Wpływ chlorku sodu i azotanu amonu oraz ich interakcji na wydajność fotosyntezy komórek fotobionta w plechach Cladonia rei Schaer.

Pomiary fluorescencji chlorofilu pozwalają szybko i bez skomplikowanych procedur metodycznych określić stan fizjologiczny organizmów w nim występujących i tym samym oszacować jakość środowiska. Zastosowanie tej metody rozszerzyło również zakres badań laboratoryjnych nad wpływem różnych czynników stresowych na organizmy fotosyntetyzujące. Chlorek sodu oraz związki azotu należą do czynników coraz intensywniej wprowadzanych do środowiska. Trend ten obserwuje się zwłaszcza w rejonach miejskich, co ma związek m.in. ze zwiększonym ruchem samochodowym. Porosty należące do gatunku Cladonia rei występują zarówno na terenach silnie skażonych jak i wolnych od zanieczyszczeń metalami ciężkimi. Dane literaturowe wskazują, że osobniki zasiedlające stanowiska o podwyższonym poziomie metali ciężkich w podłożu wykazują zmiany w morfologii oraz przyjmują unikalne cechy fenotypowe. Ciekawym aspektem jest więc zbadanie jaki wpływ na fizjologię tego gatunku mogą mieć inne czynniki stresowe – sól drogowa i związki azotu. Niniejsza praca ma na celu eksperymentalne porównanie wpływu chlorku sodu i azotanu amonu oraz ich interakcji na wydajność fotosyntezy w plechach porostu C. rei. W szczególności skupia się na ocenie możliwości regeneracyjnych fotobionta wraz z upływem czasu od ekspozycji na stres, sprawdzeniu różnic w odpowiedzi na zadane czynniki stresowe w zależności od zanieczyszczenia siedliska metalami ciężkimi oraz zbadaniu wpływu połączenia działania azotu i soli na wydajność procesu fotosyntezy. Wyniki wskazują, że niskie stężenia chloru sodu i azotanu amonu oraz ich interakcje nie wpływają znacząco na parametry fluorescencji chlorofilu. Duże dawki samego azotu istotnie zmniejszyły maksymalną wydajność kwantową fotosystemu II (Fv/Fm), ale było to zauważalne dopiero po dłuższym czasie od ekspozycji. Traktowanie plech wysokimi stężeniami soli (również w połączeniu z małymi dawkami azotu) również znacząco obniżyło wydajności fotosyntezy. Jednakże nie był to trwały efekt, ponieważ po czasie zaobserwowano pewną tendencję do powrotu do wartości wyjściowych. Ponadto, porosty zebrane ze stanowiska silnie zanieczyszczonego metalami ciężkimi wykazywały szybszą zdolność do regeneracji. Współdziałanie każdej dawki chlorku sodu z najwyższym stężeniem azotanu amonu miało znaczący wpływ na wydajność fotosyntezy. Wnioskuje się, że ekspozycja na różne rodzaje stresu, może mieć silniejszy negatywny efekt niż każdy z czynników działający osobno. Przeciwnie niż w przypadku samej soli, dla interakcji największych dawek obu czynników najsilniejszy negatywny wpływ na wydajność fotosyntezy obserwowany był u osobników pochodzących z terenów silnie zanieczyszczonych metalami ciężkimi. Porosty narażone w siedlisku na stres związany z metalami ciężkimi pozornie lepiej radzą sobie przy traktowaniu czynnikami stresowymi, jednak bardzo silny rodzaj stresu (połączone działanie wysokich dawek obu czynników oraz wcześniejsza ekspozycja w siedlisku na stres metali ciężkich) ujawnia silniejszą odpowiedź i związane z tym większe uszkodzenia fizjologiczne.

Measurements of chlorophyll fluorescence allow to quickly and without complicated methodological procedures to determine the physiological state of organisms and thus to estimate the quality of the environment. The application of this method also extended the scope of laboratory research on the influence of various stress factors on the photosynthetic organisms. Sodium chloride and nitrogen compounds are among the factors that are increasingly introduced into the environment. This trend is observed especially in urban areas, which is related to, among others, increased car traffic. Lichens belonging to the species Cladonia rei occur both in highly contaminated and free from heavy metal contamination areas. Literature data indicate that individuals inhabiting sites with an increased level of heavy metals in the substrate show changes in morphology and adopt unique phenotypic features. An interesting aspect is to investigate the impact of other stress factors - road salt and nitrogen compounds on the physiology of this species. The aim of this work is to experimentally compare the effects of sodium chloride and ammonium nitrate and their interactions on the photosynthesis efficiency in the thalli of C. rei. Particularly, it focuses on the assessment of the photobiont's regenerative capabilities with time from exposure to stress, verifying the differences in response to the set of stress factors depending on the habitat pollution with heavy metals, and examining the effect of the combination of nitrogen and salt on photosynthesis efficiency. The results indicate that low concentrations of sodium chloride and ammonium nitrate and their interactions do not significantly affect the parameters of chlorophyll fluorescence. Large doses of nitrogen alone significantly reduced the maximum quantum yield of PSII photochemistry (Fv/Fm), but it was noticeable only after longer time after exposure. Treatment of thalli with high salt concentrations (also in combination with low doses of nitrogen) also significantly decreased photosynthesis efficiency; however, this was not a permanent effect, as there was some trend towards return to baseline values over time. Moreover, lichens collected from the area strongly contaminated with heavy metals showed a faster regeneration ability. The interaction of each dose of sodium chloride with the highest concentration of ammonium nitrate had a significant impact on the efficiency of photosynthesis. It is concluded that exposure to different types of stress may have a stronger negative effect than each of the factors acting separately. Contrary to salt alone, for the interaction of the highest doses of both factors, the strongest negative impact on photosynthesis efficiency was observed in individuals originating from areas heavily contaminated with heavy metals. Lichens exposed to heavy metals seem to cope better with stress factors; however, a very strong stress (the combined effect of high doses of both factors and earlier exposure to heavy-metal stress in the habitat) reveals a stronger response and the associated greater physiological damage.