Lievito, alghe e funghi, insieme per la sopravvivenza dei licheni

Come abbiamo visto in un precedente post in merito licheni, hanno bisogno di determinate condizioni ambientali per poter sopravvivere bene e riprodursi correttamente fino a colonizzare il territorio.

Un lichene è il risultato di una relazione simbiotica tra un'alga e un fungo. Tuttavia, gli scienziati, dopo tanti anni a studiare i licheni, hanno trovato una nuova scoperta: in quel rapporto di due, c'è un terzo, il lievito. Come è possibile che dopo tanti anni di studio gli scienziati non si fossero resi conto della presenza di un lievito in questa relazione simbiotica?

Relazione simbiotica tra alga e fungo

Sicuramente hai mai visto una roccia con macchie sulla sua superficie in vita tua. Macchia i cui colori possono variare tra nero, marrone, arancione o verde. Hai anche potuto vedere questi punti sui tetti, su vecchie case, alberi, ecc. Questi punti che hai visto sono i licheni che si formano attraverso un'associazione tra un'alga e un fungo.

In natura esistono vari tipi di relazione tra organismi viventi. Troviamo esseri viventi che sono competenti tra di loro, altri che sono parassiti e altri la cui relazione vantaggi entrambi. Più che simbiosi, la parola tecnica più appropriata è mutualismo. Il mutualismo è il rapporto tra le alghe e il fungo che formano il lichene in cui le due parti traggono vantaggio dalla relazione. Cosa potete ottenere entrambi da questa relazione?

Nella vita di un lichene, le alghe svolgono il ruolo fondamentale di eseguire la fotosintesi per poter fornire materia organica al fungo. Ci fermiamo brevemente per spiegare che i funghi non sono esseri autotrofi, cioè non sintetizzano il proprio cibo come le piante. I funghi hanno bisogno di materia organica per nutrirsi. Questa materia organica è fornita dalle alghe durante la fotosintesi. Per restituire il favore alle alghe, il fungo cattura acqua e sali minerali dall'ambiente in cui vive, non importa quanto sia secco e gli conferisce protezione contro l'essiccazione.

Come possiamo vedere, questa relazione sta diventando sempre più forte. Entrambi vincono e riescono a sopravvivere in ambienti piuttosto complicati.

Quanto sono utili i licheni?

Abbiamo visto la relazione che alghe e funghi devono essere in grado di formare licheni. Ma per cosa usiamo i licheni? I licheni sono stati usati nel corso della storia per vari scopi in cui ci troviamo:

• Il lichene della manna, che cresce in Nord Africa e nelle Isole Canarie, può essere utilizzato come alimento. Al Polo Nord, renne e caribù si nutrono di licheni.
• Nell'industria farmaceutica sono abituati prendi antibiotici, vitamina C e coloranti, come tornasole.
• In cosmetica vengono utilizzati per estrarre essenze e profumi.

Voglio anche menzionare che i licheni sono usati oggi come indicatori di contaminazione. Come abbiamo visto nel post precedente menzionato prima, i licheni richiedono determinate condizioni atmosferiche e biotiche per sopravvivere. Sono vulnerabili alle temperature, alle piogge, all'umidità, alla presenza di predatori, ecc. Ebbene, questo organismo funge da indicatore di contaminazione. Essendo vulnerabili alle particelle sospese causate dall'inquinamento atmosferico o dell'acqua e del suolo, i licheni non crescono in questi luoghi. Pertanto, se vediamo che un luogo soddisfa le giuste condizioni affinché un lichene sopravviva bene, e tuttavia non lo vediamo, ci dirà che il luogo è contaminato.

Il lievito come terza componente della relazione

Abbiamo visto in cosa consiste un lichene e quali sono gli usi che ha per gli esseri umani. Tuttavia, cosa penseresti se ti dicessi che le alghe e il fungo non sono gli unici che esistono nel rapporto che costituisce il lichene? Da sempre, nelle scuole, negli istituti e nelle università, ogni volta che si studia i licheni, iniziano definendo che si tratta di una relazione simbiotica tra alghe e funghi. Ma studi recenti confermo che c'è una terza componente del rapporto: il lievito.

Sul pianeta ci sono più di 15.000 specie di licheni e tutti sono stati studiati sulla base del fatto che sono il risultato della relazione tra alghe e funghi. Ma oggi, forse è il momento di iniziare a cambiare questa idea. Il lievito fa parte di questo consorzio tra alghe e funghi come componente del lichene. Gli scienziati non erano stati in grado di rilevare la presenza di questo organismo prima nemmeno attraverso potenti lenti di ingrandimento analitiche e dopo secoli e generazioni di studi.

