Collections in Iranian Lichenology

Scientific Collections, Herbarium, and Fungarium in Lichenology: Importance, Structure, and Categories

Scientific collections, including herbaria and fungaria, are central to the study and conservation of biological diversity. In the field of lichenology, these collections serve as vital repositories of both historical and contemporary specimens, offering a wealth of data for taxonomic, ecological, and evolutionary research. The systematic study of lichens relies heavily on these collections, which house physical evidence of species diversity, distribution, and variation.

These collections are particularly important in lichenology due to the complexity of the organisms—formed from the symbiosis of fungi and photosynthetic partners—and their significant ecological roles. Understanding the diversity and evolutionary relationships within the lichenized fungi is inherently linked to the availability and proper management of herbarium and fungarium specimens.

1. The Role of Scientific Collections in Lichenology

Scientific collections—whether housed in herbaria, fungaria, or other specialized research centers—serve as fundamental tools for lichenological research. These collections provide:

• Voucher Specimens: Essential physical references to support species identification and taxonomic revisions.

• Type Specimens: The foundation of nomenclature, these are the designated specimens upon which species names are based.

• Historical Data: Collections provide a temporal record of lichen species distributions, aiding studies in climate change, biogeography, and conservation.

• Genetic Resources: Many collections now include DNA extracts, enabling molecular studies and advances in phylogenetics and systematics.

2. Herbaria in Lichenology

Herbaria are specialized institutions that house dried and pressed plant specimens, but lichen herbaria also play a critical role in the study of lichens. The primary function of a lichen herbarium is to preserve physical specimens in a way that allows for continued study and identification. These collections are often accessible to researchers, taxonomists, and curators, offering specimens for comparison, research, and publication.

Key Features of Lichen Herbaria:

• Physical Specimens: These are typically pressed, dried, and mounted on herbarium sheets, with detailed labeling that includes locality, habitat, collector, date, and other relevant ecological data.

• Storage and Preservation: The preservation of lichens involves specific techniques to prevent degradation by pests, moisture, and light. The use of climate-controlled storage and pest management systems is crucial.

• Taxonomic Significance: Herbarium collections serve as repositories for type specimens, which are the definitive examples of species names. These specimens are crucial for resolving taxonomic uncertainties and providing evidence for species identity.

• Accessibility and Exchange: Lichen herbaria are central to the global exchange of specimens for identification, taxonomic revision, and comparative research. Many herbaria participate in international networks for specimen loans and data sharing.

Examples:

• The Field Museum Herbarium (USA)

• The Royal Botanic Gardens Kew Herbarium (UK)

• The Lichen Herbarium at the University of Helsinki (Finland)

3. Fungariums in Lichenology

Fungaria, while often associated with fungal collections broadly, are integral to lichenological studies as they house preserved fungal specimens, including those of lichen-forming fungi (mycobionts). While herbariums focus on lichenized organisms as a whole, fungaria specifically store the fungal components of lichens, and sometimes the independent fungal or algal components of lichen symbioses.

Key Features of Fungaria in Lichenology:

• Fungal Cultures and Specimens: Fungaria house fungal isolates, including those of lichen-forming fungi, which can be studied for morphological, ecological, and genetic characteristics. These collections are invaluable for molecular systematics, taxonomy, and experimental research.

• Ecological Studies: Lichen fungi stored in fungaria provide insights into their environmental preferences, growth habits, and interactions with photobionts.

• Experimental Research: Living cultures of fungal components from lichens can be used in laboratory settings to explore symbiotic relationships, genetic diversity, and even the effects of environmental stressors.
  
  

Examples:

• The National Fungus Collection (USA)

• The Finnish Museum of Natural History Fungarium (Finland)

• The Royal Botanic Gardens Kew Fungarium (UK)
  
  

4. Categories of Lichen Collections

Scientific collections in lichenology can be categorized based on their focus, structure, and role in research. The main categories include:

a. Taxonomic Collections

• Focus on preserving specimens for species identification, revision, and comparison.

• Organized by taxonomic categories such as genera, families, and orders.

• Crucial for resolving taxonomic debates and revising existing classifications.
  
  

b. Ecological Collections

• Focus on preserving specimens tied to specific ecological studies.

• Include data on habitat, substrate, environmental conditions, and geographical location.

• Important for monitoring biodiversity and understanding species-environment interactions.

c. Molecular Collections

• Contain DNA extracts and preserved fungal tissues for genetic studies.

• Facilitates molecular barcoding, phylogenetic analysis, and genomic research in lichenology.

• Used in molecular taxonomic studies, including the identification of cryptic species.
  
  

d. Type Collections

• Consist of holotypes, isotypes, lectotypes, and paratypes.

• Central to the scientific naming and definition of species.

• Preserved specimens that anchor species to their names in accordance with the International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (ICNafp).

e. Regional and Biogeographic Collections

• Collections focused on specific geographical regions or biogeographical zones.

• Often used in the study of endemism, biogeography, and the distribution of lichen species in relation to climate and habitat.

• Serve as reference points for conservation efforts in biodiversity hotspots.

