Antakelig spredde beiskambrosia seg i Nord-Amerika med nybyggere som fikk den med på lasset da de hugget ned skogene for å skape jordbruksland i stor skala. Foto: Thinkstock

Ugresset som spredde seg med nybyggerne

Hvorfor har den ekstremt allergiframkallende planten beiskambrosia spredd seg så raskt?

NYTT UGRESS: Beiskambrosia (Ambrosia artemisiifolia) sprer seg gjennom Europa, og allergikere lengre sør på kontinentet har fått nok en grunn til å grue seg til pollensesongen.

Allergikere sør i Europa har fått nok en grunn til å grue seg til pollensesongen. Foto: Thinkstock

Allergikere sør i Europa har fått nok en grunn til å grue seg til pollensesongen. Foto: Thinkstock

Én eneste plante kan produsere opptil én milliard pollenkorn i løpet av en sesong. Men den er også et ugress som kan være en plage for bønder.

Planten hører opprinnelig hjemme i Nord-Amerika, og en stor del av grunnen til at den har spredd seg sånn skyldes sannsynligvis europeernes aktivitet der de siste fem hundreårene.

Før europeerne etablerte seg på kontinentet på 1500-tallet, var utbredelsesområdet svært begrenset. I dag er planten spredd til alle verdensdeler unntatt Antarktis.

Nybyggere

– Antakelig spredde beiskambrosia seg i Nord-Amerika med nybyggere som fikk den med på lasset da de hugget ned skogene for å skape jordbruksland i stor skala, forklarer Michael D. Martin.

Han er førsteamanuensis ved Seksjon for naturhistorie ved NTNU Vitenskapsmuseet i Trondheim, og ekspert på genetisk analyse.

Hele tiden legger nye lag av planter, frø og pollen seg på vann og myrer og blir til sedimenter. Jo lengre ned du går i den gamle sjøbunnen, dess eldre er jordlagene, så sant ingenting har forstyrret dem. Ved å analysere prøver fra ulike jordlag kan forskere se hvor utbredt ulike plantearter har vært i et område til enhver tid.

Én eneste plante kan produsere opptil én milliard pollenkorn i løpet av en sesong. Foto: Thinkstock

Én eneste plante kan produsere opptil én milliard pollenkorn i løpet av en sesong. Foto: Thinkstock

Jordlagsprøver viser et påfallende samsvar mellom hvor utbredt beiskambrosia har vært i ulike områder i Nord-Amerika de siste 500 årene og hvor nybyggerne har ryddet nytt land. En spesiell genetisk gruppe av planten fulgte tilsynelatende nybyggerne fra østkysten av nåtidens USA og inn i landet.

Beiskambrosia etablerer seg svært raskt der jorda pløyes opp eller på annet vis legges bar, fordi planten trenger slik jord for å spire.

En av årsakene til at den sprer seg så effektivt, blant annet i Europa, kan være at den raskt etablerer seg på byggeplasser og langs nybygde veier. Da kan den utkonkurrere arter som opprinnelig hørte hjemme i områdene der den tar over.

Hvorfor skjer det så fort?

Martin vil finne årsaken til at planten sprer seg så raskt i Europa. Denne evnen er beskrevet som resultat av «rask evolusjon» etter at planten ble introdusert til Frankrike, Ungarn og andre europeiske land. Men Martin og andres forskning kan tyde på at plantene som ble tatt med til Europa delte gener med plantene som hadde så stor suksess i jordbrukslandskapene som ble skapt da  europeerne etablerte seg i Nord-Amerika.

– Den evnen til å trives i landskap forstyrret av mennesker i Nord-Amerika kan forklare evnen til å vokse raskt og spre seg effektivt da den ble introdusert til nye områder av menneskene, mener Martin.

Beiskambrosia etablerer seg svært raskt der jorda pløyes opp eller på annet vis legges bar, fordi planten trenger slik jord for å spire. Foto: Thinkstock

Beiskambrosia etablerer seg svært raskt der jorda pløyes opp eller på annet vis legges bar, fordi planten trenger slik jord for å spire. Foto: Thinkstock

De oppdaget også en stor grad av genetisk miksing mellom nordamerikanske planter som vokste langt fra hverandre før plantene ble introdusert til Europa. Med andre ord: Kanskje planter som inneholdt gener som gjorde beiskambrosia i stand til å spre seg raskt i Europa kom fra mange ulike steder i Nord-Amerika, et kontinent der klimaet varierer svært mye. Europeernes jordbruk og behov for trevirke la bare forholdene bedre til rette for at planten skulle spre seg fordi den ga et evolusjonært fortrinn til individer og populasjoner av beiskambrosia som vokste raskt og ellers kunne utnytte nytt land effektivt.

