Địa y xuất hiện ở mọi nơi, trên cây, trên dây điện, lốp xe hay đất đá và bia mộ… Trong đó, địa y cho sinh khối lớn nhất và có giá trị trong khoa học lẫn thực tiễn. Vậy địa y là gì? Có các loài địa y nào? Môi trường sống của địa y là gì? Tác dụng của địa y là gì? Cùng palada.vn tìm hiểu qua bài viết này nhé.
Tóm tắt
Địa y là gì?
Địa y là một dạng kết hợp giữa nấm (mycobiont) và một loại sinh vật có thể quang hợp (photobiont hay phycobilin) trong một mối quan hệ cộng sinh. Photobiont có thể là tảo lục (thường là Trebouxia) hoặc khuẩn lam (thường là Nostoc). Địa y có hình thái học, sinh lý học và hóa sinh học khác biệt so với nấm và tảo khi chúng tồn tại riêng lẻ.
Địa y có khả năng sống trong môi trường khắc nghiệt như vùng đông bắc cực, sa mạc và bờ đá. Chúng phổ biến trên lá và cành cây trong rừng mưa và rừng gỗ, trên đá, cả trên tường gạch và đất. Địa y thậm chí còn mọc trên nóc của nhiều tòa nhà.
Mặc dù địa y phổ biến và có thể tồn tại trong thời gian dài, nhưng nhiều loại địa y dễ bị tổn thương khi thời tiết thay đổi đột ngột. Chúng có thể được sử dụng bởi các nhà khoa học để đo mức độ ô nhiễm không khí hoặc hủy hoại tầng ôzôn. Địa y cũng là nguồn thức ăn chủ yếu của loài hươu Bắc cực.
Cấu tạo của Địa Y
Địa Y được hình thành thông qua một quá trình cộng sinh giữa nấm và tảo hoặc vi khuẩn lam (hay còn gọi là Photobiont địa y). Có nhiều loại nấm khác nhau và không liên quan đóng góp vào việc tạo thành Địa Y, nhưng đặc biệt phổ biến trong số chúng là nấm cốc hay ascomycetes, chiếm khoảng 98% tổng số.
Photobiont địa y có thể là tảo xanh hoặc vi khuẩn lam, nhưng tảo xanh quang sinh chiếm phần lớn (khoảng 90%) trong Địa Y. Điều này có nghĩa là hầu hết Địa Y được hình thành từ sự kết hợp giữa nấm và tảo xanh quang sinh. Các tảo xanh này có khả năng quang hợp, tạo ra chất hữu cơ từ ánh sáng mặt trời và cung cấp cho nấm các chất dinh dưỡng cần thiết.
Việc kết hợp giữa nấm và tảo hoặc vi khuẩn lam trong một mối quan hệ cộng sinh là cách mà Địa Y phát triển và tồn tại trong môi trường khắc nghiệt. Sự kết hợp này mang lại lợi ích cho cả nấm và photobiont, tạo nên một hệ thống chống chịu được điều kiện sống khắc nghiệt và đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sinh học và khả năng sống của Địa Y.
Môi trường sống của địa y
Hình ảnh cây địa y khá phổ biến ở hầu hết các hệ sinh thái trên cạn trên trái đất, từ rừng mưa nhiệt đới cho đến môi trường vùng cực. Trên thực tế, ở nhiều khu vực, địa y chiếm tỷ lệ đáng kể và các loài địa y cộng sinh riêng lẻ có các vai trò chuyên biệt đối với các điều kiện môi trường cụ thể. Một số địa y có thể lưỡng cư hoặc thậm chí sống dưới nước, chẳng hạn trong các vùng thủy triều.
Địa y cộng sinh không có khả năng điều hòa nước bên trong, do đó chúng thực hiện quá trình hydrat hóa và hút ẩm đồng bộ để điều tiết với các điều kiện nhiệt độ & độ ẩm theo ngày, theo mùa tại nơi chúng sinh sống. Điều này giúp chúng thích ứng với các điều kiện thời tiết và khí hậu khắc nghiệt và có khả năng sống sót tốt.
