Uuden Turun yliopistossa tehdyn tutkimuksen tulokset osoittavat, että maailman yleisimmällä rikkakasvien torjunnassa käytetyllä tehoaineella, glyfosaatilla, on laaja-alaisia haittavaikutuksia ekosysteemeihin ja pölyttäjiin. Tutkijoiden, maanviljelijöiden ja päättäjien välinen yhteistyö on tärkeässä asemassa ratkaisujen löytämisessä.
Glyfosaattipohjaisia rikkakasvien torjunta-aineita (GBH) käytetään laajalti maataloudessa, kotipuutarhoissa, metsänhoidossa ja kaupunkiympäristöissä. Ne ovat tehokkaita ja edullisia, minkä lisäksi niitä pidetään yleisesti turvallisina käyttää. Tutkimustulokset ovat kuitenkin osoittaneet, että laaja-alaisella GBH-tuotteiden käytöllä voi olla haitallisia vaikutuksia ekosysteemien toimintaan ja jopa evoluutioprosesseihin.
Erikoistutkija, dosentti Benjamin Fuchs Turun yliopiston biodiversiteettiyksiköstä ja tutkija, dosentti Marjo Helander Turun yliopiston biologian laitokselta tutkivat glyfosaatin suoria ja epäsuoria vaikutuksia ekosysteemeihin. Syyskuussa alkavassa Suomen akatemian rahoittamassa tutkimushankkeessa Fuchsin johtama ryhmä pyrkii selvittämään GBH-tuotteiden sekä niiden maaperään kertyneiden jäämien vaikutuksia kasvien vuorovaikutukseen mikrobien ja hyönteisten kanssa sekä niiden osuutta globaalissa hyönteiskadossa. Lisäksi Sakari Alhopuron säätiö on myöntänyt rahoitusta tutkimukselle, joka selvittää GBH-tuotteiden vaikutuksia erityisesti pölyttäjiin.
Marjo Helander ja Benjamin Fuchs keskittyvät tutkimuksissaan glyfosaatin suoriin ja epäsuoriin vaikutuksiin ekosysteemeihin.
Glyfosaatti häiritsee elintärkeää sikimaattikiertoa
Toimintatapansa vuoksi GBH-tuotteita on pidetty turvallisina, ja niiden vaikutusta muihin kuin kohdekasveihin tai eläimiin vähäisinä. GBH-tuotteiden runsaalla käytöllä voi kuitenkin uusimpien tutkimustulosten mukaan olla kauaskantoisia vaikutuksia ekosysteemeihin.
Glyfosaatti kiinnittyy EPSP-entsyymiin muuttaen sen rakennetta, jolloin elintärkeä sikimaattikierto häiriintyy.
– ESPS-entsyymi katalysoi välttämättömien aromaattisten aminohappojen biosynteesiä. Mikäli entsyymin toiminta ja sikimaattikierto estyy kokonaan, kasvi kuolee. Matalina pitoisuuksina glyfosaatti vaikuttaa entsyymin toimintaan vain osittain, jolloin vaikutukset heijastuvat sikimaattikierron seuraaviin vaiheisiin. Monet tärkeät kasvin tuottamat yhdisteet, kuten haihtuvat yhdisteet, hormonit ja myrkyt ovat peräisin sikimaattikierrosta. Nämä yhdisteet ovat tärkeitä kasvin vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa. Havaitsimme tutkimuksissamme muutoksia glyfosaattipitoisessa maaperässä kasvaneiden kasvien kasvihormonitasoissa sekä niiden kyvyssä puolustautua kasvinsyöjiltä, Fuchs kertoo.
Sikimaattikierto löytyy kasvien lisäksi myös sieniltä ja mikrobeilta, mutta ei ihmisiltä tai eläimiltä. Ymmärrys mikrobien merkityksestä biologisissa ja ekologisissa toiminnoissa on kasvanut huimasti viimeisten vuosikymmenten aikana, mutta GBH-torjunta-aineiden vaikutuksista mikrobeihin on vielä paljon opittavaa.
Benjamin Fuchsin tutkimukset liittyvät glyfosaatin epäsuoriin vaikutuksiin. Hän tutkii esimerkiksi sitä, kuinka maaperään kertyneet glyfosaattijäämät vaikuttavat kasveihin, sieniin ja hyönteisiin.
