År: 2022

Tone Birkemoe, Inger Skrede og Ine-Susanne Methlie Hopland, Norges miljø- og biovitenskapelige fakultet og Universitetet i Oslo

Selv bittesmå dyr kan reise ganske så langt – lenger enn du tror. Om en bille flyr opp over trekronene kan den seile av gårde med vinden. På kort tid kan den tilbakelegge lange distanser før den stuper ned mellom trekronene på et nytt sted. Dersom den får seg kjæreste og barn i den nye skogen, vil barna være litt ulike billebarn med to foreldre fra den samme skogen.

Veltilpassede småkryp

Biller som bor langt mot nord må fikse kalde vintre og korte somre. Og uansett hvor de bor må de få tak i mat, takle sykdommer og unngå å bli spist av andre dyr.

Over tid har derfor billene fått litt ulike egenskaper som gjør at de overlever best akkurat der de har bodd i mange generasjoner. Og det er i grunnen alt de trenger. Men hva om klima og miljøet endres?

Trøblete tider

Tenk deg at billen vår, som lever av godt nedbrutte trestokker mesteparten av livet, bor i en skog langt mot nord. Skogen er omgitt av veier, fjell, byer – og er preget av skogbruk. Skogbruket tar ut tømmer, så maten til billen – store, stokker som har ligget lenge- er det lite av. For en bille som kommer susende over trekronene er det derfor vanskelig å finne de få egnete stokkene.

Så blir det, over noen tiår, varmere og tørrere. Hvordan går det da med billene i nord? Om det fortsatt er mange billeindivider i skogen kan noen ha egenskaper som fikser nettopp varme og tørke i arvestoffet sitt – egenskaper som vitner om tidligere kontakt med biller fra sør. Men dersom det er få individer er slike egenskaper sannsynligvis forsvunnet. Det kan bety at billen er i trøbbel.

Naturens forsikringspolise

Billenes egenskaper styres i stor grad av genene og variasjon i arvestoffet mellom ulike billeindivider i en populasjon er som en rikholdig «verktøykasse», eller forsikring, mot endringer.

Og evnen til å overleve tørke og varme, slik eksempelbillen vår kan måtte takle i framtiden, er et eksempel på en slik forsikring.

Skogbrukets rolle

Skogbruket påvirker billene i skogen, og særlig de som er avhengige av død ved. I Ecoforest– prosjektet skal vi blant annet undersøke hvorvidt utvalg av arvestoffet til en billeart varierer mellom ulike skoger.

Vi har valgt oss «rødrandkjukebilla» Gyrophena boleti som er relativt vanlig på Østlandet og som vi derfor kan samle og gjøre genetiske undersøkelser av fra mange steder.

Hva vi venter å finne? At skogbruket ikke har påvirket arvestoffet til «rødrandkjukebilla» nevneverdig. Rødrandkjukebilla er tross alt en relativt vanlig art som lever på en av granskogens vanligste kjuker – rødrandkjuka. Og vi har samlet billene i et område med mye gran, ikke i små isolerte grupper av grantrær.

Men selv om rødrandkjuka er vanlig vet vi også at den er mer tallrik der det er mange døde graner, det vil si der skogsdriften har vært minst intensiv. Og der det er mye rødrandkjuke er det sannsynligvis mange rødrandkjukebiller. Når vi også vet at den genetiske «verktøykassa» gjerne er mer rikholdig der det er mange individer er det derfor ikke umulig at vi faktisk finner forskjeller.

De særeste har det verst

Mange av de billene vi studerer har derimot en mye særere livsførsel enn rødrandkjukebilla: som eksempel-billa vår i skogen mot nord. Den vil kun leve sitt liv i døde, store trær som har ligget lenge.

Dette trestokklivet var en lur strategi den gang skogene var proppfulle av trestokker. Men sære matvaner er ikke et triks når stokkene blir til plank, flis og møbler. Og, i en verden der vi mennesker endrer både billemat og klima, trenger vi at billene er så fleksible som mulig – og nettopp derfor trenger de godt med genetisk variasjon.

