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Aug 07, 2023

Líquens laranja brilhante podem usar seus pigmentos como um 'filtro solar'

Fungos em liquens alaranjados podem evitar os efeitos tóxicos de pigmentos brilhantes, permitindo

Os fungos nos liquens alaranjados podem evitar os efeitos tóxicos dos pigmentos brilhantes, permitindo-lhes lidar com altas cargas de UV.

Os liquens são curiosos organismos semelhantes a plantas que consistem em uma espécie de fungo e pelo menos uma alga ou cianobactéria vivendo em uma relação simbiótica. Uma família de líquens, conhecida como Teloschistaceae, costuma ter uma cor laranja brilhante - uma característica rara em comparação com espécies intimamente relacionadas. Os pigmentos responsáveis ​​pela tonalidade intensa costumam ter efeitos tóxicos no próprio organismo, levando os cientistas a se perguntarem como ele se protegeu ao sintetizar sua coloração alaranjada.

A pesquisa mostrou que os fungos nos liquens alaranjados são capazes de evitar os efeitos tóxicos dos pigmentos brilhantes, transportando-os para fora de suas células, criando um "efeito protetor solar". Um novo estudo de metagenômica publicado por pesquisadores do Imperial College London e do Royal Botanic Gardens, Kew agora revela como os líquens podem usar sua tonalidade laranja para refletir a luz solar, evitando seus efeitos tóxicos.

O estudo, publicado na Genome Biology and Evolution, revela que os fungos dessa classe de líquen possuem um gene responsável por transportar os pigmentos alaranjados para fora da célula logo após sua criação.

O principal autor Theo Llewellyn, candidato a PhD do Departamento de Ciências da Vida da Imperial, diz que a descoberta inesperada veio de uma pesquisa de genes que isolou sequências de algas e fungos que compõem os liquens. Os fungos nos liquens alaranjados evoluíram para lidar com pigmentos tóxicos, diz ele: "O que nos deixou realmente empolgados e surpresos foi que vimos que logo ao lado do gene responsável por produzir esses pigmentos, há um segundo gene, que é especializado para poder transportar esse pigmento e tirá-lo da célula."

Esses genes transportadores permitiram que os fungos se livrassem do pigmento antes que ele pudesse se acumular e se tornar tóxico, explicam os pesquisadores. O gene transportador não foi encontrado em linhagens/grupos de líquens não laranja.

O estudo foi concebido, conduzido e parcialmente financiado por um projeto RBG Kew. A Dra. Ester Gaya, Líder de Pesquisa Sênior em Micologia da RBG Kew e especialista em Teloschistaceae, diz que está satisfeita com as descobertas do grupo. Ela diz: "Nós trabalhamos por anos neste grupo de líquenes, e depois de revelar que uma radiação adaptativa em habitats áridos foi mediada por esses pigmentos laranja, eu sempre me perguntei por quê. Por que eles evoluíram para produzir tais pigmentos tóxicos que podem matar eles mesmos?"

Os pigmentos que são responsáveis ​​por colorir os líquens de amarelo dourado a vermelho carmesim são conhecidos como 'antraquinonas', que também possuem propriedades de proteção UV.

O pesquisador de produtos naturais da RBG Kew, Dr. Tom Prescott, que também é coautor do estudo, concordou, acrescentando que "as antraquinonas há muito são reconhecidas como bastante tóxicas, inclusive para fungos, por isso sempre foi um mistério como elas produzem essas substâncias. compostos sem se envenenar." Este estudo ajuda a explicar isso.

“Esses pigmentos que eles produzem são insolúveis em água”, diz Llewellyn, “uma vez que o líquen os produz, eles começam a cristalizar e formam uma camada sobre o líquen”.

Isso permite que o líquen reflita a luz ultravioleta e a luz azul visível. Os cientistas dizem que, embora ainda não esteja claro quais organismos do líquen mais se beneficiam desse efeito protetor solar, eles especulam que tanto os fungos quanto as algas estão protegidos. As algas usam a luz do sol para fazer fotossíntese e produzir açúcares para o sistema de líquen, mas em excesso pode ser prejudicial, pois pode causar danos ao DNA.

A espessa camada de cristais pode refletir a radiação prejudicial enquanto ainda permite que alguma radiação solar passe para a fotossíntese.

O co-autor do professor Timothy Barraclough, professor do Departamento de Biologia da Universidade de Oxford e professor visitante do Departamento de Ciências da Vida da Imperial, diz que a compreensão desses mecanismos pode ajudar a esclarecer como esses líquens laranja são capazes de se comportar em diferentes habitats.