Les lichens (Exposé – SVT – Collège/Lycée)

« LES MYSTÉRIEUX • ACIDES LICHÉNIQUES • La signature des lichens en tant qu'organismes originaux est la production, récemment découverte, de substances chimiques élaborées , excrétées seulement par eux et appelées improprement « acides lichéniques ».

Ces substances, insolubles dans l'eau (150 sont répertoriées mais on en découvre d'autres), appartiennent en majeure partie à la série aromatique.

Incolores , orangées, jaune pâle ou rouges, d'un goût amer, elles sont élaborées par les hyphes avec les produits de la photosynthèse et jouent sans doute un rôle dans l'équilibre de l'association symbiotique , certaines ayant des propriétés antibiotiques.

Leurs réactions colorées, parfois leur fluorescence sont utilisées en taxonomie (classement des espèces) car la constitution chimique de chaque espèce est constante et permet de l'identifier.

• Foliacés (Lobari11 pulmon11cell, Xanthoria parietina) : thalle en forme de feuilles plus ou moins lobées .

Structure stratifiée : la couche verte est sous-jacente à la face supérieure, entre le cortex supé rieur et le cortex inférieur .

Parfois fixés au subst rat par des rhizines , dans d'autres cas par un crampon central qui détermine une dépression (ombilic) dans le cortex supérieur (Umbilicaria).

• Crustacés (Lecanora atra , Pyrenula nitida).

80 % des lichens ont des thall es crustacés qui adhèrent fortement, comme une croûte , à un support, pierre ou branche .

La structure stratifiée fait apparaître un cortex supérieur avec des hyphes denses, une couche verte, une médulle à tissu alvéolaire mais collée au subst rat.

• Fruticuleux (Usnea ceratina, Rama/ina calicaris) : thalle ramifié à la manière d 'un buisson avec des branches aplaties ou rondes.

Structure radiée autour d'un axe.

C ou che verte périphérique .

Ils n'adhèrent au subs trat que par une zone réduite.

• Squamuleux (Norma ndina pu/chelia) : thalle en forme de petites écai lles qui se chevauchen~ dont une partie se décolle du substrat.

Forme intermédiaire entre thalle foliacé et thalle crustacé.

• Composites (C/11doni11) : thalle primaire squamu leux adhérant au substrat à partir duquel se développe un thalle secondaire ramifié.

OIGAHES NON RfPIODUCTfURS Ils sont visibles à la surface du thalle .

À l'œil nu ou à la loupe , on peut observer : - des organes dont le rôle est de limiter l'évaporation et de retenir l 'humidité : des poils prolongeant une hyphe du cortex parfois groupés en un tomentum ; des cils situés sur les bords du thalle et formés de plusieurs hyphes ; - des organes ayant une fonction assimi latrice : des fibrilles, ramifications filamenteuses contenant hyphes et cellules algales et augmentant la surface photosynthétique ; des pseudocyphelles, ouvertures du cortex qui mettent la médulle en contact avec l 'atmosphère et facilitent les échanges gazeux; -des organes de fixation : des veines situées sur la face inférieure du thalle et portant des rhizines , faisceaux d 'hyphes enrobés d'une substance gélatineuse adhérente .

le plus souvent ternes : verdâtre, grisâtre, brun , noir; plus rarement : vert, j11une , or11nge , varie de quelques centimètres à plus d'un mètre pour certains Usnea.

On trouve des lichens sur toute la surface de la Terre, des tropiques aux zones polaire s, tant que la température ne descend pas en dessous de -40 •c.

des marges littorales soumises aux des bois sans écorce ~ichens lignico les) ; - des lichen s saxicoles se fixant sur les minéraux (calcaires, silices, schistes) dont certains recherchent la lumière du soleil (héliophiles) tandis que d'autres s'en abritent (sciaphiles ) ; - des lichens terricoles se développant dans les pelouses , dans les landes, sur le sol des bois aérés où ils vivent parfois en saprophytes.

L'atmosphère des villes polluée par les effluents de l 'industrie et de la circulation automobi le est fatale à certaines espèces ou modifie chez d'autres les processus métaboliques .

