Địa Y

Có khoảng 3.600 loài Địa Y ở Bắc Mỹ và đó chỉ là những loài chúng ta biết! Những khám phá mới đang được thực hiện hàng năm. Trong bài viết này, Trung Tâm Thuốc Central Pharmacy xin gửi đến bạn đọc những thông tin chi tiết về loài thực vật này

1 Giới thiệu về Địa Y

1.1 Địa y là gì ?

Cây Địa y là một dạng sống phức tạp, là sự hợp tác cộng sinh của hai sinh vật riêng biệt, một loại nấm và một loại tảo. Địa y là sinh vật tổng hợp bao gồm sự liên kết cộng sinh của một loại nấm (mycobiont) với một đối tác quang hợp (photobiont), thường là tảo xanh hoặc vi khuẩn lam. Đối tác chiếm ưu thế là nấm, mang lại cho Địa Y phần lớn các đặc điểm của nó, từ hình dạng thallus cho đến quả thể của nó. Tảo có thể là tảo xanh hoặc tảo xanh lam, còn được gọi là vi khuẩn lam. Nhiều Địa Y sẽ có cả hai loại tảo.

Việt Nam là quốc gia được đánh giá có nhiều tiềm năng trong khu vực về Địa y nhờ diện tích đất rộng, khí hậu nhiệt đới phù hợp cho Địa y sinh trưởng và phát triển đặc biệt là khu vực Tây Nguyên, nơi có khí hậu nhiệt đới ẩm. Việc nghiên cứu Địa y cũng ngày càng phát triển nhờ công dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như dược phẩm, mỹ phẩm, sản phẩm chăm sóc cơ thể,...

1.2 Nấm là gì ?

Nấm là một nhóm sinh vật đa dạng nằm trong vương quốc riêng của chúng (Nấm), tách biệt với thực vật. Nấm không chứa chất diệp lục hoặc bất kỳ phương tiện tự sản xuất thức ăn nào khác nên chúng dựa vào các sinh vật khác để lấy dinh dưỡng. Nấm được biết đến rộng rãi với vai trò của chúng trong việc phân hủy chất hữu cơ. Chúng cũng cần thiết cho sự tồn tại của hệ sinh thái xung quanh chúng, chẳng hạn như hợp tác với thực vật và cây cối để lấy chất dinh dưỡng và sinh tồn.

Nấm, Địa y là một mối quan hệ hợp tác khác để nấm lấy chất dinh dưỡng từ sinh vật khác. Đối tác tảo quang hợp và cung cấp thức ăn cho nấm để nó có thể phát triển và lây lan.

1.3 Tảo là gì ?

Tảo thuộc một nhóm thực vật tách biệt với thực vật và nấm. Có một số loại tảo: xanh, nâu, đỏ, vàng. Chúng có thể tự mình tồn tại trong nước mặn và nước ngọt cũng như trong bất kỳ môi trường nào khi có mối quan hệ với Địa Y.

Mặc dù vi khuẩn lam được gọi là tảo xanh lam nhưng chúng thực sự là vi khuẩn và là một phần của vương quốc vi khuẩn Monera. "Tảo xanh" trong tên gọi chung ám chỉ thực tế là chúng cần sống trong nước, còn "tảo xanh" ám chỉ khả năng quang hợp của chúng, giống như tảo xanh.

1.4 Phân biệt Địa Y và rêu

Khi nhắc đến Địa Y, nhiều người nghĩ đến chúng như một loại rêu. Mặc dù rêu và Địa Y đều được gọi là thực vật không có mạch nhưng chỉ có rêu mới là thực vật. Rêu được bao gồm trong một nhóm thực vật không có mạch gọi là bryophytes. Rêu được cho là tổ tiên của các loài thực vật mà chúng ta thấy ngày nay, như cây cối, hoa và dương xỉ. Mặt khác, Địa Y không giống với rêu hoặc hay các loại thực vật khác.

Rêu rất nguyên thủy nhưng chúng vẫn có cấu trúc giống thực vật, trông giống và hoạt động như lá, thân và rễ. Chúng có lục lạp khắp cơ thể và có thể quang hợp từ mọi phía của cấu trúc.

Mặt khác, Địa Y lại hoàn toàn khác. Chúng không có rễ, thân hoặc lá và lục lạp của chúng chỉ được chứa trong tảo trên bề mặt trên cùng của Địa Y.

