9.4.2021 Väitöstutkimus kartoitti lajien eriytymiseen ja niiden välisten risteytysesteiden syntymiseen vaikuttavia tekijöitä (Poikela)

Maapallolla elävät eliöt jaetaan perinteisesti eri lajeihin sen perusteella kykenevätkö ne tuottamaan keskenään lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä. Uusien lajien syntymistä tapahtuu jatkuvasti ja lajien väliset rajat voivat olla häilyviä. Lajin jakautuminen kahdeksi tai useammaksi lajiksi (lajiutuminen) lisää luonnon monimuotoisuutta, kun taas lajien risteytyminen voi johtaa toisen tai molempien lajien sukupuuttoon. Noora Poikela kartoitti väitöskirjassaan lajien eriytymiseen ja niiden välisten risteytysesteiden syntymiseen vaikuttavia tekijöitä. Hän käytti tutkimuksessaan kahta lähisukuista, laboratoriokokeisiin hyvin soveltuvaa mahlakärpäslajia ja hyödynsi sekä perinteisempiä käyttäytymiskokeita, että uusia genomitason menetelmiä ja tietokonemalleja.
Julkaistu
9.4.2021

Tutkittujen mahlakärpäslajien välille on satojen tuhansien vuosien kuluessa muodostunut useita risteytymistä estäviä tekijöitä. Naaraat voivat esimerkiksi tunnistaa väärän lajin koiraiden kosiskeluyritykset niiden omintakeisista kosintalauluista, tai vääränlaiset siittiöt voivat estää hedelmöittymisen, vaikka parittelu olisikin onnistunut.

Lajien kohtaamista ja risteytymisen todennäköisyyttä vähentävät myös toisen lajin sopeutuminen kylmempään ja toisen lämpimämpään ympäristöön. Silloin tällöin lajit voivat kuitenkin tuottaa risteymäjälkeläisiä, jotka kärsivät alhaisesta elinkyvystä ja hedelmällisyydestä.

Vasteena risteymäjälkeläisten ongelmiin luonnonvalinta voi korostaa naaraiden kykyä tunnistaa väärän lajin koiraat, jolloin ne saattavat alkaa hylkiä jopa oman lajinsa toisilla alueilla eläviä koiraita. Tällainen tapahtumien ketju voi olla ensiaskel kohti lajiutumista.

Genominen aineisto ja tietokonemallit voivat toimia aikakoneen lailla

Yksi tärkeimmistä lajiutumistutkimuksen ongelmista on ollut ymmärtää, miten lajiutumista voi tapahtua, jos lajiutumisprosessin alussa olevat yksilöt lisääntyvät ja vaihtavat geneettistä materiaalia keskenään, rikkoen näin lajityypilliset erot.

Eräs mahdollinen mekanismi lajiutumisen selittämiseen niin kutsutun geenivirran läsnä ollessa on kromosomin osien kääntymät eli inversiot. Tutkituilla mahlakärpäslajeilla inversiot vaikuttivat suojelleen lajiutumisen alussa muodostuneita geneettisiä muutoksia rikkoutumiselta, edesauttaen näin lajiutumisprosessia. Ajan saatossa inversioiden sisälle mutaatioiden myötä syntyneet uudenlaiset geenimuodot eivät enää toimineetkaan risteymäjälkeläisissä, vaan johtivat lopulta niiden heikkoon elinkykyyn ja hedelmällisyyteen sekä estivät tehokkaasti geneettisen materiaalin siirtymistä.

Lajiutumistutkimukset auttavat ymmärtämään millaiset geneettiset ja evolutiiviset tekijät vaikuttavat uusien lajien syntymiseen ja jo olemassa olevien lajien erillään pysymiseen.

Lajiutumisen perusperiaatteiden ymmärtäminen on tärkeää myös luonnonsuojelun näkökulmasta, sillä ilmaston lämpeneminen, elinympäristöjen tuhoutuminen ja vieraslajit johtavat aiemmin erillään eläneiden lajien kohtaamiseen lisäten niiden risteytymisen ja sukupuuttoon kuolemisen todennäköisyyttä.

Tutkimusta ovat rahoittaneet Suomen Akatemia, Emil Aaltosen säätiö sekä Suomen kulttuurirahasto.

Tutkimus on julkaistu Jyväskylän yliopiston väitöstutkimusten JYU Dissertations -sarjassa, numero 367, Jyväskylä, 2021.  ISBN 978-951-39-8581-3 (PDF), URN:ISBN:978-951-39-8581-3, ISSN 2489-9003
Linkki tutkimukseen: 

Noora Poikela kirjoitti ylioppilaaksi Varkauden lukiosta 2010 ja valmistui maisteriksi ekologian ja evoluutiobiologian alalla Jyväskylän yliopistosta 2015. Maisteritutkimuksensa innoittamana Poikela aloitti väitöskirjatyönsä Maaria Kankareen tutkimusryhmässä vuonna 2016.

FM Noora Poikelan väitöskirjan "Mechanisms underlying speciation and adaptation processes in two closely related Drosophila virilis group species" tarkastustilaisuus. on 9.4.2021 alkaen klo 12 Jyväskylän yliopistossa. Vastaväittäjänä on dosentti Jonna Kulmuni (Helsingin yliopisto) ja kustoksena on dosentti Maaria Kankare (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.

Yleisö voi seurata väitöstilaisuutta verkkovälitteisesti.
Linkki Moniviestimen suoraan lähetykseen:

Puhelinnumero, johon yleisö voi tilaisuuden lopussa osoittaa mahdolliset lisäkysymyksensä (kustokselle): +358 40 805 4332