23.10.2020 Väitöstutkija kehitti uuden tutkimusmenetelmän lajikohtaisen häviämisriskin laskemiseen (Lakka)

Ympäristöekologi Hanna-Kaisa Lakka tutki väitöskirjassaan, kuinka ilmastonmuutos vaikuttaa arktisten järvien ja lampien olosuhteisiin, sekä kylmään sopeutuneiden eläinten selviytymiseen. Väitöskirjatyössä on kehitetty uusi tutkimusmenetelmä lajikohtaisen häviämisriskin laskemiseksi.
Julkaistu
23.10.2020

Ilmastonmuutos ja sitä seuraava lajiston muuttuminen on jo käynnissä. Arktisen alueen eri kolkissa ilmasto muuttuu kuitenkin eri tavoin. Skandinavian vuoristossa Suomen Lapissa ilmasto lämpenee ja samaan aikaan sateen määrä lisääntyy, kun taas Huippuvuorilla lämpeneminen on voimakasta, mutta sadanta ei lisäänny samaa kiihtyvää vauhtia lämpötilan kanssa.

Muutoksen paikallisilla erityispiirteillä on merkitystä arktisille lajeille, jotka asuttavat järviä ja lampia ankarissa arktisissa olosuhteissa, joissa vesi on hyvin kylmää ja koko vesimassa on usein jäässä talvisin. Monet järvet sijaitsevat ikirouta-alueella, joka omalta osaltaan vakauttaa järven lämpötiloja ja jäinen maa vaikuttaa veden liikkeisiin. Lämpenevä ilmasto aiheuttaa todellisia haasteita arktisille lajeille, kun lumen- ja jäänmaat, napa-alueet, alkavat sulaa kiihtyvää vauhtia.

Muuttuva ilmasto altistaa arktisten alueiden eläimet lämpötiloille ja olosuhteille, joita ne eivät ole kokeneet. Jotta muutosta arktisilla alueilla voitaisiin ymmärtää, pitää katsoa ajassa taaksepäin, ymmärtää tätä hetkeä ja näiden perusteella pyrkiä ennustamaan, miten alue tulee muuttumaan ja mitkä lajit alueella tulevat selviytymään. Jokaisella lajilla ja elinympäristöllä on ainutlaatuiset ominaispiirteensä, jotka määrittävät mitkä lajit selviytyvät niin arktisilla alueilla kuin tropiikissakin.

Luonnon ja lajien ainutlaatuiseen vaihteluun perustuu tässä väitöskirjatyössä kehitetty uusi tutkimusmenetelmä lajikohtaisen häviämisriskin laskemiseksi.

”Biodiversiteettitutkimukseen tarvitaan uusi menetelmä ilmaston muuttuessa, koska ympäristön muutos aiheuttaa lajien häviämistä ja lajistomuutoksia, jotka tapahtuvat ihmiseltä huomaamatta järvien pinnan alla, tiettömien teiden päässä, erämaassa, meidän pohjoisilla järvillä”, Hanna-Kaisa Lakka sanoo.

Syö tai tule syödyksi - Äärimmäiset selviytymiskeinot ovat käytössä Huippuvuorilla

Selviytyäkseen arktisilla alueilla eläimen on kasvettava lisääntymiskokoonsa ja varmistettava lisääntymisen onnistuminen. Miten varmistaa lajin säilyminen, jos kysymyksessä on lajin ainut edustaja pienessä lammessa, joka jäätyy pohjiaan myöten talvella? Arktisella makeanvedenäyriäisellä paljakkakilpiäisellä (Lepidurus arcticus) on tähän ongelmaan omat ratkaisunsa, kuten partenogeneesi eli suvuton lisääntyminen ja pakkasta ja kuivumista kestävät lepomunat. Kolmas mielenkiintoinen ominaisuus on paljakkakilpiäisten kyky kannibalismiin, joka on hyväksi todettu selviytymiskeino myös muilla arktisilla eläimillä.

Arktisissa vesissä kaiken pitää tapahtua nopeasti, mutta ilmastonmuutos esimerkiksi Suomen Lapissa sadannan lisääntymisen ja lämpenemisen kautta mahdollistaa eteläisten lajien siirtymisen alueelle. Kylmään sopeutunut uhanalainen äyriäinen on pulassa ja äärimmäiset selviytymiskeinot eivät enää auta, ja harvalukuisissa populaatioissa se tulee todennäköisemmin syödyksi kuin syö lajikumppaninsa.

Äyriäiset herkkiä ympäristöolosuhteiden muutoksille

Lumen ja jään maassa, hyisissä olosuhteissa, järvissä ja lammissa eläviä uhanalaisia äyriäisiä käytettiin malliorganismeina tässä väitöskirjassa. Ilmastonmuutoksen syy–seuraussuhteiden osoittamiseksi kylmään sopeutuneet lajit, jotka yhdistävät vedenalaisen ja -päällisen biodiversiteetin ovat tärkeitä tutkimuskohteita. Ilmastonmuutoksen seurauksena lajien levinneisyysalueet siirtyvät kohti vuorten huippuja ja napa-alueita.

Skandinavian vuoristossa vedessä elävät lajit eivät voi levittäytyä enää pohjoisemmaksi ylittämättä merta, koska ne asuttavat Fennoskandian arktisimpia elinympäristöjä. Mikäli lajin populaatio ei sopeudu tai kykene siirtymään, se häviää. Alueilla, missä vuoden keskilämpötilat ovat lähellä nollaa todelliset arktiset lajit ovat vaarassa hävitä, koska ne menettävät kylmään sopeutuneena kilpailuetua eteläisille lajeille.

Tutkimus on toteutettu yhteistyössä useiden suomalaisten ja norjalaisten yliopistojen kanssa. Opinnot Helsingin yliopistossa ja erityisesti kurssit Kilpisjärven biologisella asemalla sekä Huippuvuorten yliopistossa tarjosivat loistavat puitteet kehittyä arktisten vesien asiantuntijaksi. Professori Stephen Coulson (UNIS) opetti Hanna-Kaisa Lakalle arktista biologiaa Huippuvuorilla.

Väitöskirja on julkaistu Jyväskylän yliopiston väitöstutkimusten JYU Dissertation sarjassa, numero 295, Jyväskylä, 2020. ISSN 2489-9003; 295, ISBN 978-951-39-8326-0
Linkki julkaisuun: 

äپٴᲹ:&Բ;
FM Hanna-Kaisa Lakka, +358 40 579 2045, hanna-kaisa.hk.lakka@jyu.fi

FM Hanna-Kaisa Lakan ekologian ja evoluutiobiologian väitöskirjan "Environmental changes in artic freshwaters - The response of indicator species to global warming and acidification in the Arctic" tarkastustilaisuus on perjantaina 23.10.2020 kello 12 alkaen Jyväskylän yliopistossa. Vastaväittäjänä on professori Leopold Füreder (University of Innsbruck, Itävalta) ja kustoksena on yliopistonlehtori Emily Knott Jyväskylän yliopistosta. Väitöstilaisuuden kieli on englanti.

Yleisö voi seurata väitöstilaisuutta verkkovälitteisesti. Linkki Zoom-webinaariin (suositellaan Zoom-sovellusta tai Google Chrome selainta):