Julkaistu 2.5.2024
Kirjoittaja: Giannina Hattich
Kuva: Conny Sjöqvist
Toimitustyö: Viestintätoimisto Jokiranta Oy
 

 

Kasviplankton eli fytoplankton on harvoin nähtävissä paljaalla silmällä, mutta sillä on suuri vaikutus ihmisen elämään. Vesistöissä kelluva kasviplankton vastaa maalla kasvavia yhteyttäviä kasveja. Se tuottaa puolet maapallon hapesta – joka toisella henkäyksellä vedämme keuhkoihimme kasviplanktonin tuottamaa happea.

Kasviplankton koostuu mikroskooppisen pienistä, yhteyttämiskykyisistä yksisoluisista eliöistä, jotka elävät lähellä veden pintaa, missä valo eli auringon energia vielä läpäisee veden. Kasviplanktonia on kaikkialla maailmassa niin järvissä, joissa kuin merissäkin. Se muodostaa perustan useimmille vesiekosysteemeille, ja sillä on ratkaiseva merkitys niiden tuottavuuden kannalta.

 

Katse mikroskooppiseen maailmaan. Kuvassa näkyy yhden solun erottaminen hennolla lasipipetillä. Kuva: Janni Heikkinen

 

Leposolut kertovat kyvystä sopeutua

Evoluutio on pitkän ajan kuluessa etenevä ilmiö. Kasviplanktonin eliöiden lyhytikäisyys ja suuret populaatiot edistävät kuitenkin nopeaa sopeutumista. Ihmisen näkökulmasta jokainen vesipisara sisältää yhtä paljon kasviplanktonsoluja kuin Turussa on asukkaita ja useiden kasviplanktonlajien ”vastasyntyneistä” tulee ”isovanhempia” vain kolmessa päivässä. Näiden ominaisuuksiensa ansiosta kasviplankton sopeutuu nopeasti ihmisen aiheuttamiin ympäristöolojen muutoksiin, kuten merien pintalämpötilan nousuun. Sopeutumisen mahdollistaa geneettinen monimuotoisuus.

Lajien kyky sopeutua meren pintaveden lämpötilan nousuun voi vaihdella vuorovaikutuksessa muiden eliöiden tai ympäristötekijöiden kanssa. Sen vuoksi voimme saada kokonaiskäsityksen eliön sopeutumiskyvystä vain tutkimalla sitä luonnonoloissa ja kaikissa mahdollisissa vuorovaikutustilanteissa. Mutta miten voimme verrata kasviplanktonlajien kykyä sopeutua lämpötilan nousuun ennen globaalin ilmastonmuutoksen alkamista ja sen jälkeen? Vastaus löytyy tutkimalla kasviplanktonien leposoluja.

Leposoluja voi verrata maakasvien siemeniin. Ne säilyvät vesistön sedimenteissä kymmeniä vuosia, ja niiden avulla voidaan kasvattaa uusia kasviplanktonsoluja. Näillä soluilla on sama geneettinen aines ja kyky kuin niiden esivanhemmilla, jotka elivät ennen kuin ihminen alkoi omalla toiminnallaan vaikuttaa ilmastoon. Leposolut auttavat meitä ymmärtämään, kuinka lajit ovat muuttuneet ajan kuluessa.

 

 

 

 

 

 

 

Mutainen kairausnäyte hapettomasta sedimentistä. Kairausnäyte käsitellään 1 senttimetrin paksuisina levyinä, joista eri aikoina tapahtuneet ympäristömuutokset nähdään kronologisessa järjestyksessä. Kuva: Giannina Hattich

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Miten kasviplankton sopeutuu eri ympäristöissä?

Tutkin kasviplanktonin leposoluja yhdessä Åbo Akademin tutkijoiden kanssa Saaristomerellä. Havaitsimme, että eräs kasviplanktonlaji on sopeutunut lämpötilan nousuun 1960-luvulta lähtien. Tutkimuksemme osoittaa, että luonnossa sopeuma on mahdollista mutta se vaatii enemmän aikaa kuin laboratoriotutkimusten perusteella oletimme.

Aiempaa tutkimustani laajentaakseni haluan nyt selvittää, ovatko samat kasviplanktonlajit sopeutuneet kohoaviin lämpötiloihin myös Pohjanmerellä ja Välimerellä. Tehtävä on kuitenkin liian mittava yhden yksittäisen tutkijan toteutettavaksi. Onneksi työ on mahdollista toteuttaa osana laajempaa tutkimuskokonaisuutta, jota johtavat Euroopan molekyylibiologian laboratorio EMBL sekä Tara Ocean -säätiö.

Tässä yhteistyöhankkeessa tavoitteenani on vertailla vesistöjen sopeutumista ilmastonmuutokseen eri puolilla Eurooppaa. Tarkoituksenani on löytää yleisiä evolutiivisia malleja ja syventää käsitystä sopeutumisprosessien taustalla vaikuttavista mekanismeista. Kollektiivinen tutkimusote antaa minulle ja kollegoilleni mahdollisuuden hyödyntää eri taustoista tulevien tutkijoiden erityisosaamista ja resursseja, mikä auttaa meitä löytämään vastauksia monitahoisiin tieteellisiin kysymyksiin.

 

 

 

Giannina Hattich väitteli tohtoriksi Geomarissa Kielissä Saksassa vuonna 2018, ja vuodesta 2020 lähtien hän on työskennellyt tutkijatohtorina Turussa. Hattich tutkii, kuinka antropogeeniset stressitekijät vaikuttavat yksittäisiin lajeihin, populaatioihin ja yhteisöihin ja miten ekoevoluutiovuorovaikutus muuttaa niitä, jotta voidaan paremmin ennustaa tulevia muutoksia meren ekosysteemin toiminnassa.

 

 

 

 

Linkkejä:

https://www.nature.com/articles/s41558-024-01981-9

https://www.embl.org/about/info/trec/projects/

http://gianninahattich.com/