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Was ist das für eine Flechte (Nr. 2)?

Was ist das für eine Flechte (Nr. 2)?



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Ich glaube, ich habe sehr interessante Flechten gefunden. Ich habe es um 13.15 Uhr MEZ im Prager Naturschutzgebiet Divoka Sarka entdeckt.

Ich habe dieses Bild am Ort meiner Entdeckung gemacht.

Ein Stück dieses Speziens hatte cca. 6cm. Und es sieht aus wie ein Strauch. Und dies ist eine Mikrofotografie mit einer Vergrößerung von etwa 200X.


Dies ist eine fruchtartige Flechte, was bedeutet, dass sie eine buschige Wuchsform hat. Sie sind in meinem Heimatstaat Texas (USA) weit verbreitet, wo sie an Eichen hängen. Deine Fotos sehen denen sehr ähnlich. Ich habe andere Beispiele in den Regenwäldern des pazifischen Nordwestens gesehen, sowohl in Oregon als auch in Washington. Ich kann die Sorte nicht benennen.

Oben links auf deinem ersten Foto sehe ich eine dicke, stielartige Struktur. Das sieht für mich aus wie die Halterung, die Stelle, an der die Flechte am Baum oder einer anderen Stütze befestigt ist.


Wie ein Typ aus einem Montana Trailer Park 150 Jahre Biologie umkippte

Biologie-Lehrbücher sagen uns, dass Flechten Allianzen zwischen zwei Organismen sind – einem Pilz und einer Alge. Sie liegen falsch.

Wenn Sie Toby Spribille 1995 gesagt hätten, dass er eine wissenschaftliche Idee, die 150 Jahre lang in Lehrbüchern stand, irgendwann stürzen würde, hätte er Sie ausgelacht. Damals schien sein Leben auf einen ganz anderen Weg beschränkt zu sein. Er wuchs in einem Wohnwagenpark in Montana auf und wurde von dem, was er heute als "fundamentalistischen Kult" bezeichnet, zu Hause unterrichtet. In jungen Jahren verliebte er sich in die Wissenschaft, hatte aber keine Möglichkeit, diese Liebe zu nähren. Er sehnte sich danach, sich von seinen Wurzeln zu lösen und eine angemessene Ausbildung zu erhalten.

Mit 19 bekam er eine Stelle bei einem örtlichen Forstdienst. Innerhalb weniger Jahre hatte er genug verdient, um sein Zuhause zu verlassen. Seine mageren Ersparnisse und seine fehlenden Noten bedeuteten, dass ihn keine amerikanische Universität aufnehmen würde, also schaute Spriville nach Europa.

Aufgrund seines familiären Hintergrunds konnte er Deutsch, und er hatte gehört, dass dort an vielen Universitäten keine Studiengebühren erhoben würden. Seine fehlenden Qualifikationen waren immer noch ein Problem, das die Universität Göttingen jedoch übersehen wollte. „Sie sagten, dass sie unter außergewöhnlichen Umständen jedes Jahr ein paar Leute ohne Zeugnisse einschreiben könnten“, sagt Spriville. "Das war der Flaschenhals meines Lebens."

Während seiner Studien- und Postgraduiertenarbeit wurde Spriville ein Experte für die Organismen, die seine Aufmerksamkeit während seiner Zeit in den Wäldern von Montana auf sich gezogen hatten – Flechten.

Sie haben schon einmal Flechten gesehen, aber im Gegensatz zu Spribille haben Sie sie vielleicht ignoriert. Sie wachsen auf Baumstämmen, klammern sich an Rinde, ersticken Steine. Auf den ersten Blick sehen sie unordentlich und unauffällig aus. Bei genauerem Hinsehen sind sie erstaunlich schön. Sie können wie Flecken abblätternder Farbe oder Korallenzweige oder Puderstaub oder salatartige Wedel oder sich windende Würmer oder Tassen aussehen, aus denen ein Pixie trinken könnte. Sie sind auch extrem hart. Sie wachsen in den unwirtlichsten Teilen des Planeten, wo keine Pflanze oder kein Tier überleben kann.

Flechten haben einen wichtigen Platz in der Biologie. In den 1860er Jahren dachten Wissenschaftler, sie seien Pflanzen. Aber 1868 enthüllte ein Schweizer Botaniker namens Simon Schwendener, dass es sich um zusammengesetzte Organismen handelt, die aus Pilzen bestehen, die in Partnerschaft mit mikroskopisch kleinen Algen leben. Diese „Doppelhypothese“ stieß auf Empörung: Sie widersprach dem Impuls, Lebewesen in klare und diskrete Eimer zu stecken. Die Gegenreaktion brach erst zusammen, als Schwendener und andere mit guten Mikroskopen und vorsichtigen Händen es schafften, die beiden Partner auseinander zu ziehen.

Schwendener dachte fälschlicherweise, dass der Pilz die Alge „versklavt“ habe, andere zeigten aber, dass die beiden kooperieren. Die Alge nutzt Sonnenlicht, um Nährstoffe für den Pilz herzustellen, während der Pilz Mineralien, Wasser und Schutz bietet. Diese Art von gegenseitig vorteilhafter Beziehung war unerhört und erforderte ein neues Wort. Zwei Deutsche, Albert Frank und Anton de Bary, lieferten den perfekten –Symbiose, aus dem Griechischen für „zusammen“ und „leben“.

Wenn wir an die Mikroben denken, die die Gesundheit von Menschen und anderen Tieren beeinflussen, die Algen, die Korallenriffe mit Energie versorgen, die Mitochondrien, die unsere Zellen antreiben, die Darmbakterien, die es Kühen ermöglichen, ihre Nahrung zu verdauen, oder die probiotischen Produkte, die den Supermarkt säumen Regale – all das lässt sich auf die Geburtsstunde der Symbiose als Konzept zurückführen. Und die Symbiose wiederum begann mit Flechten.

In den 150 Jahren seit Schwendener haben Biologen vergeblich versucht, Flechten im Labor zu züchten. Wann immer sie den Pilz und die Alge künstlich vereinten, würden die beiden Partner ihre natürlichen Strukturen nie wieder vollständig herstellen. Es war, als ob etwas fehlte – und Spriville hätte es vielleicht entdeckt.

Er hat gezeigt, dass die größte und artenreichste Gruppe von Flechten keine Allianzen zwischen zwei Organismen sind, wie alle Wissenschaftler seit Schwendener behauptet haben. Stattdessen sind sie Allianzen unter drei. Während dieser ganzen Zeit hat sich eine zweite Pilzart in Sichtweite versteckt.

„Es gibt über 140 Jahre Mikroskopie“, sagt Spriville. „Die Vorstellung, dass die Leute etwas so Grundlegendes vermissen, ist umwerfend.“

Der Weg zu dieser Entdeckung begann 2011, als Spriville, inzwischen promoviert, nach Montana zurückkehrte. Er trat dem Labor des Symbiose-Spezialisten John McCutcheon bei, der ihn überredete, seine beeindruckenden naturkundlichen Fähigkeiten mit etwas Know-how in der modernen Genetik zu ergänzen.

Das Duo begann, zwei lokale Flechten zu studieren, die in lokalen Wäldern verbreitet sind und wie widerspenstige Perücken an Ästen hängen. Eine ist gelb, weil sie ein starkes Gift namens Vulpinsäure bildet, der anderen fehlt dieses Toxin und sie ist dunkelbraun. Sie sehen eindeutig anders aus und wurden fast ein Jahrhundert lang als separate Arten klassifiziert. Aber neuere Studien hatten gezeigt, dass es sich tatsächlich um denselben Pilz handelt, der mit derselben Alge vergesellschaftet ist. Warum sind sie also anders?

Um das herauszufinden, analysierte Spriville, welche Gene die beiden Flechten aktivierten. Er fand keine Unterschiede. Dann merkte er, dass er zu eng suchte. Lichenologen dachten alle, dass die Pilze in der Partnerschaft zu einer Gruppe namens Ascomyceten gehörten – also hatte Spriville nur nach Ascomyceten-Genen gesucht. Fast aus einer Laune heraus weitete er seine Suche auf das gesamte Pilzreich aus und fand etwas Bizarres. Viele der Gene, die in den Flechten aktiviert wurden, gehörten zu einem Pilz aus einer ganz anderen Gruppe – den Basidiomyceten. "Das sah nicht richtig aus", sagt McCutcheon. "Es hat lange gedauert, das herauszufinden."

Zuerst dachte das Duo, dass auf den Flechten ein Basidiomycetenpilz wächst. Vielleicht war es nur eine Verunreinigung, ein mikrobieller Flaum, der auf den Exemplaren gelandet war. Oder es könnte ein Krankheitserreger gewesen sein, ein Pilz, der die Flechten infizierte und Krankheiten verursachte. Es könnte sich einfach um einen Fehlalarm gehandelt haben. (Solche Dinge passieren: Genetische Algorithmen haben Pestbakterien in der New Yorker U-Bahn, Schnabeltiere in Virginia-Tomatenfeldern und Robben in vietnamesischen Wäldern falsch identifiziert.)

Aber als Spriville alle Basidiomyceten-Gene aus seinen Daten entfernte, verschwand auch alles, was mit der Anwesenheit von Vulpinsäure zusammenhing. „Das war der Heureka-Moment“, sagt er. "Da habe ich mich in meinem Stuhl zurückgelehnt." Dann begann er zu vermuten, dass der Basidiomycet tatsächlich ein Teil der Flechten war – in beiden Arten vorhanden, aber besonders häufig in der gelben giftigen.

Und das nicht nur in diesen beiden Typen. Im Laufe seiner Karriere hatte Spriville etwa 45.000 Flechtenproben gesammelt. Er begann, diese von vielen verschiedenen Abstammungslinien und Kontinenten zu screenen. Und in fast allen Makroflechten – der artenreichsten Gruppe der Welt – fand er die Gene von Basidiomyceten-Pilzen. Sie waren überall. Jetzt musste er sie mit eigenen Augen sehen.

Unter dem Mikroskop sieht eine Flechte aus wie ein Laib Ciabatta: Sie hat eine steife, dichte Kruste, die ein schwammiges, lockeres Inneres umgibt. Die Alge ist in die dicke Kruste eingebettet. Der bekannte Ascomyceten-Pilz ist auch da, aber er verzweigt sich nach innen und bildet das schwammige Innere. Und die Basidiomyceten? Sie befinden sich im äußersten Teil der Kruste und umgeben die anderen beiden Partner. „Sie sind überall in dieser äußeren Schicht“, sagt Spriville.

Trotz ihrer scheinbar offensichtlichen Lage dauerte es etwa fünf Jahre, sie zu finden. Sie sind in eine Zuckermatrix eingebettet, als ob sie jemand überklebt hätte. Um sie zu sehen, kaufte Spriville Waschmittel von Walmart und entfernte damit sehr sorgfältig diese Matrix.

Und selbst wenn die Basidiomyceten freigelegt wurden, waren sie nicht leicht zu identifizieren. Sie sehen genauso aus wie ein Querschnitt aus einem der Ascomyceten-Zweige. Wenn Sie nicht wissen, wonach Sie suchen, gibt es keinen Grund, warum Sie denken, dass es dort zwei Pilze gibt und nicht nur einen - weshalb es 150 Jahre lang niemand bemerkt hat. Spribille fand heraus, was geschah, indem er jeden der drei Partner mit verschiedenen fluoreszierenden Molekülen markierte, die jeweils rot, grün und blau leuchteten. Erst dann wurde die Dreieinigkeit klar.

„Die Ergebnisse stürzen das Zwei-Organismus-Paradigma“, sagt Sarah Watkinson von der Universität Oxford. "Lehrbuchdefinitionen von Flechten müssen möglicherweise überarbeitet werden."

„Das macht Flechten umso bemerkenswerter“, sagt Nick Talbot von der University of Exeter. fügt hinzu. „Wir sehen jetzt, dass sie zwei verschiedene Pilzarten und eine Algenart benötigen. Wenn sich die richtige Kombination auf einem Felsen oder Zweig trifft, bildet sich eine Flechte, und dies führt zu den großen und komplexen pflanzenähnlichen Organismen, die wir sehr häufig auf Bäumen und Felsen sehen. Der Mechanismus, durch den diese symbiotische Assoziation zustande kommt, ist völlig unbekannt und bleibt ein echtes Rätsel.“

Aufgrund der Standorte der beiden Pilze ist es möglich, dass der Basidiomycet das Wachstum des anderen Pilzes beeinflusst und ihn veranlasst, die steife Kruste der Flechte zu bilden. Vielleicht können Lichenologen mit allen drei Partnern diese Organismen endlich im Labor züchten.

Bei den von Spriville untersuchten Montana-Flechten geht der Basidiomycet offensichtlich Hand in Hand mit Vulpinsäure. Aber isst er die Säure, stellt sie her oder erschließt sie die Fähigkeit, sie in dem anderen Pilz herzustellen? Wenn letzteres der Fall ist, „gehen die Implikationen über die Lichenologie hinaus“, sagt Watkinson. Flechten sind verlockende Ziele für „Biosucher“, die die Natur nach Substanzen durchforsten, die für uns medizinisch nützlich sein könnten. Und neue Basidiomyceten sind Teil einer völlig neuen Gruppe, die 200 Millionen Jahre von ihren nächsten bekannten Verwandten getrennt ist. Alle Arten von nützlichen Chemikalien können in ihren Zellen enthalten sein.

