ไลเคน: ลักษณะชนิดและชนิด - ชีววิทยา - 2025

ไลเคนมีความสัมพันธ์ทางชีวภาพระหว่างเชื้อรา (mycobiont) และสาหร่ายสีเขียวหรือไซยาโนแบคทีเรีย (ที่ photobiont) เชื้อราที่สร้างไลเคนไม่สามารถดำรงอยู่ได้โดยลำพังในธรรมชาติและไม่สามารถสร้างรูปแบบการเจริญเติบโตของไลเคนหรือสารทุติยภูมิที่หลากหลายได้โดยไม่ต้องใช้แสง

mycobionts ส่วนใหญ่อยู่ในกลุ่ม Ascomycota ที่เรียกว่า Lecanoromycetes โฟโตไบออนส่วนใหญ่เป็นของสกุล Trebouxia และ Trentepohlia (สาหร่ายสีเขียว) และ Calothrix, Gloecapsa และ Nostoc (ไซยาโนแบคทีเรีย)

ตะไคร่น้ำ ที่มา: pixabay.com

เมื่อมองแวบแรกไลเคนดูเหมือนพืช แต่ด้วยกล้องจุลทรรศน์จะสังเกตเห็นความสัมพันธ์ของเซลล์โฟโตบิออนต์หลายล้านเซลล์ที่พันกันภายในเมทริกซ์ที่เกิดจากเส้นใยของเชื้อรา เชื้อราก่อตัวเป็นแทลลัสซึ่งเป็นที่ตั้งของโฟโตบิออน

ประมาณ 8% ของระบบนิเวศบนบกถูกไลเคนครอบงำ ในระบบนิเวศเหล่านี้พืชที่มีหลอดเลือดอยู่ในขีด จำกัด ทางสรีรวิทยา ไลเคนมีข้อได้เปรียบในความสามารถในการอยู่รอดจากความเย็นจัดความร้อนและความเครียดจากน้ำซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้พวกมันอยู่ในสภาพที่ร้อนจัดได้

ไลเคนมีลักษณะเฉพาะด้วยการกระจายพันธุ์การขยายพันธุ์และการสืบพันธุ์สัณฐานวิทยาเมแทบอลิซึมปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพและนิเวศวิทยา

ลักษณะเฉพาะ

การกระจาย

ไลเคนสามารถพบได้เกือบทุกที่ในโลกโดยส่วนใหญ่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นทะเลทรายและภูเขาสูง มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดระหว่างรูปร่างของแทลลัส (เรียกอีกอย่างว่าร่างกายของไลเคน) และการกระจายของมัน แทลลัสมีรูปแบบการเจริญเติบโตที่แตกต่างกันสามรูปแบบ: ครัสโตสทางใบและฟรุกโตส

ครัสโตสแทลลัสมีลักษณะคล้ายเปลือกไม้ที่แนบสนิทกับพื้นผิว ไม่สามารถกำจัดได้โดยไม่ทำลายตะไคร่ ไลเคนที่มีรูปร่างนี้ต้านทานความแห้งแล้งและปรับตัวได้ดีกับสภาพอากาศที่แห้งเช่นทะเลทราย ตัวอย่างคือ Arthopyrenia halodytes ที่อาศัยอยู่ในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนบนพื้นผิวที่เป็นปูน

แทลลัสใบ (หรือใบ) คล้ายไม้พุ่มขนาดเล็ก ไลเคนที่มีรูปร่างนี้เติบโตได้ดีที่สุดในพื้นที่ที่มีฝนตกบ่อย ตัวอย่างคือสกุล Physma ซึ่งอาศัยอยู่ในป่าฝนเขตร้อนของออสเตรเลียบนเปลือกไม้

