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Lichens, dénonciateurs de la pollution atmosphérique

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Le grand développement technologique et industriel atteint au cours de ce siècle, en plus de la vie confortable et prospère que nous profitons, nous a apporté avec elle une série de problèmes environnementaux qui probablement l'un des plus préoccupés est la pollution atmosphérique. Par conséquent, des efforts importants ont été faits ces dernières années dans l'étude de l'évolution de la pollution et dans le développement de techniques permettant de connaître les effets nocifs pour la santé et l'environnement.

Certaines de ces techniques utilisent des plantes, en particulier des lichens. Les plantes, étant plus sensibles que l'homme, subissent auparavant la pollution atmosphérique, de sorte que pour savoir s'il y a pollution atmosphérique dans un lieu donné, il suffit d'analyser la situation de certaines espèces, souvent sélectionnées comme indicateurs biologiques, ou de toute la communauté végétale locale.

Ces méthodes ont plusieurs avantages. D'une part, ce sont des méthodes beaucoup moins chères et plus rapides que les méthodes analytiques conventionnelles, et d'autre part, contrairement aux méthodes physico-chimiques, elles permettent de connaître l'influence des combinaisons de différentes substances polluantes et leur concentration et leur durée dans les écosystèmes. En revanche, l'utilisation d'indicateurs biologiques ne permet pas d'obtenir des résultats quantitatifs concrets, et si l'on souhaite connaître les concentrations de substances polluantes, il faut se contenter d'estimations.

Lichens, indicateurs biologiques appropriés

Les lichens prennent de l'atmosphère tous les nutriments dont ils ont besoin, donc ils entretiennent une relation physiologique étroite avec le milieu extérieur. De même, ils manquent de couche extérieure ou de cuticule protectrice et de mécanismes régulateurs des échanges de gaz et de liquides, et en raison des nombreuses lacunes que présente leur talus, ils ont une grande facilité de stockage de substances toxiques. En outre, ils sont très sténoïques, c'est-à-dire ont des exigences écologiques très concrètes et sont très sensibles à tout changement qui se produit dans l'environnement.

Ils sont donc très sensibles à la pollution et constituent donc des indicateurs biologiques très appropriés.

De nombreuses substances affectent les lichens, notamment les oxydes de soufre et d'azote, les aldéhydes, les cétones et les nitrates de peroxyacile, les phosphates, les métaux lourds, et certains hydrocarbures, substances fluorées et isotopes radioactifs, mais sans doute le dioxyde de soufre et la pluie acide provoquée par celui-ci sont les plus influentes.

Toutes ces substances provoquent des altérations physiologiques, morphologiques ou structurelles évidentes des lichens, qui disparaissent souvent.

Cependant, la sensibilité des lichens n'est pas toujours la même, car les conditions environnementales et l'état physiologique des lichens influencent beaucoup. En général, les lichens jeunes sont plus sensibles que les adultes, tandis que les lichens verts et fruitiers sont plus sensibles que les écailles et les crustacés. En outre, le climat et le pH du substrat, ainsi que d'autres facteurs, peuvent réduire ou augmenter l'incidence de la pollution.

Méthodes utilisant des lichens

Depuis 1970, l'utilisation de lichens a acquis une grande force et diverses techniques ont été développées. Nous pouvons tous les classer en trois grands types.

D'une part, les lichens sont utilisés comme indicateurs biologiques. Comme mentionné précédemment, les lichens poussent généralement dans des conditions environnementales très concrètes. Ainsi, dans les zones où la concentration de certaines substances est élevée, il n'y a pas de croissance de tout type de lichen, mais la présence de certaines espèces capables de croître. Par conséquent, la présence dans le lieu d'étude de certains de ces lichens indique la présence de ces substances. Dans ces cas, on dit qu'un liquide particulier est un indicateur biologique d'une substance donnée.

Un exemple de cela sont les lichens d'azote. Ils poussent dans des zones où la concentration de substances azotées (ammonium, nitrite et nitrates) est élevée. Par conséquent, la présence de lichens d'azote dans des zones qui n'avaient pas de lichens auparavant indique l'existence de contamination par des substances azotées. Ce phénomène est relativement courant dans les zones industrielles et urbaines, et surtout dans les zones rurales où des engrais azotés sont utilisés, en particulier à l'état gazeux ou liquide.

Il en est de même pour les lichens acidophiles (qui poussent sur des substrats à faible pH). La croissance des lichens acidophiles dans les substrats de base indique la présence d'un facteur acidifiant du milieu (souvent pluie acide générée par le SO2 qui est émis dans l'atmosphère).

