Flechten bestehen aus einer symbiotischen Partnerschaft zwischen einem Pilz und einem oder mehreren photosynthetischen Organismen, die entweder zu den Cyanobakterien oder den Grünalgen gehören. Flechten kommen in einer Vielzahl von Umgebungen vor, einschließlich extrem trockener Umgebungen, in denen die Flechten wiederholten Zyklen unterliegen SIkkation und Rehydrierung (D/R). Es ist bekannt, dass Pflanzen, die Austrocknung tolerieren, dies teilweise tun, weil sie eine hohe Flexibilität der Zellwand (CW) haben, die einen „kontrollierten Kollaps“ der Zelle ohne bleibende Schäden ermöglicht, aber die Mechanismen, durch die Flechten ähnliche Bedingungen überleben, sind kaum bekannt.

In einem kürzlich veröffentlichten Artikel in Annals of Botany, María González-Hourcade und Kollegen untersuchten die strukturellen und biochemischen Merkmale des CW von zwei Flechten-Mikroalgen, einer an schnelle D / R-Zyklen angepasst, der andere an mildere saisonale Trockenperioden. Die Forscher setzten die beiden Algen bis zu vier D/R-Zyklen aus und visualisierten dann ihre CW-Struktur mithilfe von Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie. Sie führten auch eine biochemische Analyse der CW-Zusammensetzung jeder Alge durch.

Die Autoren fanden heraus, dass die Zellen während des Austrocknungsprozesses zunehmend schrumpften und sich verformten, obwohl die Plasmamembranen in Kontakt mit den CWs blieben. Innerhalb gewisser Grenzen ließ sich diese Veränderung durch Zugabe von Wasser schnell wieder rückgängig machen. Die an saisonale Trockenheit angepasste Alge war weniger tolerant gegenüber schnellem Trocknen und sehr niedrigen Feuchtigkeitswerten als die Arten, die sich an eine extremere Umgebung gewöhnt hatten, wobei letztere eine relative Luftfeuchtigkeit von nur 10 % aushielt, während erstere mindestens 60 % benötigte.

Biochemisch zeigten die Experimente, dass sich die Zusammensetzung von CW-Polysacchariden nach dem Austrocknen ändert, dass sich die Änderungen jedoch in den beiden untersuchten Arten unterschieden. „Der biochemische Umbau des CW scheint eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle seiner biomechanischen Eigenschaften zu spielen und hilft Flechtenmikroalgen, mit schnellen Änderungen des Wasserhaushalts der Zelle fertig zu werden“, schreiben die Autoren. Sie stellen auch fest, dass die Studie „die Vorstellung stützt, dass CW-Umbau ein aktiver und artspezifischer Prozess ist, der durch Austrocknungsbedingungen induziert wird, die denen ähneln, die in den natürlichen Lebensräumen vorkommen, in denen jede Alge / Flechte gedeiht“.