گل سنگ نشانگر طبیعی آلودگی هوا

گل سنگ ها بخش مهمی از تنوع زیستی برخی اکوسیستم ها را تشکیل می دهند. این موجودات جالب توجه از همزیستی قارچ ها با جلبک های سبز یا سیانوباکترها تشکیل می شوند. هر چند هر گل سنگ یک موجود یگانه است، اما بدن آن از دو نوع موجود زنده گوناگون ساخته شده است. بخشی فتوسنتز کننده که نوعی جلبک یا سیانوباکتر است و به آن فوتوبیونت گفته می شود و بخش دیگر، قارچی است که نقشی در غذاسازی نداشته، مصرف کننده است و به نام مایکوبیونت نامیده می شود. نقش این بخش دوم در پیکر یک گل سنگ، تامین مواد خام لازم برای فتوسنتز است که از محیط دریافت کرده و در اختیار فوتوبیونت گل سنگ قرار می دهد.

جلبک ها برای تولید غذا از نور آفتاب استفاده می کنند و بخشی از این غذا توسط قارچ ها مصرف می شود. گل سنگ ها با سرعت خیلی کم رشد می کنند و می توانند حتی در زیستگاه های نامناسب مثل کویر و نواحی قطب جنوب زنده بمانند. این موضوع اهمیت آنها را در پژوهش های علوم فضا نشان می دهد. آنها به دلیل همین جان سختی، اخیراً برای پژوهش های قابل سکونت کردن سیارات دیگر مورد توجه دانشمندان قرار گرفته اند.

تولید مثل این جانداران از راه قطعه قطعه شدن یا به روش جنسی است. بسیاری از گونه های این جانداران می توانند روی سنگ ها برویند و مواد معدنی آنها را جذب کنند. در نتیجه رشد و نمو این نوع گل سنگ ها، سنگ ها می شکنند و به خاک تبدیل می شوند.

نکته: زیان ناشی از گل سنگ ها عمدتاً به نقش تخریبی آنها در از بین رفتن آثار باستانی کشورها مربوط می شود. وجود این موجودات تهدیدی جدی برای آثار سنگی به جا مانده از گذشته های تاریخی است. گل سنگ ها با رشد خود روی مجسمه ها و آثار سنگی، آنها را خرد کرده و مرمت آنها را دشوار می کنند.

این موجودات زنده در سراسر جهان حضور دارند و حتی می توانند در دمای منفی 60 درجه سانتیگراد زنده بمانند. نوع قارچ و جلبک شرکت کننده در این همزیستی، نوع گل سنگ را تعیین می کند. گل سنگ ها در رنگ، اندازه و شکل های بسیار گوناگون هستند.

گل سنگ ها هر چند گیاه نیستند، اما در برخی ویژگی های ظاهری شباهت خود را به این گروه از موجودات نشان می دهند. مثلاً برخی از آنها که فلیوز نامیده می شوند، ساختارهای پهن و برگ مانند تولید می کنند. مانند گل سنگ Flavoparmelia Caperata که روی تنه درختان و گاهی روی صخره ها زندگی می کند و در ایران هم دیده می شوند. پیکر برخی دیگر از گل سنگ ها نیز دارای انشعابات بدون برگ بوده و به نام فروتیکوز خوانده می شوند؛ مانند گل سنگ Letharia Vulpina که به آن گل سنگ گرگ (Wolf Lichen) هم گفته می شود.

آنچه برخی گل سنگ ها را قابل توجه می کند، ویژگی آنها به عنوان شاخصی برای کنترل کیفیت هوا در شهرها است که در این مقاله شما می توانید با آن آشنا شوید.

روابط قارچ و جلبک در گل سنگ

شاید تصور کلی درباره همکاری بین بخش های مختلف یک گل سنگ، وجود همیشگی رابطه همزیستی (سود بردن هر دو طرف رابطه) باشد، اما جالب است بدانید گاهی این رابطه خود را به شیوه های دیگری از همسفرگی و تا حتی زندگی انگلی نشان می دهد. در توضیح رابطه همسفرگی باید گفت یک موجود از موجود دیگر سود می برد، در حالی که طرف دیگر این رابطه نه سود می برد و نه زیان می بیند. اما در زندگی انگلی یک طرف از این ارتباط سود برده و دیگری نه تنها نفعی نمی برد، بلکه متضرر می شود.

در برخی گل سنگ ها، شریک فتوسنتز کننده می تواند به تنهایی در طبیعت زنده بماند و نیازهای خود را برطرف کند، اما برای قارچ، زندگی با جلبک برای بقا ضروری است. این به آن معنا است که قارچ برای زنده ماندن کاملاً به جلبک که در فرآیند فتوسنتز غذا تهیه می کند، وابسته است (با آن همسفره است)، ولی جلبک سود یا زیانی از وجود قارچ نمی برد. این همان همسفرگی بین شرکای گل سنگی است. گاهی هم این وابستگی قارچ آنچنان شَدید می شود که جلبک از این رابطه زیان می بیند. اینجا است که قارچ به یک انگل برای شریک فتوسنتز کننده اش تبدیل می شود.

