The question of the nature of the interaction between epiphytic lichens and their host trees remains highly debatable. Some authors showed cases of allelopathy, but this needs further investigation. Our study covers the effects caused by the epiphytic lichen Evernia esorediosa on growth and biochemical processes in Larix gmelinii trees in cryolithozone boreal forests. Usnic acid (UA) is shown to migrate from the thalli of E. esorediosa in the bark and phloem of L. gmelinii, from which it is transported to the root system of the tree, and then UA is moved upward through the xylem into tree needles. Accumulation of UA in L. gmelinii needles causes the following effects: inhibition of photosynthesis, cellular respiration, and oxidative phosphorylation. These disruptions could reflect on the tree growth processes. The L. gmelinii trees inhabited by the epiphytic lichen E. esorediosa were found to show lower radial and apical growth parameters. Our results show that E. esorediosa exhibits an allelopathic effect toward L. gmelinii through the migration of UA from the lichen thalli to the tissues of the tree, which led to inhibition of energetic processes in cells. This caused the tree growth to slow down and could ultimately lead to its death.

Проведены исследования накопления первичных и вторичных метаболитов в хвое Larix cajanderi в некоторых районах Северной (Кобяйский, Анабарский улусы и Верхоянский район), Западной (Нюрбинский район и Вилюйский улус) и Центральной (Мегино-Кангаласский улус) Якутии. Установлено, что максимальное содержание дигидрокверцитина, рутина, изопимаровой и дегидроабиетиновой кислот в хвое Larix cajanderi зафиксировано в северной части Якутии, что может быть связано с защитными функциями флавоноидов и дитерпеновых кислот от ультрафиолетового излучения в условиях более продолжительного светового дня в весенне-летний период. Наблюдалась прямая зависимость содержания исследованных флавоноидов и дитерпеновых кислот от длительности светового дня в весенне-летний период в исследованных районах Якутии, что может быть подтверждением их защитных функций от УФ-излучения. Показано, что в результате обработки метаболомных профилей образцов хвои Larix cajanderi методом главных компонентов сформировались три группы, которые соответствуют флористическим районам Якутии. Образцы хвои Larix cajanderi, собранные в Мегино-Кангаласском, Вилюйском улусах и Нюрбинском районе, сформировали отдельную группу, входящую в Центрально-Якутский флористический район, с территории Верхоянского района и Кобяйского улуса – соответствуют Яно-Индигирскому флористическому району, а из Анабарского улуса – расположились отдельно и относятся к Арктическому флористическому району.

Epiphytic lichens are integral to boreal forest ecosystems, yet their allelopathic interactions with host trees, particularly in cryolithozone regions, remain poorly understood. This study elucidates the physiological and biochemical impacts of the epiphytic lichen Physcia alnophila on Larix gmelinii (Gmelin larch), a keystone species in Siberian permafrost forests. By combining dendrochronology, GC–MS metabolomic analysis, and HPLC–ESI–MS/MS analysis, we demonstrate that the lichen’s primary metabolite, atranorin (ATR), systemically migrates from thalli into the host’s cambium, roots, and needles, with root accumulation reaching 36.3 µg g⁻¹ DW. Lichen-colonized trees exhibited severe radial growth inhibition (27%–51% reduction over five years) and suppressed apical growth, despite comparable heights to controls, indicating chronic phytotoxicity. Metabolomic profiling revealed lichen-specific polyols (e.g., arabitol, mannitol) in larch tissues, alongside elevated stress biomarkers (terpenes, sterols, phenolic acids), and significant disruptions to the tricarboxylic acid cycle and oxidative phosphorylation. These metabolic perturbations correlate with reduced monosaccharide availability and impaired energy production, directly linking ATR translocation to growth suppression. L. gmelinii exhibited compensatory responses, including increased fatty acids and arabinogalactan synthesis, suggesting adaptive mechanisms to mitigate lichen-induced stress. Our findings suggest P. alnophila as a biotic stressor that affects tree physiology in extreme climates, with implications for boreal forest resilience. This work provides an insight to the rarely pointed out species interactions, which, when combined with climate change, may alter carbon cycling and forest dynamics in permafrost ecosystems.