Vroege detectie van achteruitgang in de gezondheid van bossen is belangrijk, vooral in brandgevoelige regio’s. Een nieuw onderzoek van wetenschappers van de University of Notre Dame, gefinancierd door NASA en gepubliceerd in Nature: Communications Earth & Environment, toont een verband tussen bladreflectie en genexpressie. Nathan Swenson, Gillen Director van het University of Notre Dame Environmental Research Center (UNDERC) en hoofdauteur, zegt dat dit het potentieel heeft om bosgezondheidsmonitoring te veranderen.
Het team mat spectrale reflectantie — de verhouding van gereflecteerd tot inkomend licht bij zichtbare en nabij-infrarode golflengten — op bladoppervlakken en analyseerde daarna de genexpressie van diezelfde bladeren. De onderzoekers verzamelden bladmonsters van twee veelvoorkomende esdoornsoorten, sugar maple en red maple, op UNDERC-veldlocaties in noordelijk Wisconsin en de Upper Peninsula van Michigan. De genetische analyse concentreerde zich op genen die betrokken zijn bij waterreacties, droogte, fotosynthese en interacties tussen plant en plaag of ziekteverwekker.
De reflectantiedata toonden welke golflengten een blad opnam of reflecteerde. Voor meer dan de helft van de geanalyseerde genen vond het team een sterke correlatie met specifieke reflectantiegolflengten, en bladeren die een bepaald gen tot expressie brachten, vertoonden vaak hetzelfde spectrale kenmerk. Swenson merkt op dat dit voorspelling van honderden tot duizenden ecologisch belangrijke genen op basis van reflectantie mogelijk zou kunnen maken.
Voor opschaling verwijst Swenson naar een 2024-studie in PLOS Biology die satellietbeelden combineerde met AI om boomsoortenkaarten voor het National Ecological Observatory Network te maken. Wanneer soortkaarten worden gecombineerd met reflectantie- en genexpressiemodellen, zouden onderzoekers genactiviteit over hele bossen kunnen in kaart brengen met vliegtuigen, satellieten of zelfs sensoren op het International Space Station. Het doel is een snelle, genoombrede beoordeling van boomstress zodat ingrepen kunnen plaatsvinden voordat de bosgezondheid een crisispunt bereikt.
Moeilijke woorden
- detectie — opsporing of vaststelling van iets vroegtijdig
- achteruitgang — geleidelijke verslechtering van toestand of conditie
- bladreflectie — licht dat terugkaatst van een blad
- genexpressie — activiteit van genen in een cel
- spectrale reflectantie — verhouding tussen gereflecteerd en inkomend lichtreflectantiedata, reflectantiegolflengten
- correlatie — statistisch verband tussen twee variabelensterke correlatie
- opschaling — uitbreiden van resultaten naar groter gebied
- satellietbeeld — foto of afbeelding van aarde vanuit ruimtesatellietbeelden
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Hoe kan vroege detectie van bosachteruitgang met reflectantie invloed hebben op beslissingen voor bosbeheer? Geef redenen of voorbeelden.
- Welke voordelen en welke uitdagingen zie je bij het gebruik van satellieten of sensoren op het ISS om genactiviteit in bossen te meten?
- Denk je dat het combineren van soortkaarten met reflectantie- en genexpressiemodellen realistische en snelle beoordelingen van boomstress mogelijk maakt? Waarom wel of niet?
Gerelateerde artikelen
Warmere temperaturen maken monarchvlinders vatbaarder voor parasiet
Nieuw onderzoek toont dat hogere temperaturen monarchvlinders minder tolerant maken voor de parasiet Ophryocystis elektroscirrha. Tropische wolfsmelk verliest bij warmte deels zijn beschermende werking, waardoor infecties toenemen.
Kleine cellen helpen mangroves tegen zout water
Onderzoekers vonden dat mangrovebomen kleinere cellen en dikkere celwanden hebben. Die eigenschappen geven stevigheid en helpen tegen herhaalde overstroming met zout water. De bevinding kan strategieën voor zouttolerante planten aanwijzen.