Underjordisk nettverk i norske skoger

Transkript

1 Foto: Isabella Børja Underjordisk nettverk i norske skoger Isabella Børja Bergen

2 INNHOLD Hva er mykorrhiza og hvilke typer kjenner vi? Hvordan ser vi under jorda? Hvilke funksjoner har mykorrhiza? Hvordan fungerer underjordisk nettverk?

3 Bergen

4 MYKORRHIZA - EVOLUSJON Mykorrhiza oppsto samtidig med at planter koloniserte land for ca 400 millioner år siden som en mekanisme for næringsopptak. Plantene som i dag IKKE danner mykorrhiza representerer senere utvikling BORT fra denne symbiosen Bergen

5 Mykorrhiza - perfekt symbiose Fotosyntese CO 2 Hyfer C C N, P, vann Bergen

6 MYKORRHIZA SYMBIOSE 1 cm 3 jord: 1-5 cm røtter ; meter mykorrhizahyfer Hyfene vil ha lettere enn røttene for å finne de knappe næringsstoffene som er i jorda. Dette er mykorrhizaens evolusjonsmessige fordel, derfor er mykorrhiza så utbredt i planteriket. Bergen

7 Rot uten mykorrhiza Rot med mykorrhiza 1 mm

8 MYKORRHIZATYPER ARBUSKULÆR MYKORRHIZA EKTOMYKORRHIZA

9 Nonmycorrhizal plants 6% Fra: Brundrett 2009

10 MYKORRHIZATYPER OG PLANTEPARTNERE Mykorrhiza-type Planter No. plantearter Arbuskulær mykorrhiza Ektomykorrhiza Urter, gress, trær, hagebruksvekster Alle nåletrær, skogstrær og busker Orkidemykorrhiza Orkideer Erikoid mykorrhiza Sopper No. sopparter Glomeromycota Basidiomycota, Ascomycota Basidiomycota Lyngvegetasjon Ascomycota, noen Basidiomycota >150 Planter uten mykorrhiza Brassicaceae Crassulaceae, Orobanchaceae, Proteaceae Bergen

11 ARBUSKULÆR MYKORRHIZA

12 ARBUSKULÆR MYKORRHIZA IMAGE DANA HAMERS SCIENTIFIC ART IMAGE BY JAN JANSA. Foto: scavenging-fungi-friend.html

13 Ektomykorrhiza under og over jorda

14 EKTOMYKORRHIZA - SCLEROTIER Foto: Isabella Børja Foto: Isabella Børja Foto: Isabella Børja Foto: Isabella Børja

15 Ekto- mykorrhiza på unge trær

16 Ektomykorrhiza på eldre trær

17 Ektomykorrhiza -typer

18 Metoder for observasjon

19 Black box Svart boks

20 Jordprøver

21 Mini- rhizotroner

22 Børja et al. 2017

23 NETTINGER

24 NETTINGER Metoder

25 MYKORRHIZA - FUNKSJONER Bergen

26 MYKORRHIZAS FUNKSJON: ROTBESKYTTELSE Viktig hos unge planter Bergen

27 Mykorrhiza: eksperter på vanntilførsel For å binde 1 g C C C Kreves det flere hundre gram vann Bergen

28 Bergen

29 Trærne: eksperter på karbonlagring Fotosyntese Binder C C C Bergen

30 MYKORRHIZA DRIVER C- LAGRING I SKOGSJORD 85% av C i boreal skog ligger i jorda 50-70% av C i jorda stammer fra røtter eller mykorrhizasopp

31 Underjordisk nettverk Nedbrytersopp Mykorrhizasopp

32

33 Mykorrhiza en «superorganisme»

34 MYKORRHIZANETTVERK Bergen

35 MYKORRHIZANETTEVERK - NÆRINGSSTOFFUTVEKSLING Planter er koblet sammen gjennom mykorrhizas mycelnettverk, såkalte wood-wide-webs (Simard et al., 1997). I temperate skog, trær (f. eks. eik, furu, bjørk) er forbundet med hverandre gjennom felles EM mycel, mens bunnvegetasjon er forbundet gjennom AM sopper. Forskjellige plantearter kan være koblet sammen Bergen

36 WOOD WIDE WEB Radioaktivt merket karbon beveger seg mellom plantene gjennom hyfene (Foto:

37 Fra: theconversation.com

38 MYKORRHIZA - NETTVERK WWW eller Earth s natural internet Susanne Simard (1997) beskrev første bevis: Hun viste at Douglas gran og bjørk kan overføre karbon seg i mellom, gjennom deres felles mycelnettverk I 1997 studie: småplanter i skyggen som trolig får mindre lys (=mindre fotosyntater) - fikk mere karbon fra giver-trærne Planter kan utveksle N og P også gjennom samme nettevrket Bergen

39 Simard: These plants are not really individuals in the sense that Darwin thought they were individuals competing for survival of the fittest 2cf4fcf7/tumblr_okas03W5Oo1sxczrdo1_500.gif

40 Fra: Beiler KJ, Durall DM, Simard SW, Maxwell SA, Kretzer AM MYKORRHIZA - NETTVERK

41

42 MYKORRHIZA NETTVERK - STRESSSIGNALER Forskerne adskilte Douglas og Pinus småplanter med nettinger for å hindre rotkontakt, men tillate hyfekontakt Nåler fra Douglas småplanter ble fjernet for å simulere defoliering (stress) Defolierte Douglas småplanter og deres mykorrhizasopper transporterte til Pinus røtter og stammer ikke bare næring, men også stresssignaler som trigget syntese av forsvarsenzymer i Pinus Referanse: Song, Y.Y., Simard, S.W., Carroll, A., Mohn, W.W., and Zeng, R.S Bergen

43 MYKORRHIZA NETTVERK - STRESSIGNALER Når tomatplantene er infisert med patogene sopper, lager de signaler som flyttes gjennom felles hyfer til naboplantene (Zheng et al 2010) Zheng et al: "We suggest that tomato plants can 'eavesdrop' on defense responses and increase their disease resistance against potential pathogen" Plantene kan overføre næringsstoffer gjennom mycelnettverk, men også signaler om forsvar Bergen

44 ALTRUISME ELLER PASSIV SOURCE-SINK MEKANISME? Giver - Source (Fotosyntese) Mottaker - Sink (Vekst) Bergen

45 UTVEKSLING AV NÆRINGSSTOFFER OG MOLEKYLER Givervilkår: Source Mottakervilkår : Sink Adgang til lys Tilgang til næring Tilgang til fuktighet Bladfall (defoliation) Alder (høy) Størrelse: Dominante trær Skygge Næringsmangel Tørkestress Forsvarsrespons Alder (lav) Størrelse: Undertrykte, små trær Monika A. Gorzelak et al. AoB PLANTS 2015;7:plv050 Bergen

46 OPPSUMMERING Mykorrhiza symbiose: Sørger for utveksling av næring og vann mellom trærnes røtter og sopper Trærne: eksperter på karbonlagring - mykorrhiza sørger for vanntilførsel og driver karbonlagring i jord Mykorrhiza «superorganisme»: formidler næring, vann og signaler mellom trærne: wood wide web Bergen

47 Takk! Bergen