Ví dụ, ở các thung lũng khô cằn ở Nam Cực, địa y có thể phát triển trong khoảng nhiệt độ từ 0°C đến −50°C với lượng mưa hàng năm dưới 50 mm. Điều này là nhờ khả năng cộng sinh với tảo. Tảo cung cấp chất dinh dưỡng và đóng vai trò trong việc giữ nước, giúp địa y chịu đựng được điều kiện khắc nghiệt này.
Tương tự, ở các sa mạc nóng nực, địa y có thể tồn tại ở nhiệt độ lên đến 70°C, trong ánh sáng mạnh mẽ và với lượng nước thấp. Chúng có khả năng chịu đựng được điều kiện khắc nghiệt này nhờ vào cấu trúc đặc biệt và khả năng thích ứng của tảo và nấm cộng sinh.
Các loài địa y ở Việt Nam
Các nhà khoa học bằng thuật toán đã tính được trong tự nhiên có khoảng 17.000 loài địa y.
Ở Việt Nam có 3 loại địa y chính gồm:
- Địa y Foliose
- Địa y Fruticose
- Địa y Crustose
Địa y Foliose
Địa y Foliose có 2 mặt dễ phân biệt. Mặt trên của chúng thường phẳng, giống như lá rau diếp, trong khi mặt dưới có thể có các đường gờ và vết sưng. Địa y Foliose có thể có nhiều lá ghép lại với nhau hoặc rải rác trên bề mặt. Một số loại địa y Foliose có màu xám hoặc xanh lá cây, trong khi những loài khác có màu vàng hoặc cam.
Địa y Fruticose
Địa y Fruticose có hình dạng đa dạng. Chúng có thể có dạng mặt dây chuyền, thẳng đứng như cây bụi, hoặc thẳng đứng và giống như chiếc cốc. Nhiều loại địa y Fruticose có nhánh tròn có lõi ở giữa, trong khi một số loài khác có nhánh phẳng mọc lộn xộn với nhau. Địa y Fruticose có thể có màu sắc đa dạng như xám, xanh lục, vàng hay cam.
Địa y Crustose
Địa y Crustose có dạng vỏ nứt và tạo thành một lớp trên bề mặt như đá, đất, ô tô hoặc mái nhà. Chúng có thể có màu sắc tươi sáng và rực rỡ như vàng, cam, đỏ, cũng như xám và xanh lục. Địa y Crustose thường được ép vào chất nền của nó, tạo nên một lớp vỏ mỏng.
Địa y sinh sản như thế nào?
Địa y thường sinh sản vô tính. Tuy nhiên, thành phần nấm túi có thể thực hiện quá trình sinh sản hữu tính thông qua việc tạo ra túi. Một mảnh của Địa y có thể được tách ra để tạo ra một Địa y mới. Ngoài ra, một số loài Địa y còn sinh sản bằng cách tạo ra các cơ quan sinh sản đặc biệt được gọi là mầm phấn (serodia). Mầm phấn là một khối nhỏ gồm các tế bào tảo được bao quanh bởi các khuẩn ty. Chúng được phát tán bởi gió và nước mưa, giúp Địa y lan rộng ra các vùng mới.
Quá trình sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính của địa y đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì và mở rộng quần thể. Sinh sản vô tính thông qua việc tách ra mảnh địa y giúp nhanh chóng tạo ra cá thể mới. Trong khi đó, sinh sản hữu tính qua việc tạo ra túi và mầm phấn mang lại sự đa dạng genetic hữu ích cho loài và giúp địa y thích nghi với môi trường mới.
Phương pháp phát tán mầm phấn bằng gió và nước mưa cũng giúp địa y có khả năng lan rộng và định cư trên các bề mặt khác nhau. Đây là một cách quan trọng để địa y có thể phát triển và tồn tại ở nhiều môi trường khác nhau trên trái đất.
Tuổi thọ của Địa y
Các loài địa y phụ thuộc vào sự phát triển chung giữa nấm và tảo. Nấm cung cấp một môi trường sống cho tảo và cung cấp chất dinh dưỡng cho cả hai. Trong khi đó, tảo thực hiện quá trình quang hợp và cung cấp thức ăn cho cả nấm và tảo. Trên thực tế, có hàng trăm loài địa y tồn tại, được phân loại thành ba loại tăng trưởng chính. Tất cả các loại này phát triển chậm và tồn tại trong thời gian dài, kéo dài hàng trăm hoặc hàng ngàn năm.