"Aber wir wissen wirklich nicht, was sie tun", sagt McCutcheon. "Und angesichts ihrer Existenz wissen wir auch nicht wirklich, was die Ascomyceten tun." Alles, was ihnen zugeschrieben wird, könnte tatsächlich auf den anderen Pilz zurückzuführen sein. Viele der Grundlagen der Lichenologie müssen überprüft und vielleicht neu geschrieben werden. „Toby ging viele Jahre lang große Risiken ein“, sagt McCutcheon. "Und er hat das Feld verändert."

Aber er arbeitete nicht allein, bemerkt Watkinson. Seine Entdeckung wäre ohne das gesamte Team nicht möglich gewesen, das seine individuelle Expertise in Naturgeschichte, Genomik, Mikroskopie und mehr vereinte. Dieses Thema zieht sich durch die Geschichte der Symbioseforschung – es braucht eine Allianz von Forschern, um die intimsten Partnerschaften der Natur aufzudecken.


Flechten: Symbiotische Assoziation und Reproduktion

Flechten sind zusammengesetzte Organismen, die ausnahmslos aus einem Pilz und einer Alge oder einem Cyanobakterium bestehen. Die beiden Komponenten sind permanent miteinander verbunden, um einen Flechtenkörper zu bilden. Die Beziehung ist symbiotisch. Die Algen- oder Cyanobakterienkomponente liefert sowohl Photosynthese als auch Produkte der atmosphärischen Stickstofffixierung, wenn der Partner ein Cyanobakterium ist.

Der Pilzpartner nimmt Wasser und Mineralien aus dem Substrat auf. Der Pilz schützt auch die photosynthetische Komponente der Flechte innerhalb einer feuchten Myzelhülle. Der Pilz schickt Haustorien in Algenzellen, um Nahrung aufzunehmen. Flechten stellen somit ein ideales Beispiel für eine Symbiose dar, bei der zwei taxonomisch getrennte Organismen dauerhaft zu einem einzigen zusammengesetzten Organismus verbunden sind.

Nur bei wenigen Flechten ist es gelungen, die beiden Partner zu trennen und unabhängig voneinander zu züchten. Es war auch möglich, eine Flechte durch Wiederassoziieren der ursprünglichen Partner zu synthetisieren. Wenn die beiden Komponenten getrennt gezüchtet werden, wächst die Alge oder das Cyanobakterium im Allgemeinen gut in Kultur. Aber es ist schwierig, die Pilzkomponente zu züchten. In der Natur gehören Flechten zu den am langsamsten wachsenden Organismen. Es gibt etwa 25.000 Flechtenarten.

Flechten wachsen unter stark wechselnden Umweltbedingungen. Einige können auf festen Gesteinen wachsen, andere in den permanent frostigen arktischen Regionen. Die meisten von ihnen bevorzugen jedoch eine feucht-feuchte, schattige Umgebung, wie sie in den Wäldern vorherrscht. In Wäldern wachsen Flechten auf Ästen, Rinden und sogar auf Blättern von Bäumen, aber auch auf Waldböden.

Flechten sind oft die erste Lebensform, die ein neu freigelegtes Gestein oder Land besiedelt. Wenn sie auf festen Gesteinen wachsen, scheiden sie organische Säuren aus, die die Gesteinsmineralien angreifen und die Gesteine ​​verwittern. Dies hilft bei der Entstehung des Bodens, wo später Pflanzen wachsen können.

Flechten, obwohl sie in der gesamten Biosphäre scheinbar unbedeutend sind, können in speziellen geografischen Gebieten ein beträchtlicher Bestandteil sein. In den Tundrazonen arktischer Regionen beispielsweise bilden sie einen Großteil der Vegetation. Cladonia rangiferina, die in solchen Gebieten wächst, ist eine wichtige Nahrungsquelle für Rentiere und Karibus. Es ist bekannt als “Rentiermoos”.

Bestimmte Flechten, wie Cetraria islandica und Endocarpon miniatum, werden für den menschlichen Verzehr verwendet. Leconera esculenta ist auch essbar. Flechten haben auch andere wichtige Verwendungen. Rocella tinctoria ist die Quelle von Erythrolitmin, einem Säure-Basen-Indikatorfarbstoff, der der Wirkstoff von Lackmus ist. Als Duftstoffquelle werden Lobaria pulmonaria und einige Arten von Evemia verwendet. Orcein, ein Farbstoff zum Färben von Chromosomen, wird aus einigen Rocella-Arten gewonnen. Usninsäure wird aus Usnea-Arten gewonnen. Es hat antimikrobielle Aktivität. Letharia vulpine ist eine giftige Flechte.

Flechten sind auch als Indikatororganismen zum Nachweis von Luftverschmutzung von erheblicher Bedeutung. Flechten können verschiedene Kationen in ihre Thalli einbauen. Die Konzentration verschiedener Kationen in Flechtenthalli gibt ein Maß für diese Kationen in der Atmosphäre.

Darüber hinaus reagieren bestimmte Flechten besonders empfindlich auf bestimmte Schadstoffe wie Schwefeldioxid. Durch die Bestimmung der Artenvielfalt der Flechtenpopulation in einem Gebiet sowie durch die Bestimmung des Verschwindens bestimmter Arten in zeitlichen Abständen ist es möglich, die Luftqualität zu überwachen.

Radioaktive Elemente wie Cäsium 137, die aus Kernkraftwerken austreten, werden von Flechten absorbiert. Bei der Katastrophe von Tschernobyl in der damaligen UdSSR im Jahr 1986 wurde festgestellt, dass die Rentierpopulation eine viel höhere Radioaktivität aufwies, da sie sich von radioaktiven Flechten ernähren.

Symbiotischer Verband der Flechten:

Bei Flechten ist eine photosynthetische Komponente in Form einer Grünalge oder eines Cyanobakteriums dauerhaft mit einem Pilz, in der Regel einem Ascomyceten und selten einem Basidiomyceten, assoziiert. Je nach Art des Pilzpartners wird eine Flechte entweder als Ascolichen oder Basidiolichen bezeichnet. Einige flechtenähnliche Formen haben keine Algenkomponente und werden Pseudoflechten genannt. Pseudoflechten sind meist saprophytisch oder manchmal parasitär.

Die photosynthetische Komponente einer Flechte wird als Phykosymbiont und die Pilzkomponente als Mykosymbiont bezeichnet. Die Assoziation umfasst immer einen einzigen spezifischen Pilz und einen einzigen Phykosybionten in einer bestimmten Flechtenart. Die Partner sind nicht austauschbar, was darauf hindeutet, dass die symbiotische Assoziation spezifisch ist.

Die Phykosymbionten können etwa 30 verschiedenen Gattungen von Algen und Cyanobakterien angehören. Unter den Algen sind nur Grünalgen Bestandteile des Flechtenthallus. In Flechten sind keine anderen Algengruppen bekannt. Die Cyanobakterien können einzellig oder filamentös sein. Die häufigsten einzelligen Cyanobakterien, die in Flechten vorkommen, sind Chroococcus und Gloeocapsa.

Zu den fadenförmigen Arten gehören Nostoc, Scytonema, Rivularia, Stegonema etc. Zu den Grünalgen gehören auch einzellige Gattungen wie Chlorella, Cystococcus, Protococcus etc. oder filamentöse Gattungen der Chaetophorales wie Trentepohlia und Pleurococcus. Zu den Phyco-Symbionten-Gattungen, die bei Flechten am häufigsten vorkommen, gehören Trebouxia, Trentepohlia und Nostoc. Diese drei Gattungen kommen in mehr als 90 % der Flechten vor.

Die Mykosymbionten der Flechten sind in der Mehrzahl der Fälle Mitglieder von Ascomyceten, die zur apothezienbildenden Gruppe, den sogenannten Discomyceten, gehören. Perithezien bildende Ascomyceten (Pyrenomyceten) kommen bei Flechten (z. B. Dermatocarpori) selten vor. Eine symbiotische Assoziation mit Basidiomyceten ist ebenfalls selten. Die Basidiolichen haben im Allgemeinen einige Mitglieder der Thelephoraceae als Mykosymbionten.

Einige der häufigsten Ascolichens sind Parmelia acetabula, Cladonia, Rangiferina, Cetraria islandica, Usnea barbata, Lobaria pulmonaria, Rhizocarpon geographicum usw. Unter den Basidiolichen ist Cora pavonica eine bekannte Gattung mit Clavulinopsis ist eine weitere Gattung mit Clavaria als Mykosymbionts. Einige in Indien vorkommende Flechten gehören zu den Gattungen Graphis, Lecanora, Parmelia, Physcia, Usnea, Cladonia usw.

Ein interessanter Aspekt der Flechtensymbiose ist, dass bestimmte chemische Verbindungen nur synthetisiert werden, wenn die Phyko- und Mykosymbionten in einer Flechte assoziiert sind. Wenn die Symbionten getrennt gezüchtet werden, ist keine der Komponenten in der Lage, diese Verbindungen zu synthetisieren. Viele Flechten produzieren in ihren Thalli ungewöhnliche phenolische Verbindungen und Lipide in beträchtlichen Mengen. Flechten sind noch nicht vollständig erforscht, um neue nützliche Verbindungen zu erhalten.

Fortpflanzung in Flechten:

Flechten können sich durch Fragmentierung des Thallus vegetativ vermehren. Sie vermehren sich auch durch die Bildung verschiedener Arten von asexuellen Strukturen. Die häufigste dieser Strukturen sind Soredien. Sie sind kleine kugelige Laubkörper, die beide symbiotischen Partner enthalten. In diesen Körpern wird eine Algen- oder Cyanobakterienzelle von Pilzhyphen umhüllt.

Die Soredien werden in sehr großer Zahl auf der Oberfläche des Thallus gebildet und verleihen der Thallusoberfläche ein pulvriges Aussehen. Soredien lösen sich leicht durch Wind oder Spritzer von Regentropfen. Wenn sie sich auf einem geeigneten Substrat niederlassen, keimen sie, um neue Thalli zu produzieren. Da beide Symbionten in einem Soredium zusammengetragen werden, ist die Entwicklung eines neuen Thallus gewährleistet (Abb. 5.30). Die Algen- oder Cyanobakterienpartner von Lichen thalli vermehren sich im Allgemeinen durch Zellteilung. Manchmal vermehren sich Algen auch durch Sporenbildung.

Die sexuelle Fortpflanzung von Flechten ist nur auf den Mykosymbionten beschränkt.Die Ascolichens produzieren Asci und Ascosporen, die im Allgemeinen in gut differenzierten Ascocarps produziert werden. Da die meisten Ascolichens Discomyceten haben, sind die Ascocarps häufig Apothezien. Pyrenomyceten sind viel seltener, ebenso wie Perithezien.

Manchmal fehlen definierte Fruchtkörper und die Asci werden mit losen sterilen Hyphen vermischt. In jedem Fall keimen die Ascosporen nach der Dispergierung unter günstigen Bedingungen zu einem Keimschlauch, der sich zu einer Hyphe entwickelt. Wenn die Hyphe zufällig auf den passenden Algenpartner trifft, geht sie eine symbiotische Assoziation ein und initiiert eine neue Flechtenthallusbildung. Falls die Hyphe ihren verwandten Partner nicht findet, degeneriert sie.


7 - Biochemie und Sekundärmetaboliten

Es gibt zwei Hauptgruppen von Flechtenverbindungen: Primärmetaboliten (intrazellulär) und Sekundärmetaboliten (extrazellulär). Häufig vorkommende intrazelluläre Produkte in Flechten sind Proteine, Aminosäuren, Polyole, Carotinoide, Polysaccharide und Vitamine, die in den Zellwänden und den Protoplasten gebunden sind, oft wasserlöslich sind und mit kochendem Wasser extrahiert werden können (Fahselt 1994 b ) . Einige dieser Produkte werden vom Pilz und andere von der Alge synthetisiert. Da der Flechtenthallus eine zusammengesetzte Struktur ist, ist es nicht immer möglich zu entscheiden, wo eine bestimmte Verbindung biosynthetisiert wird. Die meisten der aus Flechten isolierten intrazellulären Produkte sind unspezifisch und kommen auch in freilebenden Pilzen, Algen und in höheren Grünpflanzen vor (Hale 1983). Die Mehrzahl der in Flechten gefundenen organischen Verbindungen sind Sekundärmetaboliten der Pilzkomponente, die abgelagert werden auf der Oberfläche der Hyphen und nicht innerhalb der Zellen. Diese Produkte sind meist wasserunlöslich und können nur mit organischen Lösungsmitteln extrahiert werden. Kohlenstoff für die Flechte wird hauptsächlich durch die Photosyntheseaktivität des Algenpartners geliefert. Mosbach (1969) fasste die gesamte Kohlenstoff-Stoffwechselsequenz so zusammen, dass sie Photosynthese im Photobionten beinhaltet, gefolgt von Transport des Kohlenhydrats zum Pilz, Metabolismus des Kohlenhydrats und anschließender Biosynthese von Flechten-Sekundärmetaboliten. Die Art des Kohlenhydrats, das von der Alge freigesetzt und dem Pilz zugeführt wird, wird vom Photobiont bestimmt, während bei Flechten, die Cyanobakterien enthalten, das freigesetzte und an den Pilz abgegebene Kohlenhydrat Glukose ist.