Une autre méthode est celle de l'estimation. Lorsque des substances polluantes apparaissent dans un endroit, la flore lyrique locale subit une série d'altérations. D'une part, les lichens hautement sensibles à ces substances polluantes disparaissent, ne restant que les plus résistants. En outre, plus la concentration de polluants ou plus durables sont élevés, plus les espèces disparaissent et moins celles qui restent. D'autre part, en analysant la méthode de l'estimation, il a été constaté que, dans certains cas, de nouvelles espèces pourraient supporter des concentrations élevées de ces substances.

Par conséquent, en analysant la flore lyrique d'un lieu donné et en la comparant à la flore de sites à des conditions écologiques similaires mais sans pollution, nous pouvons assez bien connaître le degré de contamination de la zone d'étude.

Pour pouvoir utiliser cette méthode, il est nécessaire de réaliser de nombreux inventaires exhaustifs de la flore lyrique, ce qui rend indispensable de bien connaître la taxonomie des lichens. Cependant, il a un certain nombre d'avantages, car il est très sensible et permet de connaître les effets de la pollution en suivant l'évolution de la flore lyrique. Cependant, il présente un inconvénient important, c'est-à-dire la nécessité de réaliser de nombreuses observations de grand travail qui permettent d'estimer précisément le degré de pollution en utilisant des inventaires de flore lyrique.

La troisième et dernière méthode est celle de la bioaccumulation. Éléments et molécules toxiques par différents lichens (composés contenant des fluors, métaux lourds, éléments radioactifs, etc.) Il accumule dans sa tige. Par conséquent, ils sont souvent utilisés pour connaître la présence ou non de ces substances toxiques et l'évolution de la pollution causée par ces substances (direction de dispersion, portée, concentration de substances dans chaque lieu, etc.) Aussi pour le connaître.

Dans ce domaine, les travaux réalisés dans les régions archaïques européennes ont été très importants. La base de l'élevage de ces territoires est le caribou. Cet animal se nourrit de lichens et, entre autres, est utilisé comme nourriture par l'homme. Il est donc très important de savoir quelles substances et concentrations accumulent les lichens, qui passent des lichens aux caraïbes et d'où l'être humain. Les substances les plus étudiées ont été le césium 137 par essais nucléaires et 90 par strontium, dont la concentration a diminué depuis 1965.

Sur les bords des routes, des travaux similaires ont été réalisés afin d'analyser la pollution causée par le plomb des voitures. En conséquence de ces travaux, les lichens qui poussent à proximité des routes accumulent beaucoup de plomb, et comme nous nous éloignons de la route la concentration de plomb accumulée par les lichens diminue considérablement. En outre, la proximité des routes des lichens qui poussaient loin des routes a permis de mesurer la vitesse à laquelle s'accumule ce métal lourd.

Ce type de travail a une importance particulière pour l'être humain. Certaines plantes utilisées pour la consommation humaine accumulent du plomb et d'autres métaux lourds, dont la consommation continue peut causer de graves problèmes de santé. Comme les lichens sont beaucoup plus sensibles, les lichens peuvent aider à contrôler ce type de contamination.

Que sont les lichens ?

Les lichens sont la symbiose de deux organismes (association permanente de deux organismes de différentes espèces), dont l'un des composants est le champignon ( mycobion ) et l'autre l'algue ( ficosinbionte ).

Le champignon est généralement basidiomicotino, et est généralement celui qui donne au corps du lichen ( talo ) son aspect caractéristique. Il a la capacité de se reproduire sexuellement, développant pour cela des corps fructueux, et pour vivre il est indispensable d'être en symbiose avec des algues.

Il est généralement algue, chlorophyide (algue verte) ou cyanophyide (algue vert-bleue), généralement située entre les filaments du champignon (hifen). Il est souvent unicellulaire et n'a pas de capacité de reproduction sexuelle, mais de liberté.

Il est difficile d'expliquer en quoi consiste le succès de ce type de symbiose.

Le champignon profite des glucides que produit l'algue pendant la photosynthèse, en profitant des hyphes spéciaux qui sont introduits à l'intérieur de l'algue pour son absorption. Ces hyphes peuvent être de deux types. Certains, appelés roturiers, pénètrent jusqu'au cytoplasme de l'algue, où ils absorbent les glucides. Les autres, appelés prisons, n'arrivent pas jusqu'au cytoplasme, mais ils sont étroitement unis autour de l'algue et traversent souvent la paroi cellulaire de celui-ci. Dans tous les cas, pour le champignon, il est impératif que les algues soient utilisées dans les glucides produits, il n'est donc pas souhaitable que l'algue subit des dommages excessifs.