5. The Role of Digital Lichen Collections

The rise of digital technologies has transformed how lichen collections are curated, accessed, and shared. Digital herbarium records, including high-resolution images and specimen data, have expanded access to rare or delicate specimens that are housed in remote or international collections. Additionally, genomic data linked to these specimens further supports remote studies and collaboration.

Key Advances:

• Virtual Herbariums: Digitalization of specimens allows for worldwide access to lichen collections. For example, the Global Biodiversity Information Facility (GBIF) includes digitized records for many lichen species.

• Online Databases: Many institutions now offer searchable databases that include specimen images, collection data, and references to published studies.

• Integrated Molecular Data: DNA sequences, extracted from preserved specimens, are integrated into databases such as GenBank, facilitating cross-disciplinary research in genomics and biodiversity informatics.

Herbaria and fungaria are indispensable resources for the advancement of lichenology. As repositories of biodiversity, they support taxonomic, ecological, genetic, and conservation-related studies. Their structured organization, along with the growing role of digital technologies in their management, ensures that scientific collections remain pivotal in the ongoing exploration and preservation of lichen diversity.

مجموعه‌های علمی، هرباریوم و فنگاریوم در گلسنگ‌شناسی: اهمیت، ساختار و طبقه‌بندی

مجموعه‌های علمی، از جمله هرباریوم‌ها و فنگاریوم‌ها، نقش محوری در مطالعه و حفاظت از تنوع زیستی ایفا می‌کنند. در حوزهٔ گلسنگ‌شناسی، این مجموعه‌ها به‌عنوان مخازن ارزشمند نمونه‌های تاریخی و معاصر عمل کرده و داده‌های گسترده‌ای برای پژوهش‌های رده‌بندی، بوم‌شناسی و تکاملی فراهم می‌آورند. مطالعهٔ نظام‌مند گلسنگ‌ها به‌شدت وابسته به این مجموعه‌هاست؛ زیرا شواهد فیزیکی مربوط به تنوع، پراکنش و تغییرپذیری گونه‌ها در آن‌ها نگهداری می‌شود.

اهمیت این مجموعه‌ها در گلسنگ‌شناسی، به‌ویژه به‌دلیل پیچیدگی گلسنگ‌ها — که حاصل همزیستی قارچ و شریک فتوسنتزکننده‌اند — و نقش‌های مهم بوم‌شناختی آن‌ها، بسیار برجسته است. درک تنوع و روابط تکاملی قارچ‌های گلسنگی ارتباطی مستقیم با در دسترس بودن و مدیریت صحیح نمونه‌های هرباریومی و فنگاریومی دارد.

1. نقش مجموعه‌های علمی در گلسنگ‌شناسی

مجموعه‌های علمی — چه در هرباریوم‌ها، فنگاریوم‌ها، یا مراکز پژوهشی تخصصی — ابزارهایی بنیادی برای پژوهش‌های گلسنگ‌شناسی محسوب می‌شوند. این مجموعه‌ها شامل موارد زیرند:

• نمونه‌های شاهد (Voucher): ارجاعات فیزیکی ضروری برای تأیید شناسایی گونه‌ها و بازنگری‌های رده‌بندی.

• نمونه‌های تیپ (Type Specimens): پایهٔ نام‌گذاری علمی؛ نمونه‌هایی که نام گونه بر مبنای آن‌ها تعریف شده است.

• داده‌های تاریخی: ثبت پراکنش زمانی گلسنگ‌ها برای مطالعات تغییرات اقلیم، جغرافیای زیستی و برنامه‌ریزی حفاظتی.

• منابع ژنتیکی: مجموعه‌هایی که امروزه شامل عصاره‌های DNA نیز هستند و امکان مطالعات مولکولی و فیلوژنتیک را فراهم می‌کنند.

2. هرباریوم‌ها در گلسنگ‌شناسی

هرباریوم‌ها مجموعه‌هایی تخصصی برای نگهداری نمونه‌های گیاهی خشک و پرس‌شده‌اند، اما هرباریوم‌های گلسنگی نیز نقشی بنیادین در مطالعهٔ گلسنگ‌ها ایفا می‌کنند. وظیفهٔ اصلی یک هرباریوم گلسنگ، حفظ نمونه‌های فیزیکی به‌گونه‌ای است که امکان مطالعه و شناسایی آن‌ها در طول زمان فراهم باشد.

ویژگی‌های کلیدی هرباریوم‌های گلسنگی:

• نمونه‌های فیزیکی: معمولاً به‌صورت خشک‌شده، پرس‌شده یا بسته‌بندی‌شده نگهداری می‌شوند و دارای برچسب‌های دقیق شامل موقعیت، زیستگاه، جمع‌آورنده، تاریخ و داده‌های بوم‌شناختی هستند.

• نگهداری و حفاظت: استفاده از سیستم‌های کنترل دما، رطوبت و مدیریت آفات برای جلوگیری از تجزیه نمونه‌ها ضروری است.

• اهمیت رده‌بندی: هرباریوم‌ها محل نگهداری نمونه‌های تیپ‌اند؛ نمونه‌هایی که برای رفع ابهام‌های رده‌بندی و تعیین هویت گونه‌ها حیاتی‌اند.