แทลลัส fruticus (หรือไร้สาระ) มีลักษณะเป็นเส้นใยรูปใบไม้ ไลเคนที่มีรูปร่างนี้ใช้ไอน้ำในชั้นบรรยากาศ พวกมันอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นเป็นหลักเช่นบริเวณที่มีเมฆมากบนชายฝั่งมหาสมุทรและบริเวณภูเขาในเขตร้อน ตัวอย่างคือรามาลินาเรณูที่อาศัยอยู่บนต้นสน (Abies alba) ในสวิตเซอร์แลนด์

การขยายพันธุ์และการสืบพันธุ์

การสืบพันธุ์ของไลเคนที่พบมากที่สุดคือ mycobiont ทางเพศ ในการสืบพันธุ์แบบนี้ mycobiont จะปล่อยสปอร์จำนวนมากซึ่งหลังจากการงอกแล้วจะต้องพบกับ photobiont ที่เข้ากันได้

เนื่องจากสปอร์มีความหลากหลายทางพันธุกรรมการรวมตัวกันของเชื้อราและสาหร่ายสีเขียวเพื่อสร้างไลเคนทำให้เกิดความแปรปรวนทางพันธุกรรมอย่างมากในไลเคน ควรสังเกตว่าโฟโตบิออนสร้างซ้ำได้เฉพาะแบบโคลนนิ่งเท่านั้นยกเว้นโฟโตบิออนที่เป็นของ Trentepohliales

หาก mycobiont แพร่พันธุ์โดยไม่อาศัยเพศโฟโตบิออนจะถูกส่งต่อไปยังรุ่นต่อไปด้วย mycobiont ผ่าน propagules ที่เป็นพืชเฉพาะเช่น soredia และ isidia สิ่งเหล่านี้คือการเจริญเติบโตภายนอกผ่านรอยแตกและรูพรุนที่ผิวของแทลลัสคอร์เทกซ์

Soredia เป็นกลุ่มสาหร่ายขนาดเล็กและเชื้อรา mycelia โหมดการขยายพันธุ์นี้เป็นเรื่องปกติของไลเคนที่โง่เขลาและเป็นผลไม้ ตัวอย่างเช่น Lepraria thallus ประกอบด้วย soredia ทั้งหมด

Isidia เป็นส่วนขยายขนาดเล็กของแทลลัสที่ใช้สำหรับการขยายพันธุ์ทางเพศหากถูกตัดออกจากแทลลัส ตัวอย่างเช่นแทลลัสของ Parmotrema crinitum ถูกปกคลุมด้วย isidia

สัณฐานวิทยา

สัณฐานวิทยาและกายวิภาคของไลเคนตอบสนองต่อข้อ จำกัด ที่กำหนดโดยสภาพแวดล้อมเกี่ยวกับ symbiosis mycobiont อยู่ภายนอกและภายใน photobiont การปรากฏตัวของแทลลัสถูกกำหนดโดย mycobiont

ไลเคนทั้งหมดมีสัณฐานวิทยาภายในคล้ายกัน ร่างกายของไลเคนประกอบด้วยเส้นใยมัยโคเบียนต์

ความหนาแน่นของเส้นใยเหล่านี้กำหนดชั้นของไลเคน บนพื้นผิวซึ่งสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมเส้นใยจะถูกบดอัดแน่นมากจนกลายเป็นเปลือกโลกซึ่งจะช่วยลดความเข้มของแสงป้องกันความเสียหายที่เกิดกับโฟโตบิออน

ใต้เปลือกไม้เป็นชั้นที่เกิดจากสาหร่าย ที่นั่นความหนาแน่นของเส้นใยต่ำ ใต้ชั้นของสาหร่ายคือชั้นหินซึ่งเป็นชั้นหลวม ๆ ที่ประกอบด้วยเส้นใย ในไลเคนเปลือกโลกหัวเทียนจะสัมผัสกับสารตั้งต้น

