Lichens as pioneer organisms and their role in primary succession

Abstract

Primary succession is the process through which a recently unearthed or newly created substrate becomes habitable for colonising organisms. This typically occurs either after a volcanic eruption or the melting of a glacier, or in extreme cases of fire or soil contamination, and can be differentiated from secondary succession by the lack of a seed bank. Pioneer organisms are those considered to be the first to colonise substrates undergoing succession, enduring long periods with minimal nutrients and soil cover, often with little water or shade as well. Certain species of lichen are capable of surviving such conditions and can therefore be found occupying this role. They are also able to weather the substrate and enrich it with nutrients, setting the scene for further colonisation by less hardy species. This work looks at the traits certain lichens possess that make them well-suited to this role, both in facilitating progress into further stages of succession and in surviving the early stage in which they can first appear. It will also cover the weathering process and how lichen metabolites contribute to it. Additionally, the differences between types of localities (such as variance in substrate or climate) where primary succession is occurring will be explored.

Primární sukcese je proces, ve kterém se recentně obnažený nebo nově vytvořený substrát stává více schopný podporovat organismy, které tento substrát osídlí. K iniciaci tohoto procesu typicky dochází po vulkanické erupci, tání ledovce, nebo v extrémních příkladech požáru nebo poškození substrátu toxickými látkami. Tyto lokality se dají charakterizovat nepřítomností diaspor. Pionýrské organismy jsou tedy první kolonizátoři těchto substrátů. V průběhu tohoto procesu musí tedy přežít dlouhé období s minimálním přísunem živin, pokryvem půdy a často i s malým množstvím stínu a vody. Některé druhy lišejníků jsou schopné tyto podmínky přežít a z tohoto důvodu se tyto druhy často nacházejí v roli pionýrských organismů. Jsou schopny zvětrávat substrát a obohatit ho živinami, které fixují, což umožní následné osídlení druhy, které jsou méně životaschopné v těchto podmínkách. Cílem práce je sledovat vlastnosti určitých lišejníků, které jim umožňují uspět v těchto podmínkách - jak ve facilitaci, tak v přežití raných fází sukcese. Zaměřila jsem se zároveň na vliv lišejníkových metabolitů na zvětrávací proces a na odlišnosti mezi lokalitami procházejícími sukcesi (například rozdíly v substrátu nebo klimatu).