I en värld som präglas av snabba klimatförändringar står våra skogar inför stora utmaningar. Hur ska träd, som framgångsrikt har anpassat sig till årtusenden av stabila säsongsvariationer, hantera en framtid med mer oförutsägbara variationer i temperaturerna? Rishikesh Bhalerao, professor i växters cell- och molekylärbiologi vid Sveriges lantbruksuniversitet har ägnat sin karriär åt att förstå just detta. Hans forskning har potential att inte bara fördjupa vår förståelse av naturens finstämda mekanismer, som möjliggör anpassning av träd till säsongsmässiga förändringar, utan också hjälpa oss att bevara skogens ekosystem.

Rishikesh Bhaleraos forskning fokuserar på trädens årliga tillväxtcykel. Träd i boreala eller tempererade regioner stoppar sin tillväxt och bildar knoppar före vintern och bibehåller sedan tillväxtstoppet i ett vilande tillstånd ända till våren då knopparna börjar växa igen. Tidpunkten för när knopparna börjar växa är avgörande för överlevnaden. Så helt klart gör knoppar ett kritiskt val när de bestämmer att de ska börja växa. Men hur vet en knopp att det är dags att komma till liv?

– Växter lever i en ”bullrig” miljö, där signaler som temperatur varierar konstant. Ändå lyckas de fatta robusta beslut som avgör deras överlevnad, säger han.

Bhaleraos forskning visar att trädens temperaturavkänning är komplex. I stället för att upptäcka medeltemperaturer kan de också tolka variationer, som plötsliga köldperioder eller värmeböljor. Denna förmåga är avgörande för trädets överlevnad – deras knoppar måste avsluta sin vila och börja växa vid rätt tidpunkt, så att de inte skadas av sen frost.

– För tidig knoppbrytning kan leda till att växtvävnader dör till följd av plötsliga köldknäppar, medan en försenad process förkortar tillväxtsäsongen – och påverkar skogens hälsa och produktivitet negativt, säger Rishikesh Bhalerao.

Molekylära hemligheter bakom en knopp

Hans team har upptäckt att cell-cellkommunikation i knopparna spelar en nyckelroll i processen. Under vintern blockeras kommunikationen mellan knoppars celler av polysackariden callos. För att knopparna ska vakna måste detta hinder tas bort, något som styrs av ett komplext genetiskt nätverk.

– Det är fascinerande att se hur träd använder molekylära mekanismer för att tolka långa och korta perioder av kyla. De känner av vinterns gång och gör sig redo för vårens ankomst, säger Rishikesh Bhalerao.

Anslaget från Wallenbergstiftelsen gör det möjligt för forskargruppen att studera dessa processer ännu mer i detalj, bland annat genom experiment som simulerar naturens variationer i temperatur.

Tillväxtcykeln kan rubbas

Rishikesh Bhalerao menar att hans forskning skapar stora möjligheter att förstå hur klimatförändringar påverkar växter överlag, men särskilt träd. När vintrarna blir varmare och mer oförutsägbara kan trädens tillväxtcykel rubbas, vilket hotar både ekosystem och skogsbruk.

– Träden påverkas inte bara av genomsnittliga temperaturer, utan av fluktuationer. Våra studier visar att snabbväxlande temperaturer, som väntas bli allt vanligare, kan äventyra knopparnas förmåga att tolka säsongsbetonade övergångar. Det kan få katastrofala konsekvenser för skogarna. Vi ser redan nu hur brist på tillräcklig kylning eller plötsliga temperatursvängningar påverkar träd negativt. Genom att förstå mekanismerna bakom dessa effekter kan vi bidra till att mildra klimatförändringarnas påverkan, säger han.

Knopparnas förmåga att kunna tolka plötsliga köldperioder eller värmeböljor är avgörande för trädets överlevnad – deras knoppar måste avsluta sin vila och börja växa vid rätt tidpunkt.

Bakom den avancerade forskningen ligger en enkel motivation – nyfikenhet.

– Det är ett grundläggande mänskligt behov att vilja förstå världen omkring oss. För mig handlar det om att avtäcka hur växter, utan hjärna eller nervsystem, lyckas fatta så otroligt precisa beslut. Det är ett av naturens största mysterier, säger Rishikesh Bhalerao.

Framtidens skogar och forskning

Tack vare anslaget kan Rishikesh Bhaleraos team nu anställa fler postdoktorer, men också utföra experiment som utsätter träd för fluktuerande miljöer som liknar mer vad träd upplever i naturen. Teamet kan även använda avancerade tekniker, som elektronmikroskopi och klimatmodellering, för att gå ännu djupare in i trädens hemligheter. På sikt hoppas Rishikesh Bhalerao att deras arbete inte bara ska ge insikter om växters anpassningsförmåga, utan också ge praktiska lösningar för att säkra skogarnas framtid.

– Skogsbruket är centralt för Sverige, och vi hoppas att vår forskning kan hjälpa till att skydda produktiviteten även i en framtid med klimatförändringar. Nu har vi en unik möjlighet att ta vår forskning till nästa nivå. Vi får möjlighet att utföra långsiktig forskning, där vi kan ta risker och utforska frågor som inte har besvarats – och som inte heller kan besvaras enkelt med kortfristig finansiering, säger Rishikesh Bhalerao.

Genom att forska på träd hoppas han skapa insikter som hjälper både forskare och skogsbrukare att möta framtidens utmaningar.

– När klimatet förändras snabbt behöver vi all kunskap vi kan få för att säkerställa att skogarna, en av jordens viktigaste resurser, kan överleva och frodas.

Text Elin Olsson
Foto Johan Gunséus