گل سنگ؛ شاخصی برای آلودگی هوا

گل سنگ ها نسبت به آلاینده های محیطی بسیار حساس بوده و به همین دلیل به سرعت در هوای آلوده از بین می روند. این موضوع باعث شده بخصوص در شهرها وجود یا عدم وجود گل سنگ ها نشانه ای از کیفیت هوا تلقی شود. در واقع آن چیزی که گل سنگ ها را نسبت به آلودگی بسیار زیاد حساس می کند، ساختار آنها است.

نداشتن اندام هایی برای از دست دادن مشابه برگ درختان برگ ریز و همینطور نداشتن روزنه و کوتیکول (لایه ای که سطح سلول های روپوست برگ ها را می پوشاند و آنها را غیر قابل نفوذ می سازد) به نفوذ سریع و تجمع فراوان آلاینده ها در بافت های این موجودات می انجامد. درختان برگ ریز می توانند با ریختن برگ هایشان آلودگی تجمع یافته در آنها را از خود دور کنند؛ کاری که گل سنگ ها نمی توانند انجام دهند. همچنین نداشتن روزنه باعث می شود گازها و ذرات جامد آلاینده، از تمام سطوح لایه مایکوبیونت منتشر شوند.

از آنجایی که گل سنگ ها ریشه ندارند، منبع بیشتر مواد معدنی مورد نیاز آنها هوا است و بنابراین سطوح مواد معدنی در بافت های گل سنگ، نشان دهنده ترکیب هوا است. بدین ترتیب پژوهش های گوناگون زیست محیطی نشان دهنده امکان پذیر بودن زیست سنجی موثر آلاینده ها از طریق مطالعه گل سنگ ها بوده است. اما نکته قابل توجه در این میان آن است که همه انواع گل سنگ ها به یک اندازه نسبت به آلودگی محیط زیست حساس نیستند. بنابراین گونه های مختلف از این موجودات نسبت های مختلفی از حساسیت نسبت به وجود آلودگی هوا در محیط زندگی شان را نشان می دهند. حساسیت یک گل سنگ به آلودگی هوا ارتباط مستقیمی با نیاز مایکوبیونت آن گل سنگ به انرژی دارد. در نتیجه هرچه وابستگی مایکوبیونت به فتوبیونت در یک گل سنگ بیشتر باشد، به معنی حساسیت بیشتر آن نسبت به آلودگی هوا خواهد بود.

فوتوبیونت به محض مواجهه با آلودگی هوا مجبور می شود از انرژی متابولیکی که بطور معمول صرف انجام فرآیندهای فتوسنتزی می شود، برای بازسازی ساختار سلولی آسیب دیده خود استفاده کند و در این شرایط انرژی کمتری برای مایکوبیونت باقی می ماند. برهم خوردن تعادل انرژی بین بخش های مایکوبیونت و فوتوبیونت به تخریب روابط همزیستی بین آنها می انجامد؛ بنابراین در چنین شرایطی گل سنگ نه تنها به دلیل تجمع مواد سمی؛ بلکه همچنین به دلیل کمبود مواد غذایی برای شریک مصرف کننده از بین خواهد رفت. این ارتباط گل سنگ با آلودگی هوا باعث شده این موجودات از سال 1859 میلادی به عنوان شاخص کنترل کیفیت هوا مورد توجه واقع شوند.

جنبه اصلی سودمندی گل سنگ ها، به کاربرد آنها به عنوان دارو بر می گردد. در تاریخ طب سنتی اروپا، کاربردهای دارویی نیز برای گل سنگ ها مشاهده می شود. در طب سنتی از گل سنگی به نام Peltigera leucophlebia برای درمان برفک دهان بهره گرفته می شده است. ترکیبات برخی از انواع این موجودات هم به عنوان آنتی بیوتیک وسیع الطیف یا ضدعفونی کننده کاربرد داشته اند. اوسنیک اسید موجود در گل سنگ ها هم به عنوان یک متابولیت ثانویه و ترکیب دارویی اصلی ترین ترکیبی است که برای مبارزه با باکتری Staphylococcus Aureus به عنوان عاملی برای برخی عفونت های ساده پوستی تا حتی پنومونیا و مننژیت مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است.

منابع

مقاله علمی و آموزشی «گل سنگ نشانگر طبیعی آلودگی هوا»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا مقاله مهدی میرزایی در مجله دانشمند، به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.