Muurahaiskeoilla avainasema maaperän hyötypunkkien lajinkirjon ylläpidossa – metsähakkuut kuitenkin uhkaavat elinympäristöä (Väitös: FM Riikka Elo, 9.2.2019, biologia)
Muurahaiskeot muodostavat metsämaisemassa lajinkirjon keskittymiä, vahvistaa maaperän hyödyllisiä sammalpunkkeja käsittelevä tuore tutkimus. Riikka Elo havaitsi Turun yliopistossa tarkastettavassa väitöstutkimuksessaan, että muurahaiskeot ylläpitävät sammalpunkkien monimuotoisuutta luomalla sopivia pienelinympäristöjä. Metsähakkuut kuitenkin häiritsevät näitä pienelinympäristöjä ja sammalpunkkilajistoa. Sammalpunkkilajeissa havaittiin lisäksi piilotettua monimuotoisuutta, sillä lajeja onkin aiemmin luultua enemmän.
Pahamaineisten puutiaisten vuoksi punkkeja pidetään usein haittaeläiminä, mutta valtaosa Suomen 1500 punkkilajista on kuitenkin hyödyllisiä. Tällaisia ovat maaperässä elävät ja hajottajina toimivat mikroskooppisen pienet sammalpunkit. Niiden toiminta takaa maaperän ravinteiden biokemiallisen kierron ja siten kasvien ravinteiden saannin – tällaista toimintaa kutsutaan ekosysteemipalveluksi. Etenkin pohjoisen havumetsävyöhykkeen metsissä sammalpunkit ovat erityisen tärkeitä, sillä ne ovat maaperän runsain ja lajirikkain eläinryhmä; niitä elää neliömetrillä metsämaata jopa 200 000 yksilöä ja 50 lajia. Kaikkiaan Suomesta tunnetaan 350 sammalpunkkilajia.
Vaikka sammalpunkkien lajistotutkimusta on tehty sekä Suomessa että muualla maailmassa jo vuosisatoja, on eräs erityinen miljöö, muurahaiskeot, jäänyt lähes kokonaan kartoittamatta. Aiemmin on jo osoitettu, että muurahaiskeoissa elää runsas joukko muita selkärangattomia eläimiä, kuten kovakuoriaisia, juoksujalkaisia ja perhosia. Näitä kutsutaan muurahaisten pesävieraiksi.
– Halusin tutkia, esiintyykö muurahaiskeoissa myös sammalpunkkeja, sillä näistä ei ole aiemmin ollut juuri lainkaan tietoa. Tutkin karikenäytteitä kaljukekomuurahaisen keoista ja niitä ympäröivästä maaperästä. Kävi ilmi, että keoissa oli yhtä runsaasti sammalpunkkeja kuin maaperässä, mutta siellä esiintyi pääosin eri lajeja. Havainnolla on siis suora suojelusovellus; kun turvataan sekä muurahaiskeot että maaperä, mahdollisimman monen lajin elinympäristö tulee suojatuksi, Elo toteaa.
Sammalpunkkien ja muurahaisten yhteiselo hyödyttää molempia
Elo tarkasteli tutkimuksessaan myös muurahaiskekojen kosteus- ja lämpöolosuhteiden vaikutusta muurahaiskekojen sammalpunkkilajistoon.
– Tutkimukseni osoitti, että sammalpunkit ovat riippuvaisia kosteudesta, sillä niitä esiintyi pääosin muurahaiskeon kosteassa pintakerroksessa, kun taas keon kuivasta sisäosasta niitä löytyi vain vähän. Keot olivat sitä lämpimämpiä, mitä kosteampia ne olivat. Näillä olosuhteilla on tärkeä merkitys selkärangattomien eläinten kehitykselle, Elo kertoo.
Tutkijat ovat usein ihmetelleet, mitä sammalpunkit oikein tekevät muurahaiskeoissa. Tutkimustensa perusteella Elo olettaa, että ne voivat muodostaa muurahaisten kanssa mutualistisen, eli molempia osapuolia hyödyttävän, suhteen.
– Käytännössä muurahaiskeot ovat sammalpunkeille vakaa elinympäristö, jossa on sopiva kosteus, lämpötila ja lisäksi maaperäkariketta kuten neulasia, joita sammalpunkit syövät. Vastavuoroisesti sammalpunkit toimivat muurahaisille siivoojina, sillä ne syövät myös sienirihmastoa ja bakteereita, jotka muuten voisivat vallata keon tai aiheuttaa sairauksia muurahaisille.
