Ragi, alga dan kulat, bersama-sama untuk kelangsungan hidup lumut

Seperti yang kita lihat dalam catatan sebelumnya mengenai lumut, mereka memerlukan keadaan persekitaran tertentu untuk dapat bertahan dengan baik dan membiak dengan betul sehingga menjajah wilayah.

Lichen adalah hasil hubungan simbiosis antara alga dan kulat. Namun, para saintis, setelah bertahun-tahun mempelajari lichen, telah menemui penemuan baru: dalam hubungan keduanya, ada yang ketiga, ragi. Bagaimana mungkin setelah bertahun-tahun kajian saintis tidak menyedari kehadiran ragi dalam hubungan simbiotik ini?

Hubungan simbiotik antara alga dan kulat

Pasti anda pernah melihat batu dengan bintik-bintik di permukaannya dalam hidup anda. Noda yang warnanya boleh berbeza antara hitam, coklat, oren atau hijau. Anda juga dapat melihat tempat-tempat ini di bumbung, di rumah lama, pokok, dll. Tempat-tempat ini telah anda lihat adalah lichen yang terbentuk melalui perkaitan antara alga dan kulat.

Secara semula jadi terdapat pelbagai jenis hubungan antara organisma hidup. Kita dapati makhluk hidup yang kompeten di antara mereka, yang lain adalah parasit dan yang lain yang hubungannya memberi manfaat kepada kedua-duanya. Lebih daripada sekadar simbiosis, kata teknikal yang paling tepat untuknya adalah gotong royong. Mutualisme adalah hubungan antara alga dan kulat yang membentuk lichen di mana kedua-dua pihak memperoleh hasil dari hubungan tersebut. Apa yang anda berdua dapat keluar dari hubungan ini?

Dalam kehidupan lichen, alga memainkan peranan asas melakukan fotosintesis agar dapat memberikan bahan organik kepada kulat. Kami berhenti sebentar untuk menjelaskan bahawa kulat bukan makhluk autotrofik, iaitu, mereka tidak mensintesis makanan mereka sendiri seperti tumbuhan. Cendawan memerlukan bahan organik untuk memberi makan. Bahan organik ini disumbangkan oleh alga semasa fotosintesis. Untuk membalas budi kepada rumput laut, kulat menangkap air dan garam mineral dari persekitaran tempat tinggalnya, tidak peduli seberapa keringnya, dan memberikannya perlindungan daripada pengeringan.

Seperti yang dapat kita lihat, hubungan ini bergerak dari kekuatan ke kekuatan. Kedua-duanya menang dan berjaya bertahan dalam persekitaran yang cukup rumit.

Seberapa berguna lichen?

Kami telah melihat hubungan bahawa alga dan kulat harus dapat membentuk lichen. Tetapi untuk apa kita menggunakan lichen? Lichens telah digunakan sepanjang sejarah untuk pelbagai tujuan di mana kita mendapati diri kita sendiri:

• Manna lichen, yang tumbuh di Afrika Utara dan Kepulauan Canary, boleh dijadikan makanan. Di Kutub Utara, rusa dan caribou memakan lichens.
• Dalam industri farmaseutikal mereka biasa dapatkan antibiotik, vitamin C, dan pewarna, seperti litmus.
• Dalam kosmetik mereka digunakan untuk mengekstrak pati dan minyak wangi.

Saya juga ingin menyebutkan bahawa lichen digunakan hari ini sebagai petunjuk pencemaran. Seperti yang kita lihat dalam catatan sebelumnya yang disebutkan sebelumnya, lichen memerlukan keadaan atmosfera dan biotik tertentu untuk bertahan. Mereka rentan terhadap suhu, hujan, kelembapan, kehadiran pemangsa, dll. Nah, organisma ini berfungsi sebagai petunjuk pencemaran. Kerana terdedah kepada zarah-zarah terampai yang disebabkan oleh pencemaran udara atau air dan tanah, lumut tidak tumbuh di tempat-tempat ini. Oleh itu, jika kita melihat bahawa suatu tempat memenuhi syarat yang tepat agar lichen dapat bertahan dengan baik, namun kita tidak melihatnya, ia akan memberitahu kita bahawa tempat itu tercemar.

Ragi sebagai komponen hubungan ketiga

Kami telah melihat apa itu lichen dan apa gunanya untuk manusia. Namun, bagaimana pendapat anda jika saya memberitahu bahawa alga dan jamur bukan satu-satunya yang wujud dalam hubungan yang membentuk lichen? Sejak seumur hidup, di sekolah, institut dan universiti, setiap kali lumut dipelajari, mereka mulai dengan mendefinisikan bahawa itu adalah hubungan simbiosis antara alga dan jamur. Tetapi kajian baru-baru ini mengesahkan bahawa terdapat komponen ketiga hubungan: ragi.

Di planet ini ada lebih daripada 15.000 spesies lumut dan kesemuanya telah dikaji berdasarkan fakta bahawa ia adalah hasil daripada hubungan antara alga dan kulat. Tetapi hari ini, mungkin sudah tiba masanya untuk mula mengubah idea ini. Ragi adalah bahagian konsortium antara alga dan kulat sebagai komponen lichen. Para saintis tidak dapat mengesan kehadiran organisma ini bahkan sebelum melalui kaca pembesar analitik yang kuat dan setelah berabad-abad dan generasi kajian.

