Sameinaðir stöndum vér! Lifi neðanjarðarhagkerfið!

Það er kunnara en frá þurfi að segja að hvatinn til þróunar tegunda er hinn eilífa samkeppni þeirra. Milli plantna birtist þetta sem samkeppni um ljós, rými, vatn og næringarefni. Svo þurfa trén einnig að keppa við alls konar dýr og sveppi sem herja á þau. Þetta hefur allt saman legið fyrir frá því að Darwin benti á það á sínum tíma.


En þróunin hefur ekki bara leitt til samkeppni heldur einnig til samvinnu. Tré sem ekki stunda samvinnu á einn eða annan hátt eiga litla möguleika. Ef trjástofnar gætu talað gætu þeir gert orð Jóns Sigurðssonar að sínum og sagt: „Sameinaðir stöndum vér, sundraðir föllum vér“.


Blandskógur í Skriðdal. Samkeppni eða samvinna? Mynd: Sigurður Arnarson

Samlífi lífvera

Í vistfræði og almennri líffræði er jafnan kennt að samlífi lífvera geti í meginatriðum verið af þrennum toga.


Samlífi (symbiosis) er dregið af gríska orðinu symbioun sem merkir beinlínis: Að lifa saman. Ef annar aðilinn í samlífinu nýtur góðs af því en hinn verður fyrir tjóni kallast það sníkjulífi (parasitism). Ef annar aðilinn hefur greinilegan hag af samlífinu en hinum virðist slétt sama kallast það gistilífi (commensalism). Ef báðir aðilar njóta góðs af sambýlinu kallast það samhjálp (mutualism). Þetta er samt sem áður ekki alltaf svona klippt og skorið. Stundum geta lífverur skipt úr t.d. gistilífi yfir í sníkjulíf ef það hentar betur. Einnig er það þekkt að það sem lítur út fyrir að tilheyra einni gerð getur í raun tilheyrt annari ef vel er að gáð.


Við þetta mætti jafnvel bæta fjórða þættinum. Það er ránlífi eða afrán. Það telst þó ekki samlífi heldur byggir á því að ein tegund étur beinlínis aðra. Oft er talað um rándýr í þessu sambandi en skógarþröstur sem étur ánamaðk verður samt seint kallaður ránfugl. Þess vegna tala menn stundum um afrán og afræningja. Skógarþrösturinn er þá afræningi í heimi ánamaðka. Tré og aðrar plöntur þurfa líka að þróa varnir gegn afráni. Grasbítar stunda afrán á trjám.


Grasbítar eru afræningjar í heimi trjáa. Mynd: Sigurður Arnarson

Skoðum aðeins þessar þrjár gerðir samlífis.


Sníkjulífi

Fyrst er að nefna sníkjulíf. Sníkjulíf er það þegar lífvera lifir á annarri á hennar kostnað. Oftast er sníkjudýrið mun minna en hýsillinn. Til eru ýmsar sníkjujurtir sem ræna aðrar jurtir næringu sinni. Sumar plöntur teljast hálfsníkjuplöntur. Það merkir að þær ljóstillífa en láta það ekki duga og stela jafnframt af öðrum lífverum.


Talið er að um 1% prósent plantna séu sníkjuplöntur sem fá næringu sína frá öðrum plöntum. Hér er það mistilteinn sem sníkir af ösp. Mynd:Wikipedia.


Gistilífi

Oftast nælir gistilífveran sér í næringu eða fær einhvers konar skjól af hinni lífverunni, hýslinum. Reglan er yfirleitt sú að gistilífvera er mun smærri en hýsillinn. Ásætur eru dæmi um gistilíf. Þá vex ein planta á annarri. Í slíkum tilfellum getur þó gistilífið í sumum tilfellum breyst í sníkjulíf eins og lesa má um í pistli um fíkjutré.


Ótrúlegur fjöldi brönugrasa vex sem ásætur í trjám í hitabeltinu. Þetta vex reyndar í dönsku gróðurhúsi. Mynd: Sigurður Arnarson


Fléttur eru sambýli sveppa og þörunga (samhjálp). Hér vaxa flétturnar sem ásætur á birkitrjám (gistilífi). Mynd: Sigurður Arnarson.


Samhjálp

Samhjálp er það kallað þegar tvær lífverur lifa saman og það er báðum til hagsbóta. Samhjálp er ótrúlega algeng í heimi trjáa. Gott dæmi um samhjálp er samlífi sveppa og trjáa. Sveppurinn þiggur kolvetni frá trénu sem tréð aflar með ljóstillífun. Í staðinn hjálpar sveppurinn trénu að fá vatn og ýmis næringarefni úr jörðinni.

