Les organismes microscopiques qui colorent les roches du désert
Texte &Photos de Wayne P. Armstrong
Croûte de lichen sur les roches &Boulders
Sans aucun doute, les revêtements les plus colorés sur les roches sont produits par les lichens, une remarquable relation symbiotique entre des cellules d’algues microscopiques et des filaments de champignons. Bien que les lichens puissent également résister à des conditions environnementales extrêmes, ils ne peuvent généralement pas survivre aussi bien sur les rochers secs et cuits par le soleil où prospèrent les microbes du vernis du désert. Les lichens des rochers se déclinent en une variété de couleurs vives, du rouge, de l’orange et du jaune aux brillantes nuances de vert. Il existe des centaines d’espèces dans le sud-ouest des États-Unis, y compris des formes feuillues et des espèces crustacées à faible croissance ressemblant à une épaisse couche de peinture.
Cet affleurement de basalte sur le plateau de Santa Rosa, dans le sud de la Californie, est recouvert d’une croûte dense de quatre espèces de lichens colorés, dont le Caloplaca orange, le Candelaria & jaune et le Xanthoparmelia gris. Il n’y a pas une trace de vernis du désert sur ce bloc rocheux.
Le corps du lichen (thalle) est composé de cellules d’algues vivant à l’intérieur d’une masse compacte de tissu fongique. Les algues sont photosynthétiques et fournissent au champignon des nutriments glucidiques. Les délicates cellules algales bénéficient également d’une protection mécanique contre les conditions climatiques hostiles en étant étroitement enveloppées dans un maillage dense de filaments fongiques.
C’est particulièrement vrai sur les rochers arides, où aucun des partenaires ne pourrait survivre seul. En effet, la relation est une sorte de mariage où chaque membre dépend de l’autre pour sa survie. Ce n’est qu’en 1867 que la double nature symbiotique des lichens a été décrite par le botaniste suisse Simon Schwendener. L’un des ardents défenseurs de l’hypothèse du mariage algues/champignons était l’excellente naturaliste et illustratrice scientifique de cette époque du nom de Beatrix Potter – qui est devenue par la suite une célèbre auteure de contes pour enfants !
Une douzaine ou plus d’espèces de lichens peuvent pousser sur un seul rocher, recouvrant souvent complètement la surface de la roche. Les lichens crustacés forment une interface si étroite avec la surface cristalline de certaines roches qu’ils sont pratiquement impossibles à détacher. Ils peuvent même pousser sur de l’obsidienne noire brillante. De nombreux lichens de roche crustacés passent la majeure partie de leur vie dans un état « dormant » desséché et ont des taux de croissance annuels extrêmement lents.
Les lichens se dessèchent très rapidement et peuvent perdre jusqu’à 98 % de leur contenu en eau. Lorsqu’un lichen est mouillé par la pluie ou la rosée du matin, il s’imprègne rapidement d’eau comme un papier buvard, et la photosynthèse au sein de son petit partenaire algal est relancée pour un temps. Comme les lichens sont parmi les premières plantes à pousser sur une roche nue, ils jouent un rôle dans la formation du sol en attaquant lentement la surface de la roche. Les fragments de roche microscopiques enchevêtrés avec le lichen se détachent par expansion et contraction, alors que le lichen est alternativement humidifié et séché.
Vue rapprochée de plusieurs lichens crustacés gravant lentement la surface de la roche métavolcanique dans les Coast Ranges du sud de la Californie. Les lichens comprennent Acarospora schleicheri jaune citron, A. bullata brun, et Dimelaena radiata gris.
Dans l’environnement naturel, les plantes envahissent et colonisent constamment de nouveaux habitats — un phénomène connu sous le nom de succession. Comme les lichens sont parmi les premières plantes à coloniser la roche nue, ils jouent un rôle important dans la succession primaire. Après que les lichens ont gravé et effrité la surface de la roche pendant des siècles, le sol minéral et la matière organique commencent à s’accumuler. Puis d’autres plantes comme les mousses et les herbes commencent à pousser, suivies par les herbes, les arbustes rustiques et enfin les arbres.
Bien que les lichens produisent des acides organiques (phénoliques) faibles, il est douteux que ces acides aient beaucoup d’effet sur le mordançage des roches, à moins qu’elles ne soient calcaires. Pour la plupart des surfaces rocheuses, le processus de gravure est probablement mécanique. Les lichens de roche crustacés sont capables de se développer sur des roches nues, en enfonçant leur thalle étalé dans les moindres recoins et fissures. Les fragments de roche microscopiques enchevêtrés dans le thalle du lichen se détachent par expansion et contraction, lorsque le thalle est alternativement humidifié et séché.
Le pouvoir briseur de roche des plantes est grandement amélioré lorsque les graines tombent dans les fissures et germent ensuite. C’est particulièrement vrai dans le cas des arbustes ligneux et des conifères dotés de puissants systèmes racinaires en expansion. Dans toute la Sierra Nevada subalpine, on trouve des forêts de pins, de sapins et de pruches qui poussent dans des sols relativement peu profonds et du duff recouvrant du granit massif. Ce socle massif de granit a été affouillé et poli par les glaciers il y a aussi peu que 12 000 ans.
