The effect of temperature and ash species on Hymenoscyphus fraxineus aggressiveness differs between northern and southern European populations

Dit onderzoek toont aan dat de schimmel *Hymenoscyphus fraxineus* zich tijdens zijn verspreiding naar Zuid-Europa lokaal heeft aangepast, waardoor de agressiviteit van de ziekte minder sterk wordt beïnvloed door hogere temperaturen en de aanwezigheid van andere esdoornsoorten dan bij noordelijke populaties.

De kern

De "Zonnebrand-test" voor de Es-ziekte: Kan de schimmel overleven in de hitte?

Stel je voor dat er een nieuwe, agressieve groep hooligans door Europa trekt. Ze zijn begonnen in het koude noorden (zoals Litouwen) en ze zijn nu onderweg naar het warme zuiden (zoals Italië). Maar onderweg verandert alles: het wordt niet alleen veel warmer, maar de "doelen" waar ze op inbreken veranderen ook. In het noorden vallen ze de gewone Es aan, maar in het zuiden komen ze ook de 'weerbare' Es tegen, die zich veel beter kan verdedigen.

De grote vraag voor wetenschappers is: Worden deze hooligans (de schimmel Hymenoscyphus fraxineus) lui en zwak door de hitte, of leren ze juist hoe ze in de zon moeten vechten?

De vergelijking: De Wintersporter vs. De Strandjutter

Om dit te testen, hebben onderzoekers een soort "survival training" georganiseerd voor de schimmels uit Litouwen en Italië.

• De Litouwse schimmels zijn als wintersporters: Ze zijn geweldig in de kou en de schaduw, maar zodra de zon fel schijnt en de temperatuur stijgt, raken ze uitgeput en verliezen ze hun kracht.
• De Italiaanse schimmels zijn als strandjutters: Ze zijn gewend aan de brandende zon en de harde omstandigheden.

Wat kwam uit de test?

De onderzoekers lieten beide groepen schimmels los op bladeren onder verschillende omstandigheden (verschillende temperaturen en verschillende soorten Es-bomen).

1. Bij normaal weer: Als het niet te warm is, zijn ze bijna even sterk. De Litouwse schimmel is dan net zo gevaarlijk als de Italiaanse.
2. De "Hitte-test": Zodra het echt warm werd, gaven de Litouwse schimmels de geest. Hun aanval werd zwakker. Maar de Italiaanse schimmels? Die bleven ijzersterk. Zij hebben geleerd om hun agressie vast te houden, zelfs als het bloedheet is.
3. De "Verdedigings-test": Ook wanneer ze te maken kregen met de meer weerbare Es-soorten uit het zuiden, bleven de Italiaanse schimmels veel effectiever in het zaaien van schade dan hun noordelijke neefjes.

Wat betekent dit voor ons?

Dit is een belangrijk signaal. Het betekent dat de schimmel niet zomaar "verbrandt" terwijl hij naar het zuiden trekt. In plaats daarvan is de schimmel aan het aanpassen. Hij is aan het evolueren om een soort "super-schimmel" te worden die zowel de hitte als de weerbare bomen aankan.

De conclusie in gewone taal: We dachten misschien dat de Es-bomen in Zuid-Europa veilig zouden zijn omdat het daar te warm is voor de schimmel, maar de schimmel is sneller en slimmer dan we dachten. Hij is aan het trainen voor de hitte, en dat maakt de bomen in het zuiden kwetsbaarder dan we eerder dachten.

Technische samenvatting

Technische Samenvatting: Adaptieve plasticiteit van Hymenoscyphus fraxineus tijdens de verspreiding naar Zuid-Europa

Probleemstelling

De invasieve schimmel Hymenoscyphus fraxineus is de veroorzaker van de esdodende (ash dieback) epidemie, die leidt tot massale sterfte van de gewone es (Fraxinus excelsior L.) in heel Europa. Na de introductie in Noord-Oost-Europa heeft de pathogeen zich snel verspreid naar het zuiden. Tijdens deze verspreiding is de schimmel geconfronteerd met aanzienlijke omgevingsvariaties, met name hogere temperaturen en de aanwezigheid van Fraxinus ornus L. (een essoort die grotendeels resistent is). De centrale onderzoeksvraag was of de agressiviteit van de pathogeen — een cruciale levensgeschiedenis-eigenschap — plastische eigenschappen heeft ontwikkeld (adaptieve plasticiteit) als reactie op deze veranderende klimatologische en biologische omstandigheden tijdens de migratie naar Zuid-Europa.

Methodologie

De onderzoekers hanteerden een synchrone benadering om de reactienormen (reaction norms) van de agressiviteit van de schimmel in kaart te brengen. Er werd een vergelijking gemaakt tussen twee geografisch en klimatologisch verschillende populaties:

1. Een gevestigde populatie in Litouwen: Representatief voor de oorspronkelijke, koelere omgevingen in het noorden.
2. Een recent gevestigde populatie in Italië: Blootgesteld aan warmere zomers en de aanwezigheid van de resistente gastheer F. ornus.

De agressiviteit werd gekwantificeerd via bladinoculaties, waarbij de reactie van de isolaten op variërende temperaturen en verschillende gastheersoorten werd geanalyseerd.

Resultaten

De belangrijkste bevindingen zijn als volgt:

• Basale agressiviteit: Bij gematigde temperaturen op de gewone es (F. excelsior) vertoonden beide populaties (Litouwen en Italië) geen significant verschil in agressiviteit.
• Thermische en gastheer-plasticiteit: De Italiaanse isolaten vertoonden een grotere veerkracht tegen omgevingsverandering. De mate waarin zij ernstige symptomen konden veroorzaken, werd minder negatief beïnvloed door stijgende temperaturen en de overstap naar een andere gastheersoort (F. ornus) dan de Litouwse isolaten.
• Lokale adaptatie: De resultaten wijzen op een lokale adaptatie van H. fraxineus tijdens de verspreiding naar het zuiden, waarbij de pathogeen zijn vermogen om agressief te blijven onder suboptimale of uitdagende condities heeft verbeterd.

Belangrijkste bijdragen en Betekenis

Dit onderzoek levert een belangrijke bijdrage aan de epidemiologie van invasieve schimmels door aan te tonen dat:

1. Evolutie van plasticiteit: Het is niet alleen de gemiddelde agressiviteit die evolueert, maar ook de plasticiteit (de mate waarin een fenotype reageert op de omgeving) van de pathogeen.
2. Risicovoorspelling: Bij het voorspellen van ziekterisico's moet rekening worden gehouden met de evolutionaire aanpassing van pathogenen aan nieuwe klimaten.
3. Ecologische implicaties: De bevindingen suggereren dat esbomen in Zuid-Europa kwetsbaarder kunnen zijn voor de esdodende dan voorheen werd aangenomen, aangezien de pathogeen zich effectiever heeft aangepast aan de warmere en biologisch complexere omgevingen in die regio.