Odporne buki

Dwa buki rosnące obok siebie mogą zupełnie inaczej reagować na tę samą chorobę.

Podczas gdy na jednym pojawiają się uszkodzenia liści, drugi może pozostawać stosunkowo zdrowy.

Naukowcy badający buki wielkolistne odkryli dowody wskazujące, że za te różnice odpowiadają między innymi czynniki genetyczne. Odkrycie daje nadzieję, że naturalnie odporne drzewa pomogą w przyszłości chronić lasy przed groźną chorobą.

Choroba zagrażająca zdrowiu lasów

Buk wielkolistny (Fagus grandifolia) to ważny gatunek drzewa występujący we wschodniej części Ameryki Północnej. Współtworzy tamtejsze ekosystemy leśne, w tym lasy bukowo-klonowe, a jego orzechy stanowią pożywienie dla dzikich zwierząt. Obecnie gatunek ten zmaga się jednak z poważnym zagrożeniem — chorobą liści buka, która może osłabiać drzewa i przyczyniać się do ich zamierania.

Chorobę po raz pierwszy rozpoznano w stanie Ohio w 2012 roku. Od tego czasu rozprzestrzeniła się na kolejne obszary, wzbudzając obawy o długoterminową kondycję populacji buków. W północno-wschodniej części Ohio, niedaleko miejsca pierwszego wykrycia choroby, badacze odnotowali znaczne straty wśród drzew, szczególnie tych mniejszych.

Uwagę naukowców zwróciła jednak pewna prawidłowość, która może pomóc w poszukiwaniu rozwiązania problemu: nie wszystkie buki wykazują równie nasilone objawy. Niektóre pozostają w stosunkowo dobrej kondycji, nawet gdy rosnące w pobliżu drzewa wyraźnie chorują. Badacze postanowili ustalić, czy różnice te wynikają z warunków środowiskowych, czy też mają związek z dziedzicznymi cechami genetycznymi.

Zdrowe drzewa dostarczają wskazówek

Naukowcy z arboretum Holden w stanie Ohio mieli wyjątkową okazję, by zbadać to zagadnienie. W 2005 roku założono tam nasadzenie badawcze obejmujące buki wielkolistne wybrane ze względu na odporność na inną chorobę. Było ono już dobrze rozwinięte, zanim choroba liści buka dotarła do tego obszaru.

Po pojawieniu się nowego zagrożenia badacze zauważyli, że niektóre drzewa nadal wyglądały zdrowiej niż inne rosnące w pobliżu. Ponieważ wszystkie rozwijały się w zbliżonych warunkach, różnice w nasileniu objawów nasunęły przypuszczenie, że istotną rolę może odgrywać genetyka.

Zespół kierowany przez Davida Burke’a z Holden Forests & Gardens współpracował z Mary Mason i Jennifer Koch z amerykańskiej Służby Leśnej (USDA Forest Service). Wyniki badań opublikowano w 2026 roku w czasopiśmie Forest Pathology.

Badanie dostarcza dowodów na to, że poszczególne buki wielkolistne mogą różnić się genetycznie pod względem reakcji na chorobę liści buka. Nie oznacza to, że każde drzewo wyglądające zdrowo jest całkowicie odporne. Wyniki wskazują jednak obiecujący kierunek dalszych badań.

Badanie związku między genami a odpornością

Aby sprawdzić, czy odporność może być dziedziczona, naukowcy pobrali fragmenty gałęzi z drzew, u których wcześniej zaobserwowano stosunkowo łagodne lub znacznie silniejsze objawy choroby. Materiał wykorzystano do szczepienia innych sadzonek, które następnie hodowano w szklarni. Pozwoliło to porównać drzewa w bardziej kontrolowanych warunkach.

Później naukowcy poddali je działaniu mikroskopijnych nicieni związanych z chorobą liści buka. Nicienie to niewielkie organizmy o wydłużonym, robakowatym kształcie. Gatunek powiązany z tą chorobą może wnikać do rozwijających się pąków liściowych.

Badacze zastosowali jednakowe procedury ekspozycji pąków na nicienie, a następnie ocenili objawy, gdy wiosną rozwinęły się liście. Zwracali uwagę na charakterystyczne ciemne pasma uszkodzonej tkanki pojawiające się między nerwami liści.

Wyniki wykazały wyraźne różnice między badanymi typami genetycznymi buków wielkolistnych. U części drzew uszkodzenia obejmowały mniejszą powierzchnię liści niż u innych, mimo że wszystkie poddano podobnym warunkom eksperymentalnym. Wzmacnia to przypuszczenie, że dziedziczne cechy wpływają na reakcję drzew na chorobę.

Czego uczą nas inne gatunki buków

Naukowcy porównali również buka wielkolistnego z bukiem zwyczajnym występującym w Europie oraz bukiem japońskim. W warunkach eksperymentalnych buk zwyczajny wykazywał objawy o nasileniu zasadniczo zbliżonym do tych obserwowanych u gatunku północnoamerykańskiego. U buka japońskiego uszkodzenia liści były znacznie mniejsze, co może wskazywać na większą zdolność do opierania się nicieniom lub tolerowania ich obecności.

Ta różnica jest szczególnie interesująca, ponieważ nicień powiązany z chorobą pochodzi z Japonii. Długotrwałe współistnienie gatunku rośliny z określonym organizmem może wiązać się z odmiennymi reakcjami na jego obecność. Sam eksperyment nie pozwala jednak wyjaśnić wszystkich przyczyn zaobserwowanych różnic.

Od badań do odbudowy lasów

Kolejnym krokiem będzie ustalenie, czy obiecujące cechy odporności mogą być przekazywane potomstwu. Naukowcy planują odnaleźć i przebadać więcej buków wielkolistnych, które wykazują niewiele objawów choroby lub nie wykazują ich wcale, szczególnie na obszarach, gdzie zagrożenie utrzymuje się od wielu lat.

Dalsze eksperymenty, obejmujące większą liczbę drzew i powtarzane testy, pomogą określić, jak stabilna jest obserwowana odporność. W przyszłości kontrolowane krzyżowanie mogłoby umożliwić uzyskanie drzew lepiej radzących sobie z chorobą. Niewykluczone, że udałoby się również zachować u nich odporność na inne choroby buków.

Odkrycie różnic genetycznych w reakcji buków wielkolistnych na chorobę daje nadzieję na nowe możliwości ochrony lasów. Sukces programów hodowlanych nie jest przesądzony, ale rozpoznanie potencjalnych źródeł odporności stanowi ważny pierwszy krok. Dalsze badania mogą pomóc chronić ten istotny gatunek drzewa, a zarazem pogłębić wiedzę o tym, jak różnorodność genetyczna wspiera zdrowie i odporność ekosystemów leśnych.