Sambýli sveppa og þörunga er annað frægt dæmi úr jurtaríkinu. Slíkt sambýli kallast fléttur og til er ótrúlegur fjöldi fléttna á Íslandi.

Þriðja dæmið eru plöntur sem lifa í sambýli við örverur sem vinna nitur úr andrúmsloftinu. Þetta er vel þekkt meðal margra plantna en einna mest áberandi er þetta hjá belgjurtum eins og lúpínu og smára.


Gullregn er af belgjurtaætt og lifir í sambýli við gerla sem vinna nitur beint úr andrúmsloftinu. Fremst er rauðsmári sem líka vinnur nitur með hjálp örvera. Neðst í vinstra horninu má svo sjá loðvíði sem orðið hefur fyrir afráni fiðrildalirfa. Mynd: Sigurður Arnarson

Verður nú fjallað meira um samlífi og þó einkum samhjálp í skóginum.


Samband við sveppi

Sveppir eru stórmerkilegar lífverur sem eiga í margvíslegu sambandi við tré. Má segja að allar þrjár tegundir samlífis finnist milli trjáa og sveppa.


Þegar sveppir hafa komið sér fyrir geta þeir aukið við veldi sitt og stærð svo áratugum skiptir. Í Sviss hefur fundist sveppur sem nær yfir um 35 hektara og er sennilega yfir eitt þúsund ára gamall.


Annar og enn stærri sveppur er í Óregon í Bandaríkjunum. Talið er að hann sé 2400 ára gamall og hefur breitt úr sér á yfir níu ferkílómetra. Það eru 900 hektarar! Það er á við 1200 fótboltavelli. Til samanburðar eru tæplega 170 knattspyrnuvellir í fullri stærð á Íslandi. Þessi sveppur gæti gert tilkall til að teljast vera stærsta, þekkta lífvera jarðar.


Hvorugur þessara svepparisa er sérlega vingjarnlegur granni trjáa. Öðru nær. Í leit sinni að lífrænum efnum til að nærast á geta þeir beinlínis drepið tré. Þess vegna fjöllum við ekki meira um þá.


Lerkisúlungur eða lerkisveppur er ein þeirra tegunda sem vex í sambýli við lerki. Lerkisúlungur getur reyndar líka vaxið með degli. Í báðum tilfellum gagnast sambýlið báðum lífverunum. Mynd: Sigurður Arnarson.

Sveppir sem nefnist á fræðimáli Mycorrhizae lifa í sambýli við ýmsar jurtir og tré svo sem plöntur af mörgum tegundum barrtrjáa og reyndar margra annarra trjáa. Sveppurinn tengir sig við rótaranga jurtanna þannig að sveppurinn og trén eignast margfalt stærra, sameiginlegt rótarkerfi. Það auðveldar plöntunum að ná ýmsum næringarefnum. Sveppurinn græðir líka því hann fær kolvetnissambönd frá trénu.

Þessi samhjálp sveppa og trjáa er algert lykilatriði fyrir skóga. Sumir sveppir vaxa aðeins með einni tegund á meðan aðrir sveppir eru ekki við eina fjölina felldir og geta vaxið með nokkrum tegundum. Í skógrækt getur það hreinlega skilið milli feigs og ófeigs að þessi samhjálp komist sem fyrst á. Að auki kunnum við, mannfólkið, vel að meta þetta sambýli því aldin margra þessara sveppa eru fyrirtaks matsveppir. Gott dæmi um þá er hér á myndinni að ofan.


Þessir bakkar með sitkagreni voru í gróðurhúsi yfir vetur. Á þeim tíma óx rótin ekki en svepprótarsveppurinn gerði það eins og sjá má á leirnum. Þessar plöntur eru því greinilega tilbúnar til útplöntunar. Mynd: Sigurður Arnarson


Samvinna við aðrar örverur

78% andrúmsloftsins er nitur (stundum nefnt köfnunarefni). Samt er það svo að á Íslandi er víðast hvar krónískur niturskortur í jarðvegi. Það er vegna þess að því miður er nitrið í þannig formi að hvorki plöntur né dýr geta nýtt sér það. Til eru örverur sem geta nýtt sér nitrið og breytt því í nitursambönd sem plöntur geta nýtt sér. Svona niturnám er á færi nokkurra ættkvísla dreifkjörnunga. Sumar tegundir plantna hafa tekið þær í sína þjónustu og myndað með þeim samlífi sem hér að ofan er kallað samhjálp.