LA REPRODUCTION À l'intérieur du thalle , l'algue se multiplie par division .

La reproduction des lichens s'effectue selon trois modes .

DISPERSION Dl MORCEAUX DU THAlLE Desséché, le thalle qui contient le champignon et l'algue devient cassant et se fragmente .

Les morceaux tomben~ sont dispersés , se réhydratent et forment alors de nouveaux thalles lichénique s.

DISPERSION Dl SORALifS Les soralies sont des structures spécialisées comprenant les deux partenaires .

- Formation de sorédies (Nephromium /aevigotum) : la région du thalle qui renferme l'algue produit en surfa ce par pulvérulence des sora lies.

D 'une couleur généralement différente de celle de l'algue, celles-ci renferment des lichens miniatures (soré dies ) formés d'une ou de plusieurs cellules de l'algue entourées d 'hyphes .

Légères , les soralies peuvent être dispersées assez loin par le vent et les insectes , colonisant ainsi de nouveaux substrats.

-Émission d'isidies à la surface du thalle .

Ces petites papilles de même couleur que ce dernier contiennent aussi algues et hyphes.

Plus lourdes que les soralies , elles ont un pouvoir de dissémination moindre .

marées aux /imites des neiges PRODUCTION OE SPORES permanentes en passant par les déserts.

'=PAR=Lf=CHAM7-=::.

P .:.:IG::.:N:::ON:.:._,,------,---- En eau douce, certains lichens Comme les ascomycètes autonomes, aquatiques survivent à une immer sion le champignon lichéni sé produit des prolongée .

ascocarpes .

Les zones climatiques les plus propices À la surface du thalle , l'hyménium au développement des lichens sont (couche des éléments producteurs cependant les zones humides tropicales de spores) peut porter : ou tempérées .

- des périthèces généralement noir s, Quant aux supports, tout leur est bon de l'ordre du millimètre et s'ouvrant pour se fixer.

Humus , écorce, feuilles , par un pore apical ; coulées de lave refroidies, roches dures -des apothécies étalées en forme ou tendres , sable, 11rdoise , béton , verre, les substrats les plus ingrats se prêtent à leur insta llation.

Chaque espèce est toutefois étroitement adaptée à un biotope .

On distingue selon la nature du substrat où ils se fixent : - des lichens épiphytes colonisant des écorces (lichens corticoles ) ou des feuilles (lichens foliicoles ), ou encore de disques de 1 à 2 centimètres , parfois colorées en jaune ou en rouge, dans quelque s cas étroites et allongées.

Dans ces organes, les asques produisent des ascospores (au nombre de huit, en général).

Après dispersion des ascospores et germination , le jeune champignon doit rencontrer puis capturer une algue pour former un lichen, faute de quoi il dépérit.

Chez quelques espèces , les hyphes forment à la surface du thalle des pycnides noires (ou conidanges) semblables à de minuscules périthèces .

Ces organes produisent des pycnidiospores (ou pycnoconidies ) permettant au champignon de se multiplier par voie végétative .

UTILITÉ DES LICHENS Les utilisations des lichens sont multiples .

• Aliments de disette : farine de Cetraria islandica dans les régions arctiques et de Parmelia esculenta dans les régions arides (manne des Hébreux).

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~---.

• Nourriture d'hiver pour les rennes (Ciadonia rangiferina) .

R11ngifer= • Teinturerie : la Roce/la tindoria fournit le tournesol des chimistes ; dans les pays méditerranéens, on extrait l'orseille (colorant rouge violacé) de la Parmelia pal/e scens.

• Parfumerie : 9000 tonnes d'Evernia prunastri , ou « mousse de chêne », et de Pseudevernia furfurea, ou « mousse des arbres », sont récoltées chaque année pour des parfums à odeur de « chypre » et de « cuir de Russie ».

• Tannerie : propriétés tannantes de la Lobaria pulmonacea • Médecine : propriétés antibiotiques (usage externe) de l'acide usnique présent dans certains Rama/ina , Aledonia et US11e11 .

Des propriétés antitumorales et inhibitrices de la réplication du virus du sida ont été découvertes en 1989 .

