Den meteorologiske verdensorganisasjon ( World Meteorological Organization) og FNs klimapanel antar at verdens klima vil gjennomgå markerte endringer i løpet av de neste 100 årene. På grunn av den globale oppvarmingen vil gjennomsnittstemperaturen øke.

Likevel vil det være slik at mens noen områder blir varmere og tørrere, blir andre områder kaldere og mer fuktige.

Trær er stedfaste

Disse endringene får dramatiske konsekvenser for plantenes liv siden de er stedfaste organismer, og ikke kan forflytte seg til mer passende omgivelser.

En enda større trussel for flerårige planter, og dermed også trær, er ustabiliteten i klimaet i den tempererte delen av verden. Hvordan vil trær takle en økt ustabilitet i klimaet?

- Dette er vanskelig å vurdere ut fra dagens kunnskap. Bare ved å finne svar på fundamentale spørsmål kan vi komme frem til et klarere bilde, sier professor Chris van der Schoot.

Han og hans kolleger ved NLH og Skogforsk vil ta fatt i disse spørsmålene ved å gjøre forsøk med to viktige treslag, gran og bjørk, og den vesle urteaktige planten arabidopsis.

Planter blir “lurt”

Faren er at planter kan bli “lurt” ved store svingninger i klimaet.

Når høsten kommer med kortere dager forstår cellene i trærne at vinteren nærmer seg. Trær, så vel som den urteaktige planten Arabidopsis, kan måle endringene i daglengde ved hjelp av lysfølsomme pigmenter i bladene. Bladene sender videre signaler til vekstpunktene i planten.

Hos arabidopsis kan vekstpunktene reagere på signalene ved å danne en blomsterstengel for produksjon av frø før vinteren kommer. Vekstpunktene i trær reagerer ved å avslutte produksjonen av blader, og pakker seg selv inn i knoppskjell.

Bladene faller av og trærne ruster seg for vinteren. I løpet av denne hvileperioden blir trær mer og mer motstandsdyktige mot frosten de har i vente.

Tror våren kommer

Chris van der Scoot og kollegene hans har oppdaget at knoppene hindres i å gå tilbake til en aktiv og frostfølsom tilstand ved å blokkere kommunikasjonen mellom cellene i vekstpunktene.

Overraskende nok viste det seg at under lave høst- og vintertemperaturer gjenåpnes kommunikasjonskanalene mellom cellene. Vekstpunktene er nå klare for vekst, skjønt lave temperaturer hindrer cellekommunikasjon, og dermed vekst om vinteren.

Når våren nærmer seg med høyere temperaturer blir en aktiv kommunikasjon mellom cellene i planten gjenopprettet. Trærnes forventninger om varme og vår setter i gang vokseprosessen.

Dersom det blir unormalt varmt i været for eksempel i februar, kan planten blir “lurt” til å tro at det er vår. Når vinterkulda da setter inn igjen kan trærne bli alvorlig skadet.

Tåler 70 minusgrader

- Vi har gjort forsøk med planter hvor de gradvis er blitt nedkjølt, faktisk helt ned til 70 minusgrader, og de har overlevd. Den gradvise endringen i lys og temperatur skjer også i naturen, og planten er tilpasset dette.

- Den kritiske fasen for mange trær er når kommunikasjonskanalene igjen fungerer mellom cellene i vekstpunktene. Dersom temperaturen øker i en lang nok periode vil knoppene skyte, og under denne veksten er vekstpunktene svært følsomme for lave temperaturer. Så det er de ustabile temperaturene vi har opplevd de siste årene som kan true trærne, sier Schoot.

Forstyrrer plantenes strategi

Chris van der Schoot leder et forskningsprosjekt som undersøker hvordan gran og bjørk reagerer på en endring i visse klimafaktorer.

- Helt konkret vil vi undersøke hvordan vekstpunktene organiserer plantens utvikling i løpet av den aktive veksten, og hvordan de tilpasser seg de ulike årstidene.

- Målet er å fastslå hvordan en desynkronisering av klimafaktorer, som daglengde og temperatur, forstyrrer plantenes strategi for tilpasning.

Endringer inne i planten

Mange klassiske studier har undersøkt planters atferdsmessige tilpasninger til endringer i klima, om de vokser fortere eller saktere, hvor sensitive de er for frost etc.

Svært få studier har tatt for seg de endringene som skjer inne i plantene. Den klassiske modellen har vært å studere de ytre endringene, de såkalt fenologiske endringene. Formålet med dette prosjektet er å finne ut mer om hva som skjer inne i vekstpunktene i planten.

Prosjektet fokuserer spesielt på betydningen av kommunikasjon mellom cellene, cellefysiologi og genuttrykk for utvikling og tilpasning i trær.

Les mer om prosjektet her