Sur les affleurements granitiques accidentés, de grandes colonies de lichen de carte vert calcaire (Rhizocarpon geographicum), d’Aspicilia cinerea gris cendré et de Caloplaca saxicola orange peuvent avoir des milliers d’années. En fait, le lichen des rochers Acarospora chlorophana, de couleur chartreuse, peut ne croître que de quelques millimètres par siècle. Il suffit de contempler les panoramas spectaculaires de granit sculpté par les glaciers dans toute la Sierra Nevada pour apprécier l’ampleur de certains lichens crustacés.
La surface noircie des dômes massifs du parc national de Yosemite est en fait constituée d’espèces crustacées de Buellia, Verrucaria et Lecidea atrobrunnea. Les taux de croissance des lichens des rochers sur les moraines glaciaires ont été utilisés pour estimer l’intervalle de temps entre l’avancée et le retrait des glaciers.
Les lichens des rochers ont joué un rôle important dans la survie des peuples autochtones et des explorateurs. En plus de fournir de la nourriture à leurs animaux, les Indiens, les Esquimaux et les Lapons mangent certains lichens. Les lichens feuillus appelés tripes des rochers (Umbilicaria) sont bouillis dans des soupes ou consommés crus. Ils sont également ajoutés aux salades ou frits, et sont considérés comme un mets délicat au Japon.
Tout au long de l’histoire, les paysans de Perse ont évité la famine massive en mangeant l’abondant lichen de roche crustacé Lecanora esculenta. Ce lichen se détache facilement en petites plaques et est arraché des rochers par le vent, s’accumulant souvent dans les crevasses et sous les arbustes. Il est mélangé à de la farine et transformé en une sorte de pain en Turquie et dans le nord de l’Iran. En fait, certains érudits bibliques pensent que ce lichen pourrait avoir été la « manne » qui a sauvé les Israélites affamés lors de leur exode d’Égypte.
Par le mariage remarquable entre les algues et les champignons, les lichens ont gravé une existence dans des endroits où aucune autre forme de vie ne pourrait vivre. Bien qu’ils aient survécu à des millions d’années d’évolution, de nombreuses espèces de lichens sont aujourd’hui menacées par la pollution atmosphérique. Ce même sort pourrait également toucher certains des microbes du vernis du désert. Comme les lichens absorbent la plupart de leurs nutriments minéraux de l’air et de l’eau de pluie, ils sont particulièrement vulnérables aux polluants toxiques véhiculés par l’air.
Parce qu’ils n’ont aucun moyen d’excréter les éléments qu’ils absorbent dans leurs tissus, les composés toxiques deviennent encore plus concentrés. Les toxines provoquent la détérioration des cellules photosynthétiques de l’algue et la mort subséquente du conjoint fongique. Les activités intensives des véhicules tout-terrain dans certaines zones désertiques soulèvent de grandes quantités de poussière alcaline. Cette alcalinité atmosphérique accrue peut affecter l’oxydation du manganèse par les bactéries du vernis, ralentissant ou inhibant ainsi le développement du vernis du désert.
Comme le proverbial canari utilisé pour détecter les fumées de méthane invisibles mais mortelles dans une mine de charbon, les lichens sont des baromètres sensibles de la pollution atmosphérique. En fait, leur vulnérabilité en a fait des stations de surveillance de la pollution atmosphérique très efficaces pour le Service des forêts et le Service des parcs nationaux des États-Unis. Les lichens et le vernis du désert sont des organismes vivants fascinants et complexes. Nous avons encore beaucoup à apprendre d’eux. De plus, ils recouvrent nos montagnes désertiques d’une myriade de belles couleurs.
Quelques bonnes références sur le vernis du désert &Lichens
1. Armstrong, W.P. et J.L. Platt. 1993. « Le mariage entre les algues et les champignons ». Fremontia 22 : 3-12.
2. Brock, T.M. et M.T. Madigan. 1988. Biologie des micro-organismes
(5e édition). Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey.
3. Dorn, R.I. 1982. « Enigma of the Desert ». Environnement Sud-Ouest numéro 497 : 3-5.
4. Dorn, R.I. et T.M. Oberlander. 1982. « Rock Varnish. » Progress In Physical Geography 6 : 317-367.
5. Dorn, R.I. et T.M. Oberlander. 1981. « Origine microbienne du vernis du désert ». Science 213 : 1245-1247.
6. Nash, T.H. 1996. Lichen Biology. Cambridge University Press, Cambridge.
7. Richardson, David H.S. 1974. Les lichens en voie de disparition. Hafner Press, New York.
Wayne P. Armstrong est professeur de botanique, département des sciences de la vie – Palomar College – San Marcos, Californie. Il est éditeur de WAYNE’S WORD® : A Newsletter of Natural History.
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