lumut adalah asosiasi simbiosis antara jamur (mycobiont) dan alga hijau atau cyanobacterium (photobiont). Jamur pembentuk lumut tidak dapat bertahan hidup sendirian di alam dan tidak dapat menghasilkan keanekaragaman bentuk pertumbuhan lumut atau zat sekunder tanpa fotobiontnya.
Sebagian besar mikobiont termasuk dalam kelompok Ascomycota yang disebut Lecanoromycetes. Sebagian besar photobionts milik genera Trebouxia dan Trentepohlia (ganggang hijau) dan Calothrix , Gloecapsa dan Nostoc (cyanobacteria).
lumut. Sumber: pixabay.com
Sekilas, lumut terlihat seperti tanaman , tetapi melalui mikroskop kita dapat melihat hubungan jutaan sel fotobiont yang terjalin dalam matriks yang dibentuk oleh filamen jamur. Jamur membentuk thallus, yang menampung fotobiont.
Sekitar 8% ekosistem darat didominasi oleh lumut kerak. Dalam ekosistem ini, tumbuhan berpembuluh berada pada batas fisiologisnya. Lumut memiliki keunggulan dalam kemampuan mereka untuk bertahan hidup dari tekanan dingin, panas, dan air yang ekstrem, itulah sebabnya mereka dapat tetap dalam keadaan mati suri.
Lumut dicirikan oleh distribusi, perbanyakan dan reproduksi, morfologi, metabolisme, interaksi simbiosis, dan ekologi.
Indeks artikel
Karakteristik
Distribusi
Lumut ditemukan hampir di mana-mana di dunia, terutama di lingkungan ekstrem seperti gurun dan pegunungan tinggi. Ada hubungan erat antara bentuk thallus (juga disebut tubuh lumut) dan distribusinya. Thallus memiliki tiga bentuk pertumbuhan yang berbeda: crustose, foliose, dan fruktosa.
Thallus krustasea menyerupai kulit kayu yang menempel erat ke permukaan. Mereka tidak dapat dihilangkan tanpa menyebabkan kerusakan pada lumut. Lumut dengan bentuk ini tahan kekeringan dan beradaptasi dengan baik di iklim kering, seperti gurun. Contohnya adalah Arthopyrenia halodytes yang hidup di Laut Mediterania pada substrat berkapur.
Thallus berdaun (atau berdaun) menyerupai semak kecil. Lumut dengan bentuk ini tumbuh paling baik di daerah yang sering hujan. Contohnya adalah genus Physma , yang hidup di hutan hujan tropis Australia, di kulit pohon.
Thallus fruticus (atau fruticulous) berserabut, berbentuk daun. Lumut dengan bentuk ini menggunakan uap air atmosfer. Mereka hidup terutama di lingkungan yang lembab, seperti daerah berawan di pantai laut dan daerah pegunungan di daerah tropis. Contohnya adalah Ramalina pollinaria yang hidup di pohon cemara ( Abies alba ) di Swiss.
Perbanyakan dan reproduksi
Reproduksi lichen yang paling umum adalah secara seksual dari mikobiont. Dalam jenis reproduksi ini, mikobiont melepaskan banyak spora yang, setelah perkecambahan, harus menemukan fotobiont yang kompatibel.
Karena spora secara genetik beragam, penyatuan jamur dan ganggang hijau untuk membentuk lumut menghasilkan variabilitas genetik yang besar pada lumut. Perlu dicatat bahwa fotobiont hanya bereproduksi secara klonal, kecuali fotobiont milik Trentepohliales.
Jika mycobiont bereproduksi secara aseksual, photobiont diteruskan ke generasi berikutnya dengan mycobiont melalui propagul vegetatif khusus, seperti soredia dan isidia. Ini adalah pertumbuhan luar melalui retakan dan pori-pori di permukaan korteks thallus.
Soredia adalah gumpalan kecil sel alga dan miselia jamur. Cara perbanyakan ini adalah tipikal lumut daun dan berbuah. Misalnya, thallus Lepraria seluruhnya terdiri dari soredia .
Isidia adalah perpanjangan kecil dari thallus yang juga berfungsi untuk perbanyakan aseksual jika mereka dipotong dari thallus. Misalnya, thallus Parmotrema crinitum ditutupi dengan isidia.