Flechten: Bedeutung, Eigenschaften und Klassifikation

In diesem Artikel werden wir diskutieren über:- 1. Bedeutung von Flechten 2. Eigenschaften von Flechten 3. Gewohnheit und Lebensraum 4. Assoziierte Mitglieder 5. Art der Assoziation 6. Klassifizierung 7. Struktur von Thallus 8. Reproduktion 9. Bedeutung.

Bedeutung von Flechten:

Flechten sind eine kleine Gruppe von Pflanzen zusammengesetzter Natur, bestehend aus zwei unähnlichen Organismen, einem Algen-Phycobiont (Phycos – Algenbios – Leben) und einem Pilz-Mykobiont (Mykes – Pilzbios – Leben), die in einer symbiotischen Assoziation leben.

Im Allgemeinen nimmt der Pilzpartner den größten Teil des Thallus ein und produziert seine eigenen Fortpflanzungsstrukturen. Der Algenpartner stellt die Nahrung durch Photosynthese her, die wahrscheinlich ausdiffundiert und vom Pilzpartner aufgenommen wird.

Eigenschaften von Flechten:

1. Flechten sind eine Gruppe von Pflanzen mit zusammengesetzter Thalloid-Natur, die durch die Vereinigung von Algen und Pilzen gebildet wird.

2. Das durch Photosynthese von Algenpartnern produzierte Kohlenhydrat wird von beiden verwertet und der Pilzpartner dient der Funktion der Wasseraufnahme und -speicherung.

3. Basierend auf der morphologischen Struktur von Thalli werden drei Typen von Crustose, Foliose und Fruticose unterschieden.

4. Flechten reproduziert auf alle drei Arten – vegetativ, asexuell und sexuell.

(a) Vegetative Reproduktion: Sie erfolgt durch Fragmentierung, Zerfall älterer Teile, durch Soredien und Isidien.

(b) Asexuelle Fortpflanzung: Durch die Bildung von Oidien.

(c) Sexuelle Fortpflanzung: Durch die Bildung von Ascosporen oder Basidiosporen. An der sexuellen Fortpflanzung ist nur die Pilzkomponente beteiligt.

5. Ascosporen werden in Ascolichen produziert.

(a) Das männliche Geschlechtsorgan ist flaschenförmiges Spermogonium, produziert einzellige Spermatien.

(b) Das weibliche Geschlechtsorgan ist Carpogonium (Ascogonium), differenziert sich in basal gewundenes Oogonium und verlängertes Tricho­gyne.

(c) Der Fruchtkörper kann eine Apothezie sein! (scheibenförmiger) oder perithecialer (kolbenförmiger) Typ.

(d) Asci entwickeln sich innerhalb des Fruchtkörpers und enthalten 8 Ascosporen. Nach der Befreiung aus dem Fruchtkörper keimen die Ascosporen aus und bilden bei Kontakt mit geeigneten Algen neue Flechten.

6. Basidiosporen werden in Basidiolichen produziert, sehen im Allgemeinen aus wie Klammerpilze und Basidiosporen werden zur Unterseite des Fruchtkörpers hin produziert.

7. Das Wachstum von Flechten ist sehr langsam, sie können unter widrigen Bedingungen mit hohen Temperaturen und trockenen Bedingungen überleben.

Gewohnheit und Lebensraum von Flechten:

Es gibt etwa 400 Gattungen und 15.000 Flechtenarten, die in verschiedenen Regionen der Welt weit verbreitet sind. Der Pflanzenkörper ist thalloid und wächst im Allgemeinen auf Baumrinde, Blättern, abgestorbenen Stämmen, kahlen Felsen usw. in verschiedenen Habitaten. Sie wachsen üppig in den Waldgebieten mit freier oder geringerer Verschmutzung und mit reichlich Feuchtigkeit.

Einige Arten wie Cladonia rangiferina (Rentiermoos) wachsen in den extrem kalten Bedingungen arktischer Tundras und antarktischer Regionen. In Indien wachsen sie reichlich in den östlichen Himalaya-Regionen. Sie wachsen nicht in stark verschmutzten Regionen wie Industriegebieten. Das Wachstum von Flechten ist sehr langsam.

Je nach Anbaugebiet werden die Flechten in folgende Gruppen eingeteilt:

1. Kortikolen:

Wächst auf Baumrinde, hauptsächlich in den subtropischen und tropischen Regionen.

2. Saxikole:

Wächst auf Felsen, in kaltem Klima.

3. Terrikolen:

Wächst auf Erde, in heißem Klima, mit ausreichend Regen und trockenem Sommer.

Assoziierte Mitglieder von Flechten:

Der zusammengesetzte Pflanzenkörper der Flechte besteht aus Algen- und Pilzorganen.

Zu den Algenmitgliedern gehören Chlorophyceen (Trebouxia, Trentepohlia, Coccomyxa etc.), Xanthophyceae (Heterococcus) und auch Cyanobakterien (Nostoc, Scytonema etc.) (Abb. 4.111).

Die Pilzmitglieder gehören hauptsächlich zu Ascomycotina und einige zu Basidiomycotina. Unter den Mitgliedern der Ascomycotina sind Disco­mycetes sehr verbreitet und produzieren riesige Apo­thecien, andere gehören zu den Pyrenomycetes oder Loculoascomycetes.

Die Mitglieder von Basidiomycotina gehören zu den Thelephoraceae.

Art der Flechtenvereinigung:

Es gibt drei Ansichten über die Art der Assoziation von Algen- und Pilzpartnern in Flechten:

1. Nach Ansicht einiger Arbeiter lebt der Pilz entweder teilweise oder vollständig mit den Algenbestandteilen parasitär.

Diese Ansicht wird für die folgenden Beweise unterstützt:

(i) Vorhandensein von Pilzhaustorien in Algenzellen einiger Flechten.

(ii) Bei der Trennung kann die Alge der Flechten unabhängig leben, aber der Pilz kann nicht überleben.

2. Anderen zufolge leben sie symbiotisch, wobei beide Partner gleichermaßen profitieren. Das Pilzmitglied nimmt Wasser und Mineralien aus der Atmosphäre und dem Substrat auf, stellt es den Algen zur Verfügung und schützt auch die Algenzellen vor widrigen Bedingungen wie Temperatur, etc. Das Algenmitglied synthetisiert organische Nahrung, die für beide ausreichend ist.

3. Nach einer anderen Ansicht zeigt der Pilz, obwohl die Beziehung symbiotisch ist, eine Vorherrschaft gegenüber dem Algenpartner, der einfach als untergeordneter Partner lebt. Es ist wie eine Herr-Sklave-Beziehung, die als Helotismus bezeichnet wird.

Klassifizierung von Flechten:

Für Flechten ist kein natürliches Klassifikationssystem verfügbar. Sie werden nach Art und Art der Fruchtkörper des Pilzpartners klassifiziert.

Basierend auf der Struktur der Fruchtkörper von Pilzpartnern teilte Zahlbruckner (1926) Flechten in zwei Hauptgruppen ein:

1. Ascolichens:

Das Pilzmitglied dieser Flechte gehört zu Ascomycotina.

Basierend auf der Struktur des Fruchtkörpers werden sie in zwei Serien unterteilt:

(i) Gynocarpeae:

Der Fruchtkörper ist scheiben- und scheuförmig, d.h. vom apothezialen Typ. Es ist auch als Discolichen (z. B. Parmelia) bekannt.

(ii) Pyrenocarpeae:

Der Fruchtkörper ist flaschenförmig, d. h. vom perithezialen Typ. Es ist auch als Pyrenolichen bekannt (z. B. Dermatocarport).

2. Basidioische:

Das Pilzmitglied dieser Flechte gehört zu Basidiomycotina, z. B. Dictyonema, Corella.

Später klassifizierten Alexopoulos und Mims (1979) Flechten in drei Hauptgruppen:

ich. Basidioische:

Der Pilzpartner gehört zu den Basidiomyceten, z. B. Dictyonema.

ii. Deuterolichen:

Der Pilzpartner gehört zu den Deuteromyceten.

iii. Ascolichen:

Der Pilzpartner gehört zu Ascomycetes z.B. Parmelia, Cetraria.

Struktur von Thallus in Flechten:

Der Pflanzenkörper der Flechte ist thalloid mit verschiedenen Formen. Sie haben normalerweise eine graue oder graugrüne Farbe, aber einige sind auch rot, gelb, orange oder braun gefärbt.

A. Äußere Struktur von Thallus:

Basierend auf der äußeren Morphologie, dem allgemeinen Wachstum und der Art der Anhaftung wurden drei Hauptarten oder Formen von Flechten (Crustose, Foliose und Fruticose) erkannt. Später, basierend auf detaillierten Strukturen,

Hawksworth und Hill (1984) kategorisierten die Flechten in fünf Haupttypen oder -formen:

Dies ist der einfachste Typ, bei dem das Pilzmyzel entweder einzelne oder kleine Ansammlungen von Algenzellen umhüllt. Die Algenzelle ist nicht ganz von Pilzhyphen umhüllt. Die Flechte erscheint als pulvrige Masse auf dem Substrat, Lepra genannt (Abb. 4.112A), z. B. Lepraria incana.

Es handelt sich um einziehende Flechten, bei denen der Thallus unauffällig, flach und als dünne Schicht oder Kruste auf Untergründen wie Rinden, Steinen, Felsen usw. erscheint (Abb. 4.112B). Sie sind ganz oder teilweise im Substrat eingebettet, z.B. Graphis, Lecanora, Ochrolechia, Strigula, Rhizocarpon, Verrucaria, Lecidia etc.

Dies sind blattartige Flechten, bei denen der Thallus flach, horizontal ausgebreitet und mit Lappen ist. Einige Teile des Thallus sind durch Hyphenauswuchs, die von der Unterseite entwickelten Rhizinen, mit dem Substrat verbunden (Abb. 4.112C), z. B. Parmelia, Physcia, Peltigera, Anaptychia, Hypogymnia, Xanthoria, Gyrophora, Collema, Chauduria usw.

4. Fruchtzucker (Frutex, Strauch):

Dies sind strauchige Flechten, bei denen Thalli gut entwickelt, zylindrisch verzweigt, strauchartig (Abb. 4.112D), entweder aufrecht wachsen (Cladonia) oder am Substrat hängen (Usnea). Sie sind durch eine basale Scheibe mit dem Substrat verbunden, z. B. Cladonla, Usnea, Letharia, Alectonia usw.

Bei diesem Typ sind Algenmitglieder filamentös und gut entwickelt. Die Algenfäden bleiben umhüllt oder nur von wenigen Pilzhyphen bedeckt. Hier bleibt das Algenmitglied als dominanter Partner, genannt Filamen-Shytous-Typ, z.B. Racodium, Ephebe, Cystocoleus etc.).

B. Interne Struktur von Thallus:

Basierend auf der Verteilung der Algenmitglieder im Thallus werden die Flechten in zwei Arten unterteilt. Homoisomer oder Homomer und Heteromer.

Hier sind die Pilzhyphen und die Algenzellen mehr oder weniger gleichmäßig über den Thallus verteilt. Die Algenmitglieder gehören zu Cyanophyta. Diese Art der Orientierung findet sich bei Krustenflechten. Beide Partner vermischen sich und bilden eine dünne äußere Schutzschicht (Abb. 4.11 3A), z. B. Leptogium, Collema etc.

Hier wird der Thallus in vier verschiedene Schichten Oberer Kortex, Algenzone, Medulla und Unterer Kortex unterschieden. Die Algenmitglieder sind nur in der Algenzone eingeschränkt. Diese Art der Orientierung findet sich bei Blatt- und Fruchtflechten (Abb. 4.113B) z.B. Physcia, Parmelia etc.

Die detaillierte interne Struktur dieses Typs ist:

Es ist eine dicke, äußerste Schutzhülle, die aus eng aneinander liegenden, ineinander verwobenen Pilzhyphen besteht, die im rechten Winkel zur Oberfläche des Fruchtkörpers stehen. Zwischen den Hyphen gibt es normalerweise keinen Interzellularraum, aber wenn vorhanden, sind diese mit gallertartigen Substanzen gefüllt.

Die Algenzone liegt direkt unterhalb der oberen Rinde. Die Algenzellen werden von den locker verwobenen Pilzhyphen verschlungen. Die gewöhnlichen Algenspeicher können zu Cyanophyta wie Gloeocapsa (einzellig) Nostoc, Rivularia (filamentös) usw. oder zu Chlorophyta wie Chlorella, Cystococcus, Pleurococ­cus usw. gehören. Diese Schicht ist entweder durchgehend oder kann in Flecken aufbrechen und der Photosynthese dienen.

Die Medulla befindet sich direkt unterhalb der Algenzone, die aus locker verwobenen dickwandigen Pilzhyphen mit großem Abstand zwischen ihnen besteht.

Es ist die unterste Schicht des Thallus. Diese Schicht besteht aus kompakt angeordneten Hyphen, die senkrecht oder parallel zur Oberfläche des Thallus angeordnet sein können. Einige der Hyphen in der unteren Oberfläche können sich nach unten erstrecken und das Sub­stratum durchdringen, was bei der Verankerung hilft, bekannt als Rhizine.

Die innere Struktur von Usnea, einer fruticösen Flechte, weist unterschiedliche Ausrichtungen auf. Da sie im Querschnitt zylindrisch sind, sind die Schichten von außen Kortex, Medulla (bestehend aus Algenzellen und Pilzmyzel) und zentrale Chondroidachse (bestehend aus kompakt angeordneten Pilzmyzelen).

