Arktis dufter mere med stressede planter

- "På den ene side er frigivelse af flygtige stoffer en væsentlig del af plantens forsvar. Mange er giftige for insekter, der spiser planter eller lægge æg på dem. Planter kan også tiltrække naturlige fjender af de angribende insekter eller advare deres naboer om en forestående fare via luftbåren kommunikation. På den anden side kan de samme flygtige stoffer omdanne atmosfærens kemi. I luften producerer disse forbindelser bittesmå partikler, som spreder solens stråling og dermed forhindrer solens varme i at nå jorden, og de kan endda forme skyer. De bidrager også til dannelsen af ozon, som er luftforurening, der skader planter, dyr og menneskers sundhed," forklarer Dr. Tao Li, som er hovedforfatter for forskningsstudiet. Mens de mangfoldige funktioner af flygtige stoffer i økologi og atmosfæren er velkendte blandt forskere, kender man kun i ringe grad deres betydning i forbindelse med klimaforandringerne i Arktis, der udvikles hurtigere og er mere udtalte end andre steder på planeten.

Forskere fra Biologisk Institut og Center for Permafrost (CENPERM) ved Københavns Universitet har undersøgt plantestress-relateret frigivelse af flygtige stoffer i Arktis i klimasammenhæng, og resultaterne er opsigtsvækkende. Man ved godt, at frigivelsen af flygtige stoffer er afhængig af temperatur, og at frigivelsen øges, når planten er angrebet af insekter og sygdomme. Nu viser forskerne, at klimaændringer i Arktis kan føre til flere planteskader forårsaget af insekter, og at dette igen resulterer i høje emissioner af flygtige stoffer fra vegetationen i de arktiske områder.

Det hele begyndte i 1999. Feltforsøg blev igangsat i tundra nær Abisko naturvidenskabelige forskningsstation i svensk Lapland, med det formål at overvåge ændringer i økosystemer på grund af opvarmning af klimaet. Små åbne drivhuse blev rejst hver sommer for at simulere opvarmning af vegetationen. I 2017 satte Dr. Tao Li, som er Marie Curie fellow i forskningsgruppen ledet af Professor Riikka Rinnan fra Biologisk Institut, sig for at kortlægge insekters græsningsaktivitet i vegetation inden for de små drivhuse, og undersøge påvirkninger af simuleret opvarmning og insekters græsning på frigivelsen af flygtige stoffer fra planterne. Og resultaterne af dette eksperiment var overraskende.

Resultaterne viser, at 2°C opvarmning vha. drivhuse forøgede insekternes fortæring af blade med 300%.

- "For at undersøge, hvordan insekters græsning ville påvirke frigivelsen af de flygtige organiske forbindelser, brugte Tao et plantehormon, der får planterne til at tro, de er angrebet af insekter. Denne hormonbehandling førte til en drastisk stigning i mængden af flygtige stoffer frigivet fra den vidtudbredte dværg-birk, som er medvirkende til at Arktis i disse år bliver grønnere. Den simulerede insektgræsning forårsagede stort udslip af kemikalier, som vi kender fra lugten af frisk nyslået græsplæne, og terpener også kendt som æteriske olier. Det gav en firedoblet frigivelse af terpener som overraskende øgedes til en 11 gange højere frigivelse af disse gasser under simuleret opvarmning, hvilket afslører en stærk synergi mellem effekt af opvarmning og insekters fortæring af blade. Dette kan have vidtrækkende konsekvenser," siger Riikka Rinnan.

Stigende temperaturer ventes at øge aktiviteten af skadedyr og føre til kraftigere insektudbrud, der kan forårsage periodisk afløvning.  Dette er sandsynligvis mere udtalt i Arktis, hvor insekters stofskifte og tilvæksten i antal førhen i højere grad har været hæmmet af de kolde omgivelser. Forøget insektaktivitet vil have en enorm indvirkning på frigivelsen af flygtige stoffer fra planter i Arktis og kan føre til en dominoeffekt på samspillet mellem arter via flygtige stoffer, samt på endnu uafklarede konsekvenser for atmosfærens kemiske sammensætning.