Hvor stort problem tap av genetisk variasjon i våre biller er, vet vi lite om. Håpet er at problemet er lite, men det er også grunn til å tro at for noen biller er det stort. Det er tross alt mange hundre arter som lever i skogens døde trær. Og de særeste vil slite mest.

Dette innlegget har tidligere vært publisert på forskning.no

Det er mye som lever inne i død ved! I EcoForest skal vi prøve å finne ut mer om hva slags arter og artsgrupper som er tilstede i de døde trærne, der de ligger og langsomt brytes ned til jord i skogen. Vi vet allerede at det, i tillegg til sopp, er et mangfold av bakterier, insekter, rundormer og små encellede organismer som kalles protister inne i og utenpå veden.

Det foregår også en gradvis utskifting av organismene i døde trær – fordi noen liker seg best i ferske døde stokker, mens andre liker seg bedre i stokkene etter at de har ligget og råtnet en stund. I en naturlig skog vil det være massevis av død ved til alle, både av den ferske og den gamle typen.

For å undersøke hvilke arter som befinner seg i disse stokkene har vi tatt prøver av fire hundre stokker, jevnt fordelt i de tjue feltene våre. Vi har tatt ut en liten mengde sagflis fra hver stokk, og fra dette skal vi isolere DNA for å gjøre såkalt meta-strekkoding.

Denne metoden lar oss virkelig danne et bilde av hvilke organismer som er tilstede og hvordan de forholder seg til hverandre.

I tillegg til artene vi kan se deler av eller spor etter fra utsiden, som sopp og insekter, så kan vi med meta-strekkoding også fange opp DNAet til alle de mikroskopiske organismene.

Vi skal isolere en spesifikk bit av DNAet vi isolerer, en såkalt «strekkode», og sammenligne dette med databaser hvor disse strekkodene er knyttet til organismene de er hentet fra.

På denne måten kan vi fange opp et mangfold som aldri ville vært mulig ved å bare se på stokkene ute i skogen.

Her ser vi noen av disse protistene, forstørret 400 ganger. Dette er bare en liten mengde spon fra en av stokkene våre, lagt under et mikroskop.

Det er sannsynligvis også et samspill mellom de synlige nedbryterne (soppen) og flere av disse andre mikroorganismene (bakterier og protister), og ved å samle inn data på så mange stokker som vi gjør her, vil det være mulig å identifisere potensielle nettverk av samarbeidende organismer.

I de fire hundre stokkene våre har vi dekket alle stadier av nedbryting, så vi vil også kunne se hvordan samfunnet av mikroorganismer endrer seg mens stokken blir mer og mer brutt ned.

Det tar litt tid å få gjort alt dette med så mange prøver, men arbeidet er godt i gang. Nå blir det utrolig spennende å se hva vi finner fremover!

Håvard Kauserud, Universitetet i Oslo

Skog utgjør et stort karbonlager og spiller en viktig rolle for jordas fremtidige klima. Spesielt er de nordlige barskogene viktige. Her lagres enorme mengder karbon, ikke bare i selve trærne, men også under bakken, i skogsjorda. Dette skjer gjennom et finurlig samspill mellom trær og sopp, som forskyves når vi driver skogbruk.

Nedbrytersopp – skogens gjenbruksarbeidere

Skogstrærne binder enorme mengder karbon fra lufta gjennom fotosyntesen, kanskje den viktigste biokjemiske reaksjonen på jorda. En stor del av karbonet ender opp i plantenes cellevegg, bygget inn i cellulose og lignin, som er to av de vanligste organiske stoffene på jorda. Cellulose og lignin er solide saker og brytes ikke ned så lett. Her kommer nedbrytersoppene inn. Disse soppene kan produsere spesielle enzymer, skreddersydd for å fordøye dødt organisk materiale. Få andre organismer klarer å bryte ned alle stoffene i plantenes cellevegg.

