Líquen: asociación simbiótica de hongos y fotobiontes, morfología y distribución

Los líquenes plantean un problema de clasificación biológica, ya que los tres tipos de organismos afectados proceden de tres reinos diferentes. Tras un largo debate, los líquenes se clasifican ahora como hongos, bajo el género y la especie del hongo huésped.^p47–48 Esto permite colocar los especímenes en cajas y etiquetarlos. Al tener nombres específicos, los investigadores saben en qué están trabajando: ésa es una de las funciones básicas de la taxonomía. El sistema sigue teniendo sus problemas. En el caso de los hongos que pueden asociarse tanto con un alga como con una cianobacteria, las formas resultantes (llamadas fotomorfas) pueden tener un aspecto muy diferente y, sin embargo, reciben el mismo nombre. ^p13

El 20% (uno de cada cinco) de las especies de hongos viven en los líquenes. Los hongos de los líquenes pertenecen a varios grupos diferentes de hongos. Los más comunes (más del 40%) son los ascomicetos, que producen esporas en un recipiente con forma de saco, el ascus. Sólo unos pocos tipos de algas se dan dentro de los líquenes; estas algas también tienen sus propios nombres. Las algas pueden ser a veces la pareja dominante en los llamados "líquenes gelatinosos", Collema y Leptogium, pero esto es raro. Lo más habitual es que las algas sean el alga verde Trebouxia. Otras especies son la anaranjada Trentepohli y la cianobacteria Nostoc. ^p9–10

El hábito de vida de los líquenes es adherirse estrechamente a las superficies.

Los líquenes pueden aparecer en cualquier lugar de la tierra, y algunos pueden vivir en entornos acuáticos. La roca, la pared o el tejado más cercanos probablemente tengan líquenes. A menudo, el liquen tiene forma de alfombra y se adhiere a la superficie. Algunos son como pequeños arbustos: vea las fotos. Los líquenes son famosos por no necesitar un suministro regular de agua; su metabolismo puede entrar en suspensión y revivir después. Cuando crecen en superficies minerales, algunos líquenes descomponen lentamente el sustrato y extraen pequeñas cantidades de nutrientes minerales. Los hongos forman la parte principal del talo (cuerpo), y el fotobionte contribuye con un 20% o menos. El fotobionte ^p17suele estar en el interior del talo.

Los talos de los líquenes pueden crecer juntos y fusionarse, y esto puede ocurrir entre diferentes especies y géneros.^p23Se denominan "híbridos mecánicos". Se notan cuando las dos formas tienen colores diferentes.

Supervivencia

Los líquenes sobreviven a condiciones extremas. Se encuentran en algunos de los lugares más extremos de la Tierra: el norte helado, los desiertos cálidos y las costas rocosas. Son comunes como epífitas en hojas y ramas de los bosques tropicales y templados. Pueden vivir en rocas desnudas, paredes y lápidas, y en superficies de suelo expuestas. ^p19En la Antártida hay unos 200 tipos diferentes de líquenes. En las montañas Horlick, a 86 grados sur, hay seis tipos diferentes de líquenes. En el Himalaya, crecen en altitudes de hasta 18.000 pies (~5500m). ^p216

La Agencia Espacial Europea descubrió que los líquenes pueden sobrevivir sin protección en el espacio. Dos especies de líquenes fueron sellados en una cápsula y lanzados en un cohete ruso Soyuz. Una vez en órbita se abrieron las cápsulas. Las dos especies de líquenes se expusieron al vacío del espacio, a la radiación cósmica y a grandes cambios de temperatura. Al cabo de 15 días se recuperaron los líquenes y se comprobó que estaban en plena forma: no se encontró ningún daño.

Bosques tropicales

En los bosques tropicales hay un gran número de especies de líquenes, que superan con creces a las plantas con flor. Los líquenes son en su mayoría epífitos, que viven en los árboles. En un solo lugar de Costa Rica se encontraron unas 300 especies de líquenes en las hojas, en el sotobosque de la selva tropical; un solo árbol de Elaeocarpus caído en Nueva Guinea contenía 173 especies; en el laurel perenne Ocotea atirrensis se encontraron entre 50 y 80 especies de líquenes en una sola hoja. ^p60–61

