Lichenii nu sunt un singur organism, ci o asociere simbiotică între o ciupercă și o algă verde sau o cianobacterie (algă albastră-verde). La fel ca toate ciupercile (fungii), ciuperca din lichen are nevoie de carbon, care îi este furnizat de alga sau cianobacteria cu care trăiește în simbioză și care este capabilă de fotosinteză.
Simbioza din licheni poată denumirea de mutualism, deoarece ambii parteneri (ciuperca și alga sau cianobacteria) beneficiază de pe urma ei. În această relație, ciuperca se mai numește micobiont, iar alga/cianobacteria se numește fotobiont.
Există mai multe tipuri de fungi care pot forma licheni, în special fungii din grupul ascomicetelor (98% dintre fungii din licheni fac partea din acest grup).
În ceea ce privește fotobionții, 90% dintre licheni conțin o algă verde, fiind cunoscute aproximativ 100 de specii de fotobionți. De obicei, ciupercile din licheni se specializează pe anumiți fotobionți.
Simbioza din licheni
După cum am văzut mai sus, lichenii sunt formați din două sau mai multe organsime asociate: o ciupercă și unul sau mai mulți parteneri denumiți fotobionți. Fotobiontul poate fi o algă verde sau o cianobacterie (algă albastră-verde), ambele aceste organisme putând sintetiza zaharuri simple prin fotosinteză. De partea cealaltă, fungii sunt organisme heterotrofe, adică au nevoie de o sursă de hrană din exterior. Ciupercile construiesc structura talului lichenului, care oferă condiții pentru o asociere stabilă și pe termen lung cu fotobionții.
Există dovezi solide că simbioza din licheni este un mutualism, prin care ambii parteneri beneficiază de pe urma relației. Ciupercile își obțin carbonul sub formă de zaharuri simple, iar fotobionții primesc un mediu de viață optim, în care se pot dezvolta mult mai bine decât în exterior. De asemenea, fotobionții au un acces mai bun la mineralele rezultate din digestia realizată de ciupercă, iar mediul din interiorul lichenului este bogat în compuși chimici fungici cu rol în protejarea împotriva radiațiilor ultraviolete (UV) și a deshidratării.
Pe de altă parte, există și argumente în favoarea teoriei că simbioza din licheni este un tip de parazitism. Până la jumătate din carbonul fixat de alge este convertit rapid în zaharuri fungice, care nu mai sunt accesibile algei. În al doilea rând, unele ciuperci care fomează asocieri stabile cu algele lor obișnuite formează interacțiuni de tip parazitic cu alte alge în condiții de laborator. De fapt, se crede că primele stadii ale dezvoltării sporilor lichenilor au la bază astfel de strategii parazitice sau saprofitice. În al treilea rând, există numeroase descendențe de ciuperci din anumiți licheni care sunt parazitice în alți licheni.
Cercetările recente au arătat că simbioza din licheni ar putea fi chiar mai complexă de atât. De exemplu, drojdiile din cortexul macrolichenilor de ascomicete și abundența lor se corelează cu variații anterior neexplicate ale fenotipului. Există, de asemenea, dovezi solide ale prezenței unor bacterii nefotosintetice în talul tuturor lichenilor, deși rolul acestor bacterii nu este cunoscut.
Ciupercile din licheni
Ciupercile din licheni sunt un grup heterogen. Ele sunt similare din punct de vedere ecologic, în sensul că au în comun o strategie nutrițională prin care carbonul este obținut de la un partener simbiotic fotosintetic – fotobiontul. Denumirea și clasificarea lichenilor se face după tipul de ciupercă, deoarece, de cele ma multe ori, aceasta este partenerul dominant din asociere, cel puțin în privința biomasei.
Fungii care formează licheni au evoluat independent de mai multe ori în rândurile bazidiomicetelor (ciupercile cu pălărie și picior) și, mult mai frecvent, din rândurile ascomicetelor. Circa 98% dintre licheni conțin ascomicete, iar lichenii cu astfel de ciuperci sunt cei mai cunoscuți de către publicul larg (lichenii în formă de cruste colorate, lichenii frunzoși, lichenii în formă de rozetă etc.). Probabil că peste zece descendențe majore de ascomicete formează licheni. Estimările actuale sugerează că o cincime din ciupercile cunoscute și jumătate din ascomicete formează licheni – aproximativ 28.000 de specii la nivel global. Ca și în cazul altor organisme, lichenii de la tropice sunt cei mai diversificați și mai puțin studiați.
