Lichen
Les lichens sont une symbiose d'au moins deux organismes très différents. Le partenariat implique toujours un champignon, qui vit avec un ou plusieurs partenaires qui peuvent faire de la photosynthèse. Le partenaire du photobiont peut être une algue verte et/ou une cyanobactérie. p5,6,13
Les algues ou les bactéries vivent à l'intérieur du champignon et échangent des nutriments avec lui. Le lichen est différent de tous ses partenaires par sa forme et son mode de vie. Il s'agit d'une forme de vie distincte. Les botanistes ne le savaient pas avant 1875 environ.
Croix avec lichen sur pierre, à l'Ermitage St Helier, Jersey
Arbre couvert de lichen, îles Scilly, Royaume-Uni. Lichen gris et feuillu sur la moitié supérieure du tronc ; lichen jaune-vert au milieu, sur la moitié inférieure et à l'extrémité droite ; et lichen arbustif
Un lichen foliaire (feuillu) sur une branche avec des mousses vert foncé
Classification
Les lichens posent un problème pour la classification biologique, car les trois types d'organismes concernés proviennent de trois royaumes différents. Après de longs débats, les lichens sont maintenant classés comme des champignons, sous le genre et l'espèce du champignon hôte. p47-48 Cela permet de mettre les spécimens dans des boîtes et de les étiqueter. En ayant des noms spécifiques, les chercheurs savent sur quoi ils travaillent : c'est l'une des fonctions de base de la taxonomie. Le système a encore ses problèmes. Dans les champignons qui peuvent s'associer soit à une algue, soit à une cyanobactérie, les formes résultantes (appelées photomorphes) peuvent avoir un aspect très différent, mais sont maintenant désignées par le même nom. p13
20% (une sur cinq) des espèces fongiques vivent dans les lichens. Les lichens appartiennent à plusieurs groupes de champignons différents. Les plus courants (plus de 40 %) sont les ascomycètes, qui produisent des spores dans un récipient en forme de sac, l'ascus. Seuls quelques types d'algues sont présents dans les lichens ; ces algues ont également leur propre nom. Les algues peuvent parfois être le partenaire dominant des lichens dits "gélifiés", Collema et Leptogium, mais cela est rare. Le plus souvent, les algues sont l'algue verte Trebouxia. Les autres espèces sont le Trentepohli orange et la cyanobactérie Nostoc. p9-10
Leur habitude de vie
Les lichens ont pour habitude de se coller étroitement aux surfaces.
Les lichens peuvent être présents partout sur terre, et certains peuvent vivre dans des environnements aquatiques. Le rocher, le mur ou le toit le plus proche est probablement recouvert de lichens. Souvent, le lichen a la forme d'un tapis et s'accroche à la surface. Certains ressemblent à de petits buissons : voir les photos. Les lichens sont connus pour ne pas avoir besoin d'un approvisionnement régulier en eau ; leur métabolisme peut se mettre en suspension, puis se réactiver. Lorsqu'ils poussent sur des surfaces minérales, certains lichens décomposent lentement le substrat et extraient de minuscules quantités de nutriments minéraux. Les champignons forment la partie principale du thalle (corps), le photobiote y contribuant à hauteur de 20 % ou moins. p17 Le photobiote se trouve généralement à l'intérieur du thalle.
Les lichens thalli peuvent se développer ensemble et fusionner, et cela peut se produire entre différentes espèces et différents genres. p23 On les appelle des "hybrides mécaniques". Ils se remarquent lorsque les deux formes sont de couleur différente.
Survie
Les lichens survivent à des conditions extrêmes. On les trouve dans certains des endroits les plus extrêmes de la Terre - le nord gelé, les déserts chauds, les côtes rocheuses. Ils sont communs sous forme d'épiphytes sur les feuilles et les branches dans les forêts tropicales et les bois tempérés. Ils peuvent vivre sur des roches nues, des murs et des pierres tombales, ainsi que sur des surfaces de sol exposées. p19 Il existe environ 200 sortes de lichens différents en Antarctique. Dans les monts Horlick, à 86 degrés de latitude sud, il y a six sortes de lichens différentes. Dans l'Himalaya, ils poussent à des altitudes allant jusqu'à 18 000 pieds (~5500m). p216
L'Agence spatiale européenne a découvert que les lichens peuvent survivre sans protection dans l'espace. Deux espèces de lichen ont été enfermées dans une capsule et lancées sur une fusée russe Soyouz. Une fois en orbite, les capsules ont été ouvertes. Deux espèces de lichen ont été exposées au vide de l'espace, aux radiations cosmiques et aux énormes variations de température. Au bout de 15 jours, les lichens ont été récupérés et se sont révélés en pleine santé : aucun dommage n'a été constaté.
