گلسنگ چیست و چه ویژگی ها و قابلیت های عجیبی دارد؟

گلسنگ یک گونه گیاهی است که در سراسر جهان یافت می شود. تقریباً ۳۶۰۰ گونه گلسنگ وجود دارد و آنها در تنوع وسیعی از زیستگاه ها و آب و هوا از صحرای سونوران و جنگل ملی کرونادو ، تا تندرا آلپ کوه های آلاسکا یافت می شوند.

ظاهر گیاه مانند گلسنگ ها ، هویت واقعی آنها را پنهان می کند. در واقع گلسنگ یک ارگانیسم منفرد نیست ، بلکه نتیجه همکاری (همزیستی متقابل) بین قارچ و جلبک یا سیانوباکتریاست. برخی از گلسنگ ها از سه یا تعداد بیشتری شریک تشکیل می شوند.

بدن یک گلسنگ متشکل از رشته های قارچی (هیف) سلولهای جلبک های سبز و / یا سیانوباکتری های سبز آبی است. اساس همزیستی متقابل در آنها  مشابه مشارکت میکوریزی بین برخی از گونه های قارچ ها و ریشه اکثر گیاهان است. قارچ برای شریک زندگی خود مفید (محافظت) است و در ازای آن مواد مغذی به دست می آورد. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

گلسنگ چیست؟

پیچیدگی مشارکت در زمینه گلسنگ باعث شده که آنها به عنوان “اکوسیستم های کوچک” توصیف شوند. آنها از نظر سیستماتیک به عنوان اعضای قارچ ها طبقه بندی می شوند زیرا قارچ همیشه شریک اصلی است. بعد از ایجاد همزیستی گلسنگ ، قارچ بیشترین تأثیر را در شکل نهایی گلسنگ دارد و تعیین می کند که سخت یا انعطاف پذیر باشد.

شریک جلبکی و باکتریایی هرکدام نام علمی خود را دارند اما همزیستی آنها فقط با نام قارچ شناخته می شود. مقطع عرضی گلسنگ اکثریت عمده ۱۳۰۰۰۰-۱۸۰۰۰ گونه قارچ را نشان می دهد. حدود ۲۰ گونه در جنگل های بارانی گرمسیری و معتدل  و حدود ۴۰ جنس جلبک و سیانوباکتری در مشارکت با آن یافت می شود.

قارچ چیست؟

قارچ ها گروه متنوعی از ارگانیسم ها هستند که جدا از گیاهان در گروهی مجزا قرار دارند. قارچ ها حاوی کلروفیل یا هیچ وسیله دیگری برای تولید مواد غذایی خود نیستند ، بنابراین آنها برای تغذیه به موجودات دیگر وابسته هستند. قارچ ها به دلیل نقش خود در تجزیه مواد آلی به طور گسترده ای شناخته می شوند. آنها همچنین برای بقای اکوسیستم اطراف خود مانند همکاری با گیاهان و درختان برای مواد جذب مغذی و بقا ضروری هستند.

گلسنگ یکی دیگر از این مشارکت ها برای قارچ ها جهت به دست آوردن مواد مغذی از موجود دیگر است. شریک جلبکی فتوسنتز کرده و غذای قارچ را تأمین می کند ، بنابراین می تواند رشد و گسترش یابد.

جلبک چیست؟

جلبک ها نیز در گروهی جدا از گیاهان و قارچ ها قرار دارند. انواع مختلفی از جلبک ها وجود دارد: سبز ، قهوه ای ، قرمز ، طلایی. آنها می توانند در آب شور و آب شیرین به تنهایی و در هر محیطی که بخشی از رابطه گلسنگ است زنده بمانند.

اگرچه سیانوباکتریوم را جلبک های سبز- آبی می نامند ، اما در واقع باکتری هستند. “آبی” در نام مشترک به این واقعیت اشاره دارد که آنها نیاز به زندگی در آب دارند و ” سبز” به توانایی های فتوسنتزی آنها مانند جلبک های سبز اشاره دارد.

چرا گلسنگ ها مهم هستند؟

گلسنگ به چند دلیل مهم است. یکی از بارزترین موارد این است که زیبا به نظر می رسد. شمال غربی اقیانوس آرام بدون وجود آنها که به شکل پارچه مخملی گسترده شده اند زیبا نخواهد بود؟ سنگ ها و صخره ها در کوه های راکی بدون رنگ های قرمز ، زرد و سبز گلسنگ های رنگارنگ هیچ جذابیتی ندارند. بدون وجود این موجودات زنده که از درخت آویزان شده اند یا به سنگ چسبیده اند ، مناطق طبیعی ما بسیار کسل کننده و کمی بی روح به نظر می رسند.