C. Spezialisierte Strukturen von Thallus:

Bei einigen Blattflechten (z. B. Parmelia) ist die obere Kortikalis durch eine Öffnung unterbrochen, die als Atemporen bezeichnet wird und den Gasaustausch unterstützt (Abb. 4.114A).

Auf der unteren Rinde einiger Blattflechten (z. B. Sticta) entwickeln sich kleine Vertiefungen, die als becherartige weiße Flecken, bekannt als Cyphellen, erscheinen (Abb. 4.114B). Manchmal werden die Gruben, die sich ohne definierte Grenze gebildet haben, Pseudocyphellen genannt. Beide Strukturen helfen bei der Belüftung.

Dies sind kleine warzige Auswüchse auf der Oberseite des Thallus (Abb. 4.114C). Sie enthalten Pilzhyphen vom gleichen Typ wie der Mutterthallus, aber die Algenelemente sind immer unterschiedlich. Sie helfen wahrscheinlich dabei, die Feuchtigkeit zu speichern. Bei Neproma sind die Cephalodien endotroph.

Fortpflanzung in Flechten:

Flechten reproduzieren sich auf alle drei Arten, vegetativ, asexuell und sexuell.

I. Vegetative Reproduktion:

Sie tritt durch eine Unfallverletzung auf, bei der der Thallus in Fragmente zerbrochen werden kann und jeder Teil normal zu einem Thallus wachsen kann.

(b) Durch Tod älterer Teile:

Die ältere Region des basalen Teils des Thallus stirbt ab, wodurch sich einige Lappen oder Äste abtrennen und jeder normal zu neuem Thallus wächst.

II. Asexuelle Reproduktion:

1. Soredium (pi. Soredia):

Dies sind kleine grauweiße, knospenartige Auswüchse, die sich auf der oberen Rinde des Thallus entwickeln (Abb. 4.115A, B). Sie bestehen aus einer oder wenigen Algenzellen, die locker von Pilzhyphen umhüllt sind. Durch Regen oder Wind lösen sie sich vom Thallus und bei der Keimung entwickeln sie neue Thallus.

Wenn sich Soredien in einer speziellen pustelartigen Region organisiert entwickeln, werden sie Soralia genannt (Abb. 4.115D), z. B. Parmelia Physcia etc.

Dies sind kleine gestielte einfache oder verzweigte, grauschwarze, korallenartige Auswüchse, die sich auf der Oberseite des Thallus entwickeln (Abb. 4.115C). Das Isidium hat eine äußere Kortikalisschicht, die mit der oberen Kortikalis des Mutterthallus verbunden ist und die gleichen Algen- und Pilzelemente wie die Mutter einschließt.

Sie haben verschiedene Formen und können bei Peltigera korallenartig, bei Parmelia stäbchenförmig, bei Usnea zigarrenartig, bei Collema schuppenartig usw. sein. Sie ist im Allgemeinen an der Basis eingeschnürt und lässt sich sehr leicht vom Mutter-Thallus lösen. Unter günstigen Bedingungen keimt das Isidium und bildet einen neuen Thallus.

Neben der ungeschlechtlichen Fortpflanzung sind die Isidien auch an der Vergrößerung der photosynthetischen Fläche des Thallus beteiligt.

Einige Flechten entwickeln Pykniosporen oder Spermatium innerhalb des flaschenförmigen Pyknidiums (Abb. 4.116A).

Sie verhalten sich normalerweise wie Gameten, aber unter bestimmten Bedingungen keimen sie und entwickeln Pilzhyphen. Diese Pilzhyphen entwickeln sich bei Kontakt mit dem entsprechenden Algenpartner zu einem neuen Flechtenthallus.

III. Sexuelle Fortpflanzung:

Nur der Pilzpartner der Flechte vermehrt sich geschlechtlich und bildet Fruchtkörper am Thallus. Die Natur der sexuellen Fortpflanzung bei Ascolichen ist der der Mitglieder von Ascomycotina ähnlich, während bei Basidiolichen der der Basidio­mycotina-Mitglieder gleicht.

Bei Ascolichen ist das weibliche Geschlechtsorgan das Carpogonium und das männliche Geschlechtsorgan heißt Spermogonium (= Pycnidium). Das Spermogoshynium (Abb. 4.116A) entwickelt sich meist in der Nähe des Carpogoniums.

Das Carpogonium ist vielzellig und wird in basal gewundenes Ascogonium und oberes langgestrecktes mehrzelliges Trichogyne differenziert (Abb. 4.116B). Das Ascogonium bleibt in der Algenzone eingebettet, aber die Trichogyne ragt über die obere Kortikalis hinaus.

Das Spermogonium ist flaschenförmig und entwickelt aus der inneren Schicht Spermatien (Abb. 4.116A). Die Spermatien verhalten sich wie männliche Gameten. Das Spermatium wird, nachdem es sich vom Sperma­gonium befreit hat, mit der Trichogyne an dem klebrigen projizierten Teil befestigt. Bei Auflösung der Com­mon-Wand wandert der Spermatiumkern in das Carpogonium und verschmilzt mit der Eizelle.

Viele askogene Hyphen entwickeln sich aus der Basalregion des befruchteten Ascogoniums. Die zweikernige vorletzte Zelle der ascogenen Hyphen entwickelt sich zu einem Ascus.

Beide Kerne der vorletzten Zelle verschmelzen und bilden einen diploiden Kern (2n), der zuerst eine meiotische und dann eine mitotische Teilung durchmacht – was zu acht haploiden Tochterkernen führt. Jeder haploide Kern mit etwas Zytoplasma verwandelt sich in eine Ascospore.

Die Asci bleiben mit einigen sterilen Hyphen – den Paraphysen – vermischt. Im weiteren Verlauf werden Asci und Paraphyse von vegetativem Myzel umgeben und bilden Fruchtkörper.

Der Fruchtkörper kann vom ascohymenialen Typ sein, d. h. entweder vom Apothecium (Abb. 4.117A) wie bei Parmelia und Anaptychia oder Perithecium wie bei Verrucaria und Darmatocarpon oder vom ascolocular-Typ (Fehlen von echtem Hymenium), der auch als Pseudothezie oder Ascostroma bekannt ist.

Im Inneren besteht die becherförmige (Abb. 4.117B, C) gefurchte Region eines reifen Apothekiums aus drei verschiedenen Teilen obere Epitheka und untere Hypotheka. Die Region unterhalb der Tasse wird wie der vegetative Thallus in äußere Kortikalis, Algenzone und zentrales Mark differenziert (Abb. 4.117B).

Normalerweise enthalten die Asci acht Ascosporen (Abb. 4.117C), aber die Zahl kann bei Lopadium eins, bei Endocarpon zwei und bei Acarospora sogar mehr als acht betragen.

Die Ascosporen können einzellig oder mehrzellig, einkernig oder mehrkernig sein und haben verschiedene Formen und Größen. Nach der Freisetzung aus dem Ascus keimt die Ascospore in einem geeigneten Medium und produziert neue Hyphen. Die neue Hyphe entwickelt sich nach Kontakt mit dem richtigen Algenpartner zu einem neuen Thallus.

Bei Basidiolichen (Abb. 4.118) ist das Ergebnis der sexuellen Fortpflanzung die Bildung von Basidiosporen, die sich wie bei der typischen Basidiomycotina auf Basidium entwickelt haben. Das Pilzmitglied (gehört zu Thelephoraceae) bildet zusammen mit Blaualgen als Algenpartner den thalloiden Pflanzenkörper.

Der über Erde gewachsene Thallus produziert Hypothallus ohne Rhizine, aber am Baumstamm wächst er wie Klammerpilze (Abb.4.118A) und unterscheidet sich intern in obere Kortikalis, Algenschicht, Medulla und untere fruchtbare Region mit Basidium tragenden Basidiosporen (Abb. 4.118B, C).

Bedeutung von Flechten:

A. Wirtschaftliche Bedeutung von Flechten:

Die Flechten sind sowohl nützlich als auch schädlich für die Menschheit. Die nützlichen Aktivitäten sind viel mehr als schädliche. Sie sind für die Menschheit auf verschiedene Weise nützlich: als Nahrungs- und Futtermittel, als Medizin und industrielle Verwendungen verschiedener Art.

Flechten werden in vielen Teilen der Welt vom Menschen als Nahrung verwendet und auch von verschiedenen Tieren wie Schnecken, Raupen, Nacktschnecken, Termiten usw. Sie enthalten Polysaccharide, Flechtenzellulose, Vitamin und bestimmte Enzyme.

Einige Verwendungen von Flechten sind:

Einige Parmelia-Arten werden in Indien als Currypulver verwendet, Endocarpon miniatum wird in Japan als Gemüse- und Schädlingsbekämpfungsmittel verwendet, Evernia prunastri zur Brotherstellung in Ägypten und Cetraria islandica (Islandmoos) als Nahrungsmittel in Island. Andere wie Arten von Umbillicaria, Parmelia und Leanora werden in verschiedenen Teilen der Welt als Nahrung verwendet. In Frankreich wird ein Teil der Flechten bei der Zubereitung von Schoko- und Feingebäck verwendet.

Flechten wie Lecanora saxicola und Aspicilia calcarea etc. werden von Schnecken, Raupen, Termiten, Nacktschnecken etc. als Nahrung verwendet.

Ramalina traxinea, R. fastigiata, Evernia prunastri, Lobaria pulmonaria werden aufgrund der Anwesenheit von Lichenin, einem Polysaccharid, als Tierfutter verwendet. Tiere der Tundra-Region, insbesondere Rentiere und Moschusochsen, verwenden Cladonia rangifera (Rentiermoos) als ihre gemeinsame Nahrung. Getrocknete Flechten werden an Pferde und andere Tiere verfüttert.

Flechten sind aufgrund des Vorhandenseins von Flechtenin und einigen bitteren oder adstringierenden Substanzen medizinisch wichtig. Die Flechten werden seit vorchristlicher Zeit als Heilmittel verwendet. Sie wurden bei der Behandlung von Gelbsucht, Durchfall, Fieber, Epilepsie, Hydrophobie und Hautkrankheiten eingesetzt.

Cetraria islandica und Lobaria pulmonaria werden bei Tuberkulose und anderen Lungenerkrankungen eingesetzt. Parmelia sexatilis bei Epilepsie Parmelia perlata bei Dyspepsie. Cladonia pyxidata gegen Keuchhusten Xanthoria parietina gegen Gelbsucht und mehrere Arten von Pertusaria, Cladonia und Cetraria islandica zur Behandlung von Wechselfieber.

Usninsäure, ein Breitbandantibiotikum, das aus den Arten Usnea und Cladonia gewonnen wird, wird gegen verschiedene bakterielle Erkrankungen eingesetzt. Usnea und Evernia furfuracea wurden als adstringierende Mittel bei Blutungen verwendet. Einige Flechten werden aufgrund ihrer krampflösenden und tumorhemmenden Eigenschaften als wichtiger Bestandteil vieler antiseptischer Cremes verwendet.

Flechten verschiedener Art werden in verschiedenen Branchen verwendet.

Einige Flechten wie Lobaria pulmonaria und Cetraria islandica werden zum Gerben von Leder verwendet.

(ii) Brauerei und Destillation:

Flechten wie Lobaria pulmonaria werden beim Bierbrauen verwendet. In Russland und Schweden werden Usneaflorida, Cladonia rangiferina und Ramalina fraxinea aufgrund ihres hohen Gehalts an “lichenin”, einem Kohlenhydrat, zur Herstellung von Alkohol verwendet.

(iii) Herstellung des Farbstoffs:

Aus einigen Flechten gewonnene Farbstoffe werden seit vorchristlicher Zeit zum Färben von Stoffen usw. verwendet.

Farbstoffe können verschiedene Farben haben, wie braun, rot, lila, blau usw. Der braune Farbstoff, der aus Parmelia omphalodes gewonnen wird, wird zum Färben von Woll- und Seidenstoffen verwendet. Die roten und violetten Farbstoffe sind in Ochrolechia androgyna und O. tartaria erhältlich.

Der blaue Farbstoff “Orchil”, gewonnen aus Cetraria islandica und anderen, wird zum Färben von Wollwaren verwendet. Orcein, der aktive Hauptbestandteil von Orchil-Dye, wird im Labor bei histologischen Untersuchungen und zum Färben von Kokos in großem Umfang verwendet.

Lackmus, ein Säure-Basen-Indikatorfarbstoff, wird aus Roccella tinctoria, R. montagnei und auch aus Lasallia pustulata gewonnen.

(iv) Kosmetik und Parfümerie:

Die in Flechtenthallus verfügbaren aromatischen Verbindungen werden extrahiert und zur Herstellung von Kosmetikartikeln und Parfüms verwendet. Ätherische Öle, die aus Ramalina- und Evernia-Arten gewonnen werden, werden bei der Herstellung von kosmetischer Seife verwendet.

Ramalina calicaris wird verwendet, um das Haar von Perücken aufzuhellen. Usnea-Arten haben die Fähigkeit, Duftstoffe zu speichern und werden kommerziell in der Parfümerie verwendet. Evernia prunastri und Pseudevernia furfuracea werden häufig in Parfüms verwendet.

Schädliche Aktivitäten von Flechten:

1. Einige Flechten wie Amphiloma und Cladonia parasitieren auf Moosen und verursachen die totale Zerstörung von Mooskolonien.