ในไลเคนทางใบใต้ไขกระดูกมีเยื่อหุ้มสมองที่สองเรียกว่าเยื่อหุ้มสมองชั้นในซึ่งยึดติดกับสารตั้งต้นโดยเส้นใยของเชื้อราที่มีลักษณะคล้ายรากซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่าไรซีน

ในไลเคนผลไม้เปลือกไม้ล้อมรอบชั้นของสาหร่าย สิ่งนี้จะล้อมรอบไขกระดูก

การเผาผลาญอาหาร

ประมาณ 10% ของชีวมวลไลเคนทั้งหมดประกอบด้วยโฟโตไบออนซึ่งสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตโดยการสังเคราะห์ด้วยแสง ระหว่าง 40% ถึง 50% ของมวลไลเคนแห้งนั้นคาร์บอนคงที่โดยการสังเคราะห์ด้วยแสง

คาร์โบไฮเดรตที่สังเคราะห์ในโฟโตบิออนจะถูกลำเลียงไปยังไมโคบิออนซึ่งใช้ในการสังเคราะห์ทางชีวภาพของสารทุติยภูมิ ถ้าโฟโตบิออนเป็นไซยาโนแบคทีเรียคาร์โบไฮเดรตที่สังเคราะห์ได้คือกลูโคส ถ้าเป็นสาหร่ายสีเขียวคาร์โบไฮเดรตคือไรบิทอลอีริโทรลหรือซอร์บิทอล

ชั้นเรียนหลักของสารทุติยภูมิมาจาก:

- อะซิทิล - โพลีมาโลนิล

- กรดเมวาโลนิก

- กรดชิคิมิก

ผลิตภัณฑ์ทางเดินแรก ได้แก่ กรดอะลิฟาติกเอสเทอร์และอนุพันธ์ที่เกี่ยวข้องรวมทั้งสารประกอบอะโรมาติกที่ได้จากโพลีคีไทด์ ผลิตภัณฑ์ของทางเดินที่สองคือไตรเทอร์พีนและสเตียรอยด์ ผลิตภัณฑ์ของทางที่สามคือเทอร์ฟีนิลควิโนนและอนุพันธ์ของกรดพัลวินิก

Photobiont ยังให้ mycobiont ด้วยวิตามิน ในส่วนของมัน mycobiont จะให้น้ำที่ได้จากอากาศและทำให้โฟโตบิออนสว่างขึ้นเพื่อให้สามารถสังเคราะห์แสงได้ เม็ดสีหรือผลึกที่อยู่ในเปลือกโลกทำหน้าที่เป็นตัวกรองดูดซับความยาวคลื่นบางอย่างที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง

ปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพ

คำว่าการเลือกและความจำเพาะสามารถใช้สำหรับการเชื่อมโยงทางชีวภาพ การเลือกคือเมื่อสิ่งมีชีวิตหนึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับอีกสิ่งหนึ่งโดยเฉพาะ ความจำเพาะหมายถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์กับเซลล์ที่มีความพิเศษแบบสัมบูรณ์

มีการเสนอว่าไลเคนถือได้ว่าเป็น symbiosis ที่มีการคัดเลือกสูง ข้อสังเกตบางประการที่สนับสนุนแนวคิดนี้ ได้แก่

- จากสาหร่ายหลายพันสกุลมีเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่มีโฟโตไบออน

- สาหร่ายอิสระบางชนิดที่ตั้งรกรากอยู่ในแหล่งที่อยู่อาศัยเดียวกันไลเคนจะไม่รวมอยู่ในพวกมันแม้ว่าจะสัมผัสโดยตรงก็ตาม

มีการเสนอว่าในไลเคนบางชนิดเช่นในสกุล Cladonia มีการคัดเลือกและความจำเพาะของ mycobiont ที่มีต่อ symbiont alga ไลเคนอื่น ๆ เช่นจำพวก Lepraria และ Stereocaulon แสดงเฉพาะความจำเพาะ (ในทั้งสองกรณีต่อสาหร่าย Asterochloris)