Forêts tropicales humides
Les forêts tropicales humides abritent un très grand nombre d'espèces de lichens, bien plus nombreux que les plantes à fleurs. Les lichens sont pour la plupart des épiphytes, vivant sur les arbres. Un seul site au Costa Rica a produit environ 300 espèces de lichens sur feuilles, dans le sous-étage de la forêt tropicale ; un seul arbre Elaeocarpus tombé en Nouvelle-Guinée contenait 173 espèces ; le laurier à feuilles persistantes Ocotea atirrensis a été trouvé avec 50 à 80 espèces de lichens sur une seule feuille. p60-61
Avantages mutuels
Lorsque les partenariats sont très étroits, il est difficile d'attribuer les avantages à l'un ou l'autre des partenaires. Leur succès est celui d'une paire (ou d'un trio). Parfois, les partenaires peuvent exister en tant qu'organismes distincts : c'est certainement le cas de leurs proches parents. La plupart des algues et toutes les cyanobactéries peuvent probablement survivre seules, mais dans des habitats plus restreints. Les détails varient en fonction des espèces ou souches spécifiques concernées. L'homme qui a été le premier à réaliser la nature du lichen, Simon Schwedener, voyait ce partenariat comme un parasitisme contrôlé. De toute évidence, le photobiote fournit des produits photosynthétiques : des glucides sous forme d'alcools de sucre (algues vertes) ou de glucose (cyanobactéries). Les bactéries convertissent également l'azote atmosphérique (N2) en ions ammonium (NH4+) que le champignon peut utiliser dans les acides aminés pour les protéines. p26
L'algue bénéficie certainement d'une réserve d'eau (que le champignon est bon à stocker). Il existe également une protection mécanique générale. Les algues sont protégées contre les rayons ultraviolets, ce qui est très important dans certains environnements. Les algues ont probablement accès à d'infimes quantités de minéraux, que le champignon obtient du substrat ou de la poussière qui se dépose sur le thalle. Les cellules d'algues sont parfois détruites au cours de l'échange de nutriments, bien que les cellules d'algues se divisent et les remplacent. Surtout, le partenariat est un succès retentissant et permet d'atteindre des endroits où peu de plantes peuvent survivre.
Reproduction
De nombreux lichens se reproduisent sans sexe (reproduction asexuée). Ils forment de petits groupes de cellules d'algues entourées de filaments fongiques. Ces soridies peuvent être soufflées par le vent. Certains lichens se brisent simplement en fragments lorsqu'ils sèchent. Le vent transporte les morceaux, qui se développent lorsque l'humidité revient. De plus, les lichens fongiques peuvent se reproduire sexuellement en formant des fructifications contenant des spores. Ces fructifications sont généralement pérennes et peuvent durer longtemps : certaines dans les Alpes suisses vivent depuis plus de 50 ans. Après avoir été dispersées par le vent, ces spores fongiques doivent rencontrer un partenaire algal pour former un lichen. p19-22
L'histoire sur Terre
Les fossiles de lichen datent de 400 millions d'années, c'est certain, et les signes indiquent que des formes plus anciennes existaient il y a 600 millions d'années. Ils ont dû être l'une des formes de vie les plus anciennes sur terre. On pense, d'après le nombre d'espèces de champignons et d'algues impliquées, que la symbiose a dû avoir lieu plusieurs fois entre différentes espèces. p46
Il a été suggéré qu'une partie ou la totalité du biote d'Ediacaran pourrait être du lichen. Cette proposition a été reçue avec un certain scepticisme.
Lichen arbustif vert clair sur l'écorce, juste en dessous d'une mousse
Lichenométrie
La lichénométrie est une méthode de datation de la roche exposée qui utilise la croissance des lichens. Elle utilise une estimation de la durée de croissance du rayon ou de la largeur du lichen au fil du temps.
Autres utilisations
De nombreux lichens sont sensibles aux changements qui les entourent. C'est pourquoi ils sont utilisés par les scientifiques pour montrer les changements dans l'environnement, comme la pollution de l'air, l'appauvrissement de la couche d'ozone et la contamination par les métaux. Les lichens ont également été utilisés pour la fabrication de teintures, de parfums et de médicaments à base de plantes.
Certains lichens produisent des antibiotiques naturels qui tuent les bactéries. Les humains ont utilisé ces composés comme antibiotiques naturels. Des extraits de nombreuses espèces d'Usnea ont été utilisés pour soigner des blessures en Russie au milieu du XXe siècle.
Le lichen cartographique Rhizocarpon geographicum croît extrêmement lentement, et peut atteindre un âge de plus de 1000 ans. Il peut être utilisé pour la datation : le diamètre du plus grand lichen d'une espèce sur une surface rocheuse indique l'époque à laquelle la roche a été exposée.
Les lichens sont la principale nourriture hivernale des rennes. Les cerfs peuvent se nourrir de lichens arbustifs sous la neige. En été, ils ont beaucoup plus de choix de nourriture. Certains lichens sont consommés par les humains. Une sorte de lichen, appelé Iwatake en japonais et Seogi en coréen, est collectée dans les falaises et utilisée dans divers aliments coréens et japonais. Les lichens ont un taux d'acidité élevé. Il faut faire attention, car il existe au moins deux sortes de lichen qui sont toxiques.
Les partenaires bactériens ou algaires produisent des pigments qui absorbent la lumière du soleil lors de la photosynthèse. Des rapports datant de près de 2000 ans font état de l'extraction de couleurs violettes et rouges à partir de lichens. Les lichens de la famille des Roccellaceae sont communément appelés "orchella weed". Ils ont joué un rôle important dans l'histoire, car ils pouvaient fournir de l'orcéine, un colorant. Rocella tinctoria est la source de l'indicateur de pH litmus. L'orcéine est obtenue en faisant bouillir le lichen, et le litme est produit en ajoutant de l'ammoniaque et de l'air. L'orcéine est également utilisée comme colorant alimentaire, avec le numéro E121.
Aujourd'hui, les colorants à base de lichens ont été largement remplacés par des colorants synthétiques.
Lichen de carte poussant sur du quartz. Les zones noires sont une ligne de spores.
