Mekanisme Respon Lichen Terhadap Pencemaran Udara Oleh: Afifah Nur Shobah 12/339307/PBI/1071 Miftahul Jannah 12/340336/PBI/1089 Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta

algae partner/cyanobacteria (phycobiont) fungal partner (mycobiont) 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 (Conti dan Ceccheti 2000) Sensitifitas dipengaruhi ketahanan akumulasi polutan

Mechanisms of Accumulation heavy metals in Lichen Particulate Trapping Ion Exchange hydrolysis extracellular electrolyte sorption 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). 

Pertukaran ion dalam keadaan lembab Element dalam bentuk IOn Ion Exchange Pertukaran ion dalam keadaan lembab Element dalam bentuk IOn Extracellular binding sites Serapan ion logam secara pasif, cepat & balance Lichen species vary in their capacity for ion-uptake Tergantung Bentuk Morfologi

Morfologi Lichen

Accumulation of metals Karakteristik Penyerapan Jmlah akumulasi ion logam tergantung jenis Lichen Jumlah & Ketersedian ion logam dilingkungan

Pengikatan ekstraseluler & Intraseluler karakter ligan di dinding sel jamur Ekstraseluler sifat ion logam, permeabilitas membran sel, dan konsentrasi ligan ekstraseluler dengan afinitas untuk kation (Tyler 1989). Intraseluler

Pb is bound to insoluble anionic sites accumulated extracellularly concentrated in the medulla 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 talus Degradasi pigmen fotosintetik

SO2 menonaktifkan enzim Penurunan aktivitas metabolik Interaksi karbonat (HCO3) & fosfat (H2PO4) dg enzim Hilangnya integritas membran sel Aktivitas dehidrogenase glukosa-6-fosfat

Respon Lichen Merkuri 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.

Pengaruh terhadap lichen Merkuri (Hg) Pengaruh terhadap lichen Struktur fisiologi Logam berat Komplek protein Pigmen fotosintesis

Pigmen fotosintetik (klorofil,karotenoid) Merkuri (Hg) Lichen Pigmen fotosintetik (klorofil,karotenoid)

Nicolardi et al. (2012) HSP70 Rubisco

reduce photosynthesis (Mishra and Dubey, 2005) Fotosintesis Logam berat reduce photosynthesis changes in chloroplast ultrastructure changes in pigment composition decreased carboxylation efficiency of RUBISCO

changes in pigment composition Nicolardi et al. (2012) changes in pigment composition 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)

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.

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.