Rêu có điểm chung với kích thước và môi trường sống của Địa Y. Trên thực tế, rêu giữ nước, đó là thứ mà Địa Y sử dụng để kéo dài chu kỳ sinh trưởng của chúng. Đó là lý do tại sao hầu hết các bức ảnh Địa Y sẽ có rêu trong ảnh.

2 Phương thức sinh sản của Địa Y

Địa Y là một trong những sinh vật nhân chuẩn phân bố rộng rãi nhất trên thế giới và đã biết được khoảng 14000 loài Địa Y. Vì sự liên kết cộng sinh của mycobiont và photobiont là điều kiện tiên quyết cho sự tồn tại của Địa Y, nên để phát tán nó, cả mycobiont và photobiont đều phải được phân phối đồng thời hoặc một số sự thích nghi nhất định phải đảm bảo sự tiếp xúc và tái phân bố sau khi phổ biến riêng biệt mycobiont và photobiont. Mặc dù sự liên kết cộng sinh mang lại cho Địa Y khả năng phát triển trên nhiều loại chất nền trong các điều kiện khí hậu khác nhau, đơn vị phát tán được quyết định chủ yếu bởi hình thức sinh sản hữu tính hoặc vô tính.

Cả sinh sản hữu tính và vô tính đều có thể được tìm thấy trong địa y. Khi nói về thực vật (hoặc địa y, từng được coi là thực vật), sinh sản vô tính thường được gọi là sinh sản sinh dưỡng. Sinh sản hữu tính của Địa Y chỉ liên quan đến mycobiont tạo ra quả thể có chứa bào tử. Các bào tử nấm được giải phóng và trong những điều kiện và chất nền thích hợp, chúng nảy mầm và thu được loại tảo tương thích và phát triển tản sinh dưỡng mới. Trong sinh sản vô tính, cả mycobiont và photobiont đều nhân lên và vẫn liên quan đến việc tạo ra các mầm sinh dưỡng như vết loét, isidia và hormone. Khi được Địa Y hóa, đối với các sinh vật quang sinh, ngay cả các phương thức lan truyền phổ biến gặp phải ở trạng thái sống tự do của chúng cũng có thể vắng mặt hoặc bị hạn chế ở mức độ lớn. Ở loài Gloeocapsa được lichen hóa, sự phân đôi của các tế bào có thể xảy ra, nhưng cả tế bào động và tế bào nano đều không được ghi nhận, có thể là do không có các điều kiện thuận lợi cho quá trình sinh sản sinh dưỡng tích cực. Lichenised Nostoc, Rivulariaceae, Stigonema và Scytonema không sản xuất hormone; cũng không có báo cáo nào về động vật hoạt động ở Stigonema và Scytonema (Cyanobacteria) bị lichen hóa. Các loài Heterococcus (Xanthophyceae) và Cocomyxa, Pseudotrebouxia, Dictyochloropsis, Myrmecia và Gloeocystis (Chlorophyceae) chỉ sinh sản ở trạng thái Địa Y thông qua hình thành từ bào tử chứ không bao giờ sinh sản qua bào tử động vật. Tương tự, Trebouxia chỉ tạo ra bào tử phẳng. Mặc dù có những báo cáo về quần thể động bào tử và/hoặc giao tử ở Trentepohlia và Coenogonium đã được địa hóa, nhưng chúng có thể sai hoặc cần được xác nhận.

Các cơ quan sinh sản sinh dưỡng của Địa Y được phân loại dựa trên cấu trúc của chúng lần lượt là isidia, soralia và hormocystangia (nang nội tiết), tạo ra các trụ mầm sinh dưỡng được gọi là isidia, soredia và hormocyst.

Cả các cơ quan và mầm mà chúng tạo ra đều là các cấu trúc Địa Y chứa các vi sinh vật quang hóa và nấm mốc ở trạng thái cộng sinh. Những trụ mầm này có thể tạo ra tản sinh dưỡng mới, sau khi phát tán, trong điều kiện thích hợp.

Sự phân mảnh. Phân mảnh là một trong những phương pháp sinh sản sinh dưỡng phổ biến nhất ở Địa Y.

Mô sinh dưỡng của Địa Y trở nên khô và giòn trước khi vỡ vụn thành những mảnh nhỏ hơn. Sau khi phân tán, tản mới phát triển từ những mảnh này bằng cách tái sinh tại cùng một địa điểm hoặc tại một địa điểm mới. Bất kỳ phần nào của tản Địa Y (mô sinh dưỡng) chứa cả hai loài cộng sinh đều có khả năng hoạt động như một nguồn tái sinh của tản mới.