Beneficios mutuos

Cuando las asociaciones son muy estrechas, es difícil asignar beneficios a uno de los dos socios. Su éxito es como pareja (o trío). A veces los socios pueden existir como organismos separados: ciertamente sus parientes cercanos pueden hacerlo. Probablemente, la mayoría de las algas y todas las cianobacterias pueden sobrevivir solas, aunque en hábitats más restringidos. Los detalles varían en función de las especies o cepas concretas. El hombre que se dio cuenta por primera vez de la naturaleza de los líquenes, Simon Schwedener, pensó en la asociación como un parasitismo controlado. Evidentemente, el fotobionte proporciona productos fotosintéticos: hidratos de carbono en forma de alcoholes de azúcar (algas verdes) o glucosa (cianobacterias). Las bacterias también convierten el nitrógeno atmosférico (N ₂) en iones de amonio (NH ₄⁺) que el hongo puede utilizar en aminoácidos para las proteínas. ^p26

El alga se beneficia ciertamente de un suministro de agua (que el hongo sabe almacenar). También hay una protección mecánica general. Las algas obtienen protección de la luz ultravioleta, que en algunos entornos es bastante importante. Probablemente, las algas tienen acceso a cantidades ínfimas de minerales, que el hongo obtiene del sustrato o del polvo que se deposita en el talo. Las células de las algas se destruyen a veces en el curso del intercambio de nutrientes, aunque las células de las algas se dividen y las sustituyen. Sobre todo, la asociación es un éxito rotundo y llega a lugares donde pocas plantas pueden sobrevivir.

Reproducción

Muchos líquenes se reproducen sin sexo (reproducción asexual). Forman pequeños grupos de células de algas rodeadas de filamentos de hongos. Estos soridios pueden ser arrastrados por el viento. Algunos líquenes se rompen en fragmentos cuando se secan. El viento transporta los trozos, que crecen cuando vuelve la humedad. Además, los hongos de los líquenes pueden reproducirse sexualmente formando cuerpos fructíferos que contienen esporas. Estos cuerpos fructíferos suelen ser perennes, y pueden ser de larga duración: algunos en los Alpes suizos han vivido más de 50 años. Tras su dispersión por el viento, estas esporas de hongos deben encontrarse con una pareja de algas para formar un liquen. ^p19–22

El registro fósil de los líquenes se remonta con certeza a 400 millones de años, y los indicios apuntan a que existieron formas anteriores hace 600 millones de años. Debieron ser una de las primeras formas de vida en la tierra. Se cree, por el número de especies de hongos y algas que intervienen, que la simbiosis debió producirse muchas veces entre diferentes especies. ^p46

Se ha sugerido que una parte o la totalidad de la biota ediacarana podría ser un liquen. La propuesta ha sido recibida con cierto escepticismo.

La liquenometría es un método de datación de rocas expuestas que utiliza el crecimiento de los líquenes. Utiliza una estimación de cuánto crece el radio o la anchura del liquen a lo largo del tiempo.

Muchos líquenes son sensibles a los cambios que se producen a su alrededor. Por esta razón, los científicos los utilizan para mostrar los cambios en el medio ambiente, como la contaminación del aire, el agotamiento de la capa de ozono y la contaminación por metales. Los líquenes también se han utilizado para fabricar tintes, perfumes y hierbas medicinales.

Algunos líquenes producen antibióticos naturales que matan las bacterias. Los seres humanos han utilizado estos compuestos como antibióticos naturales. Los extractos de muchas especies de Usnea se utilizaban para tratar heridas en Rusia a mediados del siglo XX.

El liquen cartográfico Rhizocarpon geographicum crece con extrema lentitud y puede alcanzar una edad de más de 1000 años. Puede utilizarse para la datación: el diámetro del liquen más grande de una especie en la superficie de una roca muestra el tiempo que ésta ha estado expuesta.

Los líquenes son el principal alimento invernal de los renos. Los ciervos pueden acceder a los líquenes arbustivos bajo la nieve. En verano tienen muchas más opciones de alimentación. Algunos líquenes son consumidos por los humanos. Un tipo de liquen, llamado Iwatake en japonés y Seogi en coreano, se recoge en los acantilados y se utiliza en varios alimentos coreanos y japoneses. Los líquenes tienen un alto nivel de acidez. Hay que tener cuidado, ya que hay al menos dos tipos de líquenes que son tóxicos.

Las bacterias o algas asociadas producen pigmentos que absorben la luz solar en la fotosíntesis. Existen informes que se remontan a casi 2000 años atrás sobre la extracción de colores púrpura y rojo de los líquenes. Los líquenes de la familia Roccellaceae se denominan comúnmente "hierba de la orchela". Han sido importantes en la historia porque podían suministrar orceína, un colorante. La Rocella tinctoria es la fuente del indicador de pH tornasol. La orceína se obtiene hirviendo el liquen, y el tornasol se produce añadiendo amoníaco y aire. La orceína también se utiliza como colorante alimentario, con el número E121.

En la actualidad, los tintes basados en líquenes han sido sustituidos en gran medida por los sintéticos.