Cours 1. Lichens et qualité de l'air
Section outline
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Ce cours a pour objectif de vous former sur les lichens et la qualité de l'air.
Il se divise en trois parties distinctes :
- Les lichens : qui sont les lichens et quelles sont leurs particularités ?
- La qualité de l'air : quelle est l'état actuel de l'air et comment évaluer sa qualité ?
- La bioindication : comment utiliser les lichens pour évaluer la qualité de l'air ?
Bonne lecture !
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Bienvenue dans ce cours introductif sur les lichens !
Ce cours est adapté aux personnes qui souhaitent se familiariser avec les lichens dans le but de participer à Lichens GO.
Pour un bon apprentissage il est conseillé de lire tout le contenu, de s’arrêter sur les images et de réaliser les quiz dans l’ordre proposé.
Les mots en gras sont des termes importants à comprendre pour l’identification des lichens.
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■ 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.
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■ 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.
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■ 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 :
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le cortex supérieur, la partie supérieure du lichen qui assure la protection et les échanges avec l’atmosphère
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une partie de la médulle avec les cellules algales
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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/ -
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■ 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 :
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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.
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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.
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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.
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■ 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.
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Auteur et autrice : Francis Harraux, Loïse Triollet pour AgriComics