Sinh sản sinh dưỡng thông qua sự phân mảnh cũng rất phổ biến trước cái chết của tản ban đầu vốn đã tạo ra thể quả, do cái chết dần dần của các bộ phận ngày càng già hơn trong tản.

Một trong những khía cạnh rất thú vị về việc tái tạo các bit của tản ban đầu liên quan đến tầm quan trọng của kích thước của các bit; những bit cực kỳ nhỏ rõ ràng không thể tái tạo một tản mới.

• Soredia (mầm phấn) là cấu trúc sinh sản phổ biến của Địa Y. Địa Y sinh sản vô tính bằng cách phân mảnh đơn giản và tạo ra các mầm phấn và Soredia là những quả bóng tròn với một vài tế bào tảo được bao bọc bởi sợi nấm. Tùy thuộc vào loài, chúng có đường kính từ 25-100 JIm. Thông thường, một số vết loét dính vào nhau tạo thành một khối hình cầu. Soredia được giải phóng qua các vết nứt, lỗ chân lông hoặc vết nứt trên soralia và bị phát tán bởi gió, nước và/hoặc động vật. Soredia thường được phân bố với số lượng lớn nên khi rơi xuống bất kỳ chất nền mới nào, chúng thường tập trung thành từng cụm. 
• Isidia là một cấu trúc sinh sản sinh dưỡng có ở một số địa y . Isidia là sự phát triển bên ngoài của bề mặt tản và có vỏ (tức là chứa lớp ngoài cùng của tản), thường có cấu trúc dạng cột và bao gồm cả sợi nấm (mycobiont) và tế bào tảo (photobiont). Chúng là những cấu trúc dễ vỡ và có thể vỡ ra và phát tán theo gió, động vật và những giọt mưa bắn tung tóe. Về mặt cấu trúc, isidia có thể được mô tả là có mụn cóc, hình trụ, xương đòn (hình gậy), giống vảy, hình san hô (hình san hô), đơn giản hoặc phân nhánh.
• Hormocystangia là mầm vô tính , được tạo ra trong cấu trúc hình cốc gọi là hormocystangium , bao gồm các sợi nấm nặng, dạng sền sệt bao quanh một vài tế bào cyanobiont ; những cấu trúc này xuất hiện ở một số địa y dạng sền sệt thuộc họ Collemataceae.

3 Ý nghĩa của Địa Y

Một chức năng quan trọng khác của Địa Y là chúng cung cấp phương thức sinh tồn trong môi trường khắc nghiệt nơi tảo thường không thể tồn tại. Vì nấm có thể bảo vệ tảo nên những sinh vật thường cần nước này có thể sống ở vùng khí hậu khô, có nắng mà không chết, miễn là thỉnh thoảng có mưa hoặc lũ lụt để chúng nạp năng lượng và dự trữ thức ăn cho giai đoạn hạn hán tiếp theo. Vì Địa Y cho phép tảo sống trên khắp thế giới ở nhiều vùng khí hậu khác nhau nên chúng cũng cung cấp phương tiện để chuyển đổi carbon dioxide trong khí quyển thông qua quá trình quang hợp thành oxy, thứ mà tất cả chúng ta cần để tồn tại.

Một trong những cách các loài Địa Y mang lại lợi ích trực tiếp cho con người là thông qua khả năng hấp thụ mọi thứ trong bầu khí quyển, đặc biệt là các chất ô nhiễm. Địa y có thể cung cấp cho chúng ta những thông tin có giá trị về môi trường xung quanh chúng ta. Bất kỳ kim loại nặng hoặc cacbon, Lưu Huỳnh hoặc các chất ô nhiễm khác trong khí quyển đều được hấp thụ vào Địa Y thallus. Các nhà khoa học có thể chiết xuất những chất độc này và xác định mức độ hiện diện trong bầu khí quyển của chúng ta. Cơ sở dữ liệu và Clearinghouse của Cục Lâm nghiệp Quốc gia về Địa y & Chất lượng Không khí Hoa Kỳ cung cấp thêm thông tin về giám sát sinh học Địa Y và cách nó giúp các nhà quản lý đất đai liên bang đáp ứng trách nhiệm của liên bang và cơ quan trong việc phát hiện, lập bản đồ, đánh giá xu hướng và đánh giá tác động sinh thái của các chất gây ô nhiễm không khí.

