Metsäkurjenpolven lajinsisäinen monimuotoisuus vaikuttaa kasvia ympäröiviin vuorovaikutussuhteisiin

Valtaosa sekä luonnonvaraisista että viljellyistä kasvilajeista tarvitsee tai hyötyy eläinpölytyksestä, josta meillä pohjoisella pallonpuoliskolla ovat vastuussa pölyttäjähyönteiset. Viime aikoina ei kuitenkaan ole ollut helppoa olla pölyttäjä, sillä monet uhkatekijät kuten kukkakasvien monimuotoisuuden lasku, vierasperäiset kilpailijat ja taudinaiheuttajat sekä ympäristömyrkyt ovat johtaneet laaja-alaiseen pölyttäjien vähenemiseen.  

— Pölyttäjien määrän vähenemisellä on valtavia ekologisia ja taloudellisia seurauksia, toteaa väitöskirjatutkija Jaakko Soininen. 

Kasvit vuorovaikuttavat toisaalta pölyttäjien kanssa, mutta koska kukkia syövät hyönteiset voivat vaikuttaa pölyttäjien käyttäytymiseen, muodostuu kasvien, niiden kukkia syövien hyönteisten sekä pölyttäjien välille varsinainen kolmiodraama. Onkin tärkeää tuntea kasvien ympärille nivoutuvia vuorovaikutussuhteita, jotta tietoa voidaan käyttää pölyttäjien tulevaisuuden turvaamiseksi. 

Kukkia, mehiläisiä, ja pari kärsäkästä 

FM Jaakko Soinisen väitöskirjatyössä selvitettiin kasvin lajinsisäisen monimuotoisuuden eli saman lajin yksilöiden välisen erilaisuuden merkitystä kasvien, kukansyöjien ja pölyttäjien välisille vuorovaikutussuhteille. Kysymys on laaja, ja sitä lähestyttiin eri osapuolten vuorovaikutusten näkökulmasta. Kasvin lajinsisäisen monimuotoisuuden merkitystä arvioitiin itse kasville pölytyksen kautta, kukansyöjien käyttäytymiselle ja kuinka ne vaikuttivat kasvin lisääntymiseen, ja toisaalta myös miten monimuotoisuus vaikuttaa luonnonvaraisten ja vierasperäisten pölyttäjien väliseen kilpailuun. 

— Tutkimussysteemi muodostui Suomessa yleisenä esiintyvän ja pölyttäjille tärkeän metsäkurjenpolven (Geranium sylvaticum), sen kukkia syövän kurjenpolvikärsäkkään (Zacladus geranii), sekä pölyttäjähyönteisten välille, kertoo Soininen. 

Tarkkailua ja kontrolloituja käsittelyitä sisältävät kokeet toteutettiin maastossa pitkäaikaiskoealalla, jossa kasvaa istutettuna yli viisisataa metsäkurjenpolvea, joiden geneettinen tausta tunnetaan. 

Tarhamehiläinen kilpailee luonnonpölyttäjien kanssa 

Väitöstutkimuksen oleellisimmat tulokset alleviivasivat kasvien lajinsisäisen monimuotoisuuden merkitystä kasvien, kukansyöjien ja pölyttäjien vuorovaikutuksille. Tutkimuksessa muun muassa osoitettiin, että metsäkurjenpolven kukkien vaihteleva koko on sopeuma siitepölyn vastaanoton ja levityksen kannalta, ja vastaavasti eri hyönteiset erosivat pölytystehokkuudeltaan. Kurjenpolvikärsäkkäät taas vaikuttivat kasvin lisääntymismenestykseen siementen tuotannon eri vaiheissa, ja kasvin geneettinen monimuotoisuus myös liittyi kukansyöjien ja pölyttäjien mieltymyksiin.  

— Tulosten nojalla on helppo nähdä, miten suuria valintapaineita pölytys ja kukansyönti lopulta asettavat kasville, Soininen toteaa. 

Kasvin lajinsisäinen monimuotoisuus vaikutti myös pölyttäjien väliseen kilpailuun. Tarhamehiläinen, joka on Suomessa vierasperäinen pölyttäjä, kilpaili voimakkaasti metsäkurjenpolven tärkeimpien pölyttäjien, kimalaisten, kanssa. Tutkimuksesta saadun aineiston nojalla kasvilajin geneettinen monimuotoisuus voi mahdollistaa resurssien jaon vierasperäisten ja luonnonvaraisten pölyttäjähyönteisten välillä.  

Tutkimus osoitti, että kasvin lajinsisäinen monimuotoisuus vaikutti kasvien, kukansyöjien, sekä pölyttäjien välisiin vuorovaikutussuhteisiin. Tutkimuksen tulokset ovat toki ekologisesti kiinnostavia, mutta luonnonsuojelun näkökulmasta ne myös kannustavat lajinsisäisen monimuotoisuuden tehokkaampaan huomioimiseen ja suojeluun. 

Tutkimuksen on rahoittanut kolmivuotisella apurahalla Emil Aaltosen Säätiö. 

Tämä väitöskirja sisältää Soinisen tutkimuksen "Geranium sylvaticum increases pollination probability by sexually dimorphic flowers", joka julkaistiin artikkelina Ecology and Evolution aikakausijulkaisussa joulukuussa 2022. Lue artikkeli: https://doi.org/10.1002/ece3.9670 

FM Jaakko Soinisen väitöskirja "Floral mutualists, antagonists, and within-species diversity : The significance of within-species diversity of the plant Geranium sylvaticum to its interactions with pollinators and the Zacladus geranii -weevil” tarkastetaan keskiviikkona 13.3.2024 klo 12:00 alkaen Konneveden tutkimusaseman luentosalissa. Vastaväittäjänä toimii professori Jon Ågren (Uppsalan yliopisto, Ruotsi) ja kustoksena lehtori Minna-Maarit Kytöviita (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti. 

Väitöstilaisuutta voi seurata verkkovälitteisesti: https://r.jyu.fi/dissertation-soininen-130324 

Julkaisutiedot

Väitöskirja "Floral mutualists, antagonists, and within-species diversity : The significance of within-species diversity of the plant Geranium sylvaticum to its interactions with pollinators and the Zacladus geranii -weevil” on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-9951-3 

Taustatietoa 

Jaakko Soininen on aloittanut ekologian ja evoluutiobiologian opinnot vuonna 2013 Jyväskylän yliopistossa. Hän on suorittanut luonnontieteiden kandidaatin tutkinnon 2017 ja valmistunut filosofian maisteriksi vuonna 2020. Soininen aloitti väitöskirjansa kesällä 2020. Tutkimuksen ohjaajina toimivat Jyväkylän yliopiston lehtori Minna-Maarit Kytöviita ja Helsingin yliopiston asiantuntija Juho Paukkunen.