Los líquenes son organismos extremófilos únicos debido a su fenomenal resistencia a factores ambientales adversos, incluida la radiación ultravioleta (UV). La melanización juega un papel especial en la protección de los líquenes contra el estrés UV-B. En el presente estudio, analizamos la unión de melaninas con los componentes de las paredes celulares del micobionte de la corteza superior en los talos de líquenes melanizados. Utilizando microscopía electrónica de barrido y microscopía de fuerza atómica, se visualizaron las características morfológicas y nanomecánicas de la capa melanizada de las células del micobionte. La melanización de los talos de líquenes llevó al suavizado del relieve superficial y al engrosamiento de las paredes celulares del micobionte, así como a la reducción de las propiedades de adhesión del talo de líquenes. El tratamiento de los talos con enzimas hidrolíticas, especialmente quitinasa y liquenasa, aumentó el rendimiento de melanina de los talos melanizados y promovió la liberación de carbohidratos, mientras que el tratamiento con pectinasa aumentó la liberación de carbohidratos y fenoles. Nuestros resultados sugieren que la melanina puede unirse firmemente a los carbohidratos de la pared celular hifal, particularmente quitina y 1,4-beta-glucanos, fortaleciendo la corteza superior melanizada de los talos de líquenes y, por lo tanto, puede contribuir a la supervivencia de los líquenes bajo estrés UV.