Disse utvalgte plantene, som er noen racere til å utkonkurrere andre arter, er det altså som nå sprer seg over store deler av verden.

Samlet 1000 prøver

Martin tok doktorgraden på beiskambrosia. For noen år siden reiste han i seks uker med bil i de østlige delene av USA og samlet inn planter for DNA-analyse.

Disse plantene kom fra 37 ulike steder, sånn at det var mulig å se ulikheter i den genetiske sammensetningen hos planter fra et stort område. I tillegg ble det nye materialet sammenlignet med historisk materiale, opptil 170 år gammelt, fra herbarier i Nord-Amerika og Europa, i alt rundt 1000 eksemplarer.

Målet var å kartlegge deler av den genetiske strukturen til arten, og finne sammenhenger mellom spredning og ulike gener.

Michael D. Martin fikk en del rare blikk da han plukket ugress. Foto: NTNU

Michael D. Martin fikk en del rare blikk da han plukket ugress. Foto: NTNU

Han fikk en del rare blikk fra folk som observerte mannen som plukket og forsiktig tok vare på ugress, men straks de fikk greie på hva han holdt på med, var de velvillig innstilt. Spesielt bønder kan være plaget av planten, og Martins forskning kan være til nytte for dem en dag.

Analysen av materialet fant sammenhenger mellom evnen til spredning og helt spesifikk genbakgrunn.

– Vi fant dramatiske endringer i den genetiske strukturen også før introduseringen til Europa, sier Martin.

Forskningen er langt fra over, for foreløpig finnes det ingen klare svar når det kommer til hvorfor disse endringene fortsatte selv etter at de massive skoghuggingsprosjektene sluttet tidlig på 1900-tallet.

Metodene han og kollegene bruker er så nye at arbeidet neppe ville ha vært mulig for fem eller ti år siden.

Det nyeste prosjektet hans er å analyse beiskambrosia fra herbarier over store deler av verden. Sist analyserte de bare deler av plantens genmateriale. Denne gangen er målet å analysere hele genomet, og forhåpentligvis finne flere sammenhenger mellom spredningen av planten og genene dens.

Onsager Fellowship Programme

  • Michael D. Martin er ansatt som del av Onsager Fellowship Programme.
  • Programmet er utviklet for å rekruttere unge, internasjonalt anerkjente forskere til å styrke universitetets fagmiljøer.
  • Forskere i programmet skal ha minimum tre-fem års erfaring som postdoktor, høy faglig dyktighet og evne til å arbeide selvstendig. Stillingene er midlertidige, med mulighet for fast stilling etter at programmet er gjennomført.
  • NTNU annonserte 12 faste stillinger på åremål i 2015. – Vi fikk i gjennomsnitt 15-20 kvalifiserte søkere til hver stilling. Det var en tøff konkurranse, og nå gleder vi oss til å se disse forskerne blomstre ved NTNU, sier rektor Gunnar Bovim ved NTNU.

Ikke i Norge ennå

Beiskambrosia har blant annet etablert seg i Frankrike, Italia, Sveits og Ungarn.

Forskere har fryktet at planten skal komme hit til lands. Men foreløpig har ikke beiskambrosia blitt noe problem i Norge, til tross for at pollensesongen er blitt én måned lengre de siste årene.

Spredningen av beiskambrosia til Norge går nok langsomt foreløpig, da vekstsesongen er litt for kort til frøsetting hos denne nokså varmekjære arten, sier pollenanalytiker Hallvard Ramfjord ved Institutt for biologi ved NTNU.

– Fra år til annet finner vi maks et par pollenkorn i våre prøver, så noen dramatisk utvikling er foreløpig ikke å spore på dette området, avslutter Ramfjord.

Kilder:

Herbarium specimens reveal a historical shift in phylogeographic structure of common ragweed during native range disturbance.  http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.12675/abstract;jsessionid=4896FF5EDFF71AD2840EFD292D18227E.f04t03

The population genomic basis of geographic differentiation in North American common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.)

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece3.2143/abstract