عملکرد مهم دیگر گلسنگ ها این است که آنها یک نوع بقا را در محیط های سخت فراهم می کنند که جلبک ها به طور معمول نمی توانند در آن زنده بمانند. از آنجایی که این قارچ می تواند از جلبک های خود محافظت کند ، این موجودات عادی که نیاز به آب دارند می توانند در مناطق خشک و آفتابی زندگی کنند بدون اینکه بمیرند ، به شرطی که گاهی اوقات رگبار باران یا سیلاب رخ بدهد تا بتواند مواد غذایی را برای دوره خشکسالی بعدی ذخیره کند.

بهتر است بدانید:

از آنجا که گلسنگ ها باعث می شوند جلبک ها در اقلیم های مختلف در سراسر دنیا زندگی کنند ابزاری را برای تبدیل دی اکسید کربن موجود در جو از طریق فتوسنتز به اکسیژن فراهم می کنند که برای زنده ماندن همه ما به آن نیاز داریم.

یکی از راه هایی که گلسنگ به طور مستقیم به انسان سود می رساند توانایی جذب همه چیز در جو و به ویژه آلاینده ها است. گلسنگ ها می توانند اطلاعات ارزشمندی در مورد محیط اطراف خود به ما ارائه دهند. هرگونه فلزات سنگین یا کربن یا گوگرد یا سایر آلاینده های موجود در جو جذب گلسنگ می شوند.

دانشمندان می توانند این سموم را استخراج کرده و سطوح موجود در جو را تعیین کنند. پایگاه داده های ملی گلسنگ و کیفیت هوا و خدمات پاکسازی جنگل ایالات متحده اطلاعات بیشتری در مورد نظارت بیولوژیکی گلسنگ ها و چگونگی کمک به مدیران  برای شناسایی ، نقشه برداری ، ارزیابی روندها و ارزیابی تأثیرات اکولوژیکی آلاینده های هوا ارائه می دهد.

بیولوژی گلسنگ

ساختار

گلسنگ ها روی برگ های خود کوتیکول مومی  مانند گیاهان ندارند و همچنین دارای بافت عروقی مانند آوند چوبی و آبکش نیستند تا مانند یک گیاه مواد مغذی و آب را در اطراف بافت خود حرکت دهد. همه چیز در محیط گلسنگ به ساختار  داخلی آن جذب می شود. آن ها از طریق هوا و باران آب و مواد مغذی خود را از محیط اطراف دریافت می کنند.

قشر

قشر لایه بیرونی گلسنگ است. این سلول ها نسبت به سلول های قارچی دیگر موجود در ساختار بدنه ضخیم تر و بهم پیوسته تر هستند. این لایه کمی محافظت را فراهم می کند و همچنین در برخی از گونه ها نیز مسئول ایجاد رنگ است.

لایه جلبک

معمولاً می توان از رنگ گلسنگ نوع جلبک موجود در آن را تشخیص داد. هنگامی که یک گلسنگ خشک است ، رنگ آن معمولاً خاکستری یا رنگی مانند سلول های قارچی در قشر فوقانی دارد.  ولی وقتی مرطوب باشد سلول های آن شفاف می شوند و سلول های جلبکی در زیر آن فرصتی برای نشان دادن نشاط و شادابی پیدا می کنند.

جلبک های سبز به طور کلی در هنگام مرطوب بودن به گلسنگ رنگ سبز روشن می دهند ، اگرچه استثنائاتی از گلسنگ های پیگمانته با جلبک های سبز وجود دارد زیرا شریک قارچی نیز می تواند رنگ خود را نشان دهد.

سیانوباکتری ها می توانند لایه ای در زیر قشر فوقانی یا در شکاف های ریز بالای قشر فوقانی باشند اگر یک لایه جلبکی سبز وجود داشته باشد. سیانوباکتریا به گلسنگ یک رنگ سبز تیره ، قهوه ای یا سیاه می دهد.

