Measuring and modelling airborne dispersal in wood decay fungi

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-8641-0
Title: Measuring and modelling airborne dispersal in wood decay fungi
Author: Norros, Veera
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Department of Biosciences
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2013-03-15
Language: en
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-10-8641-0
http://hdl.handle.net/10138/38305
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Movement has become a very active topic in biological research. An area of particular interest is identifying traits that determine species movement patterns and that could be used to predict their population trends in the changing world. Wood decay fungi have become one of the great losers in the human-dominated forest landscape of Fennoscandia today. Many species are threatened by the loss and fragmentation of old-growth forest and the decline of dead wood in production forests. However, other species have not been affected and some even seem to benefit from fragmentation. In this doctoral thesis, I combine empirical and modelling approaches to uncover the traits that determine dispersal ability in wood decay fungi. I examine the possibility of dispersal limitation and assess whether species responses to habitat fragmentation are related to their dispersal ability. My results confirm that wood decay fungi have a very high dispersal potential. Even under moderate wind conditions, as much as 95% of the spores released by a fruit body can disperse beyond 1 km. Spores that are lifted above the forest canopy join the atmospheric spore pool that can extend around the world. Nevertheless, spore concentration is rapidly diluted with increasing distance from the source. Due to this distance-dependence and the rarity of colonisation opportunities, wood decay fungi that are rare in the landscape and have specialised resource requirements are likely to be dispersal limited already at the scale of hundreds of metres. Wood decay species differ in a number of dispersal-related traits, creating differences in species dispersal patterns. Spore size is particularly important as it determines spore deposition rate from the air to surfaces: small spores disperse considerably further than large spores. However, the declined species are not generally less efficient dispersers than other species. Substrate availability combined with establishment probability is likely to be more critical for species persistence than dispersal ability. Combined with previous findings, my results suggest that the decline of rare specialist wood decay fungi can be accelerated by the competitive advantage gained by common generalists as their spores become increasingly dominant in the airborne spore pool from which recruitment occurs. In small isolated populations, loss of genetic diversity can lead to decreased spore viability, further decreasing the probability of new colonisations. Nevertheless, the high dispersal potential of wood decay fungi provides hope that the population declines might be halted by sufficient increases in the amount of dead wood in the landscape. A better understanding of the factors governing establishment could help to develop more directed conservation and restoration measures.Puunlahottajasieniä voidaan pitää suurina häviäjinä ihmisen muovaamassa metsämaisemassa. Luonnontilaisen metsäalueen pirstoutumisen ja talousmetsien lahopuun vähenemisen seurauksena monet lajit ovat uhanalaistuneet. Lajien herkkyys elinympäristön pirstoutumiselle viittaa siihen, etteivät lajit pysty leviämään riittävän tehokkaasti eristäytyneestä metsälaikusta toiseen. Toisaalta puunlahottajasieniä kuten sieniä yleisemminkin on pidetty erittäin tehokkaina leviäjinä sienet vapauttavat ilmaan miljoonittain mikroskooppisia itiöitä, jotka voivat kantautua tuulen mukana jopa mantereelta toiselle. Kaikki lajit eivät myöskään näytä kärsineen maiseman muutoksesta, ja jotkin lajit ovat jopa yleistyneet. Väitöskirjani tavoitteena on mittausten ja mallintamisen avulla selvittää, kuinka tehokkaasti eri lajit todella leviävät ja voidaanko leviämiskyvyn eroilla selittää, miksi toiset lajit ovat kärsineet elinympäristön pirstoutumisesta toisia enemmän. Väitöskirjani tulokset vahvistavat, että puunlahottajasienten itiöt leviävät tehokkaasti. Jo kohtalaisella tuulella jopa 95% itiöemästä vapautetuista itiöistä leviää yli kilometrin päähän. Ilman itiötiheys kuitenkin laimenee nopeasti kauemmas mentäessä, joten itiöemän lähellä olevalle uudelle kasvualustalle saapuu itiöitä huomattavasti enemmän aika- ja pinta-alayksikköä kohti kuin kauempana olevalle. Kunkin yksittäisen kasvualustalle saapuvan itiön kohdalla on hyvin vaikea ennustaa, onnistuuko itiö itämään ja valtaamaan kasvualustan rihmastollaan, mutta todennäköisyys tälle vaikuttaa olevan hyvin pieni erityisesti lajeilla, jotka ovat erikoistuneet tietynlaiseen kasvualustaan ja -ympäristöön. Siksi onnistunut leviäminen voi rajoittaa tällaisten lajien esiintymistä jo satojen metrien päässä lähimmästä itiöemästä, etenkin lajeilla jotka ovat jo harvinaisia ja joiden itiöitä on siis ilmassa yhteensä vähän. Tulokseni osoittavat myös, että lajikohtaiset ominaisuudet, esimerkiksi itiöiden koko, vaikuttavat leviämiseen merkittävästi. Taantuneet lajit eivät kuitenkaan ole muita huonompia leviäjiä. Todennäköisesti erot sopivan kasvualustan ja kolonisaation mahdollistavien olosuhteiden yleisyydessä ovatkin tärkeämpi uhanalaistumista selittävä tekijä kuin lajienväliset erot leviämiskyvyssä. Itiöiden korkea leviämispotentiaali antaa aihetta toivoa, että lajien taantuminen voitaisiin vielä pysäyttää lisäämällä lahopuun määrää metsämaisemassa huomattavasti. Koska itiöiden itäminen ja kasvualustan valtaaminen vaikuttavat olevan puunlahottajasienten elinkaaren kriittisimpiä vaiheita, niiden tarkempi tutkimus voisi tulevaisuudessa mahdollistaa kohdennetumpien suojelu- ja ennallistamistoimenpiteiden kehittämisen.
Subject: ekologia
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
measurin.pdf 945.3Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record