Photosynthetic activity in relation to water content in fruticose lichen species from Norway
Abstract
Gjennom årene har det blitt gjort betydelig forskning på å forstå fotosyntetisk aktivitet hos skorpe- og bladliknende lavarter, mens buskeformede har fått mindre oppmerksomhet. Buskformede laver, som hvitkrull (Cladonia stellaris), spiller en viktig rolle i det norske landskapet, spesielt i de østlige og sentrale regionene. Det å forstå fotosyntese hos buskformede laver kan gi en verdifull innsikt i deres fysiologi og funksjon i økosystemer. Laver, som høyere planter, er kjent for å vise lys- og temperaturavhengige fotosyntetiske responser, med vann tilgjengelighet som en nøkkelfaktor. De er kun aktive når de er våte, for eksempel på grunn av tåke eller dugg, men kan også bli overmettede med vann, for eksempel på grunn av regn. Lav står ovenfor trusler fra klimaendringer og buskvekst (shrubification), og det er viktig å forstå deres bidrag til økosystemet, som de i Dovrefjell i det sentrale Norge. I denne studien vurderte vi fotosyntetisk aktivitet hos seks buskformende, matte-dannende arter, samlet fra de nevnte fjellene. To forskjellige gassutvekslingsmetoder ble brukt: åpen-system, med fokus på lavtupper, og lukket-system, som involverte deler av hele matter. Vi forventet at fotosyntesen ville øke med synkende vanninnhold, nå toppen ved optimalt vanninnhold, og avta deretter. Resultatene samsvarte imidlertid ikke fult med disse forventningene. Utfordringer som oppstod underveis i eksperimentet inkluderte problemer med CO2-likevekt, og det hindret konsistensen i dataene oppnådd fra begge gassutvekslingsmetodene. Mens dataene fra lukket-system var mer lovende, var også disse mye variasjon, på grunn av faktorer som CO2 konsentrasjon ved oppstart av målinger, mangel på CO2-kontroll, overmettelse med vann og CO2-resirkulering. Våre observasjoner understreker kompleksiteten av lavens fotosyntese og fremhever og fremhever behovet for gode metoder for å måle fotosyntese og gassutveksling, spesielt når man jobber med hele lavmatter. Throughout the years, significant research has been done on understanding the photosynthetic activity in crustose and foliose lichen species, however, fruticose lichens have received less attention. Fruticose lichens, like Cladonia stellaris, play a significant role in the Norwegian landscape, especially in the eastern and central regions. Understanding the photosynthetic dynamics of fruticose lichens could provide valuable insights into their physiology and function in ecosystems. Lichens, like higher plants, are known to exhibit light- and temperature-dependent photosynthetic responses, with water availability being a key factor. They are only active when hydrated, for example, due to fog or dew, but can also become suprasaturated, for example during rainfall events. With lichens facing threats from climate change and shrubification, understanding their contribution to the ecosystem, such as those in the Dovre Mountains in central Norway, is important. In this study, we assessed the photosynthetic activity of six fruticose, mat-forming lichen species, collected from the previously mentioned mountains. Two distinct gas exchange methods were used: open-system gas exchange, focusing on lichen tips, and closed-system gas exchange, involving parts of whole lichen mats. We expected that photosynthesis would increase with decreasing water content, peak at optimal water content, and decline thereafter. However, the results did not fully align with these expectations. Challenges encountered during the experiment, including issues with CO2 equilibrium, hindered the consistency of the data obtained from both gas exchange methods. While data from the closed-system approach were more promising, they too exhibited inconsistencies, due to factors such as initial CO2 concentrations, lack of CO2 control, suprasaturation, and CO2 recycling. Our observations underscore the complexity of lichen photosynthesis and highlight the need for resilient methods to measure photosynthesis and gas exchange, particularly when working with whole lichen mats.