Forskeren forteller: Kvae hjelper grana i kampen mot insekter

Bartrær er mestere i overlevelse. Kvae er en viktig del av trærnes forsvar mot barkbiller og sykdommer. Her forteller Paal Krokene om sin forskning.

 (Foto: Paal Krokene)
(Foto: Paal Krokene)

Grana har slåss mot granbarkbiller og andre insekter i millioner av år. Ny forskning viser hvordan trærnes kvae spiller en viktig rolle i forsvaret mot granbarkbiller. Trær som raskt klarer å mobilisere store mengder kvae unngår å bli drept av barkbillene.

Granbarkbillen er på størrelse med et riskorn, men er de mange nok kan de angripe og drepe friske grantrær i stort antall. Dette gjør granbarkbillen til en av skogbrukets verste skadegjørere.

Vanligvis angriper billene svekkede og døende trær, slik som vindfall, ferskt tømmer eller sterkt tørkestressete trær. Men fra tid til annen øker de dramatisk i antall og begynner å angripe friske trær. Da kan billene drepe millioner av trær, som i Sør-Norge på slutten av 1970-tallet og i Sverige etter stormen Gudrun i 2005.

Masseangrep

Siden grantrærne er veldig mye større enn billene må hundrevis av biller delta i angrepet på et enkelt tre. Billene koordinerer disse masseangrepene ved hjelp av såkalte feromoner – kjemiske duftstoffer som billene produserer for å lokke flere biller til å bli med på angrepet.

I en artikkel i tidsskriftet PloS ONE viser forskere fra Skog og landskap sammen med svenske kolleger hvordan grantrær kan unngå å bli drept av barkbiller ved å øke sin produksjon av kvae.

Når granbarkbiller angriper et tre lager de ganger og legger egg i den livsviktige innerbarken der mye av trærnes næringsstoffer befinner seg. Billene bærer også med seg blåvedsopper som vokser inn i veden og stanser vanntransporten slik at treet dør.

For å forsvare seg mot angrep produserer grana kvae, som består av mange ulike typer terpener. For første gang har vi klart å vise at styrken på denne kjemiske forsvarsresponsen har stor betydning for om trærne vil dø eller ikke når de angripes av granbarkbillen. Kunnskap om hvordan trærne forsvarer seg er viktig for å kunne utvikle effektive skjøtselsstrategier som reduserer skogskader.

"Billene lager ganger og legger egg i den viktige innerbarken på grana. (Foto: Paal Krokene/Norsk institutt for skog og landskap)" (Foto: Paal Krokene/Norsk institutt for skog og landskap)
"Billene lager ganger og legger egg i den viktige innerbarken på grana. (Foto: Paal Krokene/Norsk institutt for skog og landskap)" (Foto: Paal Krokene/Norsk institutt for skog og landskap)

Kvae i forsvar

Grantrær har to typer forsvar mot insekter og sykdommer. Et stående forsvar er på plass hele tiden som en sikkerhet mot mulige angrep. Det består blant annet av kvae som er lagret i såkalte kvaekanaler i bark og ved. Det er slik forhåndsprodusert kvae som pipler ut dersom du skjærer i barken til et grantre.

I tillegg til det stående forsvaret har grana et mobiliserbart forsvar som først aktiveres etter at treet har blitt angrepet. En viktig del av det mobiliserbare forsvaret er produksjon av nye kvaekanaler. Fra tidligere forskning ved Skog og landskap vet vi at grana blir mer motstandsdyktig mot barkbilleangrep dersom den «vaksineres» med en liten dose soppsmitte. Dette mobiliserer forsvaret og gjør at treet lettere kan slå tilbake billeangrep.

I et feltforsøk i Sverige sommeren 2008 «vaksinerte» vi grantrær med en liten dose soppsmitte. Vi tok prøver fra trærne to og fem uker senere for å undersøke hvor raskt trærne forsvarte seg – det vil si hvor raskt de kunne mobilisere terpener i barken. Til slutt fikk vi granbarkbillen til å angripe trærne ved å plassere ut syntetiske feromoner som lokker til seg biller fra skogen omkring.

"(Foto: Paal Krokene/Norsk institutt for skog og landskap)" (Foto: Paal Krokene/Norsk institutt for skog og landskap)
"(Foto: Paal Krokene/Norsk institutt for skog og landskap)" (Foto: Paal Krokene/Norsk institutt for skog og landskap)

Mestere i overlevelse

Trær som hadde en kraftig økning i terpennivået fem uker etter vaksinering var mye mer motstandsdyktige mot angrep enn trær med en svak terpenrespons. Trær med svak terpenrespons hadde 20 ganger så mange billeangrep på stammen og nesten 40 ganger så mye billegnag i barken.

Hvor mye terpener trærne hadde i barken før de ble vaksinert hadde ingen betydning for deres motstandskraft mot barkbilleangrep – heller ikke terpennivået to uker etter vaksinering. Noen trær økte terpen-innholdet i barken hele 240 ganger fem uker etter vaksinering sammenlignet med nivået i ikke-vaksinert bark.

For første gang er det vist at styrken på bartrærnes terpenrespons er avgjørende for om trærne dør eller ikke når de blir angrepet av barkbiller. Bartrær er mestere i overlevelse og inkluderer noen av de aller eldste og største organismene på jorda. Kvae utgjør en viktig del av deres forsvar mot barkbiller og sykdommer.

Bartrærnes evne til å overleve skyldes trolig deres effektive forsvar som har hjulpet dem til å stå imot angrep gjennom flere hundre millioner år.

Referanse:

Zhao, T., P. Krokene, J. Hu, E. Christiansen, N. Björklund, B. Långström, H. Solheim og A.K. Borg-Karlson (2011): Induced terpene accumulation in Norway spruce inhibits bark beetle colonization in a dose-dependent manner. PloS ONE. 

Forskningen er utført i samarbeid med kjemikere ved Kungliga Tekniska högskolan (KTH) i Stockholm og insektforskere ved Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) i Uppsala.

Powered by Labrador CMS