Kekomuurahaiset ovat metsäekosysteemien avainlajeja
Tutkimus tuotti uutta tietoa metsähakkuiden vaikutuksista muurahaiskekojen kosteus- ja lämpötilatasapainoon sekä sammalpunkkilajistoon.
– Vertasin tupsukekomuurahaisen kekoja avohakkuualueilla sekä näitä ympäröivässä luonnontilaisessa metsässä. Avohakkuualueilla sijaitsevien kekojen pintakerros oli kuivempi kuin metsäkeoissa. Myös kekojen lämpötila liittyy keon kosteuteen, ja kekojen lämmönsäätely häiriintyi avohakkuualueilla. Näillä olosuhteen muutoksilla voi olla haittavaikutuksia sekä muurahaisiin että niiden runsaisiin pesävieraisiin, Elo kertoo.
– Keräsin lisäksi näistä samoista keoista sammalpunkkeja, ja tutkin eroaako kekojen lajisto. Tutkimukseni osoitti, että hakkuuaukeiden keoissa sammalpunkkien lajimäärä oli alhaisempi kuin metsäkeoissa. Sammalpunkkien kokonaisrunsaudessa tai yhteisökoostumuksessa en kuitenkaan havainnut merkittäviä eroja. Toisaalta tutkimus tarkasteli vain lyhyen, parin vuoden jälkeen tapahtunutta lajistomuutosta, joten tilanne voi olla eri esimerkiksi kun hakkuista on kulunut viisi tai kymmenen vuotta, Elo pohtii.
Kaikkiaan muurahaiskekoja ja niiden pesävieraita koskevat tutkimukset ovat Elon mukaan tärkeitä luonnonsuojelullisesta näkökulmasta. Kekomuurahaiset ovat metsäekosysteemien avainlajeja niiden moninaisten roolien vuoksi. Kekomuurahaiset ovat yleisiä Suomessa, mutta monissa muissa Euroopan maissa ne ovat uhanalaisia. Näin ollen tutkimustulokset ovat sovellettavissa myös laajempiin suojelusuunnitelmiin Euroopassa.
Toisaalta myös sammalpunkit luokitellaan puutteellisesti tunnetuksi eläinryhmäksi, sillä lajien runsaudesta, levinneisyydestä ja elinympäristövaatimuksista ei ole tarkkaa tietoa. Elo määritti väitöstutkimuksessaan yhteensä lähes 50 000 sammalpunkkia, ja luokitteli ne yhteensä 125 lajiin. Tutkimukset tuottivat siis lisätietoa noin 35 prosentista Suomen sammalpunkkilajeista, ja tutkimuksissa löytyi lisäksi neljä lajia, joita ei ole aiemmin havaittu Suomesta.
DNA-menetelmillä paljastetaan piilotettu lajinkirjo
Lajintunnistus – etenkin kun kyseessä ovat nämä alle millimetrin mittaiset sammalpunkit – on hyvin haastavaa ja aikaa vievää. Siksi lajintunnistuksessa käytetään nykyään hyödyksi DNA:ta, jonka avulla lajit voidaan tunnistaa tarkasti.
– Tutkin erästä kotelopunkkeihin kuuluvaa sukua, ja sen yhdeksää lajia DNA-menetelmin. Tämän punkkiryhmän lajintunnistus on erityisen vaikeaa, koska nämä punkit voivat vetää jalat kuorensa sisään aivan kuin kilpikonnat, jolloin niistä näkee mikroskoopin alla vain ulkokuoren. Tutkimukseni kuitenkin osoitti, että viisi lajia voitiin tunnistaa yksiselitteisesti DNA:n avulla. Kuitenkin neljän muun lajin kohdalla DNA osoitti niiden jakautuvan kahteen eri kehityslinjaan, mikä viittaa siihen, että lajeja onkin paljon aiemmin luultua enemmän. Tässä on kyse piilotetusta lajinkirjosta, jossa ulkoisesti samalta näyttävä laji muodostaakin geneettisesti katsottuna useita eri lajeja. Tutkimus on siis merkittävä edistysaskel sammalpunkkien lajistotutkimukselle, Elo sanoo
***
FM Riikka Elo esittää väitöskirjansa Hidden diversity of moss mites (Acari: Oribatida) unveiled with ecological and genetic approach julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa lauantaina 9.2.2019 klo 12 (Turun yliopisto, Natura, luentosali IX, Turku).
Vastaväittäjänä toimii professori Mark Maraun (University of Göttingen, Saksa) ja kustoksena professori Ilari E. Sääksjärvi (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on biologia.
Väittelijän yhteystiedot: p. 0442079043, riaelo@utu.fi
