Azolla

Azolla (sivrisinek eğreltiotu, su mercimeği eğreltiotu, peri yosunu, su eğreltiotu), Salviniaceae familyasından suda yaşayan yedi tür eğrelti otu cinsinden birisidir. Biçimleri son derece küçülmüş ve özelleşmiştir, diğer tipik eğrelti otlarına benzemekten ziyade daha çok su mercimeğine veya bazı yosunlara benzerler. Azolla filiculoides, referans genomu yayınlanmış olan sadece iki eğrelti otu türünden biridir.

Azolla, sulak alanlarda, tatlı su göllerinde ve hendeklerde istilacı bir bitki olarak kabul edilir. Sucul ekosistemleri ve biyolojik çeşitliliği önemli ölçüde değiştirebilir.

Azolla oldukça verimli bir bitkidir . Koşullara bağlı olarak biyokütlesini 1.9 gün veya daha fazla bir sürede ikiye katlar ve Asya pirinç tarlalarında verim 8-10 ton taze madde/ha'ya ulaşabilir. Hindistan'da Azolla pinnata için 37.8 t taze ağırlık/ha (2.78 t DM/ha kuru ağırlık) rapor edilmiştir (Hasan ve diğerleri, 2009).

Azolla, kökleri suda asılı olan çok sayıda küçük, üst üste binen pul benzeri yapraklar vasıtasıyla su yüzeyinde yüzer. Atmosferik nitrojeni sabitleyen siyanobakteri Anabaena azollae ile simbiyotik bir ilişki oluştururlar. Bitki, tatlı su alanlarını kolayca kolonize edebilir ve büyük bir hızla büyüyebilir - her iki ila üç günde bir biyokütlesini ikiye katlar. Büyümesi üzerindeki tipik sınırlayıcı faktör fosfordur . Örneğin ötrofikasyon veya kimyasal akış nedeniyle bol miktarda fosfor, genellikle Azolla çiçeklenmesine yol açar. Bilinen diğer tüm bitkilerden farklı olarak, simbiyotik mikroorganizması doğrudan bir nesilden diğerine aktarılır. A. azollae, genlerinin birçoğu ya kaybolmuş ya da Azolla'nın hücrelerindeki çekirdeğe aktarılmış olduğundan, tamamen konağına bağımlıdır.

Azolla'nın nitrojen sabitleme özelliği, özellikle güneydoğu Asya'nın bazı bölgelerinde biyogübre olarak yaygın şekilde kullanılmasına yol açmıştır. Bitki, bin yılı aşkın bir süredir Çin'de tarımsal üretkenliği desteklemek için kullanılıyor. İlkbaharda çeltik tarlaları su altında bırakıldığında, Azolla ekilebilir ve daha sonra hızla çoğalarak suyu kaplayarak yabani otları bastırır. Çürüyen bitki materyali, pirinç bitkileri için suya nitrojen salarak yılda hektar başına dokuz tona kadar protein sağlar.

Azolla, dünyanın birçok yerinde, bazı su kütlelerini tamamen kaplayan yabani otlardır . Hiçbir sivrisineğin eğrelti otunun kaplamasına girerek yumurtalarını suya bırakamayacağı efsanesi, bitkiye yaygın "sivrisinek eğreltiotu" adını verir ve bazı larvaların hayatta kalmasını engelleyebilir.

Çoğu tür, parlak güneş ışığı ve aşırı sıcaklıklar da dahil olmak üzere çeşitli streslere yanıt olarak büyük miktarlarda deoksiantosiyanin üretebilir ve su yüzeyinin yoğun bir kırmızı halıyla kaplanmış gibi görünmesine neden olur. Otçul besleme, deoksiantosiyaninlerin birikmesine neden olur ve yapraklardaki çoklu doymamış yağ asitlerinin oranında bir azalmaya yol açar, böylece lezzetlerini ve besleyici değerlerini düşürür.

Azolla, uzun süreli donmanın yaşandığı kışlarda hayatta kalamaz, bu nedenle yabani ot olarak kendisini yetiştiremediği yerlerde süs bitkisi olarak yetiştirilir. Tuzluluğa toleranslı değildir; normal bitkiler ‰ 1-1.6'dan daha fazla tuzlulukta yaşayamazlar ve şartlandırılmış organizmalar bile ‰ 5.5'in üzerinde tuzlulukta ölürler.

Azolla filiculoides (kırmızı azolla), bu cinsin ve Tazmanya'dakiAzollaceae familyasının tek üyesidir. Tazmanya'da yaygın bir yerli su bitkisidir. Çiftlik barajlarının ve diğer durgun su kütlelerinin arkasında yaygındır. Bitkiler küçüktür (genellikle sadece birkaç cm çapındadır) ve yüzer, ancak hızlı büyürler, bol olabilirler ve büyük halı gibi yapılar oluşturabilirler. Bitkiler tipik olarak kırmızıdır ve küçük, su itici yapraklara sahiptir.

Tüm eğrelti otları gibi, eşeyli üreme de spor oluşumuna yol açar, ancak bu grubun diğer üyelerinden farklı olarak Azolla heterospordur ve iki tür spor üretir. Yaz aylarında dalların alt kısımlarında sporokarplar adı verilen çok sayıda küresel yapı oluşur. Erkek sporokarp yeşilimsi veya kırmızımsıdır ve bir böceğin ya da örümceğin yumurta kütlesine benzemektedir. Çapı iki milimetredir ve çok sayıda erkek sporangia taşır. Erkek sporlar (mikrosporlar) son derece küçüktür ve her mikrosporangiumun içinde üretilirler. Mikrosporlar, massulae adı verilen kümelere yapışma eğilimindedir.

