Analysis of Lichen Secondary Metabolites and Morphometrics in the Cladonia chlorophaea Species Group (Cladoniaceae, Lichenized Ascomycota) in Hungary

Abstract

ABSTRACT The genus Cladonia P.Browne is one of the richest genera in species among lichenized fungi, consisting of about 500 species based on both morphological and chemical diversity. Thalli of the Cladonia chlorophaea species group with horizontal primary thalline lobes and sorediate, cup-, funnel-, goblet- or wineglasss-shaped podetia contain twelve different lichen secondary metabolites (atranorin, congrayanic, cryptochlorophaeic, 4-O-methyl-cryptochlorophaeic, fumarprotocetraric, grayanic, 4-O-demethyl-grayanic, homosekikaic, merochlorophaeic, norrangiformic, quaesitic, rangiformic and thamnolic acids) in various combinations. Six taxa are currently distinguished at species level based mainly on these substances. The 281 specimens kept in herbaria as Cladonia chlorophaea s.l. collected in Hungary were analysed by high performance thin-layer chromatography (HPTLC). The chemical revision allowed to separate C. asahinae J.W.Thomson, C. cryptochlorophaea Asahina, C. grayi G.Merr. ex Sandst., C. merochlorophaea Asahina and C. novochlorophaea (Sipman) Brodo & Ahti from C. chlorophaea s.str. Three species – C. asahinae, C. grayi and C. novochlorophaea – represent new distribution records to Hungary. The morphological characters differentiating these species according to the literature data were less obvious. Therefore, a detailed morphometric study of 227 podetia – considering the size of podetia, cup, stalk, soredia and squamules – was carried out on selected specimens. Although Cladonia asahinae and C. cryptochlorophaea were usually smaller than the robust C. chlorophaea (Flörke ex Sommerf.) Spreng. or C. merochlorophaea, the chemical characteristics supplied more stable results than morphological metrics. RÉSUMÉ Analyse des métabolites secondaires et de la morphométrie des lichens du groupe d'espèces Cladonia chlorophaea (Cladoniaceae, Ascomycota lichénisé) en Hongrie. Le genre Cladonia P.Browne est l'un des genres les plus riches en espèces de champignons lichénisés, composé d'environ 500 espèces sur la base de la diversité morphologique et chimique. Les thalles du groupe d'espèces Cladonia chlorophaea avec leurs lobes thallin primaires horizontaux et leurs podetia sorédiés en forme d'entonnoir contiennent douze métabolites secondaires différents (atranorin, acide congrayanique, acide cryptochlorophaeique, acide 4-O-méthyl-cryptochlorophaeique, acide fumarprotocetrarique, acide grayanique, acide 4-O-déméthyl-grayaniques, acide homosekikaique, acide mérochlorophaéique, acide norrangiformique, acide quaesitique, acide rangiformique et acide thamnolique) dans diverses combinaisons. Six espèces sont actuellement reconnues principalement sur la base de ces substances. Les 281 spécimens conservés dans des herbiers sous le nom de Cladonia chlorophaea s.l. collectés en Hongrie ont été analysés par chromatographie sur couche mince à haute performance (HPTLC). Cette analyse a permis de séparer C. asahinae J.W.Thomson, C. cryptochlorophaea Asahina, C. grayi G.Merr. ex Sandst., C. merochlorophaea Asahina et C. novochlorophaea (Sipman) Brodo & Ahti de C. chlorophaea s.str. en accord avec les résultats des études précédentes portant sur les variations chimiques. Trois espèces – C. asahinae, C. grayi et C. novochlorophaea – représentent de nouveaux relevés de distribution en Hongrie. Les caractères morphologiques différenciant ces espèces étaient moins clairs d'après les données de la littérature. C'est pourquoi une étude morphométrique détaillée des données de 227 podetia – tenant compte de la taille des podetia, de la cupule, de la tige, des sorédies et des squamules – a été réalisée sur des spécimens sélectionnés. Bien que Cladonia asahinae et C. cryptochlorophaea soient généralement plus petits que les robustes C. chlorophaea (Flörke ex Sommerf.) Spreng. ou C. merochlorophaea, les caractéristiques chimiques ont fourni des résultats plus stables que les mesures morphologiques lors de la révision du groupe.