โดยทั่วไปความจำเพาะจะต่ำในระดับชนิดหรือประชากร นอกจากนี้ต้องคำนึงด้วยว่าความจำเพาะไม่ได้เป็นตัวกำหนดองค์ประกอบเพียงอย่างเดียวความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลได้รับอิทธิพลจากสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น

นิเวศวิทยา

เมื่อเทียบกับพืชที่มีหลอดเลือดแล้วไลเคนเป็นคู่แข่งที่ไม่ดีเนื่องจากมีขนาดเล็กและเติบโตช้ามาก อย่างไรก็ตามองค์ประกอบของชนิดของไลเคนสามารถมีอิทธิพลต่อเนื้อดินและทางเคมีเพิ่มความครอบคลุมและความหลากหลายทางชีวภาพ

การมีอยู่และความอุดมสมบูรณ์ของไลเคนนั้นพิจารณาจากปัจจัยต่างๆเช่นเคมีและความเสถียรของสารตั้งต้นความพร้อมของแสงและความชื้นของสิ่งแวดล้อม ดังนั้นชุมชนไลเคนสามารถเปลี่ยนแปลงได้เนื่องจากอุณหภูมิหรือความพร้อมของน้ำ

ด้วยเหตุนี้ไลเคนจึงทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศซึ่งสามารถตรวจสอบได้เป็นระยะโดยการวิเคราะห์ความครอบคลุมและความสมบูรณ์ของชนิดของไลเคนที่มีอยู่ในพื้นที่ศึกษา

การใช้ไลเคนเป็นตัวบ่งชี้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีข้อดีดังต่อไปนี้:

- ไม่จำเป็นต้องมีการวัดรายวัน

- ไลเคนมีอายุยืนยาวและมีการกระจายพันธุ์ทั่วไป

- การตรวจสอบตะไคร่สามารถทำได้ที่สถานีที่ตั้งอยู่ในภูมิภาคที่มีสภาพแวดล้อมรุนแรง

แสงของไลเคนบางชนิดยังทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่นโฟโตบิออน Coccomyxa มีความไวต่อโลหะหนักมาก

ประเภท

ไลเคนแสดงความยืดหยุ่นที่โดดเด่นมีความสามารถในการสร้างตัวเองในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยต่อสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ อย่างไรก็ตามพวกมันอาจอ่อนไหวอย่างมากต่อการรบกวนสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากมนุษย์

ไลเคนสามารถจำแนกได้ตามสภาพแวดล้อมที่พวกมันเติบโตความต้องการ pH หรือประเภทของสารอาหารที่ได้รับจากสารตั้งต้น ตัวอย่างเช่นตามสภาพแวดล้อมไลเคนแบ่งออกเป็นแซ็กซิโกคอร์ติโคสเตียรอยด์มารีนน้ำจืดและฟอลลิเคิล

ไลเคนที่เพาะปลูกบนโขดหิน ตัวอย่าง: Peltula tortuosa, Amandinea coniops, Verrucaria elaeina

ไลเคนจากเยื่อหุ้มสมองเติบโตบนเปลือกไม้ ตัวอย่าง: Alectoria spp., Cryptothecia rubrocincta, Evernia spp., Lobaria pulmonaria, Usnea spp.

ไลเคนในทะเลเติบโตบนโขดหินที่คลื่นซัด ตัวอย่าง: Arthopyrenia halodytes, Lichina spp., Verrucaria maura

ไลเคนน้ำจืดเติบโตบนโขดหินที่มีน้ำไหล ตัวอย่าง: Peltigera hydrothyria, Leptosira obovata

ไลเคนฟอลลิคูลาร์เติบโตบนใบป่าดงดิบ สิ่งมีชีวิตประเภทนี้ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพแบบ microclimatic