Når planter dør, det være seg store trær eller mindre urter og moser, kappes nedbrytersoppene om matfatet de døde plantene representerer. Gjennom nedbrytningen slippes karbonet tilbake i atmosfæren som CO₂. Samtidig frigjøres næringsstoffer som levende planter trenger for fornyet vekst, som nitrogen og fosfor. Uten nedbrytersoppene ville plantenes vekst stoppet opp, det finnes nemlig begrenset med næringsstoffer i naturen. Dette er den første viktige rollen soppene spiller i karbonets syklus – som gjenbruksarbeidere. Samtidig som nedbrytersoppene frigjør drivhusgassen CO₂, frigjør de også næring som muliggjør fornyet plantevekst.

Mykorrhizasopp – trærnes underjordiske hjelpere

Når trær fanger og binder karbon i fotosyntesen, sendes en del av karbonet ned i røttene og videre til en annen gruppe sopp, mykorrhiza-soppene. Mykorrhiza-soppene lever dels inne i treets røtter og dels i skogsjorda. Her hjelper de trærne med å ta opp næringsstoffer fra jorda, og i retur får mykorrhiza-soppene mat i form av karbohydrater fra treet. Mykorrhiza-soppene utviklet seg sammen med de første landplantene, for omtrent 460 millioner år siden, og gjorde det mulig for plantene å etablere seg på landjorda.

I skogsjord finnes enorme mengder mykorrhiza-sopp. De fleste matsoppene vi finner i skogen om høsten, som kantarell, piggsopp, steinsopp og kremler, er mykorrhiza-sopper. Fruktlegemet vi plukker er bare en liten del av soppen, størstedelen utgjøres av lange trådformede nettverk, mycel, under bakken.

Ved å hjelpe trærne med å skaffe nødvendige næringsstoffer, gjør mykorrhiza-soppene det mulig for trærne å binde karbon fra lufta i fotosyntesen. Dette er den andre viktige rollen soppene spiller i karbonets kretsløp i skogen, som trærnes underjordiske hjelpere.

Tidligere trodde man at skogsjord ble dannet ovenfra, ved at dødt plantemateriale, det være seg barnåler, kvister eller døde trær, falt ned og ble liggende på bakken og gradvis omdannet til jord. Nyere forskning, hvor man har datert alderen på karbonet i ulike jordsjikt, har derimot vist at skogsjord også bygges opp nedenfra, gjennom døde planterøtter og mykorrhiza-soppenes hyfer. Hvis man ser det hele fra mykorrhiza-soppenes perspektiv, kan trærne i skogen sees på som enorme karbon-pumper, som kanaliserer karbon ned i bakken til mykorrhiza-soppene, som så bidrar til å bygge opp jordlagene fra nedsiden.

Noen mykorrhiza-sopper er også nedbrytere

Mykorrhiza-soppene klarer ikke bare å ta opp lett tilgjengelig næring i jorda og gi det til sine vertsplanter – de kan også få tak i næring som er bundet fast i dødt plantemateriale. I fattige skogtyper, som lyngfuruskog, er mesteparten av næringen i jorda bundet i døde planterester. Da er det svært viktig for de levende trærne å få tak i disse næringsstoffene.

Her kommer mykorrhiza-soppene til unnsetning. Enkelte mykorrhiza-sopper kan lage og bruke de samme enzymene som nedbrytersoppene for å bryte ned dødt plantemateriale og få tak i næringen, som de gir videre til vertsplanten sin. Noen mykorrhiza-sopper er altså halvveis nedbrytersopp, dog ikke like effektive som de rene nedbrytersoppene.

Det gjelder blant annet slørsoppene, en artrik gruppe hattsopper man ofte ser i skogen om høsten. Av den grunn er de svært viktige partnere for trærne de vokser sammen med – uten samarbeidet med slørsoppene ville mange trær ikke fått tak i denne vanskelig tilgjengelige næringen i jorda. Samarbeidet lønner seg også for slørsoppen: Den får mat fra vertstreet og har dermed et konkurransefortrinn sammenlignet med de rene nedbrytersoppene.

