Betydningen av sopp for overføring av radioaktivitet til beitedyr i utmark. Rolf Arnt Olsen Professor emeritus.

Transkript

1 Betydningen av sopp for overføring av radioaktivitet til beitedyr i utmark. Rolf Arnt Olsen Professor emeritus.

2 Arbeidet ble utført i to Forskningsprosjekter Mikrobielt opptak av radiocesium Rolf Arnt Olsen Erik Joner Lars Reier Bakken! The transfer of radiocaesium from soil to plants and mushrooms in seminatural ecosystems Rolf Arnt Olsen Line Blytt Lars Egil Haugen Egen nysgjerrighet og velvilje fra Britt Salbu

3 Hvorfor ble sopp vurdert som et overføringsobjekt for radiocesium til beitedyr i 1988? Svaret ligger i den variasjonen man ser for 1997 til 1988 og videre til Den store variasjonen i disse tre årene tyder på at beitedyra ma ha spist noe annet enn vanlig plantememateriale

4 Figuren viser innholdet av radiocesium i gress i Griningsdalen i perioden 1986 til Den viser at innholdet fra ca 14 kbq per kilo tørrstoff plantemateriale i 1996 til ca 2 KBq per kilo høsten 1997, for deretter å holde seg relativt konstant. (Data fra T.Garmo) I Rozites caperata, en dominerende storsopp i fjellbeiteskogen i Leirungsdalen, var innholdet av radiocesium svært høgt i 1988 og tydelig korrelert med radicesiuminnholdet på voksestedet. kbq/kg dw

5 Kart over områder hvor vi samlet inn storsopper i 1988 Griningsdalen Fjellbjørk Fjellfuru Leirungsdalen Fjellbjørk Sikkilsdalen Flyseter Skåbu (Slangen)

6 Radiocesiuminnhold i storsopper i Jotunheimen i1988. Resultatene er slått sammen for slekter og det er en 3-4 arter i flere av slektsgruppene Resultatene varierer sterkt for de enkelte slektene, men tabellen viser også store variasjoner innen noen av slektene, iallfall for slektene Amanita, Russula og Tricholoma i Leirungsdalen. Slekten Amanita omfatter her 2 arter. A.muscaria 4.3 kbq/kg tørrstoff A manita= Amanitopsis vaginata=fulva 370kBq per kg tørrstoff. Slekten Russula omfatter trolig 2 arter R. chamiteae 36 kbq/kg dw det er en sopp som drar opp gj.s. verdien R, lundellii 48 kbq/kg dw her er det også en sopp som drar opp gj.s. verdien. I alle disse tilfellene har soppene vokst på steder med høge deposisjonsverdier. Slekten Tricholoma i Leirungsdalen omfatter 2 ar ter T. album 258 kbq/kg dw 2 sopper med

7 Juli 1988 stilte Lars og jeg med en Geiger-teller, stort pågangsmot og relativt lite kunnskap om hvor vi skulle starte undersøkelsen. Det var sent på kvelden, men heldigvis fant vi en liten setervei slik at vi fikk satt opp teltet ca 100 m fra hovedveien i et område med både fjellbjerk, dvergbjerk og vierkratt. Da vi neste morgen slo på Geigertelleren gikk den nærmest helt amok der teltet stod og vi satt og spiste. Vi hadde med flaks funnet et utmerket område for våre undersøkelser.

8 Fordeling av radioaktivitet i 10x10 meter ruter i 2 områder på hver 1 dekar i Leirungsdalen Fjellbjerkeskog Dvergbjerk og vier

9 Ascomycet Mycena epipterygia Eksempler på Storsopper Basidiomycet Hva vi viste om storsopper, radioaktivitet og opptak av uorganiske stoffer fra jord. Når det gjelder radionuklider var det svært lite. Det eneste jeg har funnet er en artikkel fra 1981 : (Seeger and Schweinshaut. Vorkommen von Caesium in høheren Pilze. Sci. Total Environ. 19 : Det hadde også vært utført en del undersøkelser over innhold av tungmetaller i fruktlegemer. Opptakskinetiske undersøkelser i laboratorieforsøk har det vært vanskelig å finne. Årsaken til at så lite kar vært undersøkt over storsoppenes fysiologi, tror jeg skyldes at det har vært svært vanskelig å dyrke disse soppene i kultur med et homogent forsøksmateriale. Mycologi har vesentlig handlet om taxonomi og økologoske undersøkelser i feltforsøk.