2. Flechten wie Usnea können mit ihren festsitzenden Hyphen tief in die Rinde oder tiefer eindringen und die mittlere Lamelle und den inneren Inhalt der Zelle zerstören, was zur totalen Zerstörung führt.

3. Verschiedene Flechten, hauptsächlich Krustenarten, verursachen schwere Schäden an Fenstergläsern und Marmorsteinen alter Gebäude.

4. Flechten wie Letharia vulpina (Wolfsmoos) sind hochgiftig. Vulpinsäure ist die giftige Substanz dieser Flechte.

B. Ökologische Bedeutung von Flechten:

Flechten haben eine gewisse ökologische Bedeutung.

Einige der Aktivitäten in diesem Zusammenhang sind:

1. Pionier der Felsvegetation:

Flechten sind Pionierbesiedler auf trockenem Gestein. Aufgrund ihrer Fähigkeit, mit einem Minimum an Nährstoffen und Wasser zu wachsen, besiedeln die Krustenflechten mit üppigem Wachstum. Die Flechten scheiden Säuren aus, die das Gestein auflösen.

Nach dem Absterben der Flechten vermischt es sich mit den Gesteinspartikeln und bildet eine dünne Erdschicht. Der Boden stellt als erster Nachfolger die Pflanzen wie Moose zum Wachsen zur Verfügung, später beginnen aber auch Gefäßpflanzen im Boden zu wachsen. In Pflanzenfolge wächst zuerst die Flechte Lecanora saxicola, dann bildet das Moos Crtmmia pulvinata nach seinem Absterben ein kompaktes Polster, auf dem später Poa Compressor wächst.

2. Akkumulation radioaktiver Stoffe:

Flechten sind effizient für die Aufnahme verschiedener Substanzen. Die Cladonia rangiferina, das ‘Rentiermoos’ und Cetraria islandica, das ‘Islandmoos’ sind die allgemein verfügbaren Flechten in der Tundra-Region. Der Fallout von radioaktivem Strontium ( 90 Sr) und Cäsium ( 137 CS) aus den Atomforschungszentren werden von Flechten aufgenommen. So können Flechten die Atmosphäre von radioaktiven Stoffen reinigen.

Die Flechten werden von Karibu und Zügelwild gefressen und gelangen in die Nahrungskette, insbesondere an die Lappen und Eskimos. Somit werden die radioaktiven Stoffe vom Menschen angereichert.

3. Empfindlichkeit gegenüber Luftschadstoffen:

Flechten sind sehr empfindlich gegenüber Luftschadstoffen wie SO2, CO, CO2 etc. dadurch wird die Zahl der Flechtenthalli im belasteten Gebiet allmählich reduziert und geht schließlich auf null zurück. Die Krustenflechten vertragen in verschmutztem Gebiet viel mehr als die beiden anderen Arten. Aus den oben genannten Gründen fehlen die Flechten in Städten und Industriegebieten völlig. Daher werden Flechten als “Umweltindica&Shytors” verwendet.


Flechten: Lebensgeschichte & Ökologie

Flechten werden aus einer Kombination eines Pilzpartners (mykobiont) und ein Algenpartner (Phycobiont). Die Pilzfäden umgeben und wachsen in die Algenzellen hinein und liefern den Großteil der physischen Masse und Form der Flechte. Im Bild unten links von der Flechte Physia, die Pilzfäden sind blau gefärbt und die verstreuten Algenzellen rot.

Auch in der Physia Abschnitt können Sie oben eine dunkelrote Schicht bemerken. Das ist ein Apotheke, ähnlich denen auf der britischen Soldatenflechte, unten rechts. Ein Apothecium ist eine pilzliche Fortpflanzungsstruktur, in der sich der Pilz durch die Produktion von Sporen. Diese Sporen verteilen sich und keimen zu neuen Pilzen, aber sie werden es nicht neue Flechten produzieren. Damit sich eine Flechte vermehren kann, müssen sich der Pilz und die Alge jedoch gemeinsam ausbreiten.

Flechten vermehren sich auf zwei grundlegende Arten. Erstens kann eine Flechte produzieren Wundheilung, oder eine Ansammlung von Algenzellen, die in Pilzfäden gewickelt sind. Diese können sich ausbreiten und neue Flechten bilden. Eine zweite Möglichkeit für die Flechte, sich zu vermehren, ist durch isidia, die Soredien sehr ähnlich sind, außer dass Isidien von einer Schicht schützenden Kortexgewebes umgeben sind. Ein Isidium ähnelt eher einer Miniaturflechte.

Flechten wachsen fast überall dort, wo eine stabile und ausreichend beleuchtete Oberfläche entsteht. Dies kann Erde, Fels oder sogar die Seiten von Bäumen umfassen. Eine Flechte kann bestimmte Mineralstoffe von diesen aufnehmen Substrate auf dem es wächst, ernährt sich aber im Allgemeinen selbstständig durch Photosynthese in den Algenzellen. Flechten, die auf Bäumen wachsen, sind also keine Parasiten auf den Bäumen und ernähren sich nicht von ihnen, genauso wenig wie Sie sich von dem Stuhl ernähren, auf dem Sie sitzen. Flechten, die auf Bäumen wachsen, nutzen den Baum einfach als Zuhause. Flechten, die auf Felsen wachsen, können jedoch Chemikalien freisetzen, die den Abbau des Gesteins zu Boden beschleunigen und so die Produktion neuer Böden fördern.

Die meisten Flechten sind gemäßigt oder arktisch, obwohl es viele tropische und Wüstenarten gibt. Flechten scheinen in trockeneren Umgebungen besser zu sein, wo sie nicht oft in stehendem Wasser stehen. Was die Flechte jedoch für trocken hält, ist möglicherweise nicht das, was wir als trocken bezeichnen würden. In Bayous und in kühlen Regenwäldern sieht man oft große Flechten, die als "Old Man's Beard" bekannt sind, von den Ästen der Bäume hängen. Obwohl es in diesen Lebensräumen viel Wasser gibt, ist die Luft nicht gesättigt, und trocknende Brisen können dazu dienen, baumbewohnende Organismen auszutrocknen.

Flechten sind am auffälligsten tundra, wo Flechten, Moose und Lebermoose die Mehrheit der Bodenbedeckung ausmachen. Diese Abdeckung hilft, den Boden zu isolieren und kann Futter für Weidetiere bieten. Das sogenannte Rentier-"Moos" ist eine solche Flechte.

Flechten sind daher robuste Kreaturen, die in sengenden Wüsten und frostiger Tundra überleben können. Ihre Erfolgsgeheimnisse sind jedoch nicht gut verstanden. Zwei Schlüsselmerkmale, denen eine wichtige Rolle zugeschrieben wird, sind (1) ihre Fähigkeit, das Trocknen zu überstehen, und (2) ihre komplexe Chemie.

Flechten können vollständig trocknen, wenn keine Feuchtigkeit verfügbar ist. Dabei handelt es sich nicht nur um eine Dehydration, wie sie bei Pflanzen und Tieren bekannt ist, sondern um einen vollständigen Verlust von Körperwasser, so dass die Flechte ziemlich brüchig wird. Wenn wieder Feuchtigkeit vorhanden ist, nehmen sie schnell Wasser auf und werden wieder weich und fleischig. Flechten können nicht nur dieser Trocknung unterzogen werden, sondern während sie trocken und brüchig sind, können Stücke abblättern und später zu neuen Flechten heranwachsen.

Die Chemie der Flechten ist ziemlich komplex, aber gut untersucht. Flechten stellen eine Vielzahl von Chemikalien her, die vermutlich dazu dienen, Angriffe durch Raubtiere zu reduzieren. Nur wenige Insekten ernähren sich von Flechten – darunter einige Motten und Käfer.

Die größte Bedrohung für die Gesundheit von Flechten ist nicht die Prädation, sondern die zunehmende Verschmutzung dieses Jahrhunderts. Mehrere Studien haben schwerwiegende Auswirkungen auf das Wachstum und die Gesundheit von Flechten durch die Luftverschmutzung in Fabriken und Städten gezeigt. Da einige Flechten so empfindlich sind, werden sie heute in Europa und Nordamerika zur schnellen und kostengünstigen Bestimmung von Luftgiften eingesetzt. Bilder von Flechten auf dieser Seite mit freundlicher Genehmigung von Tom Volk von der University of Wisconsin-La Crosse.


Ein nützlicher Farbstoff und ein interessantes Pigment

Lackmuspapier

Lackmuspapier wird sehr häufig als Säure-Basen-Indikator verwendet, insbesondere von Schülern, die nur den ungefähren pH-Wert einer Substanz kennen müssen. Lackmus ist eine Mischung von Farbstoffen, die aus bestimmten Flechten gewonnen werden, insbesondere Rosella tinctoria. Lackmuspapier wird aus Filterpapier hergestellt, das mit dem Farbstoff behandelt wurde. Neutrales Lackmuspapier hat eine violette Farbe. Es wird rot, wenn es einer Säure ausgesetzt wird, und blau, wenn es einer Base (Alkali) ausgesetzt wird.

Natürliche Sonnencremes

Xanthoria parietina ist eine Blattflechte, die ein gelbes Pigment namens Parietin enthält. Dieses Pigment absorbiert ultraviolette Strahlung und dient als Sonnenschutz zum Schutz der Algenzellen in der Flechte. Einige andere Flechten enthalten auch Sonnenschutzmittel. Es wurde vorgeschlagen, dass die schützenden Chemikalien in menschlichen Sonnenschutzmitteln nützlich sein könnten.

Xanthoria parietina ist eine Blattflechte, die eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Verschmutzung aufweist, insbesondere in Form von Stickstoff die orangen becherartigen Strukturen sind Apothezien und produzieren Sporen

Flechten vermehren sich auf verschiedene Weise. Wenn die Pilzkomponente Sporen freisetzt, wie im Apothecium von Xanthoria parietina, bildet der neue Pilz, der gewonnen wird, eine Flechte, es sei denn, er trifft auf die richtige Alge.

Usnea hängt oft an Ästen und wird manchmal als Bart des alten Mannes bezeichnet. Das ist Usnea filipendula.


Einstufung (und Lichenisierung & De-lichenisierung)

Menschen haben eine Vorliebe dafür, sowohl lebende als auch nicht lebende Objekte zu klassifizieren. Objekte, die in irgendeiner Weise ähnlich sind, können gruppiert und mit einem Namen versehen werden, der es ermöglicht, sie als Gruppe zu bezeichnen. Ein Beispiel für einen Gruppennamen ist Homo sapiens und ein weiteres Beispiel ist Homo habilis. Technisch sind dies Beispiele für Spezies Namen. Die Tatsache, dass beide Artennamen Homo da das erste Element bedeutet, dass zwischen den Mitgliedern der Art eine ausreichend starke Ähnlichkeit besteht Homo sapiens und die der Art Zuhause habilis um die Kombination dieser beiden Arten zu einer größeren Gruppe zu rechtfertigen, a Gattung mit dem Gruppennamen Homo. Bisher haben Sie ein Beispiel für einzelne Organismen gesehen, die zu einer Art zusammengefasst sind, und ein Beispiel für Arten, die zu einer Gattung zusammengefasst sind. Der Prozess hört hier nicht auf, da Gruppen ähnlicher Gattungen in a . gruppiert werden Familie und in noch breiteren Gruppierungen (oder höheren Klassifikationsstufen) gibt es Aufträge, Klassen, Stamm und schlussendlich Königreiche. Dieser Prozess ergibt eine hierarchische Anordnung von Gruppierungen und eine solche Hierarchie ist ein Beispiel für a Einstufung planen. Dieses spezielle Klassifikationssystem wird oft als das Linnean-Klassifizierung, obwohl die Verwendung einiger Elemente vor Linné datiert.

Ich habe betont, dass hinter jedem Klassifikationsschema ein Begriff von Ähnlichkeit steckt, aber ich habe noch nicht gesagt, wie Ähnlichkeit definiert wird. Dies ist ein kritischer Punkt, der Gegenstand des nächsten Abschnitts sein wird. Im Moment gehe ich davon aus, dass es Ähnlichkeitsdefinitionen für Flechten und Pflanzen gibt und beende diesen Abschnitt mit einigen Beispielen für Klassifikationen und einigen weiteren Definitionen. Zur Veranschaulichung sind hier Klassifikationen der Flechten Pannaria sphinctrina , Akazie pycnantha (Australiens Nationalblume, das Goldene Wattle) und das Gras Thementriandra (Känguru-Gras).

'Spezies' ist ein Beispiel für a taxonomischer Rang während Pannaria sphinctrina, eine bestimmte Art, ist ein Beispiel für a Taxon. Darüber hinaus ist es ein Taxon auf Artrang. Gattung, Familie, Ordnung, Klasse, Stamm und Königreich sind auch Beispiele für taxonomische Ränge. Lecanorales, Physciaceae, Fabales, Poaceae, Akazie und Thementriandra sind weitere Beispiele für Taxa, von denen jedes ein Taxon auf einem bestimmten Rang ist. Bei dieser hierarchischen Ordnung lebender Organismen ist die Gesamtzahl der Arten größer als die Zahl der Gattungen, die wiederum größer ist als die Zahl der Familien und so weiter. Es gibt Regeln für die Erstellung taxonomischer Namen. Eine davon ist, dass, wenn ein Biologe die Erstellung eines neuen Taxons auf einem bestimmten taxonomischen Rang vorschlägt, er oder sie sicherstellen muss, dass es mindestens ein neues Taxon auf jedem niedrigeren taxonomischen Rang gibt. Zum Beispiel muss ein Botaniker, der eine neue Ordnung definieren möchte, sicherstellen, dass es innerhalb der neuen Ordnung mindestens eine Familie gibt, die wiederum mindestens eine Gattung enthalten muss, die wiederum mindestens eine Art enthalten muss.