Penemu komponen ketiga hubungan ini adalah rakan penyelidik pasca doktoral Toby Spribille dan rakan-rakannya dari Universiti Montana di Missoula, Uppsala (Sweden), Graz (Austria), Purdue (Amerika Syarikat) dan Institut Penyelidikan Lanjutan Kanada di Toronto. Untuk membuat penemuan ini, mereka telah digunakan secara mendalam, selain dari pengamatan mikroskopik yang kuat, dengan pemerhatian genom.

Kajian lichen toksik kepada mamalia

Penemuan ini terdapat di sampul majalah Sains/Ilmu dan mengandaikan semua revolusi untuk apa yang diketahui mengenai lichen dan tingkah laku, kelangsungan hidup, hubungan, fenologi, dll. Ini menimbulkan kebimbangan bagi para saintis untuk menilai kembali semua pengetahuan dan andaian yang ada (bahkan yang paling asas) mengenai cara pembentukan lichen, tentang bagaimana mereka bertahan, peranan apa yang dimainkan oleh setiap elemen hubungan, tentang siapa yang memainkan peranan dalam simbiosis, dan masalah lain.

Jelas sekali, seperti hampir semua penemuan saintifik, itu bukanlah objek kajian. Motivasi saintis adalah untuk mengetahui mengapa dua spesies lichen yang sangat berkait rapat dan hidup dalam ekosistem yang sama adalah berbeza secara drastik: satu adalah toksik kepada mamalia dan yang lain tidak. Analisis DNA hanya memperdalam misteri itu, kerana kedua spesies tersebut mempunyai genom yang sama. Atau nampaknya.

Ragi ditemui berkat DNA lichen

Untuk menjelaskan penemuan ini, beberapa elemen biologi molekul mesti disebutkan. Kita bermula kerana gen terbuat dari DNA, tetapi untuk mengaktifkan gen ini, heliks ganda asas nitrogen mesti dibuka dan salinan salah satu helai mesti dikeluarkan. Salinan yang kami keluarkan dari heliks berganda ini bukan DNA kerana hanya mempunyai satu helai, itulah sebabnya kami memanggilnya RNA. Oleh itu, jika seseorang mengkaji helai RNA ini, anda secara tidak langsung melihat gen yang paling aktif dalam sel itu.

Inilah yang dilakukan oleh para saintis ini. Mereka menganalisis RNA kedua spesies lichen ini, untuk membuat kesimpulan mengapa satu itu toksik kepada mamalia dan yang lain tidak. Tentunya dalam urutan RNA mereka dapat mengetahui sebab keadaan ini. Selepas analisis kedua-dua RNA, terdapat perbezaan yang luar biasa: dan kenyataannya adalah bahawa RNA tidak hanya berkaitan dengan jamur yang diketahui dalam simbiosis, tetapi juga dengan jenis jamur lain, ragi. Ragi ini hampir tidak diketahui selama satu setengah abad kajian. Di samping itu, spesies lichen yang beracun kepada mamalia mengandungi lebih banyak ragi ini daripada spesies yang tidak beracun.

Dalam analisis sebelumnya mengenai jenis lumut lain, ragi ini telah diabaikan kerana mereka adalah sel yang sangat kecil dalam hubungan simbiont ini. Kami hanya menemui satu atau dua salinan DNA setiap sel. Walau bagaimanapun, telah diketahui bahawa beberapa gen mereka sangat aktif dan dapat menghasilkan ratusan atau ribuan salinan RNA untuk setiap DNA. Itulah kunci kejayaan. Dan memang, ragi inilah yang menjelaskan mengapa satu lichen beracun dan yang lain tidak, walaupun pada hakikatnya lichen itu sama.

Kajian mengenai lumut di seluruh dunia

Penemuan ini dapat dibuat di lichens Montana untuk mengetahui mengapa satu itu beracun untuk mamalia dan yang lain tidak, walaupun mempunyai genom yang sama. Walau bagaimanapun, Para penyelidik mencari kehadiran ragi ini di lichen di seluruh dunia. Dari Jepun ke Antartika melalui Amerika Latin atau Ethiopia. Seperti yang mereka harapkan, komponen ketiga dari hubungan simbiotik ini terdapat di semua lichen di dunia. Ia merupakan komponen simbiosis yang paling terkenal dalam biologi.

Jadi mulai sekarang, ketika kita menentukan lichen, kita harus mengatakan bahawa ia adalah hubungan simbiotik antara alga, kulat dan ragi (walaupun yis itu sendiri adalah sejenis kulat), kerana yis ini telah wujud dalam semua lichen sepanjang sejarah, namun ia telah disembunyikan di bawah semua cermin mata saintis selama lebih 100 tahun. Sudah tentu, saintis telah mengesannya pada masa-masa lain, tetapi mereka tidak menyedarinya sebelum ini.