Døde træer er levende med svampe

Lidt forskning er indtil nu blevet udført på svampe, der lever på døde træer, selvom de er afgørende for skovøkologien, nedbryde dødt ved og fuldende grundstofkredsløbet mellem planter og jord. Jordbiologer fra UFZ har nu opdaget, at antallet af svampearter, der lever i døde træer, er 12 gange højere end hidtil antaget. Når træer dør, de er også koloniseret af forskellige svampesamfund afhængigt af deres art.

Svampe, der lever på træer, udfører en vigtig funktion i skovens økosystem ved at nedbryde dødt ved. Det er ikke nogen let bedrift, fordi træ er meget modstandsdygtigt, holdes sammen af ​​en biopolymer kendt som lignin, hvilken, sammen med cellulose og hemicellulose, danner cellevæggen i træagtige planter og giver træet dets stabilitet. Svampe er i stand til at nedbryde den robuste lignin og de fleksible cellulosefibre ved at frigive enzymer, der får polymererne til at nedbrydes og mineraliseres. Som en del af økosystemets kredsløb, restmaterialet bliver en del af humuslaget, som giver jorden dens stabilitet og danner substrat for en ny generation af træer.

Undersøgelsen tog UFZ-forskerne til tre områder med tempererede skove i Schorfheide-Chorin Biosphere Reserve, Hainich National Park og Schwabische Alb Biosphere Reserve, hvor de lagde omkring 300 døde træstammer ud af elleve forskellige arter, hver op til fire meter lang. Træerne omfattede syv løvfældende arter såsom bøg, egetræ, poppel og ask og fire nåletræarter:gran, skovfyr, Douglasgran og lærk. Tre år senere vendte de tilbage for at se, hvilken slags svampesamfund der havde etableret sig i stammerne. Resultaterne var forbløffende:"Mangfoldigheden af ​​svampe, der levede i træerne, var en størrelsesorden større end tidligere antaget, " siger Dr Witoon Purahong, en jordøkolog med base ved UFZ i Halle og undersøgelsens første forfatter.

Forskerne identificerede mellem 22 og 42 operationelle taksonomiske enheder (OTU'er) pr. trunk. OTU er et videnskabeligt udtryk, der bruges af molekylærbiologer til at beskrive organismer, der kan sidestilles med individuelle arter på grund af deres DNA, men som ikke allerede har deres eget artsnavn. Alt i alt, UFZ-holdet identificerede 1, 254 OTU'er i de døde kufferter. I en tidligere undersøgelse, forskere fandt blot 97 svampearter, der lever på de samme træstammer - omkring 12 gange færre, end UFZ-forskerne nu har opdaget. Døde nåletræer havde generelt større artsdiversitet af svampe end de fleste løvtræer. Den største mangfoldighed fandt sted på douglasgran, lærk og eg og den mindste mængde diversitet på bøg og avnbøg.

Grunden til, at UFZ-jordøkologerne fandt så mange forskellige arter af svampe, ligger i den moderne molekylære teknik, de brugte. Forskerne brugte en DNA-sekventeringsteknologi kendt som næste generations sekventering til at bestemme DNA-markører for svampene gemt i skoven. I tidligere, lignende undersøgelser, kun frugtlegemerne af svampene, der voksede på overfladen af ​​de døde træer, blev dokumenteret. Dette gav anledning til det misvisende indtryk, at kun et lille antal svampearter lever i døde træer. "Det er som et isbjerg:du kan ikke se de fleste af svampene, fordi de er inde i stammerne i form af et fint mycelium, " siger prof François Buscot, der leder afdelingen for jordøkologi ved UFZ. Med andre ord, de synlige frugtlegemer er kun en lillebitte del af hele svampesamfundene, der bor i et dødt træ.

Men det er ikke kun den meget større mangfoldighed af svampe end tidligere antaget. UFZ-jordbiologerne opdagede også, at træbeboende svampe foretrækker visse træarter og ikke blot har en generel præference for hverken nåletræer eller løvtræer, som videnskabsmænd tidligere har antaget. De opdagede syv sådanne forskellige svampesamfund på løvtræer og to på nåletræer. For eksempel, eg og ask rummer hver især meget specifikke samfund svampearter, hvis sammensætning er meget forskellig fra dem, der findes på andre løvtræer. I tilfældet med nåletræerne, svampene, der voksede i død skovfyr, var tydeligt forskellige fra dem, der blev fundet hos de andre undersøgte nåletræarter. Det er endnu ikke klart, hvorfor der er så markante forskelle mellem svampesamfundene i forskellige arter af dødt ved. "Eg og ask har mange identiske egenskaber, såsom træstrukturen og masseforholdet mellem kulstof og nitrogen, men de er meget forskellige, når det kommer til antallet af svampe-OTU'er, " siger Witoon Purahong. Svampesamfundene fundet på disse to arter er mere forskellige fra hinanden end sammenlignet med nogen af ​​de andre træarter, som holdet undersøgte, tilføjer han.

Nu vil jordøkologerne fra UFZ i Halle fokusere på at identificere de mekanismer, der afgør, om en svamp koloniserer en bestemt træart. "Millioner af års samevolution mellem træer og træbeboende svampe kunne give en forklaring på deres sameksistens - ligesom vi ser med symbiotiske svampe, for eksempel, " siger Purahong. Hvad er fascinerende, imidlertid, som Buscot tilføjer, er, at i nogle tilfælde er specialiseringen af ​​svampe på dødt ved større end den af ​​symbiotiske svampe på levende planter. Sameksistensen af ​​svampesamfund, bakterier og hvirvelløse dyr, der lever i dødt ved, kan også stå for specifikke koloniseringsstrategier.

Resultaterne af denne undersøgelse har øget vores forståelse af biodiversiteten i samfund, der lever i dødt ved. Dette er vigtigt, ikke kun fordi det vil gøre os i stand til at forbedre beskyttelsen af ​​svampe, der bor i træ, som kan være truet af udvidelsen af ​​skovmonokulturer. Det er også vigtigt, fordi svampene, der vokser i døde træer, omfatter arter, der allerede er kendt som jordbeboere, plantepatogener eller symbiosepartnere, som ser ud til at bruge dødt ved som et midlertidigt levested. "Dødt ved er en integreret del af skovens økosystemer, som spiller en afgørende rolle i funktionen og opretholdelsen af ​​biodiversiteten, " siger Buscot.