz alakja (más néven a zuzmó testének neve) és eloszlása ​​között. A talliusznak három különféle növekedési formája van: rákos, foliózus és fruktózus.

A héjas tallus a felülethez szorosan kapcsolódó kéreghez hasonlít. Nem távolíthatók el a zuzmó megsemmisítése nélkül. Az ilyen alakú zuzmók ellenállnak az aszálynak, és jól alkalmazkodnak a száraz éghajlati viszonyokhoz, például a sivataghoz. Példa erre az Arthopyrenia halodytes, amely a Földközi-tengeren meszes hordozókon él.

A leveles (vagy lombos) talliusz kis cserjére hasonlít. Az ilyen alakú zuzmók a leggyakrabban esőben nőnek. Példa erre a Physma nemzetség, amely Ausztrália trópusi esőerdőjében él a fák kérgén.

A fruticus (vagy fruticulous) tallusz rostos, levél alakú. Az ilyen alakú zuzmók légköri vízgőzt használnak. Elsősorban nedves környezetben élnek, például felhős területeken az óceán partján és a trópusok hegyvidéki területein. Erre példa a Ramalina pollinaria, amely Svájcban egy fenyőfán (Abies alba) él.

Szaporodás és szaporodás

A zuzmók leggyakoribb szaporodása a mycobiont szexuális. Az ilyen típusú szaporodásban a mycobiont számos spórát szabadít fel, amelyeknek a csírázás után kompatibilis fotobiontot kell találniuk.

Mivel a spórák genetikailag sokszínűek, a gomba és a zöld alga egyesülése egy zuzmó kialakulásához nagy genetikai variabilitást generál a zuzmóban. Meg kell jegyezni, hogy a fotobiont csak klonálisan szaporodik, a Trentepohlialeshez tartozó fotobiontok kivételével.

Ha a mycobiont aszexuálisan szaporodik, akkor a fotobiont speciális vegetatív szaporítóanyagokon, például a soredia és az isidia révén továbbjut a mycobiontjával a következő generációhoz. Ezek a talluskéreg felületén lévő repedések és pórusok révén kifelé növekedések.

A Soredia kis algacsomók és gombás micéliumok. Ez a szaporodási mód jellemző a lombos és gyümölcsös zuzmókra. Például a Lepraria thallus teljes egészében sorediából áll.

Az isidia a thallus kicsi kiterjesztése, amely az aszexuális szaporodáshoz is szolgál, ha a thallust levágják. Például a Parmotrema crinitum talluszát isidia borítja.

Morfológia

A zuzmók morfológiája és anatómiája válaszol a környezet által a szimbiózissal szemben támasztott korlátozásokra. A mycobiont külső és a photobiont belső. A talli megjelenését a mycobiont határozza meg.

Minden zuzmó hasonló belső morfológiájú. A zuzmó testét mikobionta szálak alkotják.

Ezeknek a szálaknak a sűrűsége határozza meg a zuzmó rétegeit. A környezettel érintkező felületen a szálak nagyon tömörödtek, és a kéreg kialakul, ami csökkenti a fény intenzitását, megakadályozva ezzel a fotobiont károsodását.

A kéreg alatt algák alkotják a réteget. Ott a szálak sűrűsége alacsony. Az algaréteg alatt található a rák, amely egy szálakból álló laza réteg. Rákos zuzmókban a bél érintkezésbe kerül az aljzattal.

A foliózus zuzmókban, a medulla alatt van egy második kéreg, úgynevezett belső kéreg, amelyet a gyökérzethez hasonló gombafajok kötik a szubsztrátumhoz, ezért rhizinek hívják őket.

A gyümölcs zuzmókban a kéreg egy réteg algát vesz körül. Ez viszont körülveszi a medulla-t.

Anyagcsere

A zuzmó teljes biomassza körülbelül 10% -át a fotobiont alkotja, amely a fotoszintézis útján szénhidrátokat állít elő. A zuzmók száraz tömegének 40-50% -a szén, amelyet a fotoszintézis rögzít.

A fotobiontban szintetizált szénhidrátokat a mycobiontba szállítják, ahol felhasználják a másodlagos metabolitok bioszintéziséhez. Ha a fotobiont cianobaktérium, a szintetizált szénhidrát glükóz. Ha zöld algákról van szó, akkor a szénhidrátok ribitol, eritrole vagy szorbit.

A másodlagos metabolitok fő osztályai a következőkön keresztül érkeznek:

- acetil-polimalonil

- Mevalonsav

- Shikiminsav.

Az első útvonaltermékek az alifás savak, észterek és rokon származékaik, valamint a poliketidekből származó aromás vegyületek. A második út termékei a triterpének és a szteroidok. A harmadik módszer termékei a terfenilkinonok és a pulvinsav-származékok.

A fotobiont vitaminokat is biztosít a mikobiont számára. A mycobiont a levegőből származó vizet biztosítja és a fénybiontot fénynek teszi ki, hogy képes legyen fotoszintézist végezni. A kéregben lévő pigmentek vagy kristályok szűrőként működnek, és elnyelik a fotoszintézishez szükséges bizonyos hullámhosszokat.

