Leaf miner activity and its effects on leaf chemistry in adult beech under elevated CO2

Abstract

Using the Swiss Canopy Crane CO2 enrichment facility, the beech weevil's host choice in a CO2-enriched atmosphere and the in situ effect of its infestation on the chemistry of host leaves were investigated. The fraction of infested leaves was larger on CO2-enriched trees, suggesting that weevil impact on beech may increase as atmospheric CO2 concentration keeps rising. Egg insertion in the central leaf vein partially interrupts phloem and xylem transport. Because of this separation between the source of photosynthates, the leaf tip, and the rest of the plant, the leaf tip becomes enriched in non-structural carbohydrates and depleted in nitrogen. Elevated CO2 slightly enhanced non-structural carbohydrates in uninfested leaves, but exerted no further increase in infested leaf part, suggesting a saturation effect. Mit Hilfe der, Swiss Canopy Crane’ CO2-Anreicherungsanlage haben wir in situ die Präferenzen der Buchenspringrüssler bei der Wahl ihrer Wirtsbäume nach CO2-Exposition und den Einfluss ihres Befalls auf die Chemie von Buchenblättern untersucht. An CO2-behandelten Bäumen war der Befall höher als an Kontrollbäumen. Mit ansteigender atmosphärischer CO2-Konzentration könnte sich daher die Schadwirkung des Buchenspringrüsslers auf die Rotbuche verstärken. Die Eiablage in der Hauptblattader hat zur Folge, dass Phloem- und Xylemtransport teilweise unterbrochen werden. Diese Unterbrechung zwischen einer Assimilatquelle, der Blattspitze, und dem Rest der Pflanze, führt zu einer Anreicherung nicht-strukturgebundener Kohlenhydrate (NSC) und einer Abnahme der Stickstoff Konzentration in der Blattspitze. Die NSC-Konzentration in nicht befallenen, CO2-behandelten Blättern zeigte zwar eine leichte Zunahme, stieg aber in den befallenen, CO2 behandelte Blattspitzen nicht weiter an, was auf einen Sättigungseffekt hindeutet.