Alen försvarslös mot invasiv algsvamp

Växter och parasiterande mikroorganismer som levt tillsammans under lång tid utvecklar en balans. De allra känsligaste värdarna dör och deras gener försvinner ur populationen, men de som har en viss motståndskraft klarar sig bättre och kan fortplanta sig vilket gör kommande generationer mindre känsliga. När en skadegörare introduceras till helt nya ekosystem har detta urval inte skett och en stor andel av populationen kan helt sakna motståndskraft. Askskottssjukan är ett exempel på ett utbrott där ett mycket stort antal försvarslösa träd dör under den tidiga invasionen.

Viktigt för riskbedömning

För att den angripna populationen ska kunna återhämta sig och med tiden hamna i balans med angriparen, krävs individer med en viss nivå av genetisk motståndskraft. Om dessa är allt för få blir dödligheten på sikt mycket stor. Den vanliga skogsalmen har exempelvis mycket liten eller ingen motståndskraft mot almsjuka varför många miljarder almar världen över har dött i ett över 100 år långt utbrott.

Ett annat exempel är kastanjekräftan, en sjukdom som i början av 1900-talet i princip utrotade kastanjen från Nordamerika. Att uppskatta de genetiska förutsättningarna för resistens mot en viss skadegörare i en viss population kan därför vara ett effektivt sätt att sia om hur stor dödligheten i en epidemi kan komma att bli. En ny studie från SLU gör just detta genom att uppskatta motståndskraften mot al-phytophthora i klibbal.

Så angrips alar av Phytophthora

Det börjar som en allt glesare krona, där de kvarvarande löven är små och gulnande. Bruna, blödande sår uppkommer på stammens nedre delar och mellan rötterna, och produktionen av kottar ökar. Om barken avlägsnas runt såren, framträder omfattande nekroser på stammen. Förloppet kan vara snabbt, men ofta blir trädet långsamt svagare under flera år innan det dör, även om det händer att det lyckas återhämta sig.

Phytophthora alni är ett komplex av tre arter av algsvampar. Sjukdomen rapporterades första gången 1993 från England och har sedan dess spridits över Västeuropa. Den avgjort mest känsliga alen är klibbal, men även gråal kan angripas.
Svampen beskrivs som en invasiv art i Sverige, och har troligen kommit hit genom importerat växtmaterial från sedan tidigare angripna områden.

SLU-forskaren Miguel Angel Redondo har studerat utbredningen av P. x alni och P. uniformis i Sverige. P. uniformis påträffades i samtliga 16 undersökta åar, från Gävleån till Kävlingeån, medan P. x alni mestadels hittades i landets sydligaste delar och längs kusterna. Den avgörande faktorn för denna begränsning tycks vara vintertemperaturerna.

Källa: Invasion biology of forest Phytophthora species in Sweden  

I södra Sverige angrips klibbal av två al-specialiserade Phytophthora-arter; Phytophthora uniformis (PU) och P. alni (PA). PA är mer känslig för låga temperaturer och har därför – än så länge – inte påträffats utanför Skåne, Blekinge och Halland, medan PU har hittats så långt norrut som Gävle.

PA är betydligt mer aggressiv än PU. I ett varmare klimat är risken stor att PA vandrar norrut och orsakar stora skador på alpopulationen. Förutom alens ekologiska betydelse i sig själv är trädets rotsystem också viktigt för flodbankar och åkanter. Miguel Angel Redondo vid institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi vid SLU har undersökt alens motståndskraft mot dessa båda angripare.

– Phytophthora-arter sprids med vatten, och alen angrips i huvudsak där den växer vid vattendrag, säger Miguel Angel Redondo. Därför har vi antagit att alpopulationer långt från öppet vatten utsatts för ett mindre infektionstryck. Om det finns någon genetisk resistens hos alen, borde alltså de mottagligaste individerna vara döda runt  vattendragen, men finnas kvar på andra platser. Alltså borde en genomsnittlig al vid vattnet vara mer motståndskraftig.

Plockade kottar

Miguel plockade kottar från sex alar kring tre vattendrag angripna av PA respektive PU, och för varje vattendrag även i ett närbeläget område utan öppet vatten. Frön från kottarna planterades och 60 avkommor från varje träd användas för infektionsförsök.

– Plantorna placerades i sporslamningar av PA respektive PU under ett par timmar, säger Miguel Angel Redondo. De kommande tio dagarna noterade vi hur stor andel av plantorna som dog och använde det som ett mått på respektive träds mottaglighet för angreppen.

Forskarna kunde konstatera att nästan dubbelt så många PU-infekterade plantor överlevde om kottarna var plockade nära vattendragen (det vill säga i angripna områden) istället för längre bort. För PA noterades dock ingen sådan skillnad; där var den genomsnittliga motståndskraften lika stor vare sig området angripits av skadegöraren tidigare eller inte.

Risk för aldöd i ett varmare klimat

PA visade sig också vara 27 procent mer aggressiv än PU överlag. En teori är att aggressiva skadegörare inte utverkar samma genetiska tryck på värdpopulationen som svagare, eftersom de dödar värdträden för snabbt och därför inte maximerar sin egen spridningspotential. I så fall kanske det finns en resistens, men den kommer ännu inte till uttryck i populationen eftersom så få träd infekteras. Men Miguel avfärdar den hypotesen som orsak i alens fall.

– Vi ser att oavsett om området angripits av PA respektive PU, är det ungefär lika stor andel träd som uppvisar symptom. Därför tror vi att båda skadegörarna har tillräcklig spridningspotential för att det naturliga urvalet ska kunna verka. Våra resultat visar att det kan finnas genetisk variation i alpopulationen för resistens mot PU, summerar Miguel Angel Redondo.

– Den har gjort att de mest motståndskraftiga träden vid vattendragen överlevt, medan inget sådant urval skett där infektionstrycket varit lägre. Men vi ser ingen sådan effekt vid infektion av PA. Det innebär att det inte är sannolikt att våra alar kommer att anpassa sig till PA, i varje fall inte på kort sikt. I ett varmare framtida klimat kommer troligtvis PA kunna fortsätta spridas norrut, vilket kan medföra omfattande skador på al över hela södra Sverige.

Text: Mårten Lind, SLU

Vetenskaplig artikel:

Genetic Variation Explains Changes in Susceptibility in a Naïve Host Against an Invasive Forest Pathogen: The Case of Alder and the Phytophthora alni Complex The American Phytopathological Society Publications