Hundreds of lichens obscured by one species name

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An international team of scientists was stunned by their discovery that a lichen fungus believed to represent a single, common and widely distributed species, Dictyonema glabratum, actually encompasses an enormous diversity of more than one hundred distinctly different species!

Although the team of researchers anticipated that they might discover some new species, when researching the diversity of lichens across Central, South America and the Caribbean, they were completely taken by surprise, to discover biodiversity at an unprecedented scale:

“This result was totally unexpected! Until now everyone assumed that conspicuous macrolichens were fairly well-known. The ecology and physiology of this lichen (a fungus that associates with blue-green algae to form a lichen), is considered to be extremely well studied” said Dr. Robert Lücking.

Dr. Lücking is the curator of lichens at The Field Museum and lead author on a paper just published on this subject in the current issue of the renowned scientific journal Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS article #14-03517: "A single macrolichen constitutes hundreds of unrecognized species," by Robert Lücking et al.).

Using molecular analytical tools and statistical methods, the team of researchers were able to confirm their results: at least 126 species, with noticeable differences in morphology, habitat preferences, and geographical distribution must be distinguished among what was previously believed to be one single species!

Additionally, a predictive model across the study area inferred that the number of species can still be expected to be much higher: conservative estimates suggest over four hundred different species remain to be discovered!

The Galapagos Islands were one of the main target areas of this study. Dr. Frank Bungartz, Galapagos project coordinator and head of biodiversity assessment at the Charles Darwin Foundation (CDF) stated“This study illustrates an incredible discrepancy between our current knowledge on biodiversity and the species to be discovered”.

For the past five years his team assembled the first register of all species ever reported from this unique archipelago, the CDF Galapagos Species Checklist .

“Our checklists clearly documents that even in a place as prominent as Galapagos an estimated 50-80% of all species remain unknown”, added Dr. Bungartz.

Galapagos lichens were, until recently, one of the least studied groups of species. During a CDF biodiversity inventory hundreds of new records were discovered, all referring to species previously not reported from these islands, and more than sixty species new to science.

“In an environment as famous as Galapagos it is no surprise that visitors notice the most spectacular species first, yet the diversity of lichens here actually matches or even supersedes that of vascular plants. As scientists we must ask ourselves if biodiversity science is not biased if it primarily focuses on the most iconic species”, argues Dr. Bungartz.

The title of the publication in PNAS “A single macrolichen constitutes hundreds of unrecognized species” reflects this bias.

Investigating biodiversity is an urgent need. For decades conservation scientists have warned of a biodiversity crisis of global proportions.

“Without knowing how many species there are, it is difficult to assess which ones are threatened, yet many ecosystems worldwide are becoming increasingly degraded. Discovering species is biodiversity science in action. During times when people are excited about a mission to Mars, the diversity of life on earth still remains to be explored” says Swen Lorenz, CDF Executive Director.

But exploring diversity is challenging. In Galapagos collecting fresh material for molecular analysis was more difficult than anticipated. The islands are scattered, most are uninhabited and can only be reached by boat. Habitat where Dictyonema can be found is restricted to humid highlands.

Considering the sheer size of the study area, it is not surprising that only three of the 209 grids across the continent are now well-sampled.

The international team of researchers make a convincing case that they discovered only the “tip of an iceberg”. Below the surface lays an enormous diversity still awaiting exploration.

The "Phylogenetic Diversity of Mycobionts and Photobionts in the Cyanolichen Genus Dictyonema, with Emphasis on the Neotropics and the Galapagos Islands" is a study by The Field Museum and George Mason University in USA in collaboration with the Herbarium at the Universidad Francisco José de Caldas in Colombia, the National Institute of Biodiversity in Costa Rica, and the Charles Darwin Foundation in the Galapagos Islands, Ecuador.

This study was sponsored by the National Science Foundation Grant DEB 0841405. The Galapagos part of the study received logistic support from the Galapagos National Park Directorate as part of the CDF Lichen Inventory.

Un equipo internacional de científicos quedó atónito ante su descubrimiento de que un liquen que se creía representaba una sola especie común y de amplia distribución Dictyonema glabratum, en realidad abarca una enorme diversidad de más de cien especies marcadamente diferentes!

Aunque el equipo de investigadores anticipó que al investigar la diversidad de líquenes en todo Centroamérica, Suramérica y el Caribe, podrían encontrar algunas especies nuevas, estuvieron completamente sorprendidos, al descubrir biodiversidad a una escala sin precedentes:

"Este resultado fue totalmente inesperado! Hasta ahora todos asumíamos que los notorios macro líquenes eran bastante bien conocidos. La ecología y la fisiología de este líquen (un hongo que se asocia con algas verde-azules para formar un liquen), se consideraba muy bien estudiada", explicó el doctor Robert Lücking.

