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Aug 07, 2023

I licheni arancione brillante possono usare i loro pigmenti come “protezione solare”

Fungi in orange lichens can avoid the toxic effects of bright pigments, allowing

I funghi nei licheni arancioni possono evitare gli effetti tossici dei pigmenti luminosi, consentendo loro di gestire elevati carichi UV.

I licheni sono curiosi organismi simili a piante costituiti da una specie di fungo e almeno un'alga o cianobatteri che vivono in una relazione simbiotica. Una famiglia di licheni, conosciuta come Teloschistaceae, è spesso di colore arancione brillante, una caratteristica rara rispetto alle specie strettamente imparentate. I pigmenti responsabili della tonalità intensa hanno spesso effetti tossici sull'organismo stesso, inducendo gli scienziati a chiedersi come si proteggesse durante la sintesi della sua colorazione arancione.

La ricerca ha dimostrato che i funghi presenti nei licheni arancioni sono in grado di evitare gli effetti tossici dei pigmenti luminosi trasportandoli fuori dalle loro cellule, creando un "effetto di protezione solare". Un nuovo studio di metagenomica pubblicato dai ricercatori dell’Imperial College di Londra e dei Royal Botanic Gardens di Kew rivela ora come i licheni possono usare la loro tonalità arancione per riflettere la luce solare, evitando i loro effetti tossici.

Lo studio, pubblicato su Genome Biology and Evolution, rivela che i funghi di questa classe di licheni hanno un gene responsabile del trasporto dei pigmenti arancioni fuori dalla cellula subito dopo la loro creazione.

L'autore principale Theo Llewellyn, un dottorando del Dipartimento di Scienze della Vita dell'Imperial, afferma che la scoperta inaspettata è arrivata da un'indagine genetica che ha isolato sequenze di alghe e funghi che compongono i licheni. I funghi dei licheni arancioni si sono evoluti per gestire i pigmenti tossici, dice: "Quello che ci ha davvero emozionato e sorpreso è stato che abbiamo visto che proprio accanto al gene responsabile della produzione di questi pigmenti, c'è un secondo gene, che è specializzato per poter trasportare quel pigmento e portarlo fuori dalla cellula."

Questi geni trasportatori hanno permesso ai funghi di liberarsi del pigmento prima che potesse accumularsi e diventare tossico, spiegano i ricercatori. Il gene del trasportatore non è stato trovato nei lignaggi/gruppi di licheni non arancioni.

Lo studio è stato concepito, condotto e in parte finanziato da un progetto RBG Kew. La dott.ssa Ester Gaya, leader della ricerca senior in micologia presso RBG Kew ed esperta di Teloschistaceae, afferma di essere soddisfatta dei risultati del gruppo. Dice: "Abbiamo lavorato per anni su questo gruppo di licheni e, dopo aver scoperto che una radiazione adattativa negli habitat aridi era stata mediata da questi pigmenti arancioni, mi sono sempre chiesta perché. Perché si sono evoluti per produrre pigmenti così tossici che potrebbero uccidere loro stessi?"

I pigmenti responsabili della colorazione dei licheni dal giallo dorato al rosso cremisi sono noti come "antrachinoni" e hanno anche proprietà di protezione dai raggi UV.

Il dottor Tom Prescott, ricercatore di prodotti naturali dell'RBG Kew, che è anche coautore dello studio, è d'accordo, aggiungendo "gli antrachinoni sono stati a lungo riconosciuti come piuttosto tossici, anche per i funghi, quindi è sempre stato un mistero come li producano". composti senza avvelenarsi." Questo studio aiuta a spiegarlo.

"Questi pigmenti che producono sono insolubili in acqua", dice Llewellyn, "Una volta che il lichene li produce, iniziano a cristallizzarsi e formano uno strato sopra il lichene".

Ciò consente al lichene di riflettere la luce blu visibile e UV. Gli scienziati affermano che, anche se non è ancora chiaro quali siano gli organismi presenti nei licheni che beneficiano maggiormente di questo effetto di protezione solare, ipotizzano che sia i funghi che le alghe siano protetti. Le alghe utilizzano la luce solare per la fotosintesi e producono zuccheri per il sistema dei licheni, ma una quantità eccessiva può essere dannosa poiché può causare danni al DNA.

Lo spesso strato di cristalli può riflettere le radiazioni nocive consentendo comunque il passaggio di parte della radiazione solare per la fotosintesi.

Il coautore, il professor Timothy Barraclough, professore presso il Dipartimento di Biologia dell'Università di Oxford e professore in visita presso il Dipartimento di Scienze della Vita dell'Imperial, afferma che la comprensione di questi meccanismi può aiutare a far luce su come questi licheni arancioni siano in grado di sopravvivere habitat diversi.