อนุกรมวิธาน

เนื่องจากพวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายและถือว่าเป็นผลรวมของ mycobiont และ mycobiont ไลเคนจึงไม่มีสถานะที่เป็นทางการในอนุกรมวิธานของสิ่งมีชีวิต การจำแนกไลเคนแบบอนุกรมวิธานแบบโบราณเป็นเอนทิตีเดี่ยวที่พัฒนาขึ้นก่อนที่จะมีการจดจำลักษณะทางชีวภาพ

อนุกรมวิธานของไลเคนในปัจจุบันขึ้นอยู่กับอักขระและความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการของไมโคบิออนเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ไลเคนทั้งหมดจึงจัดเป็นเชื้อรา

ปัจจุบันคำสั่งซื้อวงศ์และสกุลของเชื้อราที่สร้างไลเคนถูกคั่นด้วยอักขระของผลไม้ ไลเคนที่มีแทลลัสแม้ว่าจะมีความแตกต่างกันทางสัณฐานวิทยา แต่ก็ยังคงอยู่รวมกันเป็นวงศ์เดียวกันหรือสกุลเดียวกัน นอกจากนี้ยังมีการพิจารณาโครงสร้างอื่น ๆ เช่น isidiums และ soredians

98% ของเชื้อราที่สร้างไลเคนเป็นของไฟลัมแอสโคไมโคตา สิ่งมีชีวิตที่เหลือส่วนใหญ่เป็นของ Phylum Basidiomycota เกี่ยวกับโฟโตไบออน 87% ของสปีชีส์คือสาหร่ายสีเขียว 10% เป็นไซยาโนแบคทีเรียและ 3% เป็นสาหร่ายสีเขียวและไซยาโนแบคทีเรียรวมกัน

การศึกษาระดับโมเลกุลทำให้สามารถปรับเปลี่ยนแนวคิดของสิ่งมีชีวิตตามสัณฐานวิทยา ในทำนองเดียวกันการศึกษาเมตาโบไลต์ทุติยภูมิอนุญาตให้แยกสายพันธุ์ที่คล้ายคลึงกันทางสัณฐานวิทยาได้

สายพันธุ์ตัวแทน

โซ่อาหาร

เนื่องจากไลเคนเป็นผู้ผลิตขั้นต้นจึงทำหน้าที่เป็นอาหารสำหรับสัตว์ที่กินพืชเป็นอาหาร ในอเมริกาเหนือและยูเรเซียสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่ที่กินพืชเป็นอาหารเช่นกวางเรนเดียร์และกวางคาริบูกินไลเคน Cladonia rangiferina ในฤดูหนาวสัตว์กินพืชเหล่านี้สามารถกินไลเคนนี้ได้ระหว่าง 3 ถึง 5 กิโลกรัมต่อวัน

C. rangiferina หรือที่เรียกว่าไลเคนกวางเรนเดียร์อยู่ในคลาส Lecanoromycetes และวงศ์ Cladoniaceae C. rangifera สามารถมีขนาดใกล้เคียงกับพืชที่มีเส้นเลือดทั่วไป มีสีเทามีแทลลัสคล้ายผลไม้

สปีชีส์ที่อยู่ในสกุล Cladonia มีความทนทานต่อโลหะที่มีความเข้มข้นสูงซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้สามารถกักเก็บอนุพันธ์กัมมันตภาพรังสีของสตรอนเทียมและซีเซียมที่มีความเข้มข้นสูงได้ การบริโภคไลเคนโดยสัตว์นี้แสดงถึงปัญหาเนื่องจากอาจถึงระดับที่เป็นอันตรายในผู้ชายที่กินสัตว์เหล่านี้

อุตสาหกรรมน้ำหอม

Evernia prunastri รู้จักกันในชื่อโอ๊กมอสและ Pseudevernia furfuracea หรือที่เรียกว่ามอสต้นไม้เป็นไลเคนชนิดหนึ่งที่มีความสำคัญในอุตสาหกรรมน้ำหอม พวกมันอยู่ในชั้น Lecanoromycetes และตระกูล Parmeliaceae

