Hlýskeið örva blöndun fjalldrapa og birkis

28.12.2016

Villt íslenskt birki norðan Hálsmela í Fnjóskadal.

Sumir blendingarnir reynast frjóir og geta því verkað sem genabrýr fyrir tegundirnar tvær

Hlýskeið á nútíma hafa ýtt undir tegundablöndun birkis og fjalldrapa. Slíkt skeið er hafið enn á ný með hlýnandi loftslagi undanfarinna áratuga. Þótt flestir blendingarnir séu illa eða ófrjóir hefur komið í ljós að á því eru undantekningar. Sumir þeirra ná að mynda talsvert af eðlilegum kynfrumum og geta því verkað sem genabrýr milli tegundanna með áframhaldandi víxlun.

Á sextándu Evrópuráðstefnunni um smásjárrannsóknir, 16th European Microscopy Congress 2016, sem haldin var í Lyon í Frakklandi í haust sem leið birtu nokkrir íslenskir vísindamenn veggspjald um rannsóknir á tegundablöndun birkis og fjalldrapa Yfirskrift veggspjaldsins er Birch pollen – the key to unlock hidden cases of species hybridization. Aðalhöfundur veggspjaldsins er Kesara Anamthawat-Jónsson, prófessor við líf- og umhverfisvísindadeild Háskóla Íslands, en meðal meðhöfunda var Lilja Karlsdóttir náttúrufræðingur, sem starfar við rannsóknir á sviði plöntuvistfræði og plöntulífeðlisfræði á Líffræðistofu HÍ.

Venjulega eru þrjú op á birkifrjókorni en það á yfirleitt ekki við um erfðagölluð eða vansköpuð birkifrjókorn sem gerir þau auðþekkjanleg frá heilbrigðum. Safnað var frjókornasýnum af 92 plöntum af birkiættkvíslinni, Betula, úr villtu skóg- eða kjarrlendi á Íslandi. Í fyrsta lagi var 31 planta af tvílitna fjalldrapa (2n=28), í öðru lagi 39 fjórlitna ilmbjarkir (2n=56) og í þriðja lagi voru 22 plöntur þrílitna blendingar tegundanna tveggja (2n=42).

Athuganirnar sýndu greinilega að báðar tegundirnar, fjalldrapi og ilmbjörk, framleiddu aðallega eðlileg frjókorn með þremur opuum. Skemmd eða vansköpuð frjókorn voru á hinn bóginn mun algengari í sýnum af blendingum þessara tveggja tegunda. Algengasta vansköpunin á formi frjókornanna voru frjókorn með fjórum opum í stað hinna venjulegu þriggja.

Rýriskipting eða meiósa móðurfrumnanna var einnig rannsökuð. Eins og við mátti búast kom í ljós óregluleiki í rýriskiptingunni hjá þrílitna plöntunum svo úr urðu vansköpuð smágró. Í framhaldi af því var frjósemi þrílitna einstaklinganna rannsökuð, bæði lífvænleiki frjókornanna og spírunarhæfni fræja. Niðurstöðurnar staðfestu að frjósemi þrílitna blendinganna væri verulega skert.

Að þessir blendingar skuli ekki vera ófrjóir styður niðurstöður annarra rannsókna á genaflæði milli tegunda í birkiættkvíslinni því þessir þrílitna blendingar geta verkað sem brú fyrir genaflæði milli tegundanna tveggja þegar þeir æxlast sjálfir áfram.

Sú vitneskja að þrílitna birkiblendingar framleiði afbrigðileg frjókorn hefur nýst vísindamönnum í leitinni að tegundablöndun í gróðursögu Íslands á nútíma. Tekin voru sýni af mó á þremur stöðum á Íslandi, í Eyjafirði, Grímsnesi og Þistilfirði. Rannsóknir á sýnunum sýndu að á öllum þessum stöðum höfðu komið tímabil á undanförnum árþúsundum þar sem hlutfall afbrigðilegra frjókorna hafði hækkað.

Með því að bera saman loftslagsupplýsingar úr ískjarnaverkefninu á Grænlandi, Greenland Ice Core Project, má sjá áhrif loftslagsbreytinga á birkiskóglendið. Í ljós kemur að á þeim tímabilum þegar meira er um blendinga helst framrás ilmbjarkar á kostnað fjalldrapa í hendur við hlýnandi loftslag. Slík tegundablöndun gæti hafa orðið vítt og breitt um norðanverða Evrópu þegar skóglendi breiddist út á ný í upphafi nútíma.

Mestallt það tímabil sem við köllum nútíma hefur meðalhiti á Íslandi verið við neðri mörk þess sem birkið þarf til að þrífast og reglulega hafa skapast þær aðstæður sem ýtt hafa undir tegundablöndun. Með hlýnandi loftslagi undanfarna áratugi hefur risið ný alda tegundablöndunar birkis og fjalldrapa.

Nánar má lesa um þessar rannsóknir í grein sem birtist í Náttúrufræðingnum og heitir Kynblöndun ilmbjarkar og fjalldrapa á nútíma. Greinina rituðu Lilja Karlsdóttir, Margrét Hallsdóttir, Ægir Þór Þórsson og Kesara Anamthawat-Jónsson.

Íslenskur texti og myndir: Pétur Halldórsson

Til baka í yfirlit