Investigation of the preliminary phases of hydration fronds Antarctic lichen Caloplaca regalis

Wraz ze wzrostem szerokości geograficznej zmniejsza się liczba gatunków roślin wyższych zasiedlających środowisko naturalne, natomiast zwiększa się udział organizmów zarodnikowych, a zwłaszcza grzybów zlichenizowanych. Na obszarze Antarktyki zaobserwowano około 400 gatunków porostów, w porównaniu z zaledwie trzema gatunkami roślin naczyniowych. Grzyby zlichenizowane można zaliczyć do organizmów ekstremofilnymi, aczkolwiek jedynie tolerują one skrajne warunki środowiskowe. Mogą one przetrwać skrajne warunki środowiska naturalnego, takie jak ekstremalnie niska temperatura czy drastyczne odwodnienie. Co więcej, wiele gatunków znosi oziębienie do temperatury ciekłego azotu, a także ekspozycję do przestrzeni kosmicznej [ Harańczyk i in., 2013]. Grzyby zlichenizowane mogą zaopatrywać się w wodę pochodzącą bezpośrednio od śniegu, do poziomu wystarczającego do uruchomienia reakcji fotosyntezy. Znacząca dehydratacja plechy jest jedną z możliwości przetrwania skrajnie niskich temperatur zdarzających się w środowiskach występowania porostów, dlatego też niewykluczone jest to że odporność na odwodnienie oraz odporność na zamarzanie charakteryzują się podobnym mechanizmem molekularnym. Mechanizm ten nie został jeszcze w pełni poznany.Celem pracy było zbadanie wstępnych faz rehydratacji plechy antarktycznego grzyba zlichenizowanego Caloplaca regalis. W badaniach plechy Caloplaca regalis wykorzystano metodę magnetycznego rezonansu jądrowego dla protonów, która w układzie nieprzezroczystym pozwala obserwować dynamikę molekularną wody zawartej w próbce. W szczególności pozwala wykryć procesy przemiany frakcji wody luźno związanej zamarzającej w plesze porostu do frakcji wody ściśle związanej, niezamarzającej . Przeprowadzono pomiary 1H- NMR w domenie czasu i w domenie częstości próbek plechy Caloplaca regalis o różnych poziomach uwodnienia z fazy gazowej, naśladując uwadnianie organizmu w środowisku naturalnym.

With the increase in the latitude is reduced number of higher plant species inhabiting the environment, while increasing the proportion of spore-bearing organisms, especially lichens. In the Antarctic was observed about 400 species of lichens, compared with only three species of vascular plants. Lichens may include organisms extremophilic, although they only tolerate extreme environmental conditions. They can survive extreme environmental conditions such as extreme low temperature or drastic dehydration. What's more, many species tolerate cooling to the temperature of liquid nitrogen, as well as exposure to space [Harańczyk et al., 2013]. Lichens can source water coming directly from the snow, to a level sufficient to trigger reactions of photosynthesis. A significant dehydration of the thalli is one of the survival of extremely low temperatures occurring in the presence of lichen environments, and therefore it is conceivable that the resistance to desiccation and tolerance to freezing exhibit similar molecular mechanism. The mechanism has not yet been fully understood.The aim of my work was to investigate the initial phases of the rehydration fronds Antarctic lichens Caloplaca regalis. In clinical fronds Caloplaca regalis method was used for nuclear magnetic resonance of protons, which is opaque in a molecular dynamics allows monitoring of the water contained in the sample. In particular, to detect metabolic processes water fraction loosely freezing in thallus lichen fraction of water closely related, anti-freeze. 1H NMR measurements were carried out in the time domain and the frequency domain samples fronds Caloplaca regalis at different levels of hydration from the gas phase, imitate the organism's hydration in the environment.