10 Ut i fra resultatene av 1988-undersøkelsene som viste store forskjeller med hensyn til innhold av radiocesium i forskjellige storsopp-slekter, ble det naturlig å dele inn slektene i 3 grupper. Høg-akkumulator sopper Rozites caperata Cortinarius armillatus Cortinarius mucosus Alle disse er svært vanlige i skog og kratt over hele landet Cortinarius traganus Tricholoma album Denne soppen er mer sjelden, men ble funnet år om annet i fjellbjørkeskogen og i fjellfuruskogen (Skåbu). Den er lett å kjenne igjen da den lukter sterkt av reddik. Hvis den er tilstede, stinker hele området

11 Medium akkumulator sopper Lactarius trivialis Lactarius torminosus Suillus variegatus Lactarius er en slekt med mange arter. Alle er lette å kjenne igjen da de inneholder mye melkesaft med forskjellige karakteristika. Å skille endel arter fra hverandre kan imidlertid være vanskelig. De 2 som er vist her er lette å bestemme. De artene vi har testet har inneholdt fra 70 til 300 kbq/kg dw. Om disse skal tilhøre medium- eller høgakkumulator gruppen er ikke alltid like lett å bestemme. Suillus variegatus vokser bare i furuskog hvor den år om annet opptrer i store mengder, ofte sammen ned Suillus luteus. Begge artene er lette å bestemme, og vi fant store mengder av disse to soppene i de fleste årene vi var på feltarbeid i Skåbu, og i furuskogen i Griningsdalen

12 Lav akkumulator sopper Leccinum versipelle Russula decolorans Leccinum versipelle og L.scaber er blant de vanligst forekommende store fruktlegemer av storsoppene. De popper opp hvert år uansett klimatiske forhold, men har alltid vist et ganske lavt radiocesiuminnhold. Russula-slekten omfatter mange forskjellige arter som er vanskelig å skille fra hverandre for andre enn spesialister. Fruktlegemer i denne slekten er imidlertid lette å bestemme til slekt. Det enkleste er derfor å slå alle Russula-artene sammen i en gruppe. De aller fleste fruktlegemene inneholder lite radiocesium. Som for Leccinum inneholder Russula-artene lite radiocesium. Xerocomus subtomentosus Xerocomus-slekten omfatter vanligst den som er vist på figuren. Denne soppen spiller liten rolle i overføringen av radiocesium til beitedyr, da de alltid har vist et svært lavt innhold av radiocesium. De er imidlertid vanlig i furuskog i beiteområder : Fruktlegemer av denne kan bli ganske store. Den er lett å bestemme.

13 Radiocesiuminnhold Høg akkumulator sopper fra Leirungsdalen bjørkeskog i perioden 1988 til 1996 Det er ikke alle årene vi fant Tricholoma album

14 Innhold av radiocesium i lav akkumulator sopper fra bjørkeskog-dvergbjerk/vier områder i Leirungsdalen i perioden 1988 til 1996 Det kan være store variasjoner i innhold av radiocesium i Russula-arter, på grunn av radiocesiuminnhold -et på voksestedet og i forskjeliige arter

15 Innhold av radiocesium i høg akkumulator sopper i fjellbjørkeskogen i Griningsdalen i perioden 1990 til1996 Det ble påvist tildels betydelig lavere innhold av radiocesium her i Griningsdalen ( kbq/m 2 ) i forhold til i områdene i Leirungsdalen ( ). Dette forklarer også trolig det lavere innholdet som ble funnet i fruktlegemer av Rozites caperata. I Griningsdalen ble det bare funnet fruktlegemer av Tricholoma album i 3 av årene, i1991, 1994 og det samme var også tilfelle med Cortinarius armillatus i 1990, 1991 og1994. I ettertid er det naturlig å anta at 1994 var et godt sopp-år

16 Innhold av radiocesium i lav akkumulerende sopper i fjelbjørkeskogen i Griningsdalen Innholdet i disse soppene i fjellbjørkeskogen i Griningsdalen er mindre enn 10 kbq/kg dw mens innholdet i tilsvarende sopper var over 10kBq/kg dw i Leirungsdalen

17 Innhold av radiocesium i høg akkumulerende sopper i furuskogen på myra på Ås i perioden Selv om radionuklidinnholdet (radiocesium) i jord i Ås-området er lavt (målt til 3.0 kbq/m 2 ) var det et ikke uvesentlig innhold (10-20 kbq/kg dw) som ble funnet i de høg akkumulerende soppende som vist i figuren.

