ĐỊA Y (LICHEN) – MỘT DẠNG SỐNG CỘNG SINH
Địa y được định nghĩa là một tổ chức sống cộng sinh, thường là sự kết hợp của vi nấm (mycobiont) và một hoặc nhiều vi sinh vật quang hợp (photobiont); mà thường gặp là tảo lục (green alga) và vi khuẩn lam (cyanobacteria) (sau đây gọi chung là tảo). Sự tương tác giữa vi nấm và vi tảo ở địa y hết sức phức tạp, chúng được phân loại thành nhiều loại hình quan hệ bởi Rambold and Triebel 1. Nhìn chung nhiều tác giả xem xét địa y như một thực thể riêng biệt, tuy nhiên, cần chú ý đây là một hệ cộng sinh gồm hai, thậm chí ba sinh vật. Do đó, các quan điểm về di truyền, tiến hoá, phân loại, sinh sản có những điểm đặc trưng riêng.
Bản chất cộng sinh của địa y là vấn đề gây nhiều tranh cãi. Hầu hết các quan điểm giáo khoa cho rằng địa y là sự tương hỗ giữa nấm và sinh vật quang dưỡng. Tuy nhiên, có quan điểm cho rằng địa y là một điển hình về ký sinh có kiểm soát, vì hầu như vi nấm hưởng nhiều lợi ích, còn sinh vật quang dưỡng thì phát triển chậm hơn khi sống tự do 2. Trong thực tế, mối quan hệ này còn phức tạp hơn nhiều khi có sự góp mặt của hệ vi nấm liên quan (lichenicolous) 3, với quan hệ ký sinh, hội sinh (commensalistic), hoại sinh (saprophytic) 1.
Hình thái địa y bị ảnh hưởng mạnh bởi sinh vật quang dưỡng, và sự tiếp xúc của chúng với nấm. Trong tự nhiên, có nhiều trường hợp cùng một loài nấm (xác định bằng sinh học phân tử) nhưng có hai kiểu hình thái rất riêng biệt tương ứng với tảo lục và vi khuẩn lam, những kiểu hình thái khác nhau này gọi là các cặp týp hình thái (photosymbiodemes).
Trong môi trường, vi nấm không tạo được tản, nhưng khi tiếp xúc với tảo chúng bắt đầu phát triển thành tản. Sau đó, vi nấm bao quanh tảo và xâm nhập vào bề mặt của chúng bằng cấu trúc giác hút (haustoria). Các giác hút đôi khi bám và làm chết các tế bào tảo, cấu trúc này cũng thường gặp ở nấm ký sinh, do đó Ahmadjian (1993) cho rằng địa y là một dạng ký sinh có kiểm soát. Mặc dù bằng chứng thực nghiệm hạn chế, nhưng giác hút giả định là nơi chuyển giao carbohydrat từ tảo sang nấm. Mối quan hệ cộng sinh sẽ rõ ràng hơn, nếu có chứng minh về sự chuyển chất dinh dưỡng từ nấm sang tảo thông qua giác hút này.
Về mặt sinh thái, địa y phân bố rộng rãi từ vùng nhiệt đới đến vùng cực. Các tảo lục và vi khuẩn lam thường sống dưới nước có thể xuất hiện ở những vùng khô hạn, dưới dạng sống là địa y. Nhờ hệ sợi nấm giúp giữ ẩm và giảm cường độ bức xạ ánh sáng mà sự quang hợp của tảo diễn ra một cách hiệu quả.
ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG
Địa y sinh trưởng chậm và sống lâu năm. Phần lớn các loài địa y vùng ôn đới, cận nhiệt và nhiệt đới tăng trưởng vài milimét tới vài centimét trong một năm và phát triển mạnh nhất ở vùng khí hậu ẩm ven biển và rừng mưa Bắc Mỹ. Ở vùng rất lạnh và rất nóng, địa y phải mất hàng thế kỷ để đạt được kích thước lớn. Địa y rất nhạy cảm với sự ô nhiễm không khí như chất oxy hóa, SO2, HF..., đã xảy ra hiện tượng địa y biến mất ở các đô thị lớn; vì vậy mà nó phản ánh một phần mức độ ô nhiễm không khí. Nguyên nhân là do nguồn dinh dưỡng của địa y chủ yếu từ môi trường xung quanh, chẳng hạn như nguồn nước của địa y là từ sương có thể mang theo nhiều chất ô nhiễm và địa y không thể thải độc qua quá trình rụng lá như các loài thực vật bậc cao cũng như không có lớp biểu bì nên các chất ô nhiễm có thể xâm nhập vào địa y 4.
CẤU TRÚC CỦA TẢN ĐỊA Y VÀ PHÂN LOẠI
Địa y được phân loại như một loài nấm, ước tính có khoảng 13.500 loài (Hawksworth và Hill (1984)) đến 17.000 loài theo (Hale (1974)). Vi nấm ở các loài địa y tập trung vào lớp nấm túi (Ascomycetes), nấm đảm (Basidiomycetes) và nấm bất toàn (Deuteromycetes). Nếu có sự xuất hiện của hình thái quả thể, thì các địa y này thuộc nấm túi hoặc nấm đảm. Ngoài ra, hiện tượng cộng sinh giữa xạ khuẩn (Actinomycetes), nấm nhầy (Myxomycetes), nấm roi (Mastigomycetes) với tảo cũng được tìm thấy trong tự nhiên, nhưng nhìn chung chúng không được xếp vào địa y.
Các tản địa y thường có cấu trúc cực kỳ phức tạp mà người quan sát thiếu kinh nghiệm có thể bỏ qua vì không nhận ra đặc điểm khác biệt của từng loại. Đầu thế kỷ XIX, các nhà thực vật học đã nỗ lực để phân loại địa y, hệ thống hoá các đặc điểm tăng trưởng của nó, đầu tiên họ chia địa y thành một số lớp dựa trên đặc điểm tăng trưởng. Ví dụ, địa y trên đá, trên cây, trên đất với tản mỏng, khả năng bám chắc hoặc lỏng lẻo lên cơ chất; dạng thẳng đứng, dạng phân nhánh, dạng bụi. Tuy nhiên, nguyên tắc phân loại như vậy chỉ tập trung cục bộ vào một giai đoạn phát triển nhất định, trong khi địa y là hệ sống lâu dài và đa dạng.
Mặc dù có những điểm chưa hợp lý, nhưng việc phân chia các địa y dựa vào dạng tăng trưởng có nhiều thuận tiện. Nó trở thành thói quen của nhiều nhà thực vật học. Do đó, dạng tăng trưởng được chọn làm nút phát sinh trong đa số các khoá phân loại địa y hiện nay. Nhìn chúng có ba dạng địa y cơ bản gồm địa y khảm dính chặt vào cơ chất (crustose), địa y phiến với nhiều thuỳ như lá cây (foliose), địa y cành (bụi) với nhiều sợi, mọc thành bụi (fruitose).
Hình 1. Các dạng tản địa y cơ bản và cấu trúc cắt ngang
Ngoài ra, mỗi loài địa y có màu sắc đặc trưng nhưng cũng khó phân biệt giữa một số loài địa y với nhau, như cam, vàng chanh tới lục nhạt, xanh vàng nhạt, xám trắng, xám xanh, xám đen, nâu, đen... Màu sắc cũng là một yếu tố để nhận dạng loài địa y 5.
1. Rambold, G.; Triebel, D., The inter-lecanoralean associations. 1992.
2. Ahmadjian, V., The lichen symbiosis. John Wiley & Sons: 1993.
3. Lawrey, J. D.; Diederich, P., Lichenicolous fungi: interactions, evolution, and biodiversity. The Bryologist 2003, 106 (1), 80-120.
4. Elix, J.; Stocker-Wörgötter, E.; Nash, T., Lichen biology. ed. Nash III TH, Cambridge University Press, New York 2008, 104-133.
5. Hale, M. E., How to know the lichens. WC Brown Co.: 1979.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét