Anthropogenic activities have increased nitrogen (N) emissions. However, higher N deposition is associated with negative fallouts in ecosystems, highlighting the necessity to define its critical load (CLO). Lichens, with their lack of roots, stomata, and cuticles, are helpful air pollution indicators and can be used to establish N CLO. Several studies report epiphytic lichens’ reaction to N deposition, but few have also focused on their recovery. In this study, I reproduced a deposition gradient to investigate epiphytic lichen biomass response to long-term N deposition. As such, whole trees were fertilized with 0.6, 6, 12.5, 25, or 50 kg N/ha/year from 2006 to 2012. In 2012, after six years of irrigation, Hypogymnia species and A. sarmentosa had altered biomass, and based on those results, a CLO below 6 kg N/ha/year is recommended for epiphytic lichens in the boreal forest. I also investigated the recovery of epiphytic lichens nine years after the simulated N deposition ceased. In 2021, a high increase in lichen biomass was recorded, suggesting that lichen growth rate is faster than previously assumed by other studies. However, biomass recovery was lower in high N treatments in Hypogymnia sp., Bryoria sp., and A. sarmentosa, suggesting those species recall the historical treatments possibly due to retained impairments. Since differences among treatments increased in the nine years after the simulated N deposition ceased, my results indicate that short-term negative effects of N deposition can have long-lasting effects on the epiphytic lichen community. Thus, I stress the importance of considering the recovery capability of different species during CLO determination to avoid underestimating the impact of N deposition.

No description available.

No description available.

Oaks function as habitat for a myriad of species including 300 species of lichens. Many of the associated species, which are included on the Swedish red-list, depend on old oaks with hollows and deep bark fissures and hence their future is threatened due to a lack of middle-aged oaks. Ongoing studies examine whether veteranisation can speed up the aging process and reduce the delivery time of “new” old oaks; thus reducing the gap between young and old oaks. Decay processes can be facilitated in oaks by inflicting different types of wounds (i.e., veteranisation), such as broken off branches or sawed out nestboxes. In this study bark fissure depth and species richness of lichens were analyzed for oaks subjected to veteranisation, which were compared to controls, ten years after treating them. Bark fissure depth and species richness were analyzed for 49 oaks based on data from from 2014 and 2022. No significant differences were detected between veteranised oaks compared to the control oaks. The time from treatment to the undertaking of this study was only ten years and continued monitoring of the effects on the lichen flora is recommended. / Ekar utgör livsmiljö för en lång rad arter, där lavar utgör cirka 300 arter. Många av ekarnas arter är rödlistade och beroende av gamla ekar med håligheter och djupa barksprickor, men deras framtid hotas på grund av bristen på medelålders ekar som kan efterträda dagens gamla individer. Pågående studier undersöker om veteraniseringsåtgärder kan påskynda åldrandet hos unga ekar, och därmed minska generationsglappet mellan gamla och unga ekar. Utvecklingen av svampangrepp och rötskador kan underlättas hos ekar genom de tillfogas olika skador (så kallad veteranisering), som avbrutna grenar eller utsågade holkar. I denna undersökning analyserades barksprickdjup och artrikedom av lavar hos veteraniserade respektive icke-veteraniserade ekar tio år efter åtgärd. Barksprickdjup och artrikedom analyserades för 49 ekar baserat på data från år 2014 och 2022. Inga signifikanta skillnader kunde ses mellan de veteraniserade ekarna jämfört med kontrollerna. Tiden från veteraniseringsåtgärderna till denna undersöknings utförande har varit kort, och det kan vara av värde att göra ytterligare utvärderingar av effekterna på lavfloran i framtiden.