Theo nghiên cứu của Richard Armstrong tại Đại học Aston, giai đoạn tăng trưởng nhanh nhất của địa y xảy ra sau khi chúng hình thành và bắt đầu phát triển, khi kích thước của chúng đạt đường kính khoảng 2,5 đến 4,5 cm. Sau đó, tốc độ tăng trưởng sẽ giảm đi. Ví dụ, địa y ở khu vực Rockies của Canada có chiều rộng khoảng 3 inch và được ước tính đã tồn tại trong khoảng 600 năm; trong khi địa y ở Thụy Điển có thalli rộng 6 inch và được ước tính đã tồn tại trong khoảng 1.600 năm.
Để xác định tuổi địa y, chúng ta cũng có thể dựa vào thời gian chúng sống trên các vật chủ có độ tuổi đã biết, ví dụ như các bia mộ trong nghĩa trang hoặc thân cây. Cả địa y foliose và crustose đều có tốc độ tăng trưởng chậm, với địa y foliose tăng từ 2 đến 5 mm mỗi năm. Địa y crustose còn tăng trưởng chậm hơn, chỉ khoảng 0,5 mm mỗi năm. Một số loài địa y ở Nam Cực được ước tính có tuổi động từ 500 đến 5.000 năm.
Ứng dụng của địa y
Địa y có rất nhiều ứng dụng trong thực tế, đặc biệt là trong lĩnh vực nghiên cứu về khí hậu và y học.
Địa y có khả năng hấp thu carbonat và chất ô nhiễm từ môi trường, giúp cung cấp bầu không khí trong lành. Ngoài ra, địa y còn có khả năng hấp thụ kim loại nặng và lưu huỳnh.
Địa y cũng có nhiều dược tính và được sử dụng trong nhiều bài thuốc cổ truyền để chữa trị các bệnh về gan và phổi. Nghiên cứu trên thế giới cũng đã chỉ ra rằng một số loài địa y có khả năng chữa trị ung thư và ngăn chặn HIV.
Địa y đã được chứng minh là 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 để chữa dạ dày, trị đái tháo đường & cầm máu.
Địa y đã được nghiên cứu trong lĩnh vực hoạt động sinh học, chủ yếu là khả năng kháng khuẩn, nhưng cũng có tác dụng chống ung thư, kháng vi-rút, gây dị ứng, ức chế tăng trưởng ở thực vật, chống động vật ăn cỏ & ức chế enzyme. Gần đây, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng địa y có hoạt động chống oxy hóa và chống viêm.
Địa y cũng đóng vai trò quan trọng là nguồn thức ăn và môi trường sống cho nhiều loài động vật, như chim, hươu, và động vật gặm nhấm.
Tác hại của địa y
Địa y sống ở bên ngoài của vỏ cây và mặc dù không gây hại nặng nhưng nếu phát triển quá mức, nó có thể ảnh hưởng đến sinh trưởng, ra hoa và kết trái của cây, gây mất đi vẻ mỹ quan ban đầu.
Địa y thường phát triển trên các thân cây lâu năm, già cỗi, cây có tán lá rậm rạp, ít ánh nắng và có độ ẩm cao. Lớp mô vỏ cây đã chết cung cấp môi trường thuận lợi cho sự hình thành của rong rêu và các loại nấm hoại sinh gây bệnh.
Địa y thường tấn công mạnh, bao phủ toàn bộ thân cây, cành và gốc. Điều này có thể ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của hoa và quả của cây. Bệnh tấn công khiến cây trở nên xấu xí, gây ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả kinh tế của nhà vườn.
Trên đây là những thông tin về loài địa y, phân loại, môi trường sống, ứng dụng của địa y trong cuộc sống hàng ngày. Thông qua khả năng tồn tại lâu dài và tăng trưởng chậm, địa y đã trở thành một phần quan trọng trong việc khảo sát và nghiên cứu về biểu hiện thời gian và tuổi đời trong tự nhiên.