Étant donné que les cyanophycéens sont capables de fixer l'azote atmosphérique et de synthétiser des substances contenant des groupes d'azote, de nitrate ou d'ammonium, dans les lichens contenant ce type de ficosinbionte, le champignon obtient également des substances azotées.

Le bénéfice que reçoit l'algue n'est pas si clair. Il prend probablement de l'eau et des minéraux des tissus du champignon et, en outre, il se trouve entre hyphes du champignon, protégé d'un éclairage excessif ou d'autres facteurs environnementaux.

Cependant, le principal avantage pourrait être un autre. Les lichens poussent souvent dans des endroits qui doivent supporter des conditions environnementales très dures (changements brusques de température, longues périodes de temps sans humidité, etc. ). Dans ces endroits, seul le champignon ne pourrait pas obtenir la nourriture et le climat, ou un autre facteur externe, pourrait détruire l'algue. Vivre ensemble, cependant, peut occuper ces espaces écologiques inadéquats pour d'autres plantes.

Dans plusieurs lichens, formés d'algues vertes, on trouve souvent des structures spéciales appelées céphaloïdes. Comme mentionné ci-dessus, ces algues sont en mesure de fixer l'azote atmosphérique et de produire des substances azotées, de sorte que les champignons utilisent également ces substances. Parfois, il ya un deuxième champignon, qui vit souvent comme un vrai parasite.

Comme nous l'avons dit, les champignons ont la capacité de se reproduire sexuellement et pour cela ils développent les corps féconds (appelés par leur forme apothéces, peritecios ou pseudotecios). Dans ces corps de fruits se développent des spores et il n'y a généralement pas d'algares. C'est pourquoi, lorsque les spores adultes sont dispersées dans l'air, elles ne portent pas de carafes et lorsqu'elles sont refroidies, il est indispensable de trouver une algue pour former un nouveau lichen.

Cette forme de dispersion des spores n'est pas très approprié, car si le champignon ne trouve pas d'algue, il ne peut pas vivre. Cependant, dans quelques lichens, le corps fécond contient également des algues, de sorte que lors du développement et du relâchement des spores sont dispersés avec les algues, facilitant notamment la formation d'un nouveau lichen.

La reproduction sexuelle provoque de nombreux problèmes, il est donc souvent beaucoup plus approprié d'effectuer une reproduction asexuée. Pour cela, certains lichens développent des structures singulières appelées silences. Ces structures se séparent activement en formant un nouveau lichen en s'éloignant de la tige du lichen. D'autres lichens ne développent pas de structures spéciales et réalisent cette forme de reproduction à travers des fragments qui se détachent par hasard de la tige du lichen.

La croissance de Liken est très lente. Ceux qui grandissent le plus (quelques lichens jaunes) s'allongent entre 1 et 2 cm/an, mais ne poussent généralement que quelques mm/an. La durée de vie est également très différente parmi les lichens. Par exemple, les lichens épiphytes des tropiques, pendant un an de vie, peuvent vivre des centaines ou des milliers d'années de crustacés de plusieurs lichens qui poussent dans l'archaïque ou dans les goimendes.

D'autre part, ils grandissent n'importe où et sont très abondants, calculant qu'ils couvrent 8% de la surface terrestre. Ils sont très abondants dans les forêts tropicales et les forêts montagneuses tempérées des régions montagneuses, où l'humidité atmosphérique élevée les fait pousser facilement dans les branches et les troncs des arbres. Ils abondent également dans la toundra, qui est souvent la principale plante de la région. Cependant, comme déjà indiqué, ils ne poussent pas près des zones industrielles ou urbaines, où il y a un excès de dioxyde de soufre. En général, bien qu'ils grandissent partout dans le monde, ils ne prédominent que dans des zones inappropriées pour les plantes supérieures. Au total, quelque 20 000 espèces ont été classées.

Différents types de talos

La forme du corps de la lichen (talo) n'a actuellement pas une grande importance dans la classification des lichens, mais il est d'une grande aide dans l'identification des lichens. Comme indiqué dans la plupart des cas, la principale composante du lichen est le champignon, qui délimite la forme de la tige. Cela peut varier beaucoup d'un lichen à l'autre, mais vous pouvez distinguer plusieurs modèles généraux:

Cependant, comme toujours, il existe des formes qui n'appartiennent pas à ces modèles généraux, comme les lichens gélatineux, et les lichens ayant des caractéristiques propres à plusieurs groupes.