Forurening rammer de svampe, der nærer europæiske træer

Forurening ændrer de svampe, der giver mineralnæringsstoffer til trærødderne, som kunne forklare fejlernæringstendenser i Europas træer.

En stor undersøgelse af 13, 000 jordprøver i 20 europæiske lande har afsløret, at mange træsvampesamfund er stressede af forurening, angiver, at de nuværende forureningsgrænser muligvis ikke er strenge nok.

For at få næringsstoffer fra jorden, træer er vært for svampe, kendt som mykorrhizasvampe, i deres rødder. Disse svampe modtager kulstof fra træet i bytte for essentielle næringsstoffer, som nitrogen, fosfor og kalium, som de samler fra jorden. Nogle af disse svampe kendes over jorden fra de svampe og trøfler, de danner.

Dette plante-svampe symbiotiske forhold er afgørende for træets sundhed. Nylige undersøgelser har bemærket tegn på træernes underernæring i hele Europa, såsom misfarvede blade eller blade tabt fra kronen, men mekanismerne, der ligger til grund for disse symptomer, er uklare.

Nu, i en ti-årig paneuropæisk undersøgelse ledet af Imperial College London og Royal Botanic Gardens, Kew, forskere har afsløret, at trækarakteristika og lokal luft- og jordkvalitet har stor indvirkning på mycorrhizae.

Studiet, offentliggjort i dag i Natur , undersøgte 40, 000 rødder fra 13, 000 jordprøver på 137 skovområder i 20 europæiske lande. Dette gjorde det muligt for forfatterne at opdage storstilede tendenser i mykorrhizale samfund, herunder deres tolerance over for forurening.

Lederforsker Dr. Martin Bidartondo, fra Institut for Biovidenskab i Imperial og Kew Gardens, sagde:"Der er en alarmerende tendens til træernes underernæring i hele Europa, som efterlader skove sårbare over for skadedyr, sygdom og klimaændringer. For at se, om ændringer i mykorrhiza kan være bag denne tendens, vi åbnede den 'sorte boks' af jord. Processer, der sker i jord og rødder, ignoreres ofte, antaget eller modelleret, fordi det er svært at studere dem direkte, men det er afgørende for at vurdere træets funktion.

"Et væsentligt resultat af undersøgelsen er, at europæiske forureningsgrænser kan være sat alt for højt. I Nordamerika er grænserne sat meget lavere, og vi har nu gode beviser for, at de burde være ens i Europa. For eksempel, de nuværende europæiske nitrogengrænser skal muligvis halveres. Vores træer i Europa er ikke mere tolerante end dem i Nordamerika - deres svampe lider bare mere."

Holdet fandt ud af, at træets karakteristika (art og næringsstofstatus) og de lokale miljøforhold (atmosfærisk forurening og jordvariabler) var de vigtigste forudsigere for, hvilke arter af mykorrhizasvampe, der ville være til stede, og deres overflod.

Mineraler som nitrogen og fosfor er essentielle for livet, men i høje nok koncentrationer kan det være skadeligt, virker som forurenende stoffer frem for næringsstoffer. Den nye undersøgelse opdagede 'tærskler' for disse elementer - koncentrationer, over hvilke samfundet af mykorrhizaer ændrer sig.

Nogle mykorrhizale svampe udkonkurreres af dem, der er mere tolerante over for forurening, såsom arter, der kan udnytte det overskydende kvælstof fra luftforurening.

Disse ændringer i økosystemet kan påvirke træets sundhed negativt. For eksempel, holdet foreslår, at nogle samfundsændringer resulterer i mere 'parasitære' mykorrhizaer:dem, der tager kulstof, men som ikke giver meget tilbage i form af næringsstoffer.

Forskerne siger, at disse første resultater i stor målestok bør bruges til at designe nye dybdegående undersøgelser af sammenhængen mellem forurening, jord, mykorrhiza, trævækst og træsundhed.

Første forfatter Dr. Sietse van der Linde, som arbejdede ved Imperial og Kew Gardens under denne forskning, sagde:"Undersøgelsen rejser mange nye spørgsmål om træernes sundhed og mykorrhizadiversitet. For eksempel, vi fandt ud af, at mens mykorrhizaer er mere specialiserede end forventet - dvs. størstedelen af ​​arterne vil kun forbindes med visse typer træer - specialsvampe var også mindre tilpassede til skiftende forhold."

Dr. Laura M Suz, leder af mykologiforskning ved Kew Gardens sagde:"Tærsklerne, der blev afdækket i denne undersøgelse, bør påvirke, hvordan vi forvalter vores skove. Fra nu af, med dette væld af ny information kan vi se et bredere blik på svampe og skove på tværs af kontinentet, og også designe nye svampeovervågningssystemer, ved at bruge denne undersøgelse som den første underjordiske baseline nogensinde til at teste direkte for store forandringsfaktorer."

Dr. Bidartondo tilføjede:"Vi kan også nu undersøge nye spørgsmål i dybden. F.eks. vi forventede ikke, at niveauerne af kalium ville påvirke mykorrhiza så kraftigt, som de gjorde, men vi kan nu prøve at afgøre, hvorfor det er, og hvilken indvirkning kaliumindholdet har på vores skove. "