Thomas Solvin har i sin doktorgradsavhandling undersøkt granas evne til å tilpasse seg klimaendringer. Målet er å gi skogbruket bedre metoder for å velge de riktige granplantene for fremtidas bærekraftige skogbruk. Resultatene viser at de utviklede modellene kan forbedre skogbrukets beslutningsverktøy.
Grana er et spesielt viktig treslag med høy økonomisk og økologisk betydning i Nord‐Europa. Treet er en av de mest produktive treslaga, og er godt egnet for konstruksjon av for eksempel tømmer, masse og papir.
– De ventede klimaendringene kan slå begge veier for den nord-europeiske grana, sier doktorgradskandidat Thomas Solvin.
– På den ene siden kan de skape et potensial for økt produksjon. På den andre siden kan de medføre at trærne blir mindre tilpasset sitt lokale miljø.
Grana har lang generasjonstid, og står i fare for å ikke rekke å tilpasse seg ett nytt og skiftende klima.
Rettet avl
Solvin har i sin doktorgradsavhandling undersøkt på variasjon i kvantitative genetiske trekk som gir grunnlag for klimatilpasning og avl av gran.
I de nordiske landene har det vært systematisk avl av gran startet rundt midten av forrige århundre. Målet har vært økt volumproduksjon og høyere kvalitet.
Nordiske foredlingsprogram har et mål om å forsyne skogbruket med klimatilpassede trær av høy kvalitet for å sikre et bærekraftig skogbruk i fremtiden.
– For å få til dette må vi velge planter med de riktige egenskapene, sier han.
Men hvordan velge riktig granplante?
Velge fremtidas trær
For det blotte øyet ser grantrærne kanskje helt like ut alle sammen, men genetisk er de mer forskjellige enn man skulle tro. Forskerne kan måle forskjeller trærnes i respons på miljøet rundt seg, og på variasjoner i sesongene.
Forskning har for eksempel vist at miljøforhold påvirker utviklingen av treets embryo og frømodning og effekten er målbar i flere år etterpå.
I tillegg til å ha et adaptivt potensial i form av genetisk variasjon i vekst og fenologi, har grana en måte å respondere på endret klima ved hjelp av en epigenetisk «hukommelse».
Må ha mer effektive metoder
– De frøene vi velger å plante i dag er grunnlaget for fremtidas skogbruk, sier Solvin.
– Vi må gjøre vårt beste for å velge planter som er best mulig rustet for fremtidas klima.
Til dette behøves beslutningsverktøy som kan fortelle skogbruket hvilke planter som passer best hvor. Det krever omfattende testing av provenienser og familier i foredlingsprogrammet i kombinasjon med klimadata.
– Slik testing er arbeidskrevende og begrenset av kostnadene med blant annet måling i feltforsøk, sier han.
Det trengs derfor mer effektive metoder for målinger i feltforsøk – såkalt fenotyping.
Målet med Solvins prosjekt var å lære mer om genetisk og epigenetisk variasjon i vekst‐ og fenologiegenskaper i naturlige granpopulasjoner for å forstå artens potensial for å tilpasse seg bedre.
Potensial for rask respons
Solvin har brukt frøpartier fra ulike provenienser og frøår, og undersøkt variasjon i fenologi og vekst.
Han fant signifikante effekter av frøårsspesifikk temperatur på vekststart og vekstavslutning. Det var også signifikante effekter på høyde ved tidlig alder.
– Dette indikerer at naturlige populasjoner har et potensial til å reagere raskt på klimaendringer, sier han.
Forbedrede prediksjoner
Høy temperatur under frømodning var koblet til forsinket knoppsprett og vekstavslutning. Denne mer «sørlige» tilpasningen fra varme frøår kan redusere risikoen for frostskade om våren.
Solvins resultater viser at modeller som implementerer epigenetikk kan brukes for å bedre prediksjonene om foryngelsesmaterialenes prestasjon.
Han har også studert granas genetiske variasjonsmønstre i detalj. Styrkeforholdet mellom ulike varianskomponenter har betydning for effekt og vurdering av foredlingsstrategi.
Ny metodikk
Solvin testet en metode for rask og kostnadseffektiv fenotyping ved hjelp av droner og fotogrammetriske metoder. Høyde på store og mellomstore trær kunne estimeres med høy nøyaktighet. Metoden var imidlertid ikke nøyaktig nok til å beregne høydekurver for vekst gjennom sesongen og avledede fenologiegenskaper for vekstart og vekstavslutning.
Bedre metoder for næringa
Resultatene fra avhandlingen viser at modeller for epigenetiske effekter kan brukes til å forbedre prediksjonene for granas klimatilpasning og prestasjon.
– Modellene kan brukes til å forbedre beslutningsverktøy for skogbruket, sier Solvin.
Variansmønstrene og genetiske korrelasjoner indikerte et potensial for tidlig testing og høyt foredlingspotensial for fenologi. Genetisk gevinst i foredling og kapasiteten til å drive fenotyping kan økes ved bruk av droner (UAV).