Dişi sporokarplar çok daha küçüktür, bir sporangium ve bir fonksiyonel spor içerirler. Bireysel bir dişi spor bir erkek spordan önemli ölçüde daha büyük olduğundan, buna megaspor denir.

Azolla, erkek ve dişi sporların içinde gelişen mikroskobik erkek ve dişi gametofitlere sahiptir. Dişi gametofit, megaspordan çıkıntı yapar ve her biri tek bir yumurta içeren az sayıda archegonia taşır. Mikrospor, sekiz yüzen spermi üreten tek anteridyumlu bir erkek gametofit oluşturur. Erkek spor kümelerindeki dikenli glochidia, onların dişi megasporlara yapışmasına neden olarak döllenmeyi kolaylaştırır.

Azolla, sulak alan çeltiği için biyo-gübre olarak geleneksel ekimine ek olarak, sürdürülebilir hayvan yemi üretimi için artan bir kullanım alanı buluyor. Azolla protein, esansiyel amino asitler, vitaminler ve mineraller açısından zengindir. Çalışmalar, Azolla'nın süt sığırlarına, domuzlara, ördeklere ve tavuklara verildiğinde, geleneksel yemle karşılaştırıldığında süt üretiminde, etlik piliçlerin ağırlığında ve yumurta yumurta üretiminde artış rapor edildiğini açıklamaktadır. Bir FAO çalışması, Azolla'nın tropik bir biyokütle tarım sistemine nasıl entegre olduğunu ve girdi ihtiyacını nasıl azalttığını anlatıyor. Bitki onu tüketen hayvanların vücudunda mevcut kalabilen nörotoksin BMAA içerebildiği ve nörotoksin besin zincirinde ilerleyebildiği için biyomagnifikasyon endişeleri mevcuttur. Azolla, nörodejeneratif hastalıkların olası bir nedeni olan bu maddeyi içerebilir. Azolla'nın insan tüketimi için bir gıda maddesi olarak öne sürülmüştür, ancak insanlar üzerinde Azolla yemenin güvenliğine ilişkin uzun süreli herhangi bir çalışma yapılmamıştır. Önceki çalışmalar, nörotoksin üretimini aynı zamanda bir tür nitrojen sabitleyici siyanobakteri olan Anabaena flos-aquae türlerine bağladı. A. azollae'nin nörotoksin üretip üretmediğini belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulabilir.

Azolla, pirinç tarlalarında en az bin yıldır eşlik eden bir bitki olarak, azotu sabitlemek ve diğer bitkilerden gelen rekabeti önlemek için diğer bitkilere ışığı engellemek için kullanılmıştır. Pirinç, Azolla tabakasını delecek kadar uzun olduğunda ekilir. Olgun Azolla paspasları, yabani otları baskılayan bir malç olarak da kullanılabilir.

Pirinç çiftçileri 1500 yıl önce Azolla'yı pirinç biyo gübresi olarak kullandılar. Bu uygulamanın bilinen en eski yazılı kaydı, 540 yılında Jia Ssu Hsieh (Jia Si Xue) tarafından İnsanları Besleme Sanatı üzerine yazılmış bir kitapta (Chih Min Tao Shu) bulunmaktadır. 17. Yüzyılın başlarında Ming hanedanlığı'nın sonunda, Azolla'nın yeşil kompost olarak kullanımı yerel kayıtlarda belgelenmiştir.

Hiçbir sivrisineğin, yumurtalarını suya bırakmak için eğrelti otunun kaplamasına nüfuz edemeyeceği efsanesi, bitkiye yaygın adı olan "sivrisinek eğreltiotu" adını verir. Azolla, pirinç tarlalarında sivrisinek larvalarını kontrol etmek için kullanılmıştır. Bitki, suyun yüzeyinde kalın bir örtü içinde büyür, bu da larvaların nefes almak için yüzeye ulaşmasını zorlaştırırak, larvaları etkili bir şekilde boğar.

Azolla, bir karbon tutma yöntemi olarak önerilmiştir. Öneri, Azolla'nın bir zamanlar Kuzey Kutbu'nu kapladığını ve sonra battığını, kalıcı olarak teratonlarca karbon tuttuğunu ve yirmi birinci yüzyıl ortalamalarından daha sıcak derecelere ulaşan bir ısınma olayını sonlandırdığını iddia eden varsayımsal Azolla olayına dayanıyor.

Bu eğrelti otu, bazı bölgelerde zararlı hale geldiği Birleşik Krallık da dahil olmak üzere dünyanın diğer bölgelerine tanıtıldı. Nominal olarak tropikal bir bitki, daha soğuk iklime adapte olmuştur. 30 cm kalınlığa kadar paspaslar oluşturabilir ve bir su yüzeyinin %100'ünü kaplayarak yerel böceklerin ve amfibilerin yüzeye ulaşmasını önleyebilir.

Kuzey Kutbu paleoiklimolojisi üzerine yapılan bir araştırma, Azolla'nın 55 milyon yıl önce meydana gelen ve kuzey kutbu çevresindeki bölgenin sıcak, tropik bir ortama dönüşmesine neden olan sera etkisindeki artışı tersine çevirmede önemli bir rolü olabileceğini bildirdi. Bu araştırma, Utrecht Üniversitesi Çevre Biyolojisi Enstitüsü tarafından yürütülmüştür. Bu, Arktik Okyanusu'nun (o zamanlar) tatlı su yüzeyinde büyüyen devasa Azolla parçalarının, küresel sera etkisinin azalması için atmosferden yeterli miktarda karbondioksit tükettiğini ve nihayetinde Antarktika'da buz tabakalarının oluşmasına ve mevcut "buzhane dönemi"ne neden olduğunu gösteriyor. . Bu teori, Azolla olayı olarak adlandırılmıştır.