Scanările 3D dezvăluie modul în care fungii lichenilor se atașează de alge prin pereții celulari
Lichenii colonizează copaci și stânci în întreaga lume. Aceștia sunt comunități simbiotice între fungi și alge verzi active fotosintetic sau cianobacterii, în care ambii parteneri beneficiază reciproc: partenerul fungic depinde de alge pentru aprovizionarea cu carbohidrați, iar în schimb protejează algele de radiațiile ultraviolete și de alte influențe ale mediului.
Zona de contact în care celulele fungice și celulele algale se ating este crucială pentru transferul de nutrienți între cei doi parteneri simbiotici. Investigații detaliate, în special o înțelegere tridimensională a acestei zone dintre celule, au lipsit până acum.
O echipă de cercetare condusă de botanistul PD Dr. Andreas Beck de la Colecțiile Statale de Istorie Naturală din Bavaria (SNSB), în colaborare cu Prof. Dr. Christian Bayer de la Universitatea de Științe Aplicate din Aalen, a reușit acum pentru prima dată să vizualizeze în trei dimensiuni această zonă de interacțiune dintre cei doi parteneri simbiotici ai lichenului de perete Xanthoria parietina. Lucrarea este publicată în revista Scientific Reports.
Imaginile nano-CT de înaltă rezoluție arată în detaliu unde și cum fungul și algele intră în contact prin pereții lor celulari — zone din interiorul lichenului care măsoară doar câteva zeci de miimi de milimetru. Pentru comparație, un fir mediu de păr uman este de aproximativ 200 de ori mai gros decât aceste structuri.
Se observă că algele sunt conectate direct la celulele fungice filamentoase prin aproximativ un sfert din suprafața peretelui lor celular. Zona de contact este suplimentar mărită printr-o expansiune volumetrică a celulelor fungice aflate în imediata vecinătate a celulelor algale.
Analize specializate de materiale, cunoscute sub numele de spectroscopie de raze X cu dispersie energetică, arată de asemenea că compoziția chimică a pereților celulari în zonele de contact fung-algă s-a modificat. Atât conținutul de azot, cât și cel de sulf sunt semnificativ ridicate acolo, ceea ce cercetătorii suspectează că ar putea reflecta o influență asupra proceselor de transport între simbionți.
„Analizele noastre arată, pentru prima dată, modificarea precisă a peretelui celular al simbionților în zona de contact dintre algă și fung. Analizele genomice nu ne-au oferit aceste detalii până acum. Modelele 3D ale zonei de interacțiune dintre cei doi simbionți ai lichenului prezintă un mare interes pentru înțelegerea interacțiunii lor. Descoperirile noastre contribuie la o mai bună înțelegere a metabolismului simbiotic al lichenilor și a aplicațiilor sale potențiale”, explică primul autor Beck.