Ciupercile sunt clasificate în funcție de structurile care produc spori, ascomicetele fiind cele ale căror structuri sporifere au formă de cupă și conțin sporii sexuați. Însă nu toate ascomicetele prezintă aceste structuri, iar structurile morfologice ușor observabile (de tipul unui fruct) nu pot fi utilizate întotdeauna pentru a caracteriza relațiile dintre ciuperci. Această însemnă că nu toate ciupercile care prezintă trăsături comune sunt și înrudite.
Totuși, se poate face puțină ordine. O bună parte a lichenilor fac parte din clasa ce include genurile bine-cunoscute Lecanora, Parmelia și Peltigera, la care sporii se formează la exterior sau în fructe în formă de cupă (apotecii). Acest grup de ciuperci este foarte vechi, estimându-se că a apărut în Carbonifer. Probabil că primii licheni au apărut înaintea plantelor terestre, într-o perioadă în care biodiversitatea Pământului era concentrată în oceane.
Multe rude ale ciupercilor din genul Arthonia (din ascomicete) prezintă fructe în formă de cupă deschisă, însă dezvoltarea lor este diferită, ceea ce indică faptul că ele nu sunt înrudite du grupul Lecanora. În schimb, acestea sunt mai apropiate de alte ascomicete cu structuri sporifere în formă de balon (peritecii).
Fotobionții din licheni
Ciupercile sunt heterotrofe, adică, la fel ca animalele, ele au nevoie de o sursă de carbon pentru a supraviețui. Ciupercile din licheni au în comun o strategie ecologică prin care găzduiesc o populație internă de celule fotosintetice, din la care își obțin carbonul sub formă de zaharuri simple. Aceste celule fotosintetice sunt fie algele verzi (Chlorophyta), fie cianobacteriile, fie ambele. Deoarece partenerii fotosintetici provin din secțiuni divergente ale arborelui vieții (plante și bacterii), ei au fost denumiți fotobionți. La majoritatea lichenilor fotobionții sunt algele verzi; cianobacteriile se întâlnesc doar la circa 10% din licheni.
Rolul fotobiontului este clar: acela de a furniza carbon sub forma unor zaharuri simple. Aceste zaharuri sunt utilizate de ciupercă pentru menținerea funcțiilor fiziologice, creștere și reproducere. Totuși, în cazul lichenilor cu alge verzi și cianobacterii, acestea din urmă furnizează lichenului azotul fixat. Chiar dacă lichenii pot absorbi azotul anorganic direct din atmosferă, aceste nutrient poate fi limitativ, deci existența unei surse interne de azot constituie un avantaj. Ciupercile din licheni pot asimila o bună parte din carbonul fixat, transformându-l rapid în molecule ce nu mai pot fi utilizate de fotobiont.
Există doar aproximativ 100 de specii de fotobionți răspândite la toți lichenii, împărțite în patru genuri principale. Marea majoritate a fotobionților fac parte din genul Trebouxia, urmate de genurile Trentopohlia (ambele din Chlorophyta), Nostoc și Scytonema (ambele din Cyanobacteria). Majoritatea fotobionților din rândurile algelor verzi sunt unicelulari, dar există și tipuri coloniale sau filamentoase.
În interiorul lichenului, cei mai mulți fotobionți prezintă o morfologie diferită decât cea apărută la creșterea în izolare, deci puțini fotobionți pot fi identificați cu certitudine prin metode microscopice tradiționale. În schimb, sunt mai de încredere studiile pe culturi și metodele moleculare.
Studiile recente asupra lichenilor cu alge verzi au arătat că ciupercile din licheni se pot asociate cu fotobionți diferiți, iar aceste „alegeri” apar în funcție de nevoile ecologice. De exemplu, aceeași specie de fungi va utiliza fotobionți diferiți în medii ecologice diferite, chiar din zone geografice similare. Unii licheni conțin chiar mai multe tulpini de fotobionți, prin care își pot regla simbioza.
Sursa: The British Lichen Society