Sitkaelri getur vaxið í mjög rýru landi eins og hér má sjá. Ástæðan er samvinna við Frankia-gerla sem vaxa á rótum þess. Mynd: Sigurður Arnarson.


Sum tré mynda sambýli við örverur sem vinna nitur beint úr andrúmsloftinu. Þær örverur eru af nokkrum ættkvíslum en tveir hópar eru þeirra þekktastir. Annars vegar eru það gerlar sem kallast Rhizobium og hins vegar gerlar sem kallast Frankia. Fleiri niturbindandi örverur mynda svona samband við tré og jurtir en þessar eru þekktastar. Báðir hópar mynda einskonar hnúða á rótunum og vinna verk sitt þar.

Fyrri hópurinn, Rhizobium, er fyrst og fremst í sambýli við belgjurtaættina. Hún er þriðja stærsta plöntuætt í heiminum og engin ætt inniheldur jafn margar trjátegundir. Plantan sér gerlunum fyrir öllum mikilvægum næringarefnum en fær sitt nauðsynlega nitur í staðinn. Því er það svo að niturbinding örvera í sambýli við belgjurtir skiptir margvísleg vistkerfi miklu máli. Engin önnur ætt planta er jafn afkastamikil í niturnámi með hjálp örvera sem belgjurtir. Rhizobium gegnir þar lykilhlutverki en fleiri ættkvíslir gerla eru með í sambýlinu. Hæst ber þar gerla sem kallast Bradyrhizobium.


Rætur á lúpínu (sem er belgjurt). Hnúðarnir á rótunum eru gerlar af ættkvíslinni Rhizobium sem vinna nitur beint úr andrúmsloftinu. Ef hnýðin eru vel virk eru þau rauðleit að innan. Mynd: Sigurður Arnarson.


Seinni hópurinn, Frankia, myndar sambýli við tré af nokkrum ólíkum ættum. Meðal þeirra trjáa og runna sem þrífast á Íslandi og mynda virkt samband við Frankia-gerla eru ýmsar tegundir af elri (Alnus ssp.) og tegundir af silfurblaðsætt (Eleaegnaceae) eins og hafþyrnir (Hippophäe rhamnoides), silfurblað (Elaeagnus commutata) og vísundaber (Shepherdia canadensis). Einnig eru til tegundir af mjaðurlyngsætt Myricaceae eins og Myrica pensylvanica og M. Gale sem binda nitur með aðstoð Frankiga-gerla öllu vistkerfinu til bóta.


Fremst á myndinni er lúpína en mest áberandi er hafþyrnir. Ofan við hann, til hægri á myndinni má sjá sitkaelri. Allar þessar tegundir mynda sambýli með örverum á rótunum. Aftast er lerki sem myndar sambýli við sveppi. Mynd: Sigurður Arnarson.


Samvinna við dýr

Samband plantna og dýra getur verið með margvíslegum hætti. Sumar tegundir nærast á plöntum en einnig eru til plöntur sem nærast á dýrum. Að auki er til samhjálp milli dýra og plantna. Það skiptir skógana oft mjög miklu máli.


Þegar um samhjálp dýra og plantna er að ræða er það fyrst og fremst við dreifingu frjós á milli blóma og við dreifingu fræja. Í báðum tilfellum sækja dýrin eftir fæðu sem plönturnar mynda en dreifa í staðinn annað hvort frjódufti af karlblómum yfir á kvenblóm (býflugan og blómið) eða fræjum sem ganga niður af dýrunum með heppilegum áburðarskammti eftir að dýrið hefur gætt sér á aldini plöntunnar. Stundum er þetta sambýli ótrúlega sérhæft eins og lesa má um í pistli um fíkjutré en stundum mjög almennt eins og þegar fuglar dreifa fræjum með því að éta reyniber.

Mjög margir hópar dýra iðka svona samhjálp með plöntum. Má nefna skordýr og hvers konar pöddur, froskdýr, fugla og spendýr sem dæmi.

Svartþröstur í Lystigarðinum borðar reyniber. Hann græðir mat en reynirinn vonast til að þrösturinn driti fræinu á heppilegan stað. Til að auðvelda þröstunum lífið eru berin áberandi á litinn. Mynd: Sigurður Arnarson. Til eru flóknari dæmi um samhjálp dýra og trjáa en hér hefur verið lýst. Má nefna sem dæmi sambýli akasíutrjáa og maura. Verður að teljast líklegt að um það sambýli verði skrifuð grein fyrr eða síðar á þessum síðum.