Morfologi
Morfologi dan anatomi lumut menanggapi pembatasan yang diberlakukan oleh lingkungan pada simbiosis. Mycobiont adalah eksternal dan fotobiont internal. Penampilan thallus ditentukan oleh mycobiont.
Semua lumut memiliki morfologi internal yang serupa. Tubuh lumut terdiri dari filamen mikobiont.
kepadatan filamen ini mendefinisikan lapisan lumut. Di permukaan, yang bersentuhan dengan lingkungan, filamen sangat padat membentuk kerak, yang mengurangi intensitas cahaya, mencegah kerusakan pada fotobiont.
Di bawah kerak adalah lapisan yang dibentuk oleh alga. Di sana, kerapatan filamennya rendah. Di bawah lapisan alga adalah empulur, yang merupakan lapisan lepas yang terdiri dari filamen. Dalam lumut kerak, empulur melakukan kontak dengan substrat.
Pada lumut foliosa, di bawah medula, ada korteks kedua, yang disebut korteks dalam, yang melekat pada substrat oleh hifa jamur yang menyerupai akar, itulah sebabnya mereka disebut rhizin.
Pada lumut buah, kulit kayu mengelilingi lapisan alga. Ini pada gilirannya mengelilingi medula.
Metabolisme
Sekitar 10% dari total biomassa lumut terdiri dari fotobiont, yang mensintesis karbohidrat melalui fotosintesis . Antara 40% dan 50% dari massa kering lumut adalah karbon yang difiksasi oleh fotosintesis.
Karbohidrat yang disintesis dalam fotobiont diangkut ke mikobiont, di mana mereka digunakan untuk biosintesis metabolit sekunder. Jika fotobiont adalah cyanobacterium, karbohidrat yang disintesis adalah glukosa. Jika alga hijau, karbohidratnya adalah ribitol, erythrole atau sorbitol.
Kelas utama metabolit sekunder datang melalui:
– Asetil-polimalonil
– Asam mevalonat
– Asam sikimat.
Produk dari jalur pertama adalah asam alifatik, ester, dan turunan terkait, serta senyawa aromatik yang berasal dari poliketida. Produk dari jalur kedua adalah triterpen dan steroid. Produk dari jalur ketiga adalah terfenilkuinon dan turunan asam pulvinat.
Photobiont juga menyediakan mycobiont dengan vitamin. Untuk bagiannya, mycobiont menyediakannya dengan air yang diperoleh dari udara dan mengekspos fotobiont ke cahaya sehingga dapat melakukan fotosintesis. Pigmen atau kristal yang ada di kerak bertindak sebagai filter, menyerap panjang gelombang tertentu yang diperlukan untuk fotosintesis.
Interaksi simbiosis
Istilah selektivitas dan spesifisitas dapat digunakan untuk asosiasi simbiosis. Selektivitas adalah ketika satu organisme secara istimewa berinteraksi dengan yang lain. Spesifisitas mengacu pada interaksi sel-sel di mana ada eksklusivitas mutlak.
Telah diusulkan bahwa lumut dapat dianggap sebagai simbiosis yang sangat selektif. Beberapa pengamatan yang mendukung gagasan ini adalah:
– Dari ribuan genera alga, sangat sedikit yang photobionts.
– Alga bebas tertentu yang menghuni habitat yang sama, lumut kerak tidak tergabung di dalamnya meskipun bersentuhan langsung.
Telah diusulkan bahwa di beberapa lumut, seperti genus Cladonia , ada selektivitas dan spesifisitas yang kuat dari mikobiont terhadap alga simbion. Lumut lain, seperti genus Lepraria dan Stereocaulon, hanya menunjukkan kekhususan (dalam kedua kasus terhadap alga Asterochloris ).
Secara umum, spesifisitas rendah pada tingkat spesies atau populasi. Selain itu, harus diperhitungkan bahwa spesifisitas bukan satu-satunya penentu komposisi: asosiasi antar individu dipengaruhi oleh kondisi lingkungan setempat.
Ekologi
Dibandingkan dengan tanaman vaskular, lumut adalah pesaing yang buruk karena ukurannya yang kecil dan pertumbuhan yang sangat lambat. Meskipun demikian, komposisi spesies lumut dapat mempengaruhi tekstur dan kimia tanah, meningkatkan cakupan dan keanekaragaman hayati.