Szimbiotikus kölcsönhatások

A szelektivitás és a specifitás kifejezések felhasználhatók a szimbiotikus asszociációkra. A szelektivitás az, amikor az egyik szervezet preferenciálisan kölcsönhatásba lép egy másikval. A specifitás arra a sejt-sejt kölcsönhatásra utal, amelyben abszolút kizárólagosság van.

Javasolták, hogy a zuzmókat nagyon szelektív szimbiózisnak lehessen tekinteni. Néhány megfigyelés, amely alátámasztja ezt az ötletet:

- Az algák nemzedeinek ezreiből nagyon kevés a fotobionta.

- Bizonyos szabad algákat, amelyek ugyanazon élőhelyeket gyarmatosítják, a zuzmókat nem építették be azokba annak ellenére, hogy közvetlen érintkezésben vannak.

Javasolták, hogy néhány zuzmóban, például a Cladonia nemzetségben, a mikobiont erősen szelektív és specifikus legyen a szimbiónus algákkal szemben. Más zuzmók, mint például a Lepraria és a Stereocaulon nemzetségek csak specifikusak (mindkét esetben az Asterochloris algákkal szemben).

Általában alacsony a fajlagosság faj- vagy populációs szinten. Ezenkívül azt is figyelembe kell venni, hogy a összetétel nem az egyetlen meghatározó tényezõ: a fajlagosságot a helyi környezeti feltételek befolyásolják.

Ökológia

A vaszkével összehasonlítva a zuzmók gyenge versenytársak kis méretük és rendkívül lassú növekedésük miatt. Ennek ellenére a zuzmófajok összetétele befolyásolhatja a talaj textúráját és kémiáját, növelve a takarmányt és a biodiverzitást.

A zuzmók jelenlétét és mennyiségét olyan tényezők határozzák meg, mint például a szubsztrátum kémiája és stabilitása, a rendelkezésre álló fény és a környezet páratartalma. Így a zuzmó-közösségek megváltozhatnak a hőmérséklet vagy a víz rendelkezésre állása következtében.

Ezért a zuzmók az éghajlatváltozás bioindikátoraiként szolgálnak, amelyeket időszakonként figyelemmel lehet kísérni a vizsgált területen található zuzmók lefedettségének és fajgazdagságának elemzésével.

A zuzmóknak az éghajlatváltozás bioindikátorként történő felhasználásának a következő előnyei vannak:

- Napi mérésekre nincs szükség.

- A zuzmók hosszú élettartamúak és széles körben elterjedtek.

- A zuzmó megfigyelése extrém környezeti feltételekkel rendelkező régiókban található állomásokon végezhető el.

Egyes zuzmók fotobiontumai a környezeti szennyezés bioindikátoraiként is szolgálnak. Például a Coccomyxa fotobiont nagyon érzékeny a nehézfémekre.

típusai

A zuzmók kifejezetten ellenálló képességgel bírnak, képesek más élőlények számára kedvtelen környezetben letelepedni. Ugyanakkor rendkívül érzékenyek lehetnek az ember által okozott környezeti zavarokra is.

A zuzmókat besorolhatjuk a növekedési környezetük, a pH-szükségletük vagy a tápanyagok típusa alapján. Például a környezet alapján a zuzmókat szaxicolesre, kortikoszteroidokra, tengeri, édesvízi és tüszőkre osztják.

A szaxikulturális zuzmók sziklákon nőnek. Példa: Peltula tortuosa, Amandinea coniops, Verrucaria elaeina.

A fa kérgén nőnek a kertészeti zuzmók. Példák: Alectoria spp., Cryptothecia rubrocincta, Evernia spp., Lobaria pulmonaria, Usnea spp.

A tengeri zuzmók sziklákon nőnek fel, ahol a hullámok verte. Példák: Arthopyrenia halodytes, Lichina spp., Verrucaria maura.

Az édesvízi zuzmók sziklákon nőnek, amelyeken mozgó víz van. Példák: Peltigera hydrothyria, Leptosira obovata.

A tüsző zuzmók esőerdő leveleken nőnek. Az ilyen típusú fajok mikroklimatikus bioindikátorokként szolgálnak.

taxonómia

Mivel ezek poliszpecifikus organizmusok, és a mycobiont és mycobiont összegének tekintik őket, a zuzmóknak nincs formális státusuk az élő szervezetek taxonómiájában. A zuzmók ősi taxonómiai osztályozása egyetlen entitásként alakult ki, még mielőtt azok szimbiotikus természetét felismerték volna.

A zuzmók jelenlegi taxonómiája kizárólag a mycobiont karakterén és filogenetikai kapcsolatán alapszik. Ezért az összes zuzmót gombaként sorolják be.

Jelenleg a zuzmust alkotó gombák sorrendjét, családját és nemzetségét a gyümölcstestek jellemzik. A talmussal rendelkező zuzmók, noha morfológiailag különböznek egymástól, ugyanabban a családban vagy nemzetségben egyesülnek. Más struktúrákat, például isídiumokat és sóciákat is figyelembe kell venni.