در برخی از گلسنگ ها ، هیچ لایه ای از قارچ و جلبک وجود ندارد. اجزای منفرد با هم در یک لایه بزرگ یکنواخت مخلوط می شوند و شکل رشد حاصل از آن ژلاتینی است و به آنها گلسنگ ژله ای می گویند.

مدولا

اکثر گلسنگ ها از رشته های قارچی به نام مدولا تشکیل شده است که از سلول های قارچی ساخته شده است که در وسط ساختارقرار گرفته اند. این ساختارها دیواره های سلول نازکی دارند و مانند نخ هستند که نتیجه آن یک ماده پنبه مانند در زیر قشر خارجی است.

اتصال پایه

این ارگانیسم ها به روش های مختلف به بستر خود متصل می شوند. ریزین ها رشته های قارچی هستند که از مدولا امتداد یافته و آن را  به بستر آن متصل می کنند. ریزین ها مانند ریشه گیاهان از قابلیت آوندی برخوردار نیستند. آنها آب یا مواد مغذی را به سمت گلسنگ منتقل نمی کنند بلکه آن را روی هر سطحی نگه می دارند.

برخی از گلسنگ ها به جای ریزبین ها ، یک گیره مرکزی یا چسبیده دارند که به بستر- به طور کلی سنگ ، متصل می شود. به این نوع گلسنگ ها نافی می گویند زیرا محل نگهداری مرکزی آن مانند بندناف است.

 انواع گلسنگ

گلسنگ های فولیوز یا برگی

این ارگانیسم ها دارای دو ضلع هستند که به راحتی قابل تشخیص است. به عبارت دیگر ، یک طرف بالایی و یک طرف پایین وجود دارد. آنها می توانند بسیار صاف مانند برگ کاهو ، یا پیچیده و پر از برجستگی  باشند.

گلسنگ های فروتيكوز یا بوته ای

این ارگانیسم ها می توانند آویز و مو مانند ، قائم و درختچه ای ، یا قائم و فنجان مانند باشند. بسیاری از آنها دارای شاخه های گرد هستند که هسته مرکزی دارد و برخی دیگر در وسط توخالی هستند. سایر گلسنگ های فروتیکوز شاخه های مسطحی دارند که با یکدیگر گره می خورند.

گلسنگ های كروستوزیا پوسته ای

این ارگانیسم ها  روی سطوحی مانند تخته سنگ ، خاک ، ماشین یا زوناهای سقف خانه تشکیل می شوند. آنها در بسیاری از رنگ های روشن و زنده مانند زرد آفتابی ، نارنجی و قرمز و همچنین خاکستری و سبز وجود دارند. گلسنگ های پوسته ای سخت به بستر خود فشار می آورند و تخریب کننده هستند.

روش تولید مثل گلسنگ

آیا می توانید تصور کنید که دو گونه مختلف که در یک بدن زندگی می کنند چگونه تولید مثل می کنند؟ ما می دانیم که برای تولید مثل ، باید دو گونه یکسان داشته باشیم تا فرزندان بارور تولید کنیم. گلسنگ ها از این نظر منحصر به فرد هستند که از دو گونه (یا بیشتر) متفاوت و یا در واقع قلمرو تشکیل شده اند.

برخلاف گیاهانی که می توانند بذرهایی تولید کنند که به گیاهان جدیدی تبدیل می شوند ، گلسنگ ها راهی مستقیم برای رشد بیشتر  ندارند. از آنجا که قارچ شریک اصلی رابطه است ، بدن بارور خود را رشد داده و اسپور تولید می کند. این هاگ می تواند قارچ دیگری تولید کند ، اما متأسفانه ، جلبک ، اصلاً فرصت تولید مثل پیدا نمی کند بنابراین یا قارچ جدید باید یک شریک جلبکی پیدا کند یا از بین برود.

البته ، تکامل باید ادامه داشته باشد و گلسنگ ها با روش های مبارزه خاص خود سازگار شده اند. این ارگانیسم ها می توانند از نظر رویشی تولید مثل کنند. یعنی آنها دارای ساختارهایی هستند که بطور خاص برای گسترش قطعات بدنه آنها با هر دو شریک ساخته شده اند. نه تنها ساختارهای رویشی خاصی وجود دارد ، بلکه قطعات ساده بدنه گلسنگ می توانند به یک گیاه کامل تبدیل شوند.