Kehadiran dan kelimpahan lumut ditentukan oleh faktor-faktor seperti kimia dan stabilitas substrat, ketersediaan cahaya, dan kelembaban lingkungan. Dengan demikian, komunitas lumut dapat berubah sebagai akibat dari suhu atau ketersediaan air.
Oleh karena itu, lumut kerak berfungsi sebagai bioindikator perubahan iklim yang dapat dipantau secara berkala dengan menganalisis cakupan dan kekayaan spesies lumut yang ada di wilayah penelitian.
Penggunaan lumut kerak sebagai bioindikator perubahan iklim memiliki keuntungan sebagai berikut:
– Pengukuran harian tidak diperlukan.
– Lumut memiliki umur panjang dan tersebar luas.
– Pemantauan lumut kerak dapat dilakukan di stasiun-stasiun yang berada di daerah dengan kondisi lingkungan yang ekstrim.
Fotobiont dari beberapa lumut juga berfungsi sebagai bioindikator pencemaran lingkungan. Misalnya, fotobiont Coccomyxa sangat sensitif terhadap logam berat.
Jenis
Lumut menunjukkan ketahanan yang nyata, mampu membangun diri di lingkungan yang tidak ramah bagi makhluk hidup lainnya. Namun, mereka juga bisa sangat rentan terhadap gangguan lingkungan yang disebabkan oleh manusia.
Lumut dapat diklasifikasikan menurut lingkungan di mana mereka tumbuh, persyaratan pH, atau jenis nutrisi yang mereka ambil dari substrat. Misalnya, berdasarkan lingkungan, lumut dibagi menjadi saxicoles, kortikosteroid, laut, air tawar, dan folikel.
Lumut Saxicultural tumbuh di bebatuan. Contoh: Peltula tortuosa , Amandinea coniops , Verrucaria elaeina .
Lumut kortikultura tumbuh di kulit pohon. Contoh: Alectia spp., Cryptothecia rubrocincta , Evernia spp., Lobaria pulmonaria , Usnea spp.
Lumut laut tumbuh di bebatuan tempat ombak berdenyut. Contoh: Arthopyrenia halodytes , Lichina spp., Verrucaria maura .
Lumut air tawar tumbuh di bebatuan yang di atasnya terdapat air yang bergerak. Contoh: Peltigera hidrotiria , Leptosira obovata .
Lumut folikel tumbuh di daun hutan hujan. Spesies jenis ini berfungsi sebagai bioindikator iklim mikro.
Taksonomi
Karena mereka adalah organisme polispesifik dan dianggap sebagai jumlah dari mycobiont dan mycobiont, lumut tidak memiliki status formal dalam taksonomi organisme hidup. Klasifikasi taksonomi kuno lumut sebagai entitas tunggal dikembangkan sebelum sifat simbiosis mereka diakui.
Taksonomi lumut saat ini didasarkan secara eksklusif pada karakter dan hubungan filogenetik dari mikobiont. Oleh karena itu, semua lumut kerak diklasifikasikan sebagai jamur.
Saat ini ordo, famili dan genera jamur pembentuk lumut dibatasi oleh karakter tubuh buah. Lumut dengan thallus, meskipun secara morfologis berbeda, tetap bersatu dalam keluarga atau genus yang sama. Struktur lain, seperti isidia dan soredia, juga dipertimbangkan.
98% spesies jamur yang membentuk lumut kerak termasuk dalam Filum Ascomycota. Sebagian besar spesies yang tersisa milik Filum Basidiomycota. Mengenai photobionts, 87% spesies adalah ganggang hijau, 10% adalah cyanobacteria, dan 3% adalah kombinasi dari ganggang hijau dan cyanobacteria.
Studi molekuler telah memungkinkan untuk memodifikasi konsep spesies berdasarkan morfologi. Demikian juga, studi metabolit sekunder telah memungkinkan untuk memisahkan spesies yang mirip secara morfologis.