4 Một số lợi ích của Địa y đối với sức khỏe con người

Địa y có hiệu quả trong việc điều trị các bệnh như trĩ, viêm phế quản, kiết lỵ và bệnh lao. Ngoài ra, nó còn được sử dụng làm thuốc chữa dạ dày, trị đái tháo đường và cầm máu. Địa y từ lâu đã được nghiên cứu về các hoạt động sinh học; chủ yếu là kháng khuẩn nhưng cũng có tác dụng chống ung thư, kháng vi-rút, gây dị ứng, ức chế tăng trưởng thực vật, chống động vật ăn cỏ và ức chế enzyme, gần đây hơn là hoạt động chống oxy hóa và chống viêm. 

Chất chống oxy hóa có thể ức chế hoặc trì hoãn quá trình oxy hóa bằng cách ngăn chặn sự khởi đầu hoặc lan truyền của các phản ứng dây chuyền oxy hóa. Nhiều loại chất chống oxy hóa tổng hợp như butylat hydroxyanisole, butylat hydroxytoluene và tert-butylhydroquinone thường được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm mặc dù các hạn chế sử dụng chất chống oxy hóa tổng hợp đang được áp dụng vì độc tính của chúng. Gần đây người ta tập trung nhiều sự chú ý vào việc phát triển các chất chống oxy hóa an toàn và hiệu quả, vì các gốc tự do độc hại là nguyên nhân của nhiều rối loạn bao gồm các bệnh thoái hóa thần kinh và tim mạch, tiểu đường và một số bệnh ung thư. Do đó, việc phát triển và sử dụng các chất chống oxy hóa hiệu quả hơn và ít gây hại hơn có nguồn gốc tự nhiên được cho là rất đáng mong đợi.

Acid salazinic chiết xuất từ Địa y Parmotrema tinctorum đã cho thấy tác dụng chống oxy hóa, ngăn chặn những tác động xấu đến từ ánh sáng mặt trời, giúp Địa y sinh trưởng và tồn tại được trong các điều kiện môi trường khác nhau, bao gồm cả những môi trường khắc nghiệt. Ngoài ra, theo các nhà khoa học, thành phần acid salazinic, acid usnic, acid stictic phân lập từ địa y thuộc chi Xanthoparmelia có thể có những lợi ích nhất định trong việc bảo vệ thần kinh nhờ khả năng chống oxy hóa của mình. Đây cũng được coi là tác nhân chống oxy hóa liên quan đến rối loạn thần kinh trong bệnh Alzheimer và bệnh Parkinson.

5 Tác hại của Địa Y

Địa y có mặt ở các nơi trong vô vàn các môi trường khác nhau, trên các loài cây, và có ảnh hưởng bất lợi lên các thân, cành và lá của cây.

Địa y thường không ký sinh trên các cây mà lấy dinh dưỡng từ các chất hữu cơ hoại mục. Ngoài ra, nó thường lấy các dưỡng chất từ nấm cộng sinh, qua từng mảng trên thân, cành và lá, mọc nhỏ cao lên trên thân cây.

6 Hình ảnh và tên các loài Địa Y đẹp và kỳ lạ nhất thế giới

7 Tài liệu tham khảo

1. Tài giả Hasan Türkez và cộng sự, ngày đăng báo năm 2012. Effects of Lichenic Extracts (Hypogymnia physodes, Ramalina polymorpha and Usnea florida) on Human Blood Cells: Cytogenetic and Biochemical Study, PMC. Truy cập ngày 1 tháng 12 năm 2023.
2. Tài giả Cynthia M Rodriguez và cộng sự, ngày đăng báo năm 2012. Lichens, PMC. Truy cập ngày 1 tháng 12 năm 2023.
3. Tác giả Erin A. Tripp & James C. Lendemer  (Ngày đăng 12 tháng 12 năm 2017). Twenty-seven modes of reproduction in the obligate lichen symbiosis, Brittonia. Truy cập ngày 16 tháng 5 năm 2024.
4. Tác giả K. V. Krishnamurthy & D. K. Upreti  (Ngày đăng năm 2001). Reproductive Biology of Lichens, Chapter pp 127–147. Truy cập ngày 16 tháng 5 năm 2024.
5. Tác giả W. Watson (Ngày đăng 11 tháng 3 năm 1929). The Classification of Lichens, The New Phytologist Vol 28. No 1. Truy cập ngày 16 tháng 5 năm 2024.