Buchen bieten Nahrung für Tiere, Bauholz für Holzprodukte und Nahrung für Buchenlaubpflanzen, sind jedoch durch die Buchenblattkrankheit (BLD) bedroht. Die erstmals 2012 im Mittleren Westen dokumentierte Krankheit wird mit dem Nematoden Litylenchus crenatae mccannii in Verbindung gebracht und breitet sich rasch in den zentralen und nordöstlichen Regionen Nordamerikas aus.
Ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Craig Brodersen, Professor für Pflanzenphysiologische Ökologie, und Leila Fletcher, Postdoktorandin, an der Yale School of the Environment (YSE) hat neue Erkenntnisse darüber gewonnen, wie sich die Krankheit auf Blätter auf zellulärer Ebene auswirkt, und lieferte eine neuartige mechanistische Erklärung für den Rückgang der Bäume nach der Infektion.
Die Ergebnisse sind veröffentlicht im Tagebuch Waldpathologie.
Brodersen interessierte sich erstmals für die Krankheit, nachdem er bei einem Waldspaziergang mit seinen Kindern die infizierten Bäume bemerkt hatte.
„Es ist ein wunderschöner Baum und ein wichtiger Teil der Landschaft. Ich wollte mit den Werkzeugen, die wir haben, etwas tun, um besser zu verstehen, was die Krankheit mit dem Baum macht. Um eine Lösung zu finden, müssen Sie.“ es aus möglichst vielen Blickwinkeln zu betrachten“, sagte er.
Das Team untersuchte Blätter von Buchen im Yale-Myers Forest, die noch nicht vom Fadenwurm befallen waren, sowie Blätter von infizierten Bäumen im West Rock Ridge State Park in New Haven. Das Vorhandensein des Fadenwurms beeinflusst die physikalische oder hormonelle Regulierung der Blattentwicklung, was zu den charakteristischen dunkelgrünen Streifen auf den betroffenen Blättern führt, sagte das Forschungsteam.
Nach dem Vergleich der Blattstrukturen auf zellulärer Ebene stellten die Wissenschaftler fest, dass die maximalen Photosyntheseraten bei symptomatischen Blättern um etwa 61 % niedriger waren und die Atmungsraten mit zunehmendem Anteil des betroffenen Blattgewebes anstiegen. Die Studie ergab, dass eine Kombination aus reduzierter Blattfläche für photosynthetisches Gewebe und Stomata-Deformation (Stomata sind Poren in der Blattoberfläche, die für den Gasaustausch sorgen) und reduzierter Stomata-Dichte wahrscheinlich zu den verringerten Photosyntheseraten führte, die in symptomatischen Blättern beobachtet wurden.
„BLD führt, wahrscheinlich in Kombination mit anderen Blattpathogenen und einer Ausdünnung des Blätterdachs, zu einer Verringerung der Kohlenstoffassimilationskapazität, was möglicherweise zum Baumsterben führen kann, indem der gespeicherte Kohlenstoff der Bäume erschöpft wird“, schlussfolgerten die Autoren der Studie.
Diese Informationen dienen der weiteren Erforschung der Krankheit, die sich noch im Anfangsstadium befindet.
„Wir hoffen, dass dies zu einem besseren Verständnis der Auswirkungen der Krankheit auf den Baum führt und es anderen ermöglicht, diese Informationen zu nutzen, um neue Strategien zur Bekämpfung der Krankheit zu entwickeln“, sagte Brodersen.
Die Studie wurde von YSE Ph.D. mitverfasst. Studenten Aleca Borsuk, Ana Fanton und Joseph Zailaa; die jüngste Absolventin Jennifer Richburg und Kate M. Johnson.
Mehr Informationen:
Leila R. Fletcher et al., Anatomische und physiologische Folgen der Buchenblattkrankheit bei Fagus grandifolia L., Waldpathologie (2023). DOI: 10.1111/efp.12842