OLEH:AFIFAH NUR SHOBAH 12/339307/PBI/1071MIFTAHUL JANNAH 12/340336/PBI/1089

Mekanisme Respon Lichen Terhadap Pencemaran Udara

Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta

Lichen?????algae

partner/cyanobacteria

(phycobiont)

fungal partner

(mycobiont)

Klasifikasi Mahkluk Hidup

Emisi Kendaraan Bermotor

Pb (Timbal) dan Cr

(Chromium)

Kualitas Udara Menurun

Lichen untuk Pemantauan kualitas udara

Sensitif terhadap pencemaran, lebih efisien & murah

`

•Banyaknya jenis lichen mengindikasikan keadaan hutan yang sehat (Rout, et.al., 2007).•Kehadiran suku Physciaceae , Parmelliaceae (Jannah et al., 2009) mengindikasikan Hutan ini bebas dari pencemaran udara (Nayaka, et.al., 2002), karena suku Physciaceae sangat sensitif terhadap pencemaran udara (Saipunkaew, et.al., 2005).

Air pollution Even though lichens are very resistant to

natural environmental extremes – they are extremely sensitive to air pollution – particularly SO2, and other heavy metal

Obtain nutrients from atmosphere, not soil Both species composition and numbers of

thalli decline from edge to center of industrialized areas

Some are useful as indicator species

Lapisan kutikula & Stomata absent

Jenis lichen toleran rendah untuk bertahan

hidup

Sensitifitas dipengaruhi ketahanan

akumulasi polutan

(Conti dan Ceccheti 2000)

Mechanisms of Accumulation heavy metals in Lichen

Particulate Trapping

Ion Exchange

extracellular electrolyte sorption

hydrolysis

intracellular uptake

Particulate Trapping

•Particles of various elements, such as iron, titanium, aluminum, chromium, and uranium can become embedded in the lichen thallus in the algal and/or fungal layer under moist or dry conditions (Nieboer et al. 1978, Gough & Erdman 1977). 

Ion ExchangePertukaran ion dalam keadaan lembab

Serapan ion logam secara pasif, cepat &

balance

Element dalam bentuk IOn

Extracellular binding sites

Lichen species vary in their capacity for

ion-uptake

Tergantung Bentuk

Morfologi

Morfologi Lichen

Accumulation of metals

Jmlah akumulasi ion logam tergantung

jenis Lichen

Karakteristik Penyerapan

Jumlah & Ketersedian ion

logam dilingkungan

Pengikatan ekstraseluler & Intraseluler

Ekstraseluler

Intraseluler

karakter ligan di dinding sel jamur

sifat ion logam, permeabilitas membran sel,

dan konsentrasi ligan ekstraseluler dengan

afinitas untuk kation (Tyler 1989).

Pb is bound to insoluble

anionic sites

concentrated in the medulla

accumulated extracellularly

• Berakumulasi sampai 2000 ppm, konsentrasi tidak meningkat sampai terjadi perubahan fisiologi•Tidak hilang oleh air hujan atau angin (Lawrey & Hale 1981)

Pengikatan Logam Nickel. Ni is taken up by algal cells in

lichens. Mercury. Hg is readily accumulated by

lichens Copper. Nieboer et al. (1979) documented

two phases of Cu uptake in Umbillicaria muhlenbergii. In the first phase copper ions bond to receptor sites on algal cells. In the second phase, copper ions bind to the fungal cells

Zinc. Zn is found in fairly large concentrations (200-600 ppm) in lichens

Effects of Pollution on Lichens

Penurunan ukuran talus dan kesuburan

Pengurangan jumlah sel alga Perubahan ultrastruktur dari

talusDegradasi pigmen fotosintetik

SO2 menonaktifka

n enzim

Penurunan aktivitas

metabolik

Hilangnya integritas

membran sel

Interaksi karbonat (HCO3) & fosfat (H2PO4)

dg enzimAktivitas

dehidrogenase glukosa-6-fosfat

Nicolardi, N., G.Cai, L. Parrotta, M.Puglia, L. Bianchi, L.Bini, dan C. Gaggi. 2012. The adaptive response of lichens to mercury exposure involves changes in the photosynthetic machinery. Environmental Pollution, 160: 1–10.

