Découverte des lichens

■ Qu’est ce qu’un lichen ?

Les lichens, où que vous soyez, en ville ou à la campagne, ils ne sont jamais très loin : ce sont ces incrustations, tâches ou lanières colorées sur les troncs d’arbres, les murets, les branches de buissons ou encore les barrières. En effet, les lichens ne poussent pas dans le vide ! Ils ont besoin d’une base sur laquelle se développer, on appelle cette base un substrat.

À ne pas confondre avec les mousses, souvent plus connues. Les mousses s’installent sur des substrats similaires aux lichens, on les retrouve souvent ensemble.

Les mousses sont des petits végétaux présentant une tige et des feuilles. Les lichens, eux, sont une association entre un champignon et une algue microscopique, ils n’ont ni racine, ni tige, ni feuille.

■ Un lichen c’est quoi, en vrai ?

Un lichen, c’est l’association d’un champignon (partenaire fongique) et d’un organisme photosynthétique, à savoir une ou plusieurs algue(s) microscopique(s) ou une bactérie (partenaire algal). Un organisme est dit "photosynthétique" lorsqu'il pratique la photosynthèse : il utilise l'énergie lumineuse pour produire des sucres. C'est le cas des végétaux, des algues et de certaines bactéries.

Dans un lichens, les partenaires apportent des bénéfices sans lesquels l’autre ne pourrait pas vivre et inversement, cette association est obligatoire, on dit alors que les deux organismes sont en symbiose. Le champignon ne se développera pas sans l’algue, quant à elle, l’algue peut se développer seule mais a des bénéfices à s’associer au champignon. 

Remarque : 90 % des lichens ont un partenaire qui est une algue et non une bactérie photosynthétique. Ainsi, pour simplifier la suite du cours, on parlera seulement d’algue comme partenaire du champignon et pas de bactérie.

Le champignon apporte à l’algue un abri : l’algue se trouvant à l’intérieur de l’association, elle est à l'abri des UVs, et protégée de la sécheresse. Le champignon est aussi celui qui capte l’eau de l’environnement (contenant des sels minéraux), qui servent à l’algue pour la photosynthèse. 

L’algue, quant à elle, produit des sucres issus de la photosynthèse ; ces sucres sont assimilés par le champignon pour son développement.

📌 Il faut savoir que les lichens portent le nom du partenaire fongique. Par exemple, le lichen de l’association entre le champignon appelé Xanthoria parietina avec une algue du genre Trebouxia sp. s’appelle Xanthoria parietina. 

■ Quelle est la structure interne d’un lichen ?

Quand on regarde un lichen, ce que l’on voit c’est le thalle du champignon, cette masse indifférenciée dont la couleur (blanc, verdâtre, jaune, orange, marronâtre…) et la forme (feuille, croûte, dentelle…) varient selon l’espèce. Il est quasi-impossible de distinguer l’algue du fait de sa très petite taille et qu’elle se trouve piégée à l’intérieur du thalle.

Chez les champignons (ceux que l’on cueille en automne pour les cuisiner), la partie émergée du sol n’est que la partie visible de l’iceberg. Sous terre se trouve un grand réseau de mycélium, qui est composé d’un ensemble de filaments, les hyphes.

Pour les lichens, c’est exactement pareil, sauf que leurs substrats est rarement le sol, ils se développent sur les troncs des arbres, les roches et les murets. Les hyphes ne pénètrent pas ces substrats durs, le réseau de mycélium se réduit au thalle. L'ensemble des hyphes forme :

• le cortex supérieur, la partie supérieure du lichen qui assure la protection et les échanges avec l’atmosphère

• une partie de la médulle avec les cellules algales

• et le cortex inférieur qui permet la fixation au substrat.

Le partenaire algal trouve sa place, bien protégée au centre du réseau d’hyphes du partenaire fongique. 

Voici un schéma pour vous aider à visualiser :

Source schéma : Counoy, Hugo. (2022). Bioindication de la qualité de l'air par les lichens à Louvain-la-Neuve. 
Source photo : https://www.encyclopedie-environnement.org/zoom/lichens-organismes-hybrides/

■ Différentes morphologies

On estime qu’il existe environ 20 000 espèces de lichens dans le monde. La diversité des lichens se traduit par différentes couleurs, morphologies et milieux de vie !

Une des façons de catégoriser les lichens est par l’aspect morphologique du thalle. Sur le terrain, c’est la première chose que l’on constate d’un lichen après sa couleur. 

Il existe trois morphologies majoritaires, on parle de thalles : 

• Crustacés : semblables à des croûtes plus ou moins continues, ces lichens sont très incrustés dans le substrat. On ne peut pas les décoller sans les abîmer.

• Foliacés : thalles dont le bord comporte un ensemble de petites structures ressemblant à des “feuilles” appelées lobes, plus ou moins arrondis et plus ou moins grands.  

• Fruticuleux :  thalles en forme de lanières ou de petits buissons plus ou moins ramifiées ; la plupart du temps ils sont pendants.

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■ Et quoi d'autre que le thalle ?

Un lichen n’est pas qu’un simple thalle sans structure. Il présente des organes qui assurent différentes fonctions, notamment pour se reproduire, se fixer au substrat et “échanger” avec l’extérieur (capter l’eau et les nutriments). 

