Havupuiden välinen viestintä on monimutkaista ja ilmansaasteet vaikuttavat siihen

Havupuut ovat pohjoisen havumetsävyöhykkeen yleisimpiä puita. Ne ovat myös alttiita kaarnakuoriaisten, kuten kärsäkkäisiin kuuluvan tukkimiehentäin, aiheuttamille tuhoille. Itä-Suomen yliopiston uusi tutkimus osoittaa, että kaarnakuoriaisten alkaessa tuhota puuta havupuut vapauttavat huomattavia määriä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä, jotka toimivat tärkeinä signaaleina viereisille taimille.

Entuudestaan tiedetään, että kun kasvit vaurioituvat, ne vapauttavat tuoksuvia kemiallisia yhdisteitä ilmakehään. Nämä yhdisteet ovat tärkeä väline kasvien välisessä viestinnässä.

– Leveälehtisten kasvien on osoitettu reagoivan kemiallisiin tuoksusignaaleihin, mutta samaa ei ole havaittu havupuilla, joten päätimme tutkia, reagoivatko ne samalla tavalla, väitöskirjatutkija Hao Yu Itä-Suomen yliopistosta kertoo.

Tutkimus osoitti, että kaarnakuoriaisten vahingoittamat männyn taimet vapauttivat ilmakehään suuria määriä haihtuvia yhdisteitä. Näitä kemiallisia signaaleja vastaanottaneet vahingoittumattomat kasvit alkoivat myös vapauttaa haihtuvia yhdisteitä, minkä lisäksi ne valmistautuivat vapauttamaan entistä suurempia määriä yhdisteitä, mikäli kaarnakuoriaiset kävisivät niidenkin kimppuun.

Tärkeä havainto on, että kemiallisia signaaleja vastaanottaneiden kasvien ilmarakojohtavuus ja nettofotosynteesi lisääntyivät.

– Tämä on uusi havainto ja sillä on laajoja vaikutuksia jatkotutkimukseen, jossa selvitetään mekanismeja, joilla kasvit saavat tietoa naapureistaan, kertoo professori James Blande, joka johtaa Suomen Akatemian rahoittamaa havupuiden viestintään keskittyvää hanketta Itä-Suomen yliopistossa.

Lisäksi kemiallisia signaaleja vastaanottaneiden kasvien pihkatiehyissä havaittiin muutoksia eivätkä kaarnakuoriaiset pystyneet aiheuttamaan niihin yhtä paljon vahinkoa kuin kasveihin, jotka eivät olleet saaneet kemiallista viestiä uhkaavasta vaarasta.

Ryhmä tutki myös kemiallisia signaaleja vastaanottaneiden kasvien vasteita kohonneeseen otsonipitoisuuteen, mikä kuvastaa tilannetta saastuneemmilla alueilla. Kasvien vasteissa havaittiin useita muutoksia, mutta ne eivät vaikuttaneet niiden kykyyn puolustautua.

– Kasvien erilaiset vasteet saivat meidät ajattelemaan, että ne eivät viesti ollenkaan, mutta silti ne olivat vastustuskykyisempiä kaarnakuoriaisille, Yu kertoo.

Tutkimus tarjoaa uutta tietoa havupuiden välisen viestinnän dynamiikasta ja osoittaa, että ilmansaasteet voivat merkittävästi vaikuttaa puiden väliseen viestintään.

Lisätietoja:

Väitöskirjatutkija Hao Yu, hao.yu@uef.fi
Professori James Blande, james.blande@uef.fi

https://uefconnect.uef.fi/en/person/hao.yu/

https://uefconnect.uef.fi/en/person/james.blande/

https://uefconnect.uef.fi/en/group/conifercom/

Tutkimusartikkeli:

Yu H, Kivimäenpää M, Blande JD. 2022 Volatile-mediated between-plant communication in Scots pine and the effects of elevated ozone. Proc. R. Soc. B 289: 20220963. https://doi.org/10.1098/rspb.2022.0963