Warnung: Wenn Sie die vollständige Klassifizierungshierarchie für jede Flechte suchen, ist diese Seite nichts für Sie. Diese Seite hilft Ihnen auch nicht, Flechtenexemplare zu identifizieren. Die Absicht hier ist vielmehr, Ihnen einige Beispiele für die Merkmale oder Werkzeuge zu geben, die bei der Identifizierung von Flechten verwendet werden, und einige allgemeine Beobachtungen zur Flechtenklassifizierung. Flechten werden oft als lichenisierte Pilze bezeichnet und sind der Pilzpartner, auf dem die Klassifizierung einer Flechte basiert. Daher gehört die Flechtenklassifizierung zum Gegenstand der Pilzklassifizierung. Da fast alle Flechten lichenisierte Ascomyceten sind, ist das Thema Flechtenklassifikation fast vollständig Teil des Themas der Ascomyceten-Klassifikation und Sie finden aktuelle Gedanken zur Ascomyceten-Klassifikation auf der Myconet-Website: http://www.fieldmuseum.org/myconet/ . Klicken Sie auf dieser Seite auf aktuelle Gliederung für das neueste Klassifikationsschema bis hin zur generischen Ebene. Auf der Seite WEITERLESEN finden Sie Anleitungen zur Identifizierung australischer Flechten.

Merkmale, die bei der Flechtenklassifizierung verwendet werden

Jeder, der versucht, Flechten zu klassifizieren, kann zu einem bestimmten Zeitpunkt nur die Merkmale verwenden, die die verfügbare Technologie offenbart. Vor mehreren hundert Jahren war nur das bloße Auge verfügbar, so dass Merkmale wie Wuchsform, Farbe und Substrat verwendet wurden, um Flechten zu unterscheiden, und um 1700 wurden die Konzepte von Gattung und Art verwendet. Seit dem 18. Jahrhundert hat die Entwicklung von Werkzeugen oder Techniken wie Lichtmikroskopen, chemischen Tests, Wachstumsstudien, Elektronenmikroskopen und DNA-Analysen Details zu Aspekten wie Flechtenstruktur, Physiologie, Stoffwechselprodukten, Ökologie und Genetik offenbart. Jedes neue Werkzeug oder jede neue Methode hat Informationen geliefert, die zuvor nicht erhältlich waren. Manchmal ist dies einfach eine Verbesserung beim Sehen von etwas bereits Bekanntem. Frühe optische Mikroskope ermöglichten den Nachweis von Sporen, jedoch ohne feine Details des Sporenaussehens, während heutige optische Mikroskope feinere Sporendetails zeigen. Sporen variieren je nach Art in Form, Farbe, Größe und Septierung. In anderen Fällen sind die neuen Informationen erstaunlich und können erhebliche Kontroversen auslösen. Bis weit in das 19. Jahrhundert wurden Flechten als Einzelorganismen betrachtet. Mit Hilfe des Lichtmikroskops konnte Simon Schwendener in einer 1867 veröffentlichten Arbeit die Doppelnatur der Flechten aufdecken, doch diese Idee wurde jahrzehntelang von einigen einflussreichen Lichenologen vehement angegriffen.

Immer wenn neue Informationen verfügbar wurden, haben sie unweigerlich einige bestehende Ideen der Flechtenklassifikation unterstützt, anderen jedoch widersprochen. Solange neue Informationen gefunden werden können, basiert die Flechtenklassifikation auf unvermeidlich unvollständigen Informationen und so sind Klassifikationsschemata 'in Arbeit'. Ein neu gefundener Widerspruch bedeutet lediglich, dass einige frühere Konzepte der Taxonabgrenzung erneut untersucht werden müssen, da alle verfügbaren Beweise bewertet werden sollten. Ich habe gesagt, dass die frühe Klassifizierung auf den Merkmalen des bloßen Auges beruhte. Im 19. Jahrhundert zeigte eine mikroskopische Untersuchung, dass einige scheinbar ganz unterschiedliche Arten mikroskopisch sehr ähnlich waren. Studien auf diesem Gebiet zeigten, dass es gute Beweise dafür gab, dass die Umgebung die Thallusmorphologie manchmal beeinflussen konnte, während die mikroskopischen Merkmale konstant blieben.

Das Beispiel von STICTA UND 'DENDRISCOCAULON' zeigt auch, dass die Thallusmorphologie davon abhängen könnte, ob der Mykobiont mit einer Alge oder einem Cyanobakterium assoziiert war.Dies bedeutete, dass eine starke Abhängigkeit von der makroskopischen Morphologie als Grundlage für ein Klassifikationsschema nicht haltbar war, da keine wissenschaftliche Klassifikation auf Merkmalen basieren sollte, die nicht festgelegt waren, sondern je nachdem, wo ein Thallus wuchs oder welcher Photobiont im Thallus vorkam, variieren konnten. Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts wurde mikroskopischen Merkmalen bei der Definition von Taxa zunehmendes Gewicht beigemessen, obwohl die makroskopische Morphologie nicht ignoriert wurde. Ein Ergebnis dieser Arbeit war, dass einige Arten, die einst für verschieden gehalten wurden, sich als identisch herausstellten. Solche Artengruppen waren in einen Topf geworfen in einen. Umgekehrt gab es auch Fälle, in denen eine Art, die aufgrund der Merkmale des bloßen Auges als eine Art angesehen wurde, aufgrund der Beweise des Lichtmikroskops in zwei (oder möglicherweise mehr) unterteilt werden konnte. Was also eine Art gewesen war, war Teilt in zwei oder mehr. Das Aufkommen der Elektronenmikroskope im 20. Jahrhundert ermöglichte die Untersuchung sehr feiner morphologischer Details und der Zellstruktur. Insbesondere die Struktur von Apothezien, Perithezien und Asci wurde für die Klassifizierung der Ascomyceten im Allgemeinen von Bedeutung. Einige dieser Merkmale wurden seit Ende des 19. Jahrhunderts bei der Klassifizierung von Ascomyceten verwendet, aber elektronenmikroskopische Studien lieferten detailliertere strukturelle Informationen. Nicht-strukturelle Merkmale wurden ebenfalls verwendet und führten ebenfalls zur Klumpenbildung oder Aufspaltung von Arten. Die FLEICHENCHEMIE wurde seit dem späten 19. Jahrhundert als wichtig für die Identifizierung von Flechten anerkannt und wird seit über einem Jahrhundert als taxonomisches Werkzeug verwendet, obwohl es heftige Debatten über den Zusammenhang zwischen CHEMIE UND TAXONOMIE gab. Die Untersuchung, wie Thalli wachsen und ihre verschiedenen Eigenschaften entwickeln, ist eine weitere Möglichkeit, Ähnlichkeiten und Unterschiede zu erkennen, und spielten daher eine wichtige Rolle bei Klassifikationsschemata.

Die moderne Evolutionstheorie entwickelte sich ab dem späten 19. Jahrhundert. Die Evolution führt über viele Generationen zu einer Veränderung der Organismenmerkmale, was viele Generationen später zu einer Vielfalt bei den Nachkommen führt. Die Einteilung von Organismen in Arten, Gattungen usw. war schon immer eine Möglichkeit, diese Vielfalt zusammenzufassen. Das Konzept der Evolution bietet daher eine biologische Grundlage für eine natürliche Klassifizierung und es ist zu einem Ziel geworden, die Klassifizierung lebender Organismen auf die evolutionären Beziehungen zwischen ihnen zu stützen. Um eine solche Klassifikation zu entwickeln, würde idealerweise die Evolutionsgeschichte der Flechten durch das Studium zahlreicher Fossilien vieler Altersstufen aufgedeckt, die zeigten, wann verschiedene strukturelle Merkmale auftauchten. Leider ist die Zahl der Flechtenfossilien nicht sehr groß und es gibt nur wenige sehr alte Fossilien. Daher müssen evolutionäre Beziehungen irgendwie aus den heute lebenden Flechten bestimmt werden. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts gab es verschiedene Hypothesen darüber, wie Merkmale wie Mikromorphologie, Chemie und Thallusentwicklung den Grad der evolutionären Nähe zwischen Arten anzeigten, und solche Hypothesen wurden in Klassifikationsschemata integriert.

In jüngerer Zeit wurde viel Wert auf die Analyse von Genomen gelegt. Die eines Organismus Genom ist seine Erbinformation, gespeichert als DNA. Da DNA vererbt wird, wenn auch gemischt von beiden Elternteilen und mit Veränderungen im Laufe der Zeit, sind Genomanalysen als Mittel zur Bestimmung der genetischen und damit evolutionären Nähe attraktiv. Bei solchen Analysen betrachtet man äquivalente Abschnitte aus den Genomen verschiedener Spezies und die Ergebnisse werden als Buchstabenfolgen dargestellt, die anzeigen, wie die vier grundlegenden DNA-Komponenten (Adenin, Cytosin, Guanin, Thymin) angeordnet sind. Wenn Sie die DNA-Sequenzen von verschiedenen Spezies haben, können Sie sie angleichen und dann nach der Anzahl der Unterschiede zwischen den Sequenzen suchen. Nehmen Sie beispielsweise an, dass die folgenden Abschnitte aus den Sequenzen von drei Arten korrespondieren:

Sequenz 1: . AG G TCA T ATT A CCGAACTTA.

Folge 2: . AG T T C A C ATT C CCGAACT T A.

Sequenz 3: . AGTT G ACATTCCCGAACT G A.

In diesen Teilen sind die drei Sequenzen sehr ähnlich, wobei die drei Unterschiede zwischen Sequenz 1 und Sequenz 2 in gezeigt werden rot , und die beiden Unterschiede zwischen Sequenz 2 und Sequenz 3 in Blau . Im Wesentlichen liefert das Zählen der Stellen, an denen sich die Sequenzen unterscheiden, die Grundlage für ein numerisches Maß für die Nähe. Man könnte sagen, dass Art 1 in Bezug auf diesen DNA-Abschnitt näher an Art 2 ist als an Art 3, da es drei Änderungen braucht, um Sequenz 1 in Sequenz 2 umzuwandeln, aber fünf Änderungen, um sie in Sequenz 3 umzuwandeln ein vereinfachtes Szenario reicht aus, um die Grundidee zu erklären, aber in Wirklichkeit kann es viele Komplikationen geben, die für den Zweck dieser Seite glücklicherweise irrelevant sind, um Maße der Nähe zwischen den drei Sequenzen abzuleiten.

Alle Analysen (ob Wuchsform, Sporen, Asci, Sekundärmetaboliten oder Genome) werden an einzelnen Thalli durchgeführt. Verschiedene Gruppierungen von Merkmalen werden verwendet, um Arten, Gattungen usw. zu definieren, mit weniger Merkmalen, wenn Sie im taxonomischen Rang aufsteigen. Sobald Sie die Merkmale kennen, die verschiedene Arten definieren, können Sie die Unterschiede in den Merkmalen verwenden, um ein gewisses Maß an Ähnlichkeit oder in einer evolutionären Klassifizierung den Grad der evolutionären Nähe abzuleiten.

Baumdiagramme

Wenn Sie den Grad der Nähe zwischen verschiedenen Arten bestimmt haben, können Sie diese Informationen in einem Diagramm wie dem neben diesem Absatz ähnlich einem menschlichen Stammbaum darstellen. Die gestrichelte Linie zeigt an, dass mehr Arten an der Analyse beteiligt sind, aber wir interessieren uns nur für die 11 hier gezeigten und durch Buchstaben gekennzeichneten. In diesem Baum sind die blauen Punkte, genannt Knoten, sind wie Vorfahren in einem Stammbaum.

Da die Klassifizierung, die zu diesem Baum führte, auf evolutionären Prinzipien basiert und die Evolution Veränderungen zwischen Vorfahren und Nachkommen beinhaltet 4 zeigt eine Art an, die Vorfahren von Q und Ö. Knoten 1, 2 und 3 sind auch Vorfahren von Q und Ö aber 4 ist der jüngster gemeinsamer Vorfahre von Q und Ö während 3 gibt den jüngsten gemeinsamen Vorfahren von . an Q und D (und auch von Ö und D). Dieses Diagramm sagt das 3 markiert den Beginn der Divergenz zwischen der Abstammungslinie, die zu D und die Abstammung, die das Paar hervorgebracht hat Q und Ö, während 4 markiert eine weitere Abweichung. Von den elf Arten haben drei ein Merkmal namens ROT. Dieses Merkmal ist irgendwann aufgetreten und ein Diagramm wie das hier kann Hypothesen darüber aufzeigen, wann dies geschah. Eine Möglichkeit ist das 1, der jüngste gemeinsame Vorfahre aller elf Arten hatte das Merkmal ROT. In diesem Fall ging das Merkmal verloren durch 2 (oder einige Nachkommen von 2), von g und von U - mit anderen Worten, das Merkmal ging mindestens dreimal verloren. Wenn 1 nicht RED gewesen wäre, dann könnten wir die aktuelle Verteilung von RED erklären, indem wir einen Gewinn von RED um postulieren 6 und ein Verlust von U - nur zwei Änderungen. Dies ist eine ökonomischere Hypothese als die erste, aber keineswegs ein Beweis dafür, dass dies tatsächlich geschah. Da wir die angestammten Arten nicht analysieren können, können wir nur sagen, dass die aktuelle Situation mit mindestens zwei Veränderungen in den Merkmalen erklärt werden kann.

