Därför behöver skogen den giftiga mossan

Mossor är giftiga, men det är oklart varför. Marken i norra Sveriges barrskogar täcks till 80 procent av vanlig väggmossa, som ratas av renar och andra växtätare. Mikroorganismerna vågar sig inte heller på den och därför bryts den ner oerhört långsamt.

Under den gröna mossmattan ligger tjocka lager av död, brun, men välbevarad mossa, som i sina äldsta delar kan vara hundratals år gammal.

För drygt tio år sedan upptäckte forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet i Umeå att de här giftiga mossmattorna är helt avgörande för att skogen i norr ska kunna växa. Där begränsas skogens tillväxt av bristen på kväve, och det visade sig att omkring hälften av skogarnas kvävebudget kommer från mossorna: de binder luftens kväve och gör det tillgängligt för andra växter.

Men de gör det inte på egen hand, utan får hjälp av cyanobakterier, som bor på mossornas blad. Ett solklart fall av samarbete, en så kallad mutualistisk symbios, antog forskarna. Mossan får kväve från cyanobakterierna, som i utbyte får kolhydrater och en skyddad växtplats av mossan.

Teorin gav också en tänkbar ledtråd när det gäller mossornas giftighet. Kanske är det cyanobakterierna, ökända för att orsaka till exempel giftig algblomning i Östersjön, som gör mossorna giftiga.

– Denna skyddande giftarsenal skulle i så fall kunna vara ytterligare en anledning för mossorna att slå sig ihop med cyanobakterierna, säger Johannes Rousk, forskare på biologiska institutionen vid Lunds universitet, som tillsammans med Kathrin Rousk och Thomas DeLuca vid Bangor university i Wales, Storbritannien, bestämde sig för att undersöka saken.

Men sambandet visade sig vara precis tvärtom: ju fler cyanobakterier en mossa innehöll, desto mindre giftig var den.

– Vi blev hemskt förvånade, men det var spännande, för då uppstod nya frågor: Vad är det egentligen för typ av samarbete som mossan och cyanobakterierna har, och hur regleras det? säger Johannes Rousk.

– Kanske är det inte någon mutualistisk symbios, som man tidigare har trott. Cyanobakterierna kanske är parasiter, som äter på mossan utan att ge så mycket tillbaka. Snyltare, som mossan helst vill göra sig av med.

En mossa som har gott om kväve – till exempel för att den växer nära en bilväg och får kväve från avgaserna – skulle då ge cyanobakterierna på nöten genom att producera mycket gift. I södra Sverige, där kvävenedfallet är stort, har mossor och cyanobakterier mycket riktigt sagt upp bekantskapen.

En mossa med kvävebrist däremot har inga resurser att lägga på ett giftförsvar, och skulle bli mer mottaglig för en invasion av cyanobakterier – eller vara mer intresserad av samarbete, och därför dra ner på sin giftproduktion för att bli koloniserad.

Hur som helst så verkar mossorna producera sitt gift själva, och möjligen alltså använda det för att aktivt reglera sitt förhållande till cyanobakterierna.

Man kan tycka att relationen borde vara en enskild angelägenhet för de två inblandade organismerna. Men den påverkar skogarnas kritiska kvävebudget och vilken typ av kväve som blir tillgängligt för andra växter. Det antropogena – av människor orsakade – kvävenedfallet ger kväve i mineralform (ammonium och nitrat), som gynnar gräs och örter, medan cyanobakterierna ger kväve i organisk form (aminosyror och proteiner), som skogens mykorrhizasvampar är specialister på att ta upp – och sedan dela med sig av till träden.

Därigenom får relationen mellan mossorna och cyanobakterierna betydelse för skogens hela ekosystem.