Spesies perwakilan
Rantai trofi
Karena lumut adalah produsen utama, mereka berfungsi sebagai makanan untuk hewan herbivora. Di Amerika Utara dan Eurasia, mamalia herbivora besar, seperti rusa kutub dan karibu, memakan lumut Cladonia rangiferina . Di musim dingin, herbivora ini bisa makan antara 3 dan 5 kg lumut ini per hari.
C. rangiferina , yang dikenal sebagai lumut rusa kutub, termasuk dalam kelas Lecanoromycetes dan famili Cladoniaceae. C. rangifera dapat mencapai ukuran yang sama dengan tumbuhan berpembuluh pada umumnya. Warnanya abu-abu dengan thallus seperti buah.
Spesies yang termasuk dalam genus Cladonia toleran terhadap logam dengan konsentrasi tinggi, itulah sebabnya mereka dapat menyimpan turunan radioaktif strontium dan cesium dengan konsentrasi tinggi. Konsumsi lumut ini oleh hewan merupakan masalah, karena dapat mencapai tingkat berbahaya pada pria yang memakan hewan ini.
Industri parfum
Evernia prunastri , yang dikenal sebagai oak moss, dan Pseudevernia furfuracea , yang dikenal sebagai tree moss, adalah spesies lichen yang penting dalam industri parfum. Mereka milik kelas Lecanoromycetes dan keluarga Parmeliaceae.
Kedua spesies dikumpulkan di selatan Prancis, Maroko, dan bekas Yugoslavia, memproses sekitar 9000 ton per tahun. Selain berguna untuk industri parfum, P. furfuracea sensitif terhadap kontaminasi, oleh karena itu digunakan untuk memantau kontaminasi industri.
Kegunaan
Lumut kaya akan pigmen yang berfungsi untuk menghalangi sinar ultraviolet B (UVB). Cyanobacterium dari lichen Collema kaya akan jenis pigmen ini, yang telah dimurnikan dan dipatenkan sebagai produk yang memberikan perlindungan 80% terhadap UVB.
Cyanoliquen Collema cristatum , misalnya, memiliki pigmen yang disebut collemin A (ʎ max = 311 nm), mikosporin yang memberikan perlindungan UVB (280-315 nm).
Roccella montagnei adalah minuman buah yang tumbuh di bebatuan, dari mana pewarna merah atau ungu diperoleh di wilayah Mediterania. Lumut lain seperti Heteroderma obscurata dan Nephroma laevigatum mengandung antrakuinon yang digunakan sebagai pewarna.
Lumut memiliki zat yang dapat dimanfaatkan oleh industri farmasi. Banyak spesies lumut kerak memiliki senyawa aktif yang membunuh bakteri seperti Staphylococcus aureus , Pseudomonas aeruginosa , Bacillus subtilis, dan Escherichia coli . Selanjutnya, lumut kerak memiliki potensi yang tinggi sebagai sumber obat antikanker.
Referensi
- Galun, M.. Bubrick, P. 1984. Interaksi fisiologis antara mitra simbiosis lumut. HF Linskens dkk. (eds.), Interaksi Seluler, Springer-Verlag, Berlin.
- Lutzoni, F., Miadlikowska, J. Lichens. Biologi Saat Ini, 19, 1-2.
- Nash, TH 2008. Biologi lumut. Cambridge, Cambridge.
- Nguyen, KH, Chollet-Krugler, M., Tomasi, S. 2013. Metabolit pelindung UV dari lumut dan mitra simbiosis mereka. Laporan Produk Alami, 30, 1490-1508.
- Oksanen, I. 2006. Aspek ekologi dan bioteknologi lumut. Bioteknologi Mikrobiologi Terapan, 73, 723-734.
- Peksa, O., Kaloud PS 2011. Apakah fotobiont mempengaruhi ekologi lumut kerak? Sebuah studi kasus preferensi lingkungan di alga hijau simbiosis Asterochloris ( Trebouxiophyceae ) Ekologi Molekuler, 20, 3936-3948.
- Shrestha, G., St. Clair, LL 2013. Lumut: sumber yang menjanjikan obat antibiotik dan antikanker Phytochemistry Review, 12, 229-244.
- Zedda, L., Gröngröft, A., Schultz, M., Petersen, A., Mills, A., Rambold, G. 2011. Pola distribusi lumut tanah di seluruh bioma utama Afrika selatan. Jurnal Lingkungan Kering, 75, 215e220.