Samvinna við aðrar plöntur

Algengasta samvinna plantna er í gegnum aðrar lífverur. Þannig geta nágrannar plantna sem binda nitur notið góðs af því að lifa í nágrenni við þær. Nitrið nýtist ekki bara þeim plöntum sem lifa í sambýli við niturbindandi örverur og sveppi, heldur einnig nágrönnum þeirra. Þess vegna getur verið mjög heppilegt að planta trjám í lúpínubreiður eða kom öðrum jurtum af ertublómaætt í skógarreiti. Lesa má um það hér.


Þegar trjám og runnum sem hafa Frankia í sinni þjónustu er plantað í skóga hjálpar það skóginum öllum til að vaxa betur. Því getur verið til bóta fyrir skóga að planta dálítið af elri innan um aðrar tegundir.


Elri og lerki í mjög rýru landi. Plönturnar eru jafn gamlar. Fyrr eða síðar mun lerkið taka fram úr elrinu. Fremst á myndinni er belgjurtin seljahnúta. Saman munu þessar tegundir búa til frjósamt vistkerfi sem aðrar plöntur geta nýtt sér. Mynd: Sigurður Arnarson.


Í vistfræðinni er það vel þekkt að sum tré eru svokallaðir frumherjar á meðan önnur tré koma síðar inn í framvinduna. Frumherjarnir eru gjarnan ljóselskir og komast af í rýrara landi og í minna skjóli en þær plöntur sem síðar nema land. Þær plöntur sem eru síðframvindutré, eins og til dæmis þallir (Tsuga), þrífast mjög vel í lítilli birtu en þurfa skjól og sæmilega frjóa jörð. Sum af þessum síðframvindutrjám eru fremur hægvaxta enda liggur þeim ekkert á. Í svona sambýli eru frumbýlingunum litlar þakkir færðar. Þær plöntur sem síðar koma inn í framvinduna skyggja frumbýlingana út, sem kallað er. Þeir vaxa þeim yfir höfuð (eða krónu) og stela af þeim allri birtu og næringu.


Greni vex upp í skjóli lerkis og aspa. Mynd: Sigurður Arnarson.

Við sem ræktum skóga getum þó nýtt okkur þetta. Sem dæmi má nefna að lerki er frumbýlisplanta. Nálarfall þess á haustin hefur greinilega jákvæð áhrif á grasvöxt undir lerkitrjánum, enda er lerkið í samhjálp með nokkrum tegundum sveppa. Þessi áburðaráhrif lerkisins má nýta með því að planta öðrum trjám með lerkinu sem gera meiri kröfur til frjósemi. Þess vegna er greni oft plantað með lerki eða inn í lerkiskóga.


Síðframvindutegundir í Vaðlaskógi vaxa í góðu skjóli og frjórri mold sem lerkið hefur undirbúið. Mynd: Sigurður Arnarson.


Trjáplöntur geta einnig hjálpað hver annarri. Þegar skógar vaxa upp skýla trén hvert öðru. Mismunandi tré þurfa næringarefni í mismiklum styrk og sækja þau á mismunandi dýpi. Við lauf- og barrfall verða þessi næringarefni aðgengileg fyrir fleiri tré eftir að rotverur hafa gegnt sínu hlutverki.


Algeng er þessi samhjálp fyrir tilstuðlan og aðstoð sveppa. Ef sveppur hefur myndað sambýli við eitt tré getur hann sem best einnig tengst öðru tré. Í sumum tilfellum er það tré af sömu tegund, en það þarf ekki að vera. Í gegnum svepprótina geta síðan trén deilt vatni og næringu og þannig hjálpað hvert öðru. Neðanjarðarhagkerfi skóga er ákaflega mikilvægt.


Í bókinni The Hidden Life of Trees. What They Feel, How They Communicate eftir Peter Wohlleben segir á bls. 15-16 frá nemendum við Institute for Environmental Research að RWTH Aachen sem skoðuðu ljóstillífun í beykiskógum. Þeir komust að því að á hverju svæði skiptir engu máli hvort trén standa í frjórri mold eða ófrjórri. Hvort þau eru lítil eða stór, þykk eða mjó. Öll trén á sama svæði ljóstillífa jafn mikið! Ástæða þessa virðist vera eins einföld og hún er ótrúleg. Öll trén deila vatni og næringarefnum á milli sín í gegnum neðanjarðarhagkerfi sveppa og trjáróta.


Trén hjálpast að.


Samkeppni og samvinna. Mynd: Sigurður Arnarson.


217 views

Recent Posts

See All