Tutkijat esittävät, että pohjois- ja etelänapaa ympäröivien alueiden valoilmasto, joka vaihtelee voimakkaasti vuodenaikojen mukaan, luo molemmille polaarialueille eliöiden risteytymistä suosivan vyöhykkeen. Pitkällä ajanjaksolla tämä ylläpitää luonnon monimuotoisuutta.
Subarktisen ekologian professori Kari Saikkonen Turun yliopistosta esittää kollegoineen juuri julkaistussa tutkimusartikkelissa uuden teorian maapallon polaarialueiden valoilmaston merkityksestä luonnon monimuotoisuuden uudistumiskyvylle geologisessa ajassa, eli miljoonien vuosien ajanjaksolla. Siinä missä päivän pituus on päiväntasaajalla 12 tuntia ympäri vuoden, polaarialueilla päivän pituus vaihtelee kesän yöttömästä yöstä talven kaamokseen.
– Teoriamme keskiössä on hypoteesi siitä, että polaarialueiden äärevä valoilmasto luo napa-alueita kiertävän eliöiden risteytymistä suosivan vyöhykkeen molemmille polaarialueille, Saikkonen kertoo.
Valoilmasto on vakio riippumatta sään ja ilmaston vaihteluista ja siksi monet eliöt, erityisesti yhteyttävät kasvit ja mikrobit, ovat sopeutuneet käyttämään päivän pituudessa vuoden aikana tapahtuvia muutoksia esimerkiksi kukkimisen ajoittamiseen. Tämän takia polaarialueiden valoilmasto lisää tutkijoiden mukaan todennäköisyyttä sille, että toisilleen läheistä sukua olevien lajien lisääntymisaika osuu samaan ajankohtaan. Tämä puolestaan luo mahdollisuuksia eliöiden risteytymiselle.
– Vaikka risteytymistä tavataan yleisesti lähes kaikissa eliöryhmissä, sen merkitystä monimuotoisuutta ylläpitävänä voimana ei ole aiemmin täysin ymmärretty. Pariutumisessa voi tapahtua myös takaisinristeytymistä, eli risteymäyksilöiden pariutumista alkuperäisen lajin yksilöiden kanssa. Näin geenit voivat siirtyä lajista toiseen, ja samalla voi syntyä uusia eri olosuhteisiin sopeutuvia geeniyhdistelmiä, Saikkonen toteaa.
Lähempänä päiväntasaajaa päivän pituuden vähäinen muutos eri vuodenaikoina ei ohjaa lisääntymistä, eikä ylläpidä toistuvaa risteytymistä ja takaisinristeytymistä.
– Siksi lämpimien ja kylmien kausien vaihtelun aiheuttama eliöiden levittäytyminen leveyspiirien yli, ja sen myötä lajien sekoittuminen ja eriytyminen, luo uutta monimuotoisuutta pitkällä ajanjaksolla geologisessa ajassa tarkasteltuna, Saikkonen sanoo.
Mikrobeilla on tärkeä rooli monimuotoisuuden kehittymisessä ja säilymisessä
Mikrobit ovat keskeisessä roolissa luonnon monimuotoisuuden säilymisessä ja uusiutumisessa, aivan kuten ne ovat olleet nykyisen luonnon monimuotoisuuden kehityksessä elämän alkuajoista lähtien.
– Mikrobit ovat evolutiivisesti nopeita ja notkeita lyhyen elinkiertonsa vuoksi. Monet niistä reagoivat valoon ja ne vaikuttavat käytännössä kaikkien kasvien ja eläinten hyvinvointiin. Koska kaikista kasveista ja eläimistä löytyy monipuolinen mikrobisto, niitä tulisi käsitellä kokonaisuutena, Saikkonen huomauttaa.
Tuoreessa tutkimuksessa Saikkonen esittää kollegojensa kanssa hypoteeseja siitä, miten valoherkät mikrobit voivat edistää kasvien sopeutumista polaarialueille.
Ilmastonmuutos vaikuttaa voimakkaasti maapallon polaarialueisiin
Ilmastonmuutos ja luontokato ovat ihmiskunnan historian suurimpia globaaleja ekosysteemien ja ekosysteemipalveluiden toimintaa horjuttavia uhkia. Maapallon polaarialueet lämpenevät ennenkokemattomalla nopeudella – jopa 2–4 kertaa nopeammin kuin maapallo keskimäärin.
– Ilmastomallit ennustavat, että arktinen merijää sulaa tämän vuosisadan loppuun mennessä. Samassa ajassa Etelämantereen jäätön alue kasvaa nykyisestä noin kahdesta prosentista lähes 25 prosenttiin. Yksinomaan läntisen Etelämantereen jäätiköiden sulaminen aiheuttaisi merenpinnan nousemisen viidellä metrillä, mikä uhkaisi kymmentä prosenttia maapallon väestöä sekä lukuisia valtamerten ranta-alankojen ekosysteemejä maapallolla seuraavien vuosikymmenten tai -satojen aikana, Saikkonen sanoo.
Tutkijat haastavat tavanomaista lajikeskeistä arkikeskustelua luonnon monimuotoisuudesta keskittymällä lajien lisäksi eliöiden geneettiseen monimuotoisuuteen ja mikrobien merkitykseen.
– Esitämme, että luonnon monimuotoisuus kykenee uudistumaan. Se, miten nopeasti luonnon monimuotoisuus uudistuu, ja miten samankaltaista nykyisen monimuotoisuuden kanssa se tulee olemaan, riippuu kuitenkin siitä, miten suuren osan monimuotoisuudesta tuhoamme. Siksi ihmisen aiheuttamaa ilmastonmuutosta ja luontokatoa tulee hillitä, Saikkonen painottaa.