ทั้งสองสายพันธุ์ถูกรวบรวมทางตอนใต้ของฝรั่งเศสโมร็อกโกและยูโกสลาเวียในอดีตโดยมีการแปรรูปประมาณ 9000 ตันต่อปี นอกจากจะเป็นประโยชน์สำหรับอุตสาหกรรมน้ำหอมแล้ว P. furfuracea ยังมีความไวต่อการปนเปื้อนซึ่งเป็นสาเหตุที่ใช้ในการตรวจสอบการปนเปื้อนในอุตสาหกรรม

การประยุกต์ใช้งาน

ไลเคนอุดมไปด้วยเม็ดสีที่ทำหน้าที่ป้องกันแสงอัลตราไวโอเลต B (UVB) ไซยาโนแบคทีเรียของไลเคน Collema อุดมไปด้วยเม็ดสีประเภทนี้ซึ่งได้รับการทำให้บริสุทธิ์และจดสิทธิบัตรเป็นผลิตภัณฑ์ที่ให้การป้องกันรังสี UVB ได้ 80%

ตัวอย่างเช่น cyanoliquen Collema cristatum มีเม็ดสีที่เรียกว่า Collemin A (ʎ _max = 311 nm) ซึ่งเป็น mycosporin ที่ให้การป้องกัน UVB (280-315 nm)

Roccellla montagnei เป็นเหล้าผลไม้ที่เติบโตบนโขดหินซึ่งได้สีย้อมสีแดงหรือสีม่วงในภูมิภาคเมดิเตอร์เรเนียน ไลเคนอื่น ๆ เช่น Heteroderma Obsurata และ Nephroma laevigatum มีแอนทราควิโนนที่ใช้เป็นสี

ไลเคนมีสารที่สามารถใช้ในอุตสาหกรรมยาได้ ไลเคนหลายชนิดมีสารประกอบออกฤทธิ์ที่ฆ่าเชื้อแบคทีเรียเช่น Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis และ Escherichia coli นอกจากนี้ไลเคนยังมีศักยภาพสูงในการเป็นแหล่งของยาต้านมะเร็ง

อ้างอิง

1. Galun, M. Bubrick, P. 1984. ปฏิสัมพันธ์ทางสรีรวิทยาระหว่างพันธมิตรของไลเคน symbiosis HF Linskens และคณะ (eds.), Cellular Interactions, Springer-Verlag, Berlin
2. Lutzoni, F. , Miadlikowska, J. Current Biology, 19, 1–2
3. Nash, TH 2008. ชีววิทยาของไลเคน. Cambridge, เคมบริดจ์
4. Nguyen, KH, Chollet-Krugler, M. , Tomasi, S. 2013 สารป้องกันรังสียูวีจากไลเคนและคู่ของพวกมัน Natural Products Reports, 30, 1490-1508
5. Oksanen, I. 2006. ด้านนิเวศวิทยาและเทคโนโลยีชีวภาพของไลเคน. จุลชีววิทยาประยุกต์, 73, 723-734.
6. Peksa, O. , Kaloud PS 2011 Photobionts มีอิทธิพลต่อระบบนิเวศของไลเคนหรือไม่? กรณีศึกษาการตั้งค่าด้านสิ่งแวดล้อมในสาหร่ายสีเขียวแบบชีวภาพ Asterochloris (Trebouxiophyceae) Molecular Ecology, 20, 3936–3948
7. Shrestha, G. , St.Clair, LL 2013 ไลเคน: แหล่งที่มีแนวโน้มของยาปฏิชีวนะและยาต้านมะเร็ง Phytochemistry Review, 12, 229–244
8. Zedda, L. , Gröngröft, A. , Schultz, M. , Petersen, A. , Mills, A. , Rambold, G. 2011. วารสารสภาพแวดล้อมแห้งแล้ง, 75, 215e220