En skjult dragkamp i skogsjorda

Mykorrhiza-sopp og nedbrytersopp lever altså side om side i jorda, og de konkurrerer om å få tak i de samme næringsstoffene. Konkurranseforholdet mellom disse to sopp-typene tror man har en betydning for hvor mye karbon som tilslutt lagres i skogsjord. Dersom mykorrhiza-soppene klarer seg bra, gjerne med bistand fra vertsplantene sine, kan det føre til at nedbrytersoppenes vekst undertrykkes og de blir mindre tallrike. Konkurranseforholdet kan igjen føre til at mindre av det døde plantematerialet brytes ned og at det dermed lagres mer karbon i jorda.

I skogsjord utspiller det seg altså komplekse samspill mellom ulike typer sopp, samspill som er av stor betydning for karbonlagring og karbonutslipp. Det er vist i en rekke eksperimenter at dersom man stenger mykorrhiza-soppene ute fra jorda og gir nedbrytersoppene fritt spillerom, vil mer av plantematerialet brytes ned og mer CO₂ slippes ut i atmosfæren.

Flatehogst endrer spillereglene

Når vi høster tømmer ved å hogge et helt skogbestand, forskyves konkurranseforholdet mellom mykorrhiza-soppene og nedbrytersoppene, og utslippet av CO₂ fra skogsjorda øker. Etter en slik flatehogst dør alle mykorrhiza-soppene som levde sammen med trærne. De er ikke i stand til å klare seg uten vertstrærne sine. Forsøk har vist at man må sette igjen en høy andel trær for at mykorrhiza-soppene skal klare seg gjennom en hogst.

Når mykorrhiza-soppene forsvinner, får nedbrytersoppene fritt spillerom. En rask nedbrytning av dødt plantemateriale finner sted, og en tilsvarende stor mengde CO2 slippes raskt ut fra jorda. Mycelet til de døde mykorrhiza-soppene i jorda brytes også ned.

Etter hvert som nye trær plantes og vokser til, etablerer mykorrhiza-soppene seg på nytt. Ny forskning har vist at det gjerne er hurtigvoksende mykorrhiza-sopper, slike som kun benytter lett tilgjengelig næring i jorda, som trives i de unge skogene. I eldre skoger forekommer andre mykorrhiza-sopper som er i stand til å benytte vanskelig tilgjengelig næring, slik slørsoppene kan.

Dette forholdet, at det er mere av de «late» og hurtigvoksende mykorrhiza-soppene i ungskog, kan føre til at trærne vokser dårligere når den lett tilgjengelige næringen etter en stund er brukt opp. Det er påvist at gamle trær over hogstmoden alder fortsatt kan vokse bra, noe som kan skyldes at de har andre mykorrhiza-sopper. Men dette er foreløpig bare en teori; mer forskning er nødvendig for å undersøke sammenhengen mellom trærnes tilvekst og hvilke mykorrhiza-sopper de vokser sammen med.

Soppene spiller ulike roller i karbonets kretsløp i skog. Noen bidrar til nedbrytning og utslipp av CO₂, andre til at mer karbon bindes av trærne og lagres i jorda. Effekten de ulike soppene har er også avhengig av naturmiljøet; hvor næringsrik jorda er og hvilken klimasone vi befinner oss i. Det underjordiske samspillet mellom sopp og planter er svært komplekst – vi forstår kun en brøkdel av det foreløpig. I forskningsprosjektet EcoForest jobber vi med å bedre forstå disse sammenhengene og hvilke effekter skogbruk har på karbonlagring og biodiversitet.

Takk til Anne Sverdrup-Thygeson for kommentarer/justering av språk

Ved brytes i hovedsak ned av sopp og insekter. Men hvordan påvirker skogsdriften denne prosessen? Akkurat dette skal nedbrytningseksperimentet på EcoForest hjelpe oss med å svare på. Vi har nå fraktet granstokker til 10 tidligere flatehogde og 10 naturskogsnære skoger for å sammenligne. For å kunne studere insekter og sopps bidrag hver for seg skal noen av stokkene få ligge i bur så insektene ikke kommer til. Vi gleder oss til å se om nedbrytningen er den samme i tidligere flatehogde og naturskogsnære skoger – og hvilken rolle sopp og insekter faktisk har i de to skogtypene.

Bildene er tatt av Milda Norkute eller Tone Birkemoe om ikke annet er oppgitt.

2022

2023