The effect of air pollution on the anatomical structure and photosynthetic efficiency of photobiont in the lichen Physcia adscendens H. Olivier

Porosty są organizmami symbiotycznymi złożonymi z mykobionta i fotobionta. Ze względu na swoją biologię i fizjologię są wrażliwe na zanieczyszczenia powietrza, które oddziałując na nie mogą powodować liczne zmiany anatomiczne plechy, a także obniżać wydajność fotosyntetyczną fotobionta. Badany gatunek porostu, Physcia adscendens, należy do gatunków uważanych za odporne na zanieczyszczenia powietrza związane z postępującą antropopresją. Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu zanieczyszczenia powietrza, w tym głównie tlenków azotu i pyłów zawieszonych na strukturę anatomiczną plechy oraz na wydajność fotosyntetyczną fotobionta w plesze porostu Physcia adscendens. Wykonano pomiary różnych cech anatomicznych bazując na poprzecznych przekrojach plech oraz zmierzono wartości parametrów Fv/Fm i PIABS dla porostów zebranych z czterech stanowisk badawczych charakteryzujących się zróżnicowanym poziomem zanieczyszczenia powietrza. Otrzymane wyniki przeanalizowano stosując jednoczynnikową analizę wariancji (ANOVA) wraz z testem post-hoc Tukey’a. Grubości poszczególnych warstw na przekroju plechy stopniowo wzrastały wraz ze zwiększającym się zanieczyszczeniem powietrza. Zawartość komórek fotobionta w plesze również była najwyższa na stanowiskach charakteryzujących się wysokimi stężeniami tlenków azotu. Parametry Fv/Fm oraz PIABS świadczące wydajności procesu fotosyntezy wykazywały najwyższe wartości na stanowiskach o wysokim zanieczyszczeniu powietrza. Być może w warunkach niskiego zanieczyszczenia powietrza aparat fotosyntetyczny nie wykazuje takiej aktywności do wiązania dwutlenku węgla, ponieważ nie musi – w warunkach nieskażonych wystarcza mu minimalne zaangażowanie w przemiany metaboliczne CO2. Sugeruje to, że w warunkach stresu środowiskowego – jakim bez zwątpienia jest środowisko silnie zurbanizowane – porosty reagują na nie maksymalizując swoje zdolności do przeprowadzania procesu fotosyntezy. Może to jednak też być związane ze zwiększoną inwestycją porostów w komórki fotobionta i syntezę chlorofilu za sprawą zwiększonej dostępności związków azotowych. Otrzymane wyniki sugerują, że Physcia adscendens jest gatunkiem przystosowanym do występowania na terenach zanieczyszczonych.The lichens are symbiotic organisms composed of mycobiont and photobiont. They are sensitive to air pollution due to their specific biological and physiological features. That is why the exposition to various anthropogenic pollutants can cause changes in anatomical structure of the thallus and decrease photobiont’s photosynthetic efficiency. Investigated species, Physcia adscendens, is well-known for being resistant to air pollution associated with progressive anthropopressure. The aim of this study was to investigate the effect of air pollutants, mainly nitrogen oxides and particulate matter, on anatomical structure of thallus and photobiont’s photosynthetic efficiency in the lichen Physcia adscendens. The measurements of anatomical features based on transverse sections and measurements of chlorophyll a fluorescence parameters (Fv/Fm and PIABS) were performed in samples collected from four study sites characterized by different levels of air pollution. The results were analyzed by means of one-way analysis of variance (ANOVA) with Tukey’s post-hoc test. The thickness of particular layers of thallus increased along with increasing level of air pollution. The amount of photobiont cells was the highest in samples from areas with the highest nitrogen pollution. The values of Fv/Fm and PIABS parameters, classical lichen vitality indicators, were increased in samples from polluted areas. Perhaps in conditions of low air pollution, photosynthetic apparatus did not show such high activity to fix carbon dioxide because minimal involvement in metabolic processes in unpolluted area is sufficient. It suggests that lichens maximize their photosynthetic efficiency under environmental stress. It might be also associated with increased amount of photobiont cells, as well as chlorophyll a concentration, inside the thallus. The obtained results suggest that Physcia adscendens is a lichen species well-adapted to polluted areas