Apprendre à observer ces organes vous aidera à utiliser la clé de détermination Lichens GO afin de mettre un nom sur les lichens que vous observerez en mettant en place le protocole.

Concentrons-nous d’abord sur les organes non-reproducteurs. 

Fixation au substrat : 

Rhizines : petits filaments de formes variées présents sur la face inférieure du thalle ayant un rôle dans la fixation du thalle au substrat. Les rhizines ne prélèvent rien dans le substrat, elles servent seulement à la fixation. (chez les foliacés et fruticuleux uniquement)

Autres structures non-reproductives à la surface du thalle :

Cils : petites extensions fines et allongées (comme un cil) présentes à la surface ou en bordures du thalle.

Pseudocyphelles : petites déchirures blanches qui constituent un réseau sur la face supérieure du lichen donnant un aspect gaufré.

Pruine : couche de dépôts blanchâtres à la face supérieure du thalle constitués de cellules mortes ou de cristaux d'oxalate de calcium semblable à du givre.

📌 Attention, tous les lichens ne possèdent pas systématiquement tous les organes présentés. La présence ou non de certains organes est d’ailleurs souvent un moyen de différencier les espèces de lichens entre elles.

■ La reproduction chez les lichens

Comme tous les organismes vivant, les lichens se reproduisent. Cette reproduction peut être sexuée ou asexuée.

> La reproduction sexuée est assurée par le partenaire fongique qui produit des spores. Une spore est une cellule reproductrice capable de générer un nouvel organisme. Ces spores sont produites par des structures spécialisées qui diffèrent selon l’espèce de lichen.  

La structure de reproduction la plus commune est l’apothécie : petite coupelle à la surface du thalle souvent d’une couleur qui la démarque du thalle. Un lichen mature possède plusieurs apothécies.

Lirelle = apothécie allongée en forme de virgule

Série de photos : diversité des apothécies

Les spores sont libérées dans le milieu, là où le vent les mènera elles se déposeront. Si le substrat est adéquat, notamment s'il est assez humide, la spore germe et développe quelques hyphes capables de capturer une cellule algale. Les cellules algales peuvent être présentes, errantes dans l’environnement. Si aucune cellule algale ne manifeste sa présence, le massif de filaments cesse de se développer. 

📌 Il n'est pas rare de voir plusieurs lichens se recouvrir les uns les autres, en effet, ils peuvent se piquer des algues entre eux.

>La reproduction asexuée se fait via la dissémination de fragments du thalle contenant des cellules algales et des cellules fongiques génétiquement identiques au lichen parent. Les structures associées à cette forme de reproduction sont les isidies et les sorédies. 

Les sorédies sont des cellules d’algues entourées d’hyphes libérées par des soralies (=déchirure du thalle). Elles ressemblent à de la poudre recouvrant une partie du thalle.

Les isidies sont, quant à elles, des excroissances du thalle, en forme de petits bâtonnets ou de petits boutons, facilement détachables permettant leur dispersion.

■ Écologie

Les lichens se retrouvent partout sur la surface du globe, ce qui démontre leur grande capacité d’adaptation. On leur attribue un rôle d’organismes pionniers, c’est-à-dire qu’ils sont les premiers à coloniser un milieu donné. En effet, grâce à leur ancrage via leurs rhizines et la sécrétion d’acides lichéniques (produit par le champignon), les lichens peuvent altérer la roche-mère et favoriser la mise en place d’un sol permettant l’installation de nouveaux organismes dans l’écosystème.

Chaque lichen à sa propre gamme de conditions optimales (température, humidité, luminosité…)

■ Utilisation des lichens comme indicateurs de la pollution atmosphérique

Du fait de leur longévité, leurs caractéristiques anatomiques et physiologiques : absence de cuticule (couche de protection de surface comme chez les plantes), absence de système racinaire, et leur activité biologique quasi annuelle, les lichens présentent une grande sensibilité vis-à-vis de l’atmosphère. Ainsi, la diversité lichénique diminue fortement dans les zones polluées. 

Les premières observations montrant le lien entre pollution et diversité en lichens ont été effectuées par Wilhelm Nylander dans le jardin du Luxembourg à Paris dans les années 1860. L’utilisation des lichens ou d’organismes semblables pour évaluer la qualité de l’environnement s’appelle la surveillance biologique ou biosurveillance.

La sensibilité aux polluants atmosphériques est largement dépendante de l’espèce considérée. Il est donc indispensable de connaître la sensibilité de chaque espèce vis-à-vis des différents contaminants pour l’intégrer dans une échelle de biosurveillance.

Lichens GO est un programme de sciences participatives dans lequel les volontaires sont invités à répertorier des lichens dans la zone de leur choix (par exemple leur quartier ou une portion de leur chemin pour se rendre au travail) selon un protocole standardisé (permettant de comparer les données collectées dans l’espace et le temps) dans le but de collecter des données sur la qualité de l’air environnant. 

L’interface de visualisation des données Lichens GO a été imaginée conjointement par les volontaires et l’équipe de recherche afin de rendre compte à partir des données, de cette qualité de l’air au vue des connaissances actuelles sur la question.

Voir le site : https://www.lichensgo.eu/