18 For de lav akkumulerende soppene på Ås var innholdet som forventet noe lavere, enn i de høg akkumulerende men var godt målbart. I Amanita muscaria var imidlertid innholdet svært lavt. Radiocesiuminnholdet i furuskogsjorda på Ås er en blanding av bombecesium fra prøvesprengningene ? åra, og nedfall fra Tsjernobyl eksplosjonen.

19

20 Antall fruktlegemer i 1991 i Leirungsdalen og for 1994 i Griningsdalen fjellbjerkeskog. Dette var gode soppår i disse områdene

21 En sammenlikning av antall fruktlegemer i Griningsdalen for 4 tidspunkter i årene og 1995 viste store variasjoner. Spesielt i 1995 var antallet svært lavt

22 I 1992 var det bare et lite antall fruktlegemer; og dermed mengde soppbiomasse pr m 2. Det ser derfor ut som om det ikke var høg akkumulator sopper tilstede dette året. Den nederste figuren viser at det tross alt var noen til stede. Det betyr at mengden radiocesium i den høg akkumulator soppbiomassen var betydelig høgere i 1993 og 1994.

23 For å undersøke soppene betydning for mengde radiocesium i produkter fra beitedyr i Griningsdalen, ble mengde fruktlegemer i de tre akkumulatorgruppene sammenliknet med innholdet i gjeitemelk til forskjellige tider i vekstsesongen i 1994 som var ett godt soppår

24 Et forsøk på å gi en forklaring på de store forskjellene på opptak av radiocesium fra jord. Som det framgår av figurene øker opptaket kraftig i Rozites caperata og Tricoloma album ved økt innhold i jord målt pr m 2. For Xerocomus subtomentosus er innholdet i fruktlegemene konstant, uansett innholdet i jord der fruktlegemene vokser. For Leccinum scaber er opptaket nok korrelert med innholdet i jord, men økningen i innhold er betydelig lavere ved økt jordinnhold

25 Alle storsoppene i fjellbeiteområdene er mykorrhiza-sopper. Det vil si de har utviklet strukturer på trerøttene som i varierende grad har et velutviklet sopphyfer som gjennomvever jordvolumet under soppenes fruktlegeme. Mycelmengden er svært forskjellig for hver enkelt art og/eller hver soppslekt. Hyfer fra et enkelt fruktlegeme kan strekke seg flere 10-talls meter ut fra fruktlegeme. Vanlig form hos slekten Xerocomus og hos de fleste artene av Russula og Leccinum Mycorrhiza med varierende mengde hyfer i varierende mengder er vanlig hos bl.a Rozites, Tricholomaog og Cortinarius

26 Opptak av radiocesium i forskjellige storsopper i kultur ved høgt og lavt K + innhold i vekstmediet Høgt innhold 3680 um, lavt innhold 170 um. Det ble brukt tre forskjellige Cs konsentrasjoner. 1. 1mM Cs 2. 1uM Cs 3. 1nM Cs

27 Litt teori om opptakskinetikk i biologisk materiale: Michaeli Menton plot Opptakshastigheten varierer med substratkonsentrasjonen i vekstmediet, det være seg i syntetisk flytende medium eller i jord. Opptakshastigheten (Vmax ) vil gå mot et maksimum. Et nivå som er spesifikt for hver enkelt organisme. Den substratkonsentrasjonen som gir ½ Vmax kalles substratsmetningskonstanten Km (Ks) som igjen vil være en spesifikk verdi for hver organisme. Spesielt KMverdien vil være vanskelig å bestemme nøyaktig i et slikt Michaeli Menton plot

28 Ved å bruke de v-verdien man kan eksperimentellt måle, og lage Dobbelt reciprokt Plot et Lineweaver-Burk Plot, kan Km verdien enklere bestemmes. Km (Ks) verdien representerer altså

29 Beregning av Km for Rozites caperata Rozites caperata er med denne metodikken funnet å være 0.75 nm. For meg en ufattelig lav substratkonsentrasjon. For de fleste biologiske systemer er denne verdien funnet å være noen um, konsentrasjoner som er ca 100x høgere enn den som er funnet for denne soppen.

30 Forskningsnytt nr Jeg forsøkte meg som spåmann.

31 Varighet av innhold av radiocesium i sopp Når man ser på verdiene for forandringene i radiocesium-innholdet i disse soppene, var spådommen i 1996 kanskje ikke så gal allikevel??