A zuzmust képező gombás fajok 98% -a tartozik a Phylum Ascomycota-ba. A fennmaradó fajok nagy része a Phylum Basidiomycota fajhoz tartozik. A fotobiontták esetében a fajok 87% -a zöld alga, 10% -a cianobaktériumok, 3% -a pedig a zöld algák és a cianobaktériumok kombinációja.

A molekuláris vizsgálatok lehetővé tették a fajok morfológiai alapú fogalmának módosítását. Hasonlóképpen, a szekunder metabolit vizsgálatok lehetővé tették a morfológiailag hasonló fajok elválasztását.

Reprezentatív fajok

Trópusi láncok

Mivel a zuzmók elsődleges termelők, táplálékot szolgálnak a növényevő állatok számára. Észak-Amerikában és Eurázsiaban a nagy növényevő emlősök, például a rénszarvas és a karibu táplálkoznak a Cladonia rangiferina zuzmóval. Télen ezek a növényevõk napi 3–5 kg-ot fogyaszthatnak e zuzmóból.

A rénszarvas-zuzmóként ismert C. rangiferina a Lecanoromycetes osztályba és a Cladoniaceae családba tartozik. A C. rangifera a tipikus érrendszeri növényekhez hasonló méretű lehet. Szürke, gyümölcsszerű talmussal.

A Cladonia nemhez tartozó fajok tolerálják a magas fémkoncentrációkat, ezért képesek magas koncentrációban tárolni a stroncium és cézium radioaktív származékait. Ez a zuzmó az állatok általi fogyasztás problémát jelent, mivel elérheti az ártalmas szintet azoknál az embereknél, akik ezeket az állatokat eszik.

Parfümipar

Az Evernia prunastri, melyet tölgy mohanak neveznek, és a Pseudevernia furfuracea fafajnak nevezett zuzmófajok, amelyek fontosak az parfümiparban. A Lecanoromycetes osztályba és a Parmeliaceae családba tartoznak.

Mindkét fajt begyűjtik Franciaország déli részén, Marokkóban és a volt Jugoszláviában, évente mintegy 9000 tonna feldolgozással. A parfümipar számára hasznos mellett a P. furfuracea érzékeny a szennyeződésre, ezért használják ipari szennyeződés ellenőrzésére.

Alkalmazások

A zuzmók gazdag pigmentekben, amelyek megakadályozzák az ultraibolya B (UVB) fényt. A Collema zuzmó cianobaktériumai gazdagok az ilyen pigmentekben, amelyeket tisztítottak és szabadalmaztattak olyan termékként, amely 80% -os védelmet nyújt az UVB ellen.

A cyanoliquen Collema cristatum, például egy pigment nevű collemin A (ʎ _max = 311 nm), a mycosporin ez az egyetlen, amely az UVB védelmet (280-315 nm).

A Roccellla montagnei gyümölcsös likőr, amely sziklákon nő, és amelyből vörös vagy lila festéket kapnak a mediterrán térségben. Más zuzmók, mint például a Heteroderma obscurata és a Nephroma laevigatum, színezőanyagként használt antrakinonokat tartalmaznak.

A zuzmók olyan anyagokkal rendelkeznek, amelyeket a gyógyszeripar felhasználhat. Számos zuzmófaj rendelkezik aktív vegyületekkel, amelyek elpusztítják a baktériumokat, például a Staphylococcus aureus, a Pseudomonas aeruginosa, a Bacillus subtilis és az Escherichia coli. Ezenkívül a zuzmóknak nagy a potenciális rákellenes gyógyszerek forrása.

Irodalom

1. Galun, M.. Bubrick, P. 1984. A zuzmó-szimbiózis partnerei közötti élettani kölcsönhatások. HF Linskens et al. (szerk.), Cellular Interactions, Springer-Verlag, Berlin.
2. Lutzoni, F., Miadlikowska, J. Lichens. Current Biology, 19, 1–2.
3. Nash, TH 2008. Zuzmós biológia. Cambridge, Cambridge.
4. Nguyen, KH, Chollet-Krugler, M., Tomasi, S. 2013. UV-védő metabolitok a zuzmóktól és azok szimbiotikus partnereitől. Natural Products Reports, 30, 1490-1508.
5. Oksanen, I. 2006. A zuzmók ökológiai és biotechnológiai szempontjai. Applied Microbiology Biotechnology, 73, 723-734.
6. Peksa, O., Kaloud PS 2011. Befolyásolják-e a fotobiontták a zuzmók ökológiáját? A szimbiotikus zöld alga Asterochloris (Trebouxiophyceae) Molecular Ecology, 20, 3936–3948, környezeti preferenciáinak esettanulmánya.
7. Shrestha, G., St. Clair, LL 2013. Zuzmók: az antibiotikus és rákellenes gyógyszerek ígéretes forrása Phytochemistry Review, 12, 229–244.
8. Zedda, L., Gröngröft, A., Schultz, M., Petersen, A., Mills, A., Rambold, G. 2011. A talaj zuzmók eloszlási mintái Dél-Afrika fő biomáiban. Journal of Arid Environments, 75, 215e220.