• دسترس‌پذیری جهانی: هرباریوم‌ها امکان قرض‌دهی و تبادل نمونه‌ها با دانشمندان سراسر جهان را فراهم می‌کنند.

نمونه‌هایی از هرباریوم‌های برجسته:

• هرباریوم موزهٔ فیلد (ایالات متحده)

• هرباریوم باغ گیاه‌شناسی سلطنتی کیو (بریتانیا)

• هرباریوم گلسنگی دانشگاه هلسینکی (فنلاند)

3. فنگاریوم‌ها در گلسنگ‌شناسی

فنگاریوم‌ها مجموعه‌هایی تخصصی برای نمونه‌های قارچی‌اند و در گلسنگ‌شناسی اهمیت ویژه دارند زیرا قارچ‌های سازندهٔ گلسنگ (مایکوبیونت‌ها) نیز در آن‌ها نگهداری می‌شوند. برخلاف هرباریوم که کل گلسنگ را نگهداری می‌کند، فنگاریوم‌ها بر نگهداری اجزای قارچی یا حتی همکاران غیروابستهٔ همزیستی تمرکز دارند.

ویژگی‌های کلیدی فنگاریوم‌های مرتبط با گلسنگ:

• کشت‌ها و نمونه‌های قارچی: شامل ایزوله‌های قارچی گلسنگ‌ها برای مطالعات ریخت‌شناسی، بوم‌شناسی و ژنتیکی.

• مطالعات بوم‌شناختی: نمونه‌های قارچی اطلاعاتی درباره ترجیحات محیطی و الگوهای رشد آن‌ها ارائه می‌کنند.

• پژوهش‌های تجربی: کشت‌های زنده امکان مطالعهٔ رابطهٔ قارچ–فوتوبیونت و بررسی تنش‌های محیطی را فراهم می‌کنند.

نمونه فنگاریوم‌های معروف:

• مجموعهٔ ملی قارچ‌ها (ایالات متحده)

• فنگاریوم موزهٔ تاریخ طبیعی فنلاند

• فنگاریوم باغ گیاه‌شناسی سلطنتی کیو

4. طبقه‌بندی مجموعه‌های گلسنگی

مجموعه‌های علمی مرتبط با گلسنگ‌ها را می‌توان به چند گروه اصلی تقسیم کرد:

الف) مجموعه‌های رده‌بندی (Taxonomic Collections)

برای شناسایی، بازنگری و مقایسهٔ گونه‌ها استفاده می‌شوند؛ معمولاً براساس خانواده، جنس و گونه ساماندهی می‌شوند.

ب) مجموعه‌های بوم‌شناختی (Ecological Collections)

نمونه‌هایی همراه با داده‌های زیستگاهی، بستر، شرایط محیطی و موقعیت جغرافیایی.

ج) مجموعه‌های مولکولی (Molecular Collections)

حاوی DNA و بافت‌های قارچی برای مطالعات بارکدگذاری، فیلوژنتیک و ژنومیک.

د) مجموعه‌های تیپ (Type Collections)

شامل هولو‌تیپ، ایزوتیپ، لگتو‌تیپ و پاراتیپ؛ اساس نام‌گذاری علمی و کدهای بین‌المللی نام‌گذاری.

هـ) مجموعه‌های منطقه‌ای و زیست‌جغرافیایی (Regional & Biogeographic Collections)

متمرکز بر نواحی جغرافیایی خاص برای مطالعات بوم‌زادبودن، پراکنش و برنامه‌ریزی حفاظتی.

5. نقش مجموعه‌های دیجیتال گلسنگی

ظهور فناوری دیجیتال، شیوهٔ نگهداری و دسترسی به مجموعه‌های گلسنگی را متحول کرده است. دیجیتال‌سازی هرباریوم‌ها امکان مشاهدهٔ تصاویر با وضوح بالا و داده‌های نمونه‌ها را برای پژوهشگران سراسر جهان فراهم کرده است.

پیشرفت‌های کلیدی:

• هرباریوم‌های مجازی: دسترسی آنلاین به نمونه‌ها از طریق پایگاه‌هایی مانند GBIF.

• بانک‌های اطلاعاتی دیجیتال: شامل داده‌ها، تصاویر و منابع انتشاری.

• ادغام داده‌های مولکولی: پیوند توالی‌های DNA با نمونه‌های فیزیکی در پایگاه‌هایی مانند GenBank.

جمع‌بندی

هرباریوم‌ها و فنگاریوم‌ها منابعی ضروری برای پیشبرد گلسنگ‌شناسی هستند. به‌عنوان مخازن تنوع زیستی، آن‌ها از پژوهش‌های رده‌بندی، بوم‌شناسی، ژنتیک و حفاظت پشتیبانی می‌کنند. ساختار سامان‌یافتهٔ آن‌ها، همراه با گسترش فناوری‌های دیجیتال، تضمین می‌کند که این مجموعه‌های علمی در کاوش و حفاظت مستمر تنوع گلسنگی نقشی اساسی داشته باشند.