Examiner comment les lichens se défendent contre les métaux toxiques et une acidité élevée

La composition chimique des lichens dépend de la base (substrat) sur laquelle ils poussent. De cette façon, les lichens s’adaptent aux conditions défavorables, telles qu’un niveau élevé d’acidité (pH bas) ou la présence de métaux toxiques. Une nouvelle propriété de ces organismes a été découverte par des biologistes de l’Université fédérale de l’Oural (UrFU), qui ont étudié plus de 740 espèces de lichens. Des échantillons ont été prélevés sur des roches et des arbres (épicéa, pin, bouleau, aulne, tremble, peuplier). Les résultats de la recherche ont été publiés dans Frontières en forêt et changement global.

Comme l’expliquent les biologistes de l’Université fédérale de l’Oural, les lichens qui poussent sur des substrats aux propriétés chimiques différentes ont un spectre différent de métabolites secondaires. Les métabolites secondaires sont une sorte « d’outil biochimique » avec lequel le lichen se défend et survit dans des conditions stressantes. Les animaux et les plantes ont des métabolites primaires, tandis que seules les plantes ont des métabolites secondaires. Pour se protéger, les animaux s’enfuient et les plantes produisent un certain ensemble de métabolites secondaires qui leur confèrent des propriétés protectrices (goût, odeur, couleur) et leur permettent de survivre à la sécheresse, aux températures élevées, à la propagation des infections, etc.

Dans les lichens, les métabolites secondaires s’accumulent en grande quantité. Ils ne participent pas aux processus métaboliques, de sorte que le rôle de nombreux métabolites dans la vie des lichens n’est pas clair. Les scientifiques du monde entier commencent tout juste à étudier les schémas de leur formation.

« Les lichens contiennent 800 à 1 050 métabolites secondaires ou « acides de lichen », y compris des composés phénoliques, des stéroïdes, des terpénoïdes, etc. Ainsi, certains métabolites secondaires confèrent aux lichens une plus grande résistance à l’acidité. D’autres dotent les lichens d’une résistance aux fortes concentrations de métaux lourds dans le En même temps, certains ont des propriétés antimicrobiennes, qui aident également à la survie, en particulier pour les lichens à croissance lente. Les acides de lichen sont également des médicaments potentiels pour l’homme, possédant des propriétés antitumorales, anti-inflammatoires et de nombreuses autres », explique co- auteur, professeur associé au Département de biodiversité et de bioécologie de l’UrFU Aleksandr Paukov.

À la suite de l’étude, il s’est avéré que les lichens s’adaptent à une forte concentration de métaux toxiques. Les lichens de saule ont une chimie secondaire relativement médiocre, car l’écorce de saule contient beaucoup d’acide salicylique (l’arbre utilise cet acide pour se protéger contre les bactéries).

Au total, les espèces étudiées contenaient 76 métabolites, ont rapporté des biologistes de l’UrFU. Le plus commun parmi tous les métabolites était l’atranorine. Pour l’homme, cette substance possède des propriétés anti-inflammatoires, antibactériennes, antifongiques, cytotoxiques, antioxydantes, antivirales et immunomodulatrices. Le lichen, quant à lui, utilise l’atranorine comme filtre de lumière, se protégeant ainsi de l’excès de rayonnement solaire.

« Nous avons également trouvé des spécimens qui sont « paresseux » et ne produisent pas de métabolites secondaires. Par exemple, les lichens sur le tremble produisent peu de métabolites secondaires, car l’écorce du tremble leur fournit des fonctions vitales normales. Nous avons également découvert un fait intéressant : les lichens contiennent des substances qui ils ne les utilisent en aucune façon. Nous n’avons pas encore découvert à quoi ils sont destinés », explique Aleksandr Paukov.

La prochaine étape de la recherche consiste à tester les résultats en laboratoire. Il est prévu de « nettoyer » les lichens des métabolites secondaires, de les placer dans des conditions appropriées et de voir s’ils retrouveront leurs propriétés protectrices.