Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Les lichens Cladina stellaris et Cladina rangiferina, mieux connus sous le nom de mousses à caribou, dominent souvent la végétation des pessières noires ouvertes. Ces peuplements jugés improductifs d'un point de vue forestier, aussi nommés pessières noires à lichens ou dénudés secs, constituent une problématique importante tant au niveau écologique qu'économique. Ces dénudés secs semblent apparaître suite à des accidents de régénération survenant dans le domaine de la pessière noire à mousse. Les facteurs feu, lit de germination et viabilité des graines seraient les principaux acteurs mettant en scène l'ouverture irréversible de la forêt dense. L'influence réelle des lichens sur la dynamique écologique de ces forêts en déclin demeure incomprise jusqu'à ce jour. Plusieurs hypothèses quant au maintien et à la progression de la fragmentation, mettent en cause des facteurs physiques ou chimiques. Parmi les possibilités d'interférences sur la croissance des arbres ou leur régénération figure la libération d'agents allélopathiques par les lichens. Les activités biologiques observées pour divers metabolites secondaires provenant des lichens, montrent qu'ils peuvent limiter la croissance cellulaire animale et végétale. Hormis pour l'acide usnique (21) et quelques rares composés lichéniques, peu de connaissances sur l'identité des composés et des propriétés biologiques des extraits des lichens du genre Cladina sont disponibles. C'est en partie par ce manque d'information, qu'il est difficile d'établir un lien solide entre le relâchement de substances allélopathiques et la diminution progressive de la densité d'épinette noire dans les peuplements en phase d'ouverture.

Le premier objectif de cette recherche est donc de mieux connaître les composés biosynthétisés par Cladina stellaris et Cladina rangiferina. Pour ce faire, une grande variété d'extraits a été obtenue à partir de solvants organiques, tels que l'hexane, le chloroforme, le dichlorométhane, l'acétone, l'éthanol et le méthanol, ainsi que des mélanges de ces solvants. Les extraits bruts ont été par la suite analysés par chromatographie gazeuse (GC) et spectrométrie de masse (MS). Les résultats obtenus montrent que la complexité des extraits est sous-estimée par la littérature. Plusieurs structures sont proposées à partir de l'analyse des spectres de masse avec la banque de données ou en comparant avec la littérature. Par contre, la présence de certains dérivés monoaromatiques semble reliée à la dégradation des depsides pendant le processus analytique. Afin d'obtenir plus d'information sur les composés inconnus, plusieurs tentatives de séparation par solubilité différentielle et d'isolation par chromatographie éclair ont été effectuées. Cette dernière approche a permis l'isolation de trois produits, qui ont été caractérisés par spectroscopie RMN (résonance magnétique nucléaire). Le produit isolé chez Cladina stellaris a été identifié comme étant l'acide usnique (21), tandis que chez Cladina rangiferina les composés isolés sont l'éthylhaematommate (8) et le (B- orcinolméthylcarboxylate (5). Ce dernier correspond au produit de dégradation de l'acide atranorique (14), le composé le plus abondant chez Cladina rangiferina. Des extraits aqueux ont été obtenus par macération dans des mélanges Et0H-H2O (1 : 4, 1 : 1 et 4 : 1). Les analyses HPLC, qui ont permis d'évaluer la complexité des extraits obtenus avec l'EtOH et le mélange EtOH-H2O (4:1), révèlent plusieurs inconnus chez Cladina rangiferina et chez Cladina stellaris.

Le second objectif du travail est d'évaluer l'effet sur la croissance cellulaire des extraits aqueux. Pour ce faire, un test d'inhibition de croissance est effectué sur une lignée de cellules cancéreuses. Chez Cladina stellaris l'extrait susceptible de contenir le plus d'acide usnique (21) entraîne une inhibition de la croissance cellulaire, ce qui concorde bien avec l'activité biologique de cette molécule rapportée par la littérature. Chez Cladina rangiferina l'activité est observable avec l'extrait obtenu avec le mélange EtOH-H2O le plus polaire. L'inhibition de la croissance cellulaire, met en évidence le potentiel inhibiteur des extraits aqueux des lichens.