Les lichens produisent une variété de métabolites secondaires de défense en réponse à un stimulus externe (intensité lumineuse, prédation, pathogène, conditions climatiques, etc.) afin de protéger les partenaires symbiotiques. Plusieurs activités biologiques sont associées à ces métabolites de défense : antitumorale, antipyrétique, anti-inflammatoire, antioxydante, antimycobactérienne, antimicrobienne et analgésique. Les décoctions de lichens étaient d'ailleurs utilisées en médecine traditionnelle pour traiter les maladies respiratoires (irritation de la gorge, toux, asthme et tuberculose), le diabète et les infections intestinales. L'objectif du projet consiste à isoler et identifier de nouveaux produits naturels bioactifs issus des lichens du grand du nord du Québec qui vivent des stress uniques au monde. La diversité moléculaire des lichens Stereocaulon paschale et Cladonia stellaris provenant de la région d'Umiujaq a été étudiée. Pour ce faire, des tests in vitro indicatifs de l'inhibition des étapes majeures de la carcinogenèse (initiation, promotion et progression) et anti-inflammatoires ont été réalisés lors du criblage biologique des extraits bruts pour identifier de nouveaux agents chimiopréventifs du cancer. Afin de localiser les composés actifs directement sur le chromatogramme, les extraits bruts ont été microfractionnés par chromatographie liquide à haute performance (HPLC), puis les fractions ont été soumises aux tests biologiques. Parallèlement, un premier criblage chimique des extraits bruts a été fait par HPLC-UV-TOF-HRMS. L'isolation à l'échelle du milligramme des produits naturels a ensuite été effectuée par chromatographie liquide à moyenne pression (MPLC). Puis, la structure des composés purs a été élucidée par une variété de méthodes spectroscopiques telles que la RMN, HRMS, IR, etc.

Le plus grand défi qui se pose pour les générations actuelles et futures est celui des changements climatiques. Les impacts se feront sentir pour les humains, les sociétés, mais aussi pour les écosystèmes. Ces changements climatiques entrainent déjà des modifications de la faune et la flore des écosystèmes autour du globe et il est accepté que les régions du Nord subiront les modifications les plus drastiques de leurs conditions menaçant ainsi les ressources naturelles qu'elles renferment. De nombreux secrets et les connaissances associées pourraient donc disparaitre avec les changements climatiques. Les plantes et les lichens produisent toute une kyrielle de molécules jouant divers rôles dans leur croissance, leur survie, leur reproduction, leur communication, etc. Un nombre considérable de ces produits naturels issus de végétaux sont d'ailleurs utilisés en pharmaceutique, en cosméceutique, en cosmétique, en parfumerie, en alimentation, etc. Les organismes produisent des métabolites en réponse aux stress qu'ils subissent et ces stress sont très différents dans la nordicité en comparaison des autres écosystèmes de la planète ce qui peut avoir un impact sur la composition moléculaire des végétaux et des autres organismes qui s'y trouvent. Le métabolome de végétaux issus de la nordicité a été étudié, en analysant les huiles essentielles de Rhododendron groenlandicum, Rhododendron subarcticum et Myrica gale, ainsi que la fraction volatile de Betula glandulosa par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. Les huiles essentielles ont été comparées à des huiles essentielles des mêmes espèces ne provenant pas de la nordicité. Pour Betula glandulosa, il s'agissait de la première investigation de sa fraction volatile. Les huiles essentielles des deux Rhododendron ont également été évaluées pour diverses activités biologiques. Aussi, l'impact de la nordicité a été évalué en développant une méthodologie permettant la comparaison de la composition en métabolites secondaires d'échantillons de lichens prélevés à différentes latitudes. / The biggest challenge for current and future generations is climate change. Impacts will be felt by humans and society but also by ecosystems. Climate change already modifies fauna and flora around the world and the most intense modifications of ecosystem conditions will take place in the northern regions. The natural resources found in northern regions have a great potential. Their ecosystems are still full of secrets, knowledge that could very well disappear with climate change. Plants and lichens produce a variety of molecules playing diverse roles in their growth, their survival, their reproduction, their communications, etc. and a great number of natural products from plants are used in pharmaceuticals, cosmeceuticals, cosmetics, perfumes, foods, etc. Organisms produce secondary metabolites in response to stresses they are enduring and those are very different in northern regions compared to ecosystems elsewhere, which certainly have an impact on molecular composition of plants and other organisms evolving there like lichens. Metabolome of some plants from Nunavik have been studied, by analysis of essential oils from Rhododendron groenlandicum, Rhododendron subarcticum and Myrica gale and of the volatile fraction of Betula glandulosa by gas chromatography-mass spectrometry. Those essential oils have been compared with essential oils from the same species growing outside Nunavik. The investigation of volatile fraction from Betula glandulosa was the first ever. Essential oils from both Rhododendron species have been submitted to biological activity assays. Also, the impact of latitude has been examined by developing a method allowing comparison of secondary metabolites in lichens collected over a gradient of latitudes.