Glyfosaatin runsas käyttö heikentää maaperän mikrobistoa ja vahvistaa diversiteettikatoa
Fuchs keskittyy tutkimuksessaan glyfosaatin epäsuoriin vaikutuksiin, kuten maaperään kertyneiden glyfosaattijäämien vaikutuksiin kasveissa, sienissä ja hyönteisissä, sekä niiden välisessä monimutkaisessa vuorovaikutuksessa. Vaikka glyfosaatti hajoaa melko nopeasti terveessä maaperässä ja kohtalaisen lämpimässä ilmastossa, epäsuotuisissa mikrobiolosuhteissa ja viileässä ilmastossa hajoaminen hidastuu, jolloin glyfosaattia ja sen hajoamistuotteita kertyy maaperään.
– Kasvien maatuessa glyfosaattia vapautuu maaperään, mikä vaikuttaa muihin kasveihin ja eläimiin sekä heikentää maaperän mikrobistoa. Lisäksi monet muut GBH-tuotteissa käytetyt ainesosat voivat olla haitallisempia kuin tehoaine glyfosaatti, Fuchs selittää.
Tutkimustulokset osoittavat, että glyfosaatti häiritsee kasvien signalointimolekyylien biosynteesiä, joka vaikuttaa haitallisesti kasvien, sienten ja hyönteisten väliseen vuorovaikutukseen.
– Pyrimme tutkimuksessamme selvittämään, miten kasvin signalointi häiriintyy ja mitä vaikutuksia sillä on pölyttäjien kykyyn löytää sopivia pölytettäviä kasveja tai petohyönteisten kykyyn löytää kasvinsyöjien vaivaamia kasviyksilöitä, Fuchs painottaa.
Marjo Helander totesi tutkimuksessaan, että glyfosaatti vaikuttaa kimalaisten muistiin ja kykyyn tunnistaa värejä.
Rikkakasvimyrkkyjen kokonaisvaltaisia vaikutuksia ekosysteemeissä ei ole juurikaan tutkittu. Täysin tuntematonta on, miten laajasti käytetyt rikkakasvimyrkyt vaikuttavat hyönteisiin ja edelleen hyönteislajien määrän laskuun ja koko ekosysteemin monimuotoisuuden vähenemiseen.
Dosentti, tutkija Marjo Helander työryhmineen tutkii glyfosaatin suoria vaikutuksia pölyttäjiin. Tutkimuksessaan he huomasivat, että glyfosaatti vaikutti kimalaisten muistiin ja kykyyn tunnistaa värejä.
– Juuri julkaistun tutkimuksemme mukaan glyfosaatti ja GBH-tuotteet näyttäisivät vaikuttavan myös pölyttäjien suolistomikrobeihin, mikä mahdollisesti selittää niiden kognitiivisissa kyvyissä havaittuja muutoksia, Helander sanoo.
Ratkaisujen ja vaihtoehtojen löytäminen edellyttää yhteistyötä
Glyfosaatin kieltämisen sijaan Fuchs tahtoo lisätä tietoisuutta vaihtoehtoisista tavoista torjua rikkakasveja, jolloin glyfosaatin käyttöä voitaisiin vähentää. Yhtenä vaihtoehtoisena tapana hän mainitsee rikkakasvien kanssa luontaisesti elintilasta kilpailevien kasvien, kuten perinneviljojen tai maanpeitekasvien, kasvattamisen, jolloin varsinaisten viljakasvien kasvu ei kuitenkaan häiriinny. Fuchs kehuu lisäksi aloitetta pelloille jätettävistä kukkivista alueista, jotka ylläpitävät hyödyllisten hyönteisten monimuotoisuutta. Nämä kukkivat keitaat houkuttelevat puoleensa niin pölyttäjiä kuin tuhohyönteisiä torjuvia lajeja.
Fuchs pitää lisäksi tärkeänä, että maanviljelijöitä kannustettaisiin poliittisilla päätöksillä vaihtamaan torjunta-aineiden runsas käyttö vaihtoehtoisiin menetelmiin.
– Yhteistyöllä voimme löytää kestävämpiä käytäntöjä, jotka paitsi suojelevat luontoa myös varmistavat ekosysteemien hyvinvoinnin ja monimuotoisuuden, Fuchs sanoo.
Teksti: Jennifer Stanger
Kuvat: Hanna Oksanen