زیستگاه گلسنگ

گلسنگ ها شرایط خاصی برای زیستگاه های خود دارند. اگرچه می توانند روی انواع مختلفی از بسترها ظاهر شوند ، اما هر بستر باید دارای اجزای جداگانه در مقادیر مناسب و مورد نیاز رشد این ارگانیسم ها باشد. این نیازها عبارتند از: آب ، هوا ، مواد مغذی ، نور و بسترها.

آب

از آنجا که گلسنگ ها مانند گیاهان کوتیکول مومی ندارند ، در دوره های خشکسالی نمی توانند آب را ذخیره کنند. از طرف دیگر ، گلسنگ ها می توانند همه چیز را از طریق قشر خود جذب کنند ، از جمله آب و بخار آب. بسیاری از گلسنگ ها در مناطق مه آلود مانند ساحل یافت می شوند.

هنگامی که گلسنگ ها مرطوب هستند ، “روشن می شوند” و شروع به فتوسنتز و رشد می کنند. وقتی گلسنگ ها خشک شوند ، “خاموش” می شوند ، شکننده می شوند و به حالت خواب می روند. این فرآیند به “poikilohydry” معروف است و ارگانیسم های دیگری مانند خزه ها و گیاهان کبدی نیز به همین روش عمل می کنند.

ساده ترین راه برای تشخیص خواب یا رشد این ارگانسیم ها مشاهده رنگ آن است. گلسنگ سیاه تیره یا سبز روشن در حال فتوسنتز است .اگر گلسنگ به نظر رنگ پریده و خشک و شکننده باشد ، خاموش است و در انتظار وقوع باران یا مه بعدی است.

هوا

گلسنگ ها برای زنده ماندن به هوای پاک و تمیز نیاز دارند. آنها همه چیز را از طریق قشر خود جذب می کنند. از مواد مغذی مفید گرفته تا سموم مضر. آنها همچنین آب را از هوا جذب می کنند ، به همین دلیل بسیاری از آنها در کمربندهای مه آلود در امتداد اقیانوس ها و دریاچه های بزرگ یافت می شوند.

مطمئناً تعداد کمی از گلسنگ ها می توانند در نزدیکی کارخانه ها ، کنار بزرگراه ها و سایر منابع آلودگی زنده بمانند. آنهایی که زنده می مانند نسبت به فلزات سنگین و باران های اسیدی تحمل بالاتری نسبت به آلاینده های موجود در هوا دارند.

مواد مغذی

درست مثل همه موجودات زنده این ارگانیسم ها برای زنده ماندن و رشد به مواد مغذی نیاز دارند. عناصر اصلی غذایی شامل نیتروژن ، کربن و اکسیژن هستند.

نیتروژن از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا برای تولید پروتئین ها و اسیدهای آلی  نه فقط برای گلسنگ ها بلکه برای زندگی در این کره خاکی ضروری است. این میکروارگانیسم ها مانند گیاهان در بازیابی نیتروژن برای استفاده از آن مشکل دارند.

به همین دلیل سیانوباکتری ها بسیار مفید هستند. مانند گیاهان ، گلسنگ ها از سیانوباکتری ها برای “تثبیت”  نیتروژن استفاده می کنند تا بتوانند از آن استفاده کرد. گیاهانی مانند حبوبات و چمن چاودار نیز از سیانوباکتریها برای از تثبیت ازت خاک استفاده می کنند.

نور

مشابه همه گیاهان ، تمام گلسنگ ها فتوسنتز می کنند. آنها برای برای تهیه غذای خود به نور نیاز دارند. به طور خاص ، جلبک های موجود در این ارگانیسم ها کربوهیدرات تولید می کنند و قارچ ها این کربوهیدرات ها را برای رشد و تولید مثل استفاده می کنند.

گلسنگ های مختلف به مقدار متفاوتی از نور نیاز دارند. به همین دلیل است که شما آنها را در خاک های صخره ای و بیابانی ، و همچنین روی یک درخت برگ یا در سایه آن روی خاک خزه ای زیر پیدا می کنید. رنگ گلسنگ نیز به میزان نوری که دریافت می کند بستگی دارد. گونه های مختلفی که با محیط های روشن و گرمتر سازگار می شوند ، معمولاً رنگدانه بیشتری دارند. این می تواند مکانیزمی از قارچ برای محافظت از جلبک در برابر نور زیاد و سوختن باشد.