Gli scopritori di questa terza componente del rapporto sono stati ricercatore post-dottorato Toby Spribille ei suoi colleghi delle università del Montana a Missoula, Uppsala (Svezia), Graz (Austria), Purdue (USA) e il Canadian Institute for Advanced Research di Toronto. Per fare questa scoperta, sono stati usati in profondità, oltre a potenti osservazioni microscopiche, con osservazioni genomiche.

Studio dei licheni tossici per i mammiferi

Questa scoperta è stata sulla copertina della rivista Scienze e suppone tutto una rivoluzione per ciò che si conosceva dei licheni e del loro comportamento, sopravvivenza, relazioni, fenologia, ecc. Ciò solleva preoccupazioni per gli scienziati sulla rivalutazione di tutte le conoscenze e le ipotesi esistenti (anche le più basilari) sul modo in cui si formano i licheni, su come sopravvivono, sul ruolo che ogni elemento della relazione gioca, su chi gioca quale ruolo nella simbiosi. e altri problemi.

Ovviamente, come quasi tutte le scoperte scientifiche, quello non era esattamente l'oggetto di studio. La motivazione degli scienziati era scoprire perché due specie di licheni sono così strettamente correlate e che vivono nello stesso ecosistema hanno una differenza così drastica: uno è tossico per i mammiferi e l'altro no. L'analisi del DNA aveva solo approfondito il mistero, perché le due specie avevano genomi identici. O almeno così sembrava.

Il lievito è stato scoperto grazie al DNA dei licheni

Per spiegare questa scoperta è necessario menzionare alcuni elementi di biologia molecolare. Iniziamo perché i geni sono fatti di DNA, ma per attivarli è necessario aprire la doppia elica di basi azotate e rimuovere una copia di uno dei suoi filamenti. Questa copia che prendiamo dalla doppia elica non è DNA poiché ha solo un filamento, motivo per cui lo chiamiamo RNA. Pertanto, se si esamina questo filamento di RNA, stai osservando indirettamente i geni che sono più attivi in ​​quella cellula.

Questo è ciò che stavano facendo questi scienziati. Hanno analizzato l'RNA di queste due specie di licheni, al fine di dedurre perché uno fosse tossico per i mammiferi e l'altro no. Sicuramente nella sequenza dell'RNA avrebbero potuto scoprire il motivo di questa situazione. Dopo l'analisi di entrambi gli RNA, è stata scoperta una differenza piuttosto notevole: ed è che l'RNA non corrispondeva solo al fungo noto nella simbiosi, ma anche a un altro tipo di fungo, un lievito. Questo lievito è passato completamente inosservato per un secolo e mezzo di studi. Inoltre, le specie di licheni tossiche per i mammiferi contenevano molto di più di questo lievito rispetto alle specie che non erano tossiche.

In precedenti analisi di altri tipi di licheni, questo lievito era stato trascurato perché sono cellule di minoranza in questa relazione simbionte. Troviamo solo una o due copie di DNA per cellula. Tuttavia, è già stato scoperto che alcuni dei loro geni sono molto attivi e possono creare centinaia o migliaia di copie di RNA per ciascuno di DNA. Quella era la chiave del successo. E in effetti, è il lievito che spiega perché un lichene è tossico e l'altro no, nonostante siano identici in tutto il resto.

Studio dei licheni nel mondo

Questa scoperta potrebbe essere fatta nei licheni del Montana per scoprire perché uno era tossico per i mammiferi e l'altro no, nonostante avesse lo stesso genoma. Tuttavia, I ricercatori hanno cercato la presenza di questo lievito nei licheni di tutto il mondo. Dal Giappone all'Antartide attraverso l'America Latina o l'Etiopia. Come si aspettavano, la terza componente di questa relazione simbiotica si trova in tutti i licheni del mondo. È una componente pervasiva della più famosa simbiosi in biologia.

Pertanto, d'ora in poi, quando definiamo un lichene, dobbiamo dire che è una relazione simbiotica tra un'alga, un fungo e un lievito (sebbene il lievito stesso sia un tipo di fungo), poiché questo lievito è stato presente in tutti i licheni nel corso della storia, tuttavia, è stato nascosto da tutte le lenti di ingrandimento degli scienziati per più di 100 anni. Gli scienziati l'hanno sicuramente rilevato in altre occasioni, ma non l'hanno mai capito prima.