Respon Lichen Merkuri

Merkuri (Hg) Pengaruh terhadap lichen

Struktur fisiologiLogam berat

Komplek protein

Pigmen fotosintesis

Merkuri (Hg)

Lichen

Pigmen fotosintetik (klorofil,karotenoid)

HSP70 Rubisco

Nicolardi et al. (2012)

Logam berat

reduce photosynthesis

changes in chloroplast ultrastructure

changes in pigment compositiondecreased

carboxylation efficiency of RUBISCO

Fotosintesis

(Mishra and Dubey, 2005)

Heavy metals generally reduce chlorophyll content and decrease Chl a/b ratio and enhance chlorophyllase (Chlase) activity (Mishra and Dubey, 2005).

Nicolardi et al. (2012)

changes in pigment composition

Nicolardi et al. (2012)

RUBISCO is a bifunctional enzyme that catalyzes both carboxylation of ribulose-1,5-bisphosphate, the initial step in photosynthetic carbon reduction in C3 plants and its oxygenation, the first reaction of the photorespiratory metabolism.

Inhibition of RUBISCO activity and thereby decreased carboxylation in vivo.

Most of the heavy metals inhibit PSII activity . They affect the oxygen-evolving complex (OEC) with the loss of all or part of the Mn2+ cluster together with some of the extrinsic polypeptides associated with the water oxidation mechanism.

Nicolardi et al. (2012)

TERIMA KASIH

Referensi Nicolardi, N., G.Cai, L. Parrotta, M.Puglia, L. Bianchi, L.Bini,

dan C. Gaggi. 2012. The adaptive response of lichens to mercury exposure involves changes in the photosynthetic machinery. Environmental Pollution, 160: 1–10.

Mishra, S. and R. S. Dubey. 2005. Handbook of Photosynthesis Second Edition. Taylor & Francis Group, LLC.

Pertanyaan Nurul Istiqomah Lichen jenis Fructicose rentan, apakah penyebabnya? Lichen itu dapat

mati karena alga berkurang atau alga tidak dapat bersimbiosis dengan jamur?

Jawab: Lichen Fructicose memiliki bentuk yang sederhana, dibanding dengan tipe yang lain sebagian tubuhnya menggantung di udara sehingga sangat memungkinkan keluar masuknya zat berbahaya melalui pori sangat besar . Proses pertukaran zat dalam lichen berlangsung melalui pori secara difusi dan osmosis tidak seperti tumbuhan tingkat tinggi yang memiliki stomata sehingga memilki respon yang lebih baik. Adanya pencemaran udara mengakibatkan berkurangnya jumlah klorofil. Hal tersebut dapat diketahui dari hasil penelitian Nicolardi et al. (2012) sebelumnya yaitu adanya pemaparan logam berat merkuri pada lichen dapat menurunkan kandungan klorofil a dan b, karena adanya peningkatan aktivitas Chlorophyllase. Adanya aktivitas Chlorophyllase menyebabkan kerusakan/degradasi pada klorofil, sehingga apabila klorofil rusak akan menyebabkan sel alga akan menurunkan hasil fotosintesis dan lama kelamaan akan mengalami kematian.

Yasir Sidiq Apabila substratnya yang mengandung

logam berat bagaimanakah dengan respon lichennya?

Jawab:secara logika karena lichen memilki rizhoid yang melekat pada substrat maka kandungan pada substrat akan ikut masuk ke dalam tubuh lichen tetapi mekanisme secara detail belum ada penelitian yang menjelaskan hal tersebut, mengingat penelitian mengenai lichen masih sangat terbatas.