بستر

گلسنگ ها هم به خانه احتیاج دارند! تقریباً هر چیزی که به اندازه کافی برای اتصال و رشد یک گلسنگ محکم باشد بستر مناسبی است. درختان ، سنگ ها ، خاک ، خانه ها ، سنگ قبرها ، اتومبیل ها ، تجهیزات مزرعه قدیمی و موارد دیگر می توانند لایه زیرین باشند. معمولترین بسترهای طبیعی درختان ، سنگها و خاک هستند.

رشد گلسنگ ها بر روی سنگ ها ، درختان و زمین های اطراف ملک شما نشانه خوبی است. این بدان معناست که هوایی که در آن تنفس می کنید سالم و تمیز است. اگرچه گلسنگ ها می توانند به ساختمان ها و سازه های ساخته شده توسط انسان آسیب برسانند ، اما این روند بسیار کند است و آنها را به خطر نمی اندازد.خاک یکی دیگر از بسترهای مهم گلسنگ ها است. زیرا رطوبت ، مواد مغذی ، فضای لازم برای رشد و بسته به محل سکونتگاه را نیز فراهم می کند.

کاربردهای گلسنگ

گلسنگ ها کاربردهای زیادی دارند. آنها از نظر حساسیت به آلودگی هوا متفاوت هستند و از وجود یا عدم وجود آنها  در یک منطقه برای نقشه برداری از غلظت آلاینده ها استفاده شده است. گلسنگ های فولیوز برای نشان دادن درختان در چیدمان ردیفی استفاده می شود. این ارگانیسم ها همچنین حدود ۴۰۰ “محصول ثانویه” شناخته شده را تولید می کنند.

تصور می شود که این مواد شیمیایی توسط گلسنگ ها به عنوان دفاعی در برابر بیماری ها و انگل ها تولید می شود و در بعضی موارد باعث می شود تا طعم گلسنگ برای حیوانات ناخوشایند شود. برخی از این ترکیبات اکنون به عنوان داروهای ضد ویروس و ضد باکتری استفاده می شوند که از مهمترین کاربرد گلسنگ در پزشکی است.

از محصولات ثانویه دیگر برای خوش رنگ و دلپذیرتر ساختن زندگی روزمره استفاده می شود. بعضی از آنها برای رایحه پشم رنگ شده و ساخت عطر استفاده می شود. از برخی در گذشته برای رنگ آمیزی پارچه های پشمی استفاده می شد. بیشتر این ارگانیسم ها رنگ هایی از قهوه ای یا زرد دارند ، اما رنگ آبی در چند گونه تولید می شود.

البته با کشف رنگ های مصنوعی تقاضا برای رنگ های گلسنگ پایان یافت. رنگ های مصنوعی رنگ های بیشتری را ارائه می دهند و با گذشت زمان کمرنگ نمی شوند. رنگ های گلسنگ هنوز هم توسط برخی از بافندگان صنایع دستی استفاده می شود. امروزه  تنها کاربرد تجاری رنگ گلسنگ تولید کاغذ لیتموس است که برای تشخیص اسیدیته مایعات استفاده می شود. رنگ کاغذ لیتموس در محلول های بازی آبی رنگ و در محلول های اسیدی مانند سرکه قرمز می شود.

موارد استفاده طبیعی از گلسنگ ها

گلسنگ می تواند یک منبع غذایی مهم در محیط های سخت باشد. مردم لاپ که  در قطب شمال در اسکاندیناوی و روسیه زندگی می کنند ، درست مانند کشاورزان مناطق معتدله که یونجه ذخیره می کنند ، گلسنگ ها را به عنوان غذای زمستانی برای گوزن های شمالی خود برداشت می کنند. گوسفندان در بیابانهای لیبی تا حدی با خوردن گلسنگ های  پوستی که روی سنگ ها رشد می کنند زنده می مانند.

گلسنگ ها در ساخت خاک نیز مهم هستند. خاک از مواد آلی مانند گیاهان پوسیده و مواد معدنی تشکیل شده است. گونه هایی که روی صخره ها رشد می کنند هم با فشار و هم با اثر شیمیایی به قطعات سنگ نفوذ کرده و آنها را از هم جدا می کنند. برخی از محصولات ثانویه اسیدی آنها سطح سنگ را حل می کند و دانه های معدنی را آزاد می کند. این یک روند بسیار کند است ، اما انعطاف پذیری و استقامت قارچ های موجود در این ارگانیسم ها باعث می شود تا آنها از پس این کار بر آیند.