Ein Baum wie dieser zeigt die evolutionären Verwandtschaften der Art, oder Phylogenie, aber ein phylogenetischer Baum ist selbst keine Klassifikation, obwohl er mögliche Klassifikationen vorschlagen kann. In diesem Beispiel könnte man argumentieren, dass es hier drei offensichtliche Gattungen gibt, nämlich die Gruppen (QÖD), (BPR) und (CUJSg). Jemand anderes mag argumentieren, dass es statt drei Gattungen nur zwei geben sollte, wobei die ersten beiden der oben genannten drei Gruppen als eine Gattung definiert werden. Jede dieser Ideen wird durch die im Diagramm präsentierten Beweise gerechtfertigt. EIN monophyletisch Eine Gruppe ist definiert als eine Gruppe, die aus einem Vorfahren und all seinen Nachkommen besteht. Daher die Gruppe (3,4,Q,Ö,D), von denen heute nur noch die letzten drei erhalten sind, ist ein Beispiel für eine monophyletische Gruppe. Wenn eine Klassifikation mit der Phylogenie übereinstimmen soll, werden nur Taxa akzeptiert, die mit der Monophylie übereinstimmen. Somit (D,Ö,Q) wäre eine akzeptable Gattung, ebenso wie die anderen soeben gegebenen Vorschläge für Gattungen. Auf einem früheren Wissensstand wurde das Merkmal von RED möglicherweise als bedeutendes Merkmal angesehen und daher verwendet, um eine Gattung zu definieren, die nur aus . besteht C, J und S. Der aktuelle Kenntnisstand, wie das Diagramm zeigt, zeigt, dass RED kein signifikanter Indikator für evolutionäre Nähe ist, da C ist näher am Nicht-RED U als zu den anderen RED-Arten. Auf der Grundlage der durch das Diagramm vorgelegten Beweise (C,J,S) ist seit dem jüngsten gemeinsamen Vorfahren nicht monophyletisch, 6, hat auch U als Nachkomme. Die Gruppe (C,J,S) ist paraphyletisch - bedeutet, dass es nicht alle Nachkommen des letzten gemeinsamen Vorfahren der Gruppe umfasst.

Obwohl eine monophyletische Basis wünschenswert ist, werden paraphyletische Gruppen immer noch weit verbreitet in der Flechtentaxonomie verwendet. Ein Faktor ist, dass vieles noch unbekannt ist. Wenn Sie beispielsweise aus genomischen Beweisen fundierte Schlussfolgerungen ziehen möchten, ist es wichtig, sowohl die Genome einer großen Anzahl von Arten als auch verschiedene Teile jedes Genoms zu untersuchen. Derzeit gibt es noch viele Arten, für die nur wenige oder keine genomischen Informationen vorliegen. Ein weiterer Punkt ist, dass Baumdiagramme, die in der lichenologischen Literatur sehr verbreitet sind, beeindruckend aussehen können, aber oft gibt es eine gewisse Unsicherheit bezüglich der Beweise, auf denen ein Baum basiert, oder der eine Beweis ist in der Lage, zwei oder mehr verschiedene Bäume zu generieren. Bäume, die in Publikationen erscheinen, haben normalerweise kleine Nummern auf den verschiedenen Zweigen. Die Produktion von Bäumen ist im Wesentlichen ein statistischer Prozess und die Zahlen sind ein Maß für die unvermeidbare statistische Unsicherheit. Sie können diese Zahlen als Indikatoren dafür betrachten, wie gut Sie verschiedenen Teilen des Baumes vertrauen können und wo weitere Untersuchungen erforderlich sind. Angesichts solcher Tatsachen ist es oft eine sehr vernünftige Politik, weiterhin „ungeeignete“ Gattungen zu verwenden, bis stichhaltige Beweise für eine andere Klassifizierung vorliegen. Darüber hinaus gibt es verschiedene Grade von „ungeeigneten“ Gattungen. In dem hier gegebenen künstlichen Beispiel deuteten frühere Beweise darauf hin, dass die Gruppe C, J und S eng verwandt waren und die aktuelle Evidenz nach wie vor eine enge Beziehung zwischen den dreien unterstützt, so dass sich der Status dieser drei nicht wesentlich ändert. Anders liegen die Umstände, wenn z. Q, B und C zuvor für eine Gattung gehalten worden war.

Jetzt ein Flechtenbaum

Hätte sich die Flechtenisierung nur einmal entwickelt und wäre sie, einmal gewonnen, nie von den Nachkommen verloren gegangen, würden alle heutigen Flechten eine monophyletische Gruppe bilden und könnten dann als in sich geschlossene Gruppe von Organismen behandelt werden. Flechten bilden keine monophyletische Gruppe. Zunächst gibt es sowohl Ascomyceten als auch Basidiomyceten lichenisierte Pilze, wenn auch nur sehr wenige von letzteren. Vielleicht trat die Lichenisierung zweimal auf, einmal bei den Basidiomyceten, einmal bei den Ascomyceten und führte zu zwei monophyletischen Gruppen - einer der Basidiolichen und einer der Ascolichens. Die Basidiolichen bilden keine monophyletische Gruppe und die Ascolichen auch nicht. Die folgende Abbildung zeigt, wo die lichenisierten Ascomyceten in die Gesamtheit der Ascomyceten passen und basiert auf der 2009 veröffentlichten Genomforschung.

Die Figur ist zweiteilig. Der große Baum auf der linken Seite zeigt die Klassen, die lichenisierte Pilze enthalten, wobei eine Klasse, Eurotiomycetes, genauer angegeben ist, die Ordnungen innerhalb dieser Klasse gezeigt und drei von ihnen benannt sind. Wenn ein Taxon nur aus lichenisierten Pilzen besteht, wird es als rote Linie dargestellt. Ein Taxon, das nur nicht-lichenisierte Pilze enthält, wird durch eine blaue Linie dargestellt, und Taxa, in denen sowohl lichenisierte als auch nicht-lichenisierte Pilze vorkommen, sind rot und blau dargestellt. Bei letzteren sind die Striche dicker gezeichnet, um die Zweifarbigkeit einfach besser darzustellen und die Strichstärke hat keine andere Bedeutung. Die Klasse Lecanoromycetes besteht fast vollständig aus lichenisierten Pilzen, aber es gibt eine kleine Anzahl nicht lichenisierter Arten innerhalb der Klasse, daher der blaue Punkt innerhalb der Lecanoromyctes. Diese Klasse enthält die Mehrheit der lichenisierten Pilze (enthält etwa 14.000 der etwa 18.000 bekannten Flechtenarten). Die Dothideomyceten sind die größte Klasse innerhalb der Ascomyceten und enthalten etwa 19.000 Arten – aber nur eine kleine Anzahl lichenisierter Arten. Die Verrucariales und Pyrenulales bestehen hauptsächlich aus lichenisierten Pilzen. Der gelbe Bereich im kleinen Baum rechts zeigt, wo der große Baum in den Baum aller Ascomyceten passt. Wie Sie sehen können, gibt es drei weitere Gruppen von Ascomyceten, alle nicht lichenisiert, und sie wurden mit X, Y und Z bezeichnet. Die erste dieser Gruppen enthält etwa 18.000 Arten, während Y und Z zusammen etwa 3.000 enthalten.

Am äußersten linken Rand des großen Baumes befindet sich der jüngste gemeinsame Vorfahre aller Taxa in diesem Baum. Entweder war dieser Vorfahre in der Lage, eine lichenisierte Assoziation zu bilden oder nicht. In beiden Fällen erfordert die derzeitige Verteilung von lichenisierten und nicht lichenisierten Taxa einen oder mehrere Verluste oder Gewinne der Lichenisierung, um die aktuelle Mischung aus lichenisierten und nicht lichenisierten Taxa zu berücksichtigen. Hier sind einige der Hypothesen, die durch die Beweise hinter dem obigen Baum gestützt werden.

Es gab eine einzige Lichenisierung beim unmittelbaren Vorfahren der Lecanoromyctes und mindestens einen Verlust der Lichenisierung innerhalb dieser Klasse. Die unmittelbaren Vorfahren von jedem der Lichinomycetes, Candelariales und Arthoniomycetes wurden lichenisiert. Die Dothideomyceten sind die einzige Klasse, in der die Lichenisierung mehrmals unabhängig aufgetreten ist, aber die Beweise reichen nicht aus, um festzustellen, ob der unmittelbare Vorfahre der Dothideomyceten lichenisiert war oder nicht - daher das Fragezeichen. Hinsichtlich der Gruppe der Chaetothyriales, Verrucariales und Pyrenulales ist die Evidenz unklar. Sie unterscheidet nicht zwischen der Hypothese von zwei Lichenisierungsgewinnen (jeweils zu Beginn der Verrucariales und Pyrenulales) von einem nicht lichenisierten gemeinsamen Vorfahren und der Hypothese eines Lichenisierungsgewinns durch einen gemeinsamen Vorfahren der Verrucariales und Pyrenulales, gefolgt von ein Verlust der Lichenisierung in den Chaetothyriales. Unabhängig davon stützen die Beweise die Hypothese, dass es in jedem der Verrucariales und Pyrenulales mindestens einen Verlust an Flechten gegeben hat.

Da mehr Taxa und größere Genomabschnitte untersucht werden, können sich einige Schlussfolgerungen ändern. Dies zeigt sich bereits daran, dass die umfangreichere Untersuchung hinter der Veröffentlichung von 2009 eine frühere, 2001 veröffentlichte Hypothese, dass die Lichenisierung der Vorfahrenzustand der Mehrzahl der aktuellen Ascomyceten-Taxa sei, nicht unterstützte. Obwohl es Unterschiede zwischen den Schlussfolgerungen von 2001 und 2009 gibt, unterstützten beide Studien die Hypothese, dass die Lichenisierung mehrmals gewonnen und verloren wurde.

Auseinander und zusammen

Flechten werden nach dem Pilzpartner klassifiziert, alle Flechten gehören also zum Pilzreich. Obwohl diese auf Pilzen basierende Taxonomie von Flechten seit über einem Jahrhundert akzeptiert wird, wurden lichenisierte und nicht lichenisierte Pilze für einen Großteil dieser Zeit weitgehend als getrennte Fächer untersucht. Ein Lichenologe schrieb 1973:

Selbst eine oberflächliche Analyse eines der früheren Systeme wird zeigen, dass wir nicht wirklich von einer echten Integration lichenisierter Pilze in irgendein derzeit akzeptiertes Pilzsystem sprechen können. Flechtensystematiker waren mit den entsprechenden Pilzgruppen kaum vertraut, und Mykologen hatten mit ihren eigenen Gruppen genug Schwierigkeiten, ohne die lichenisierten Pilze einzubringen.

Einundzwanzig Jahre zuvor hatte ein anderer Lichenologe geschrieben:

Während im letzten halben Jahrhundert die Klassifikation der Ascomyceten - der Pilzklasse von überragender Bedeutung in der vorliegenden Studie - vollständig reformiert wurde, wird das von Zahlbruckner 1903-07 vorgestellte Flechtensystem von den meisten Lichenologen immer noch akzeptiert und verwendet. Dies ist nicht so sehr auf die ihr innewohnende Exzellenz zurückzuführen, sondern auf das mangelnde Interesse der meisten Lichenologen gegenüber Taxa über dem Artenniveau und auf ihrem Mangel an Wissen über die allgemeine Taxonomie von Pilzen.

Die genannte Person war Alexander Zahlbruckner (1860-1938), ein österreichischer Lichenologe, und in Bezug auf Zahlbruckners Klassifikation bemerkte derselbe Autor, dass ". sie ist in einer Weise dominierend geworden, die der Entwicklung einer natürlicheren Flechtenklassifikation stark abträglich ist.