• Datation : le diamètre des lichen s crustacé s permet de dater l'âge des moraines et d'évaluer le recul des glaciers.

• Écologie : indication de la pureté de l'air.

COMMENT CLASSER LES LICHENS 1 Les lichens ne forment pas une unité taxonomique .

Le champignon représentant 90 % de la bioma sse et étant seul capable de reproduction sexuée , on considère que le lichen résulte d'un processus affectant 20 % des champignons connus.

Au sein de la biosphère, les champignons.

eucaryotes (cellules possédant un noyau), hétérotrophes (se nourrissant de substances organiques), et se reproduisant à l'aide de spores , constituent le cinquième règne .

On les répartit en quatre catégories : -les Gymnomycota : réalisant la phagocytose : leurs cellules sont capables d 'englober et de digérer des particules et des micro-organismes ; - les Deuteromycota : champignons imparfaits n 'ayant pas de reproduction sexuée; -les Mastigomycota : champignons à reproduction sexuée par des spores flagellées ; -les Amastigomycota : champignons à reproduction sexuée par des spores non flagellées , subdivisés en Zygomycotina , Ascomycotina , et Basidiom ycotina .

La sensibilité des lichens aux pollutions atmosphériques s'exp lique par la perméabilité de leur tissu.

Contrairement aux végétaux supérieurs protégés par une cuticule et des stomates capables de se fermer en cas d 'agression polluante , les lichens vivent pour ainsi dire « à nu ».

Et ce en permanence puisqu'i ls ne connaissent pas de période de repos végétatif .

De plus, les é léments nutritifs qu'ils utilisent sont des vecteurs d 'agents polluants .

L'absorpt ion de l'eau ou de l 'humidité ambiante se fait par la surface du thalle , la nutrition azotée est assurée en partie par les poussières qui s'y déposent ou, dans le cas des nostocales.

par l' intermédiaire du cyanophyte capable de fixer l'azote atmosphérique .

Ces caractéristiques en font des bioindicateurs de la pureté de l 'air.

Ils sont ainsi particuli èrement sensibles au dioxyde de soufre (50 ' ), polluant urbain cour an~ facilement soluble dans l'eau.

Passant dans le thalle , celui-ci produit des sulfites et des bisulfites qui altèrent divers processus métaboliques- détérioration des chloroplastes , diminution de la photosynthèse , perturbation de la nutrition azotée -et finissent par «tuer » le lichen .

La disparition de certains lichens est un marqueur de la dégradation de la qualité de l'air .

D 'autres lichens résistent mieux et leur persistance , contrairement aux premiers, fournit une indication supplémentaire sur le taux de pollution .

• Enfin, les lichens sont créateurs de sol.

Leur pouvoir lithogène leur permet de désorganiser les roches dures sur lesquelles ils se fixent en y puisant les sels nécessaires à la synt hèse des albuminoïdes.

Mêlées aux débris du complexe lichénique , ces portions de roche désorganisée constituent un premier sol sur lequel peuvent s'installer les bryophytes suivies de plantes à fleurs .

Sont lichénisés : -1,2 % des 17 000 espèces de Deuteromy coto ; - 46 % des 30 000 espèces d'Amastigomycota ; -0,3% des 16000 espèces de Basidiomycotino .

Les 20 000 espèces de lichens constituent une classe subdivisée en deux sous-classes (classification de A.

Zahlbruckner ) : 1) les ascolichens , dont les spores sont produites par des asques.

La série des Pyrenocarpes (tha lles crustacés , ascocarpes s'ouvrant par un pore) constitue 17 familles ; la série des Gymnocarpes (ascocarpes ouverts ) comprenant la sous-série des Coniocarpinae (ascocarpes purulents ) représente 3 familles ; la sous-série des Graphidineae (ascocarpes étroits et allongés) regroupe 5 familles ; la sous-série des Cyclocarpinae (asco carpes arrondis) se décompose en 29 familles ; 2) les basidiomycètes , dont les spores sont produites par des basides .

Il en existe 20 espèces, qui se développent toutes dans des zones tropicales humides .. »