Uraauurtavassa tutkimuksessa selvitettiin mikrolevien sopeutumista ilmaston lämpenemiseen tutkimalla Saaristomeren 60-vuotiaita mikroleväsoluja. Osa mikrolevistä muodostaa leposoluja, jotka vajoavat meren pohjaan kukinnan päätyttyä. Tutkijat ovat nyt onnistuneet herättämään näitä nukkuvia leposoluja sedimenttiytimistä, joiden eri kerrokset pystytään ajoittamaan geologisin menetelmin.
Tulokset ovat maailmanlaajuisesti tarkasteltuina ainutlaatuisia: aiemmin ei ole pystytty osoittamaan mikrolevien sopeutuvan ilmaston lämpenemiseen luonnollisissa ympäristöissä, joissa evoluution monimutkaiset valintapaineet ohjaavat sopeutumista uusiin olosuhteisiin. Kerättyjen solulinjojen kokeellisen tutkimisen kautta tutkijat ovat voineet todeta lajin sopeutuvan meren todettuun lämpenemiseen. Lajin optimilämpötila on noussut 0,89 °C samalla kun meriveden keskilämpötila on noussut noin 2,5 °C vuosina 1960–2020.
– Soluja herättämällä olemme pystyneet tutkimaan lajin 1960-, 1990- ja 2010-luvuilla eläneitä genotyyppejä. Yksisoluisilla mikrolevillä on meriekosysteemin toiminnalle keskeinen merkitys, sillä ne muodostavat perustan meriympäristön ravintoketjulle. Ne vastaavat myös puolesta maapallon hapentuotannosta, tehden ilmakehästä sopivan niin ihmiselle kuin suurelle osalle planeettamme muustakin elämästä, kertoo Åbo Akademin ympäristö- ja meribiologian tutkija Conny Sjöqvist.
Tutkijat havaitsivat myös, että nykyiset solut reagoivat korkeampiin lämpötiloihin eri tavalla kuin 1960-luvun solut. Ne muuttavat esimerkiksi geenien toimintaa ja solujen muotoa tehostaakseen ravinteiden imeytymistä korkeampien lämpötilojen edellyttämän intensiivisemmän aineenvaihdunnan tukemiseksi. Geneettiset analyysit osoittavat lisäksi, etteivät 2010-luvun solut koe korkeita lämpötiloja yhtä rasittavina kuin 1960-luvun solut. Tiettyjä stressigeenejä (engl. heat shock genes) ilmenee nykysoluissa huomattavasti vähemmän, mikä tukee tutkijoiden käsityksiä mikrolevien sopeutumisesta.
– Seuraavaksi tutkimme, mikä merkitys sopeutumisella on tälle avainlajille kokonaisuutena ja mitä ekologisia vaikutuksia tällä voi olla muulle meriekosysteemille. Olemme varsin kiinnostuneita mahdollisista rinnakkaisista muutoksista, joita on voinut tapahtua esimerkiksi mikrolevien rasvahappoprofiilissa ja ravintoarvossa, Sjöqvist jatkaa.
Mikrolevien sopeutumista elinympäristön nouseviin lämpötiloihin on tutkittu pitkään. Erityisen kiinnostuneita tutkijat ovat olleet levien sopeutumispotentiaalista, jota on tutkittu etupäässä kokeellisen evoluution menetelmin altistamalla lajeja vieraille ympäristöolosuhteille laboratorioissa. Mikrolevillä on osoitettu olevan suuri sopeutumispotentiaali, mutta aiempia tuloksia on myös kritisoitu siitä, etteivät laboratorio-olosuhteet vastaa luonnossa aidosti tapahtuvia asioita.
– Olen saanut kokeellisen evoluution tutkimuksessa paljon omakohtaista kokemusta laboratorioympäristöihin liittyvistä rajoitteista. Siksi olin innoissani, kun pystyimme ylittämään nämä rajoitukset ja pääsimme tutkimaan evoluutioprosesseja luonnollisissa ympäristöissä. Tämä tutkimus tarjosi tilaisuuden tutkia luonnonvalintaprosessia, mikä antoi korvaamatonta tietoa siitä, miten planktonpopulaatiot sopeutuvat ilmastonmuutoksen asettamiin haasteisiin, sanoo Turun yliopiston tutkija Giannina Hattich.
Tutkimustulokset julkaistiin hiljattain Nature Climate Change -julkaisussa.
Tutkimus on ollut innoituksen lähteenä tiede- ja taidekollektiivi Fern Orchestran näyttelyssä Hidden Archives, joka on esillä Brinkkalan galleriassa Turussa.