El Dr. Lücking es el curador de líquenes del Field Museum y autor principal de un artículo sobre el tema que acaba de publicarse en el último número de la reconocida revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (Artículo de PNAS #14-03517: "A single macrolichen constitutes hundreds of unrecognized species," por Robert Lücking et al.)".

Utilizando herramientas de análisis molecular y métodos estadísticos, el equipo de investigadores pudo confirmar sus resultados: por lo menos 126 especies con notables diferencias en morfología, preferencias de hábitat y distribución geográfica deben diferenciarse de lo que anteriormente se creía que era una sola especie!

Además, un modelo predictivo a través de la zona de estudio infiere que todavía se puede esperar que el número de especies sea mucho mayor: estimaciones moderadas sugieren más de cuatrocientas especies diferentes que aun quedarían por descubrirse!

Las Islas Galápagos fueron una de las áreas principales de este estudio. El Dr. Frank Bungartz, coordinador del proyecto en Galápagos y responsable del proyecto de Medición de Biodiversidad de la Fundación Charles Darwin (FCD), declaró: "Este estudio ilustra una discrepancia increíble entre nuestro conocimiento actual sobre la biodiversidad y las especies por descubrir".

Durante los últimos cinco años su equipo montó el primer registro de todas las especies que se han reportado en este archipiélago único: la lista Especies de Galápagos o Check list de la FCD.

"Nuestras listas documentan claramente que, incluso en un lugar tan prominente como Galápagos entre el 50-80% de todas las especies permanecen desconocidas ", agregó el Dr. Bungartz.

Los líquenes de Galápagos eran, hasta hace poco, uno de los grupos de especies menos estudiados. Durante el inventario de biodiversidad de la FCD cientos de nuevos registros fueron descubiertos, todos referentes a especies no reportadas anteriormente en las islas, y más de sesenta especies nuevas para la ciencia.

"En un entorno tan famoso como Galápagos no es extraño que los visitantes se fijen primero en las especies más icónicas, aunque, la diversidad de líquenes realmente iguala o incluso supera la de las plantas vasculares. Como científicos debemos preguntarnos si la ciencia de la biodiversidad está parcializada al centrarse principalmente en las especies más emblemáticas", argumenta el Dr. Bungartz.

El título de la publicación en PNAS "Un solo macro liquen constituye cientos de especies no reconocidas" refleja este sesgo.

La investigación de la biodiversidad es urgente. Por décadas los científicos de conservación han advertido sobre una crisis de la biodiversidad de proporciones globales.

"Sin saber cuántas especies existen, es difícil evaluar cuáles están amenazadas, sin embargo, muchos ecosistemas en todo el mundo están cada vez más degradados. El descubrimiento de especies es la ciencia de la biodiversidad en acción. En tiempos en que la gente se entusiasma por misiones a Marte, la diversidad de la vida en la tierra todavía queda por explorarse ", dijo Swen Lorenz, director ejecutivo de la FCD.

Pero la exploración de la diversidad es un reto: En Galápagos la recolección de material fresco para el análisis molecular fue más difícil de lo previsto. Las islas se encuentran dispersas, en su mayoría están deshabitadas y sólo es posible llegar a ellas por barco. El hábitat donde se puede encontrar Dictyonema está restringido a tierras altas y húmedas.

Considerando el gran tamaño de la zona de estudio, no es sorprendente que sólo tres de los 209 cuadrantes en todo el continente han sido bien muestreados.

El equipo internacional de investigadores tiene un caso convincente de que han descubierto sólo la "punta de un iceberg". Debajo de la superficie yace una enorme diversidad todavía por explorarse.

El proyecto "Diversidad filogenética de micobiontes y fotobiontes del Género de Cyanolíquen Dictyonema, con énfasis en el Neo trópico y las Islas Galápagos" es un estudio realizado por el Field Museum y George Mason University en EE.UU., en colaboración con el Herbario de la Universidad Francisco José de Caldas, en Colombia, el Instituto Nacional de Biodiversidad de Costa Rica y la Fundación Charles Darwin en las Islas Galápagos, Ecuador.

Este estudio fue patrocinado por la National Science Foundation DEB 0841405. El segmento del estudio de Galápagos recibió apoyo logístico de la Dirección del Parque Nacional Galápagos como parte del Inventario de Líquenes de la FCD.