No / One of the major roles lichens play in shaping the natural world, both physically and biologically, is as agents in soil development: formerly considered only in a geological context, recent research has shown that they are capable of biodeteriorating stone substrata within a relatively short timescale. Chemical alteration of the substratum is achieved by the disruptive action of many species, particularly those capable of producing an oxalate at the thallus–substratum interface . The oxalate contributes significantly to the bulk and composition of the thallus itself and persists as an obvious encrustation after the lichen’s death. In the past, these disfiguring oxalate residues on ancient monuments have been variously interpreted as resulting from former mechanical/chemical renovation treatments, atmospheric pollution , and climatic weathering. The origin and nature of oxalate accretions, the factors involved in pedogenesis , and the development of lichen mosaics are reviewed. Aesthetic disfigurement versus physical damage to stonework is considered, and various aspects of stonework conservation are discussed.

1 Abstract Forests are the native Central European vegetation, which have dominated in the landscape for the last c. 10,000 years. Stands with an oak and hornbeam dominance occupied lower elevations before human colonization, beech and silver fir-beech forests middle elevations and spruce stands at higher elevations. Only a few remnants of forests, which can be regarded as primeval or with a minimal impact of forest management, have survived in densely populated Central Europe. Examples of the most preserved primeval forests are Rothwald (Austria), Białowieża (Poland, Belorussia), Stužica/Stuzhytsia (Slovakia, Ukraine) and Boubín (Czech Republic). Although these sites are small and isolated, they are local diversity centers for many organisms, mainly for fungi, lichens and bryophytes, refugia for numerous endangered species and some of them have their last localities there. Epiphytic and epixylic lichens are an ideal model group for studies about forests because they sensitively indicate management, continuity, heterogeneity and age of a woodland. Therefore they could help us to answer many important questions about the conservation of natural forests. This thesis comprises several different points of view on lichens in Central European forests and its aim is to join these heterogeneous fields into one...

Il est plus que nécessaire aujourd'hui d'apporter de nouvelles avancées dans le domaine des traitements anti-cancéreux. Il est également bien établi que dans la famille des produits bioactifs d'origine naturelle, les composés azotés sont largement représentés et ce dans la plupart des classes thérapeutiques. Aussi, ces travaux se sont concentrés sur l'obtention de composés azotés bioactifs d'origine naturelle en ciblant des produits cytotoxiques. Ce travail est divisé en trois parties. Tout d'abord, nous avons choisi d'étudier les souches bactériennes associées aux lichens. En effet, le réseau symbiotique complexe que représente le lichen est d'un grand intérêt pour l'identification de nouvelles souches bactériennes avec des potentiels de production de composés d'intérêt et notamment d'un point de vue biotechnologique. Dans un premier temps, un travail d'optimisation des conditions de culture d'une souche d'Actinobactérie, Nocardia sp, isolée à partir d'un lichen, Collema auriforme, a été réalisé dans le but de favoriser la production de composés cytotoxiques. Dans un second temps, l'étude bactériochimique de cette souche a permis l'isolement de 13 composés azotés, dont deux dicétopipérazines bromées qui sont nouvellement décrites ainsi que des dérivés puriques et pyrimidiques. Enfin, un travail de ciblage des composés actifs, par réseaux moléculaires et analyses multivariées de données de spectrométrie de masse, a mis en évidence des molécules potentiellement responsables de l'activité. La seconde partie de ce travail apporte des éléments de réponse sur la nature de la relation bactérie-lichen en observant les effets de certains composés lichéniques sur la croissance et le métabolisme bactériens ainsi qu'en étudiant le potentiel de biotransformation de trois bactéries associées aux lichens (une Firmicutes, une beta-protéobactérie et une Actinobactérie). Les souches sélectionnées ont toutes montré des capacités de biotransformation des composés lichéniques testés (notamment acide usnique et méthyl-beta-orcinolcarboxylate). Enfin, la troisième partie de ce travail décrit une nouvelle méthode d'obtention de composés azotés bioactifs d'origine naturelle par la voie synthétique. Ainsi, une nouvelle méthode de synthèse de la bgugaine, la coniine et la tylophorine a été étudiée et a permis d'obtenir la N-Boc-2-heptylpyrrolidine, démontrant la possibilité de synthétiser des alcaloïdes de type pyrrolidine et d'envisager la synthèse des cibles sélectionnées. / New advances in anti-cancer therapeutic are today more than necessary. It is also well establish that amongst bioactive natural compounds, nitrogen compounds are widely represented and that, in all therapeutic classes. Thus, these works are focused on obtaining bioactive nitrogen compounds from natural sources targeting cytotoxic products. This work is divided in three parts. First of all, we chose to study bacterial strains associated with lichen. Indeed, lichens are a complex symbiotic network of great interest for the discovery of new bacterial strains. Especially for strains with a great biotechnological potential particularly in the production of compounds of interest. At first, culture conditions of an Actinobacteria, Nocardia sp, isolated from a lichen, Collema auriforme, were optimised in order to produce cytotoxic compounds. Secondly, the study of the secondary metabolites patterns of this strain allows the isolation of 13 nitrogen compounds, including 2 brominated diketopiperazines which are newly described, along with purine and pyrimidine derivatives. Finally, a targeting work of bioactive compounds was realised by establishing molecular networking and multivariate analysis of mass spectrometry data, highlighting molecules potentially responsible for activity. The second part of this work bring some answers about the nature of the relationship between bacteria and lichen, by observing effect of some lichen compounds on bacterial growth and metabolism as well as studying the biotransformation potential of three lichen-associated bacteria (a Firmicutes, an beta-proteobacteria and an Actinobacteria). All selected strains showed ability for the biotransformation of tested lichen compounds (usnic acid and methyl-beta-orcinolcarboxylate). Finally, the third part of this work describes a new method for obtaining bioactive nitrogen compounds by a synthetic way. Thus, a novel synthesis method of bgugaine, coniine and tylophorine was studied and led to N-Boc-2-heptylpyrrolidine, showing the possibility to synthesize pyrrolidine alkaloids and to consider the synthesis of selected targets.

L’étude physicochimique de trois lichens récoltés en Limousin, Usnea florida, Flavoparmelia caperata et Cladonia incrassata, a permis d’isoler et de caractériser 16 composés issus du métabolisme secondaire. Dans un premier temps, ces lichens ont été sélectionnés lors d’un criblage analytique préliminaire réalisé sur 17 espèces. L’activité antimicrobienne des extraits acétoniques a été évaluée, puis leur fractionnement bioguidé a été mis en œuvre. Les deux isomères de l’acide usnique, 3 dibenzofuranes, 4 depsides, 3 depsidones, un acide aliphatique, un phtalide et un stérol ont été isolés. Une xanthone trichlorée, la cladoxanthone A, a été extraite et identifiée pour la première fois à partir d’une source naturelle. L’effet de tous les composés a été évalué sur Staphyloccocus aureus par bioautographie. Pour les produits isolés en quantité suffisante, des tests de dilution en milieu liquide ont permis de déterminer leurs CMI, en comparaison avec le Phénonip®, conservateur couramment utilisé dans l’industrie cosmétique. Les acides didymique et condidymique en particulier s’avèrent être de bons candidats pour une utilisation en tant que conservateurs. Dans un second temps, compte tenu de leur potentielle application industrielle, nous avons exploré des voies de synthèse de l’acide usnique et de la cladoxanthone A. Ainsi, la préparation de l’intermédiaire clé pour l’accès à l’acide usnique a été optimisée et les premiers essais de couplage en présence d’une porphyrine sont encourageants. De même, les voies de synthèse proposées et mises en œuvre pour la cladoxanthone A sont prometteuses. / Phytochemical study of three lichens collected in Limousin, Usnea florida, Flavoparmelia caperata and Cladonia incrassata, led to the isolation and the structural identification of 16 secondary metabolites. First, these lichens were chosen after a preliminary screening performed on 17 species. Antimicrobial activity of acetone extracts was evaluated and bioassay-guided fractionation was performed. The two isomers of usnic acid, 3 dibenzofurans, 4 depsides, 3 depsidones, one aliphatic acid and one sterol were isolated. A trichlorinated xanthone, named cladoxanthone A, was extracted and identified for the first time in a natural source. A bioautographic protocol was used to evaluate antibacterial activities of these compounds on Staphylococcus aureus. MICs of the products obtained in sufficient amounts were determined by a broth microdilution method in parallel with Phenonip®, a preservative commonly used in cosmetic industry. Didymic and condidymic acids were found to be good candidates for use as preservatives. Secondly, owing to their potential industrial application, we explored synthetic routes for usnic acid and cladoxanthone A. Thus, the preparation of the key intermediate for access to usnic acid was optimized and the first coupling tests in the presence of a porphyrin were encouraging. Similarly, the proposed synthetic routes for cladoxanthone A are promising.