Es wäre natürlich zu fragen, wie die in diesen Zitaten beschriebene Situation so lange toleriert werden konnte. War es nicht schädlich für eine ordnungsgemäße Klassifizierung der lichenisierten Pilze - und auch der nicht lichenisierten Pilze? Es lohnt sich, einige zuvor genannte Zahlen zu wiederholen. Es sind etwa 64.000 Ascomyceten-Arten bekannt, von denen etwa 18.000 lichenisiert sind. Die Lecanoromyceten machen etwa 14.000 der bekannten lichenisierten Ascomyceten aus und die zweitgrößte lichenisierte Klasse, die Arthoniomyceten, für etwa 1.500. Ein sehr großer Teil der Flechten gehört nur einer Klasse an, und nach aktuellen Erkenntnissen entstand diese Klasse aus einem einzigen Flechtenisierungsgewinn. Es ist daher möglich, viel an der Klassifikation der Flechten zu arbeiten, indem man vollständig innerhalb dieser Klasse arbeitet, isoliert von den verbleibenden Ascomcyeten. Wenn Sie sich für die Ursprünge dieser Klasse interessieren, müssen Sie natürlich an die Gesamtheit der Ascomyceten denken, aber wenn Sie die Arten innerhalb dieser Klasse studieren, sind die restlichen Ascomyceten weitgehend irrelevant. Die Arten innerhalb der Arthoniales bilden eine ähnliche in sich geschlossene Gruppe. Dies ist keine Verleugnung der Notwendigkeit, Pilze als Ganzes zu betrachten. Stattdessen hat die geringe Zahl von Gewinnen oder Verlusten der Lichenisierung dazu geführt, dass es möglich war, große Gruppen von Ascomcyeten mehr oder weniger isoliert voneinander zu untersuchen. Ganz anders wäre die Situation gewesen, wenn die lichenisierten Pilze im Pilzreich weit verbreitet wären. Dies hätte viele zusätzliche Fälle wie die Pyrenulales und die Verrucariales mit einer stärkeren Vermischung von lichenisierten und nicht lichenisierten Pilzen hervorgebracht. In einer solchen Situation wäre ein nicht-integrierter Ansatz von vornherein wertlos gewesen. Eine weitere Tatsache ist, dass in den letzten zwanzig Jahren viele neue Erkenntnisse über die Phylogenie der Pilze als Ganzes, erhebliche Veränderungen der Klassifikationsideen und während dieser zwanzig Jahre eine Integration von lichenisierten und nicht lichenisierten Pilzen stattgefunden haben.

Die Zeit davor war nicht verschwendet. Es gab genug produktive Arbeit, um die wesentlichen Arteninformationen zu sammeln, die in letzter Zeit ein besseres Verständnis der Phylogenie der Pilze (und damit auch der Flechten) ermöglicht haben.


Rentierflechten haben mehr Sex als erwartet

Im Norden Kanadas ist der Waldboden mit Rentierflechten bedeckt. Sie sehen aus wie ein Moos aus winzigen grauen Ästen, aber sie sind noch seltsamer: Sie sind zusammengesetzte Organismen, ein Pilz und Algen, die zusammenleben. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Rentierernährung, daher der Name, und der Wald ist auf sie angewiesen, um Nährstoffe durch das Ökosystem zu transportieren.Sie haben auch, zumindest in Teilen von Quebec, viel mehr Sex, als Wissenschaftler erwartet hatten. In einer neuen Studie im Amerikanische Zeitschrift für Botanik, Forscher fanden heraus, dass die von ihnen untersuchten Rentierflechten ein unerwartet hohes Maß an genetischer Vielfalt aufweisen, was darauf hindeutet, dass die Flechten mehr Gene miteinander vermischt haben, als die Wissenschaftler vermutet hätten.

„Wir waren überrascht, weil diese Rentierflechtenart immer als hauptsächlich klonische Art angesehen wurde, die sich asexuell fortpflanzt“, sagt Marta Alonso-Garcíacutea, die Hauptautorin des Artikels und Postdoktorandin an der Université-Laval in Quebec. "Es folgt nicht dem erwarteten Muster."

Rentierflechten schwingen in beide Richtungen: Sie können sich über Sporen sexuell vermehren oder sich ungeschlechtlich klonen. Wenn sich Pilze geschlechtlich vermehren, senden sie wurzelähnliche Strukturen in Richtung eines benachbarten Pilzes aus und tauschen bei Berührung genetische Informationen aus. Dann setzen sie Sporen frei, einzelne Zellen, die genetisches Material enthalten, die sich mit dem Wind fortbewegen und zerstreuen. Wenn sie landen, beginnen sie zu wachsen und produzieren einen neuen Babypilz, der sich genetisch von seinen Eltern unterscheidet. Bei der asexuellen klonalen Vermehrung hingegen wird ein Teil der gesamten Flechte (Pilz und Alge), der sogenannte Thallus, abgeschnürt und wächst zu einem ganzen Organismus nach, der genetisch mit seinem Elternteil identisch ist.

Die beiden Fortpflanzungsmethoden haben unterschiedliche Vorteile. "Die sexuelle Fortpflanzung ist sehr kostspielig", sagt Felix Grewe, Co-Direktor des Grainger Bioinformatics Center des Field Museums und Co-Autor der Studie. "Du musst deinen Partner finden, das ist schwieriger als sich ungeschlechtlich fortzupflanzen. Aber viele Organismen tun es, weil diese Kombination und Mischung genetischer Merkmale es dir ermöglicht, unter anderem negative Mutationen langfristig auszusondern."

Die Forscher untersuchten Rentierflechten (Cladonia stellaris), um mehr über ihre genetischen Muster zu erfahren. "Wir haben DNA-Sequenzen verwendet, um die genetischen Beziehungen zwischen Populationen dieser Flechte aufzuklären", sagt Alonso-García. „Wir haben getestet, ob sich Individuen aus dem Norden Quebecs (Hudson Bay) genetisch von denen aus dem Süden (Parc National des Grands-Jardins, zwei Stunden von Quéacutebec City) unterscheiden. Gleichzeitig aufgrund seiner wichtigen Rolle im Kolonisierungsprozess danach einem Brand haben wir die genetische Vielfalt der Flechten entlang einer Abfolge nach dem Brand bewertet."

Flechten können viel darüber verraten, wie sich Waldbrände auf Ökosysteme auswirken. "Wildfire ist die bedeutendste Störung in den nördlichsten Wäldern der Welt und spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Verbreitung und Zusammensetzung von Pflanzengemeinschaften", sagt Alonso-Garcíacutea. „Im Osten Nordamerikas werden nach einem Brand im Allgemeinen vier aufeinanderfolgende Vegetationsstadien identifiziert. Im ersten Stadium besiedeln Krustenflechten und Moose die verbrannte Oberfläche. Anschließend wird der Boden von Becher- und Hornflechten bedeckt 20 Jahre bis zum Eintreffen der fruticösen Flechten, die die vorherige Vegetation ersetzen. Cladonia stellaris trifft die letzte ein, normalerweise drei oder vier Jahrzehnte nach dem Brand." Durch die Untersuchung genetischer Variationen bei Rentierflechten hofften die Forscher zu erfahren, wie Flechten ein Gebiet nach einem Brand wiederbesiedeln.

Um die DNA der Flechten zu untersuchen, zermahlen die Forscher Flechtenproben und extrahierten ihre DNA. Aber Flechten stellen in diesem Prozess eine zusätzliche Herausforderung dar, da sie aus einem Pilz und einer Alge (oder einer Art Bakterium, das Photosynthese durchführt) zusammenleben. „Das bedeutet, dass die gesamte DNA vermischt wird, wir erhalten einen Pool, der Pilz-DNA und Algen-DNA enthält“, sagt Grewe. "Wir müssen die Lesesequenzen bioinformatisch sorgfältig filtern und sortieren." Der Hauptkörper einer Flechte besteht aus dem Pilz, daher wollten sich die Forscher auf die DNA des Pilzbestandteils konzentrieren. Durch den Vergleich des DNA-Pools mit bestehenden Genomen konnten die Forscher die DNA des Pilzes heraussuchen und dann die Pilz-DNA von Rentierflechten aus verschiedenen Gegenden Quebecs vergleichen.

Was sie herausfanden, war überraschend: Generell gab es bei den Flechten viel mehr genetische Variationen, als die Forscher erwartet hatten, und das deutet auf ein Taschentuch hin. „Es wurde allgemein angenommen, dass sich diese Rentierflechten hauptsächlich ungeschlechtlich vermehren, weil es kaum Hinweise darauf gibt, dass sie Sporen produzieren, aber jetzt zeigen die genetischen Daten all diese Vielfalt, und das lässt vermuten, dass es sich um eine Form von Sex handeln könnte“, sagt Grewe.

„Wir hatten erwartet, dass Flechten aus Nord-Quebec einander ähnlicher sein würden als denen aus dem Parc National des Grands-Jardins. Unsere Ergebnisse deuten jedoch auf eine ständige Migration von C. stellaris zwischen Populationen im gesamten östlichen Nordamerika hin“, sagt Alonso-García . "Tatsächlich haben wir entgegen der weit verbreiteten Meinung viele Fortpflanzungsstrukturen in der Art gefunden und diese Strukturen werden nach der sexuellen Fortpflanzung gebildet."

Aber während die Flechten anscheinend mehr genetische Vermischung als erwartet vollziehen, fanden die Forscher auch heraus, dass die neuen Flechten, die nach einem Waldbrand auftauchen, genetisch ähnlich denen sind, die vorher da waren. Das war widersinnig – der Gedanke war gewesen, dass die kleinen geklonten Flechtenstücke bei einem Feuer zerstört würden und dass die Wiederbesiedlung der Flechten aus Sporen wachsen würde, die mit dem Wind aus anderen Gebieten eintrafen. „In Bezug auf die genetische Vielfalt der Arten nach Bränden fanden wir keine Unterschiede entlang von vier Stadien der Abfolge. Dies war auch erstaunlich, da die Zeit seit dem letzten Brand die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass klonale Fragmente die Standorte erfolgreich erreicht haben, was die genetische Vielfalt erhöht“, sagt Alonso - García.

Neben der Aufdeckung des verborgenen Sexuallebens von Rentierflechten könnte die Studie auch Auswirkungen auf den Waldschutz haben. „Wir haben gelernt, dass die Zeit seit dem letzten Brand nicht unbedingt mehr genetische Vielfalt bedeutet, daher sollten Schutzstrategien in borealen Wäldern dies berücksichtigen“, sagt Alonso-García. „Die Priorisierung des Schutzes eines Gebietes sollte nicht ausschließlich nach seinem Alter erfolgen. Dies ist sehr wichtig, da die Mittel in der Regel begrenzt sind und wir daher nicht im gesamten Wald Schutzmaßnahmen durchführen können.“ Kurzum: Wenn Naturschutzwissenschaftler Waldflächen mit genetisch unterschiedlichen Flechtenpopulationen schützen wollen, ist das Alter des Waldes nicht der einzige Indikator für die Vielfalt.

Grewe fügt hinzu, dass die Bioinformatik wichtig ist, um zu lernen, wie Organismen miteinander in Beziehung stehen. „Es ist erstaunlich, dass wir heute mit Hilfe der Bioinformatik einen so detaillierten Blick auf die Evolution von Populationen haben“, sagt Grewe. "Dies ist ein weiteres gutes Beispiel dafür, wie Fortschritte in der Sequenzierungstechnologie es uns ermöglichen, die Evolution eines Organismus detaillierter als je zuvor zu erfahren."


Behandlung

Wenn Lichen sclerosus die Haut in anderen Körperteilen als den Genitalien befällt, muss sie selten behandelt werden. Die Symptome sind in der Regel sehr mild und verschwinden in der Regel mit der Zeit.

Lichen sclerosus der Genitalhaut sollte jedoch behandelt werden, auch wenn es keinen Juckreiz oder Schmerzen verursacht, um die Narbenbildung zu vermeiden, die das Wasserlassen oder den Geschlechtsverkehr oder beides beeinträchtigen können. Die Krankheit wurde auch mit bestimmten Krebsarten in Verbindung gebracht. Es verursacht keinen Krebs, aber Haut, die von Lichen sclerosus vernarbt ist, entwickelt eher Krebs. Ungefähr 1 von 20 Frauen mit unbehandeltem Lichen sclerosus der Vulva entwickelt Hautkrebs. Es ist wichtig, eine angemessene Behandlung zu erhalten und Ihren Arzt alle 6 bis 12 Monate aufzusuchen, um alle Veränderungen zu überwachen und zu behandeln, die auf Hautkrebs hinweisen könnten.

Topische Kortikosteroide sind normalerweise die erste Verteidigungslinie gegen Lichen sclerosus, um sowohl die Krankheit zu heilen als auch die normale Textur und Stärke der Haut wiederherzustellen. Steroide werden jedoch keine Narbenbildung rückgängig machen, die möglicherweise bereits aufgetreten ist. Und weil sie sehr stark sind, ist es wichtig, regelmäßig einen Arzt aufzusuchen, um die Haut auf Nebenwirkungen zu untersuchen, wenn das Medikament täglich verwendet wird.

Sobald die Symptome abgeklungen sind und die Haut ihre Stärke zurückgewonnen hat, kann das Medikament weniger häufig verwendet werden, kann aber dennoch einige Male pro Woche benötigt werden, um Lichen sclerosus in Remission zu halten.

Wenn die Krankheit nach einigen Monaten der Anwendung einer topischen Steroidcreme oder -salbe nicht abklingt, kann ein Arzt ein Medikament verschreiben, das das Immunsystem moduliert, wie Protopic (Tacrolimus) oder Elidel (Pimecrolimus). Und für Menschen, die andere Medikamente nicht vertragen, können Retinoide hilfreich sein. Manchmal können auch andere Faktoren, wie ein niedriger Östrogenspiegel, der zu vaginaler Trockenheit und Wundheit führt, eine Hautinfektion oder eine Reizung oder Allergie gegen das Medikament, eine Besserung der Symptome verhindern.

Bei Männern, deren Lichen sclerosus sich mit Medikamenten nicht aufklären lässt, ist die Beschneidung fast immer wirksam. Sobald die Vorhaut entfernt wurde, tritt die Krankheit in der Regel nicht wieder auf. Bei Frauen ist dies jedoch nicht der Fall, sodass Operationen im Genitalbereich oder um den Anus im Allgemeinen nicht empfohlen werden. Aber meistens werden Medikamente die Aufgabe erfüllen, Lichen sclerosus ein für alle Mal loszuwerden.


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