Kasvinsyöjähyönteinen sopeutuu vallitsevaan ravintotilanteeseen hyvin nopeasti (Väitös: FM Liisa Laukkanen, 14.2.2014, biologia)
Kasvinsyöjähyönteinen sopeutuu nopeasti ravintokasvilajiin, josta sillä ei ole aiempaa kokemusta. Hyönteispopulaatioiden perinnöllinen muuntelu puolestaan säilyy sitä paremmin, mitä useampia syötäviä lajeja elinympäristössä on, havaitsi Liisa Laukkanen väitöstutkimuksessaan. Tämä on kansainvälisestikin tarkasteltuna ensimmäinen tutkimus, jossa on testattu kasvilajien määrän vaikutusta kasvinsyöjähyönteisten populaatiogenetiikkaan.
Kasvien ja niitä syövien hyönteisten suhde on eliömaailman yksi merkittävimpiä vuorovaikutussuhteita. Tämän suhteen evoluutiossa on yhä edelleen avoimia kysymyksiä. Esimerkiksi hyönteisten evoluution nopeus ja populaatioiden geneettisen erilaistumisen sekä paikallissopeutumisen taustatekijät ovat vielä monissa tapauksissa tuntemattomia.
FM Liisa Laukkanen tarkasteli väitöstyössään muun muassa sitä, onko ympäristön kasvilajien määrällä vaikutusta kasvinsyöjähyönteisen populaatiogenetiikkaan. Laukkanen havaitsi, että kasvinsyöjähyönteisen populaation sisältämä perinnöllisen muuntelun määrä on yhteydessä kasvilajien lukumäärään elinympäristössä.
– Tiedossani ei ole muita tutkimuksia, jotka ovat testanneet tätä yhteyttä, kertoo hyönteisten ja kasvien vuorovaikutussuhteen evoluutiosta väittelevä Laukkanen.
Laukkanen tutki ritariludetta, joka käyttää ravintonaan erityisesti käärmeenpistoyrtin siemeniä. Ritarilude syö myös muiden kasvien siemeniä silloin, kun ensisijaista ravintoa ei ole tarjolla. Runsas vaihtoehtoisten ravintokasvien määrä voi oletettavasti pelastaa ritariluteen populaation sukupuutolta tilanteessa, jossa käärmeenpistoyrtin siemeniä ei ole.
– Kun populaation koko ei pääse laskemaan huonoinakaan vuosina kovin alas, perinnöllisen muuntelun määrä pysyy korkeampana, Laukkanen päättelee.
Ritarilude sopeutuu uuteen ravintokasvilajiin hämmästyttävän nopeasti
Laukkanen havaitsi, että ritarilude pystyy sopeutumaan uuteen ravintokasviin nopeasti. Vain noin 20 sukupolven aikana ritarilude kehittyi niin, että se pystyi käyttämään tehokkaammin ravinnokseen sille ennestään tuntematonta kasvia. Ritariluteen kykyyn käyttää ravintoa vaikutti paitsi ravinnosta johtuva valinta, myös satunnaistekijät eli geneettinen satunnaisajautuminen sekä sisäsiitos.
Vain muutamissa aiemmissa tutkimuksissa on havaittu hyönteisten ravinnonkäytön nopeaa evoluutiota, mutta näissä tutkimuskohteena ovat olleet lähinnä suvuttomasti lisääntyvät hyönteiset, jotka eivät ole erikoistuneet ravinnonkäytössään.
Laukkanen painottaa, että kasvinsyöjien ja kasvien vuorovaikutuksen tutkimukseen tulee ehdottomasti panostaa tulevaisuudessa enemmän.
– Sopeutuminen paikallisiin olosuhteisiin voi johtaa aikojen saatossa jopa uusien lajien syntyyn. Siksi on tärkeää tuntea ne tekijät, jotka aiheuttavat vaihtelua populaatioiden paikallissopeutumisessa.
Kasvit ja hyönteiset eivät ole kehittyneet luonnonvalinnan myötä erillään, vaan niiden evoluutio on sidoksissa toisiinsa. Yleisestikin vuorovaikutussuhteessa elävien lajien ominaisuuksien toisistaan riippuva evolutiivinen kehitys on yksi tärkeimmistä elämän monimuotoisuutta muokkaavista voimista.
– Hyönteiset ovat yksi maailman monimuotoisimmista eliöryhmistä, ja lähes puolet tunnetuista hyönteislajeista syö kasveja. Siksi tämä vuorovaikutussuhde on todellakin tutkimisen arvoinen, Laukkanen kertoo.
***
Perjantaina 14. helmikuuta 2014 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (päärakennus, Tauno Nurmela -sali, Yliopistonmäki) julkisesti tarkastettavaksi filosofian maisteri Liisa Maria Laukkasen väitöskirja ”Population genetics, food-plant specialization, and local adaptation of insect herbivores living in a fragmented landscape” (Pirstoutuneessa elinympäristössä elävien kasvinsyöjähyönteisten populaatiogenetiikka, ravintokasviin erikoistuminen ja paikallissopeutuminen). Virallisena vastaväittäjänä toimii dosentti Tomas Roslin Helsingin yliopistosta ja kustoksena professori Veijo Jormalainen.
FM Liisa Laukkanen on syntynyt 1977 Vieremällä ja kirjoittanut ylioppilaaksi vuonna 1996 Kiuruveden lukiosta. Filosofian maisteriksi Laukkanen valmistui 2006 Turun yliopistosta, jossa hän parhaillaan toimii tohtorikoulutettavana. Väitös kuuluu biologian alaan.