Turun yliopiston tiedote 1.3.2013

Tunturikoivut oppivat puolustautumaan tunturimittaria vastaan



Hyönteistuhot muuttavat kasvien lehtien kemiaa hyönteisille haitallisemmaksi, käy ilmi FM Sanna Haviolan väitöstyöstä. Tunturikoivuille kehittyy "muistijälki" lehtiä syövästä tunturimittarista, minkä ansiosta koivut pystyvät jatkossa puolustautumaan paremmin hyönteistä vastaan.

Tunturikoivut jotka ovat kärsineet tunturimittareista aikaisemmin, ovat vastustuskykyisempiä tuhohyönteisille kuin puut, joilla ei ole kokemusta mittareista. Haviolan väitöstyössä todetaan tämän ”muistijäljen” säilyvän puissa jopa viisi vuotta.

Haviolan väitöstyössä havaittiin tunturikoivun lehdissä kemiallisia muutoksia, joita voidaan pitää osoituksena kasvinsyöjien aiheuttamasta oksidatiivisesta stressistä puissa.

Tunturikoivussa sekä perinnöllisiä että ympäristön aiheuttamia muutoksia

Tunturikoivut eroavat toisistaan lehtien kemiallisten ominaisuuksien mukaan. Osa näistä eroista on perinnöllisiä. Tutkimuksessa havaittiin erityisesti lehtien fenolipitoisuuksien olevan perinnöllisiä ominaisuuksia.

Fenoleja on pidetty tärkeinä yhdisteinä kasvien puolustautuessa kasvinsyöjiä vastaan. Tunturikoivun tärkein tuholaishyönteinen on tunturimittari, joka voi joukkoesiintymiensä yhteydessä syödä lehdettömäksi suuriakin alueita tunturikoivumetsää. Pahimpien joukkoesiintymien jälkeen puut voivat jopa kuolla ja aiemmin metsän peittämät tunturit muuttua puuttomiksi.

Haviola tutki väitöstyössään sitä, minkä verran tunturikoivun lehtien kemiallisissa ominaisuuksissa on vaihtelua. Lisäksi hän arvioi perimän ja ympäristön osuutta tähän vaihteluun. Ympäristötekijöiden ja perimän osuutta ja vaikutusta mitattiin työssä fenolioksidaasi-entsyymien, fenolisten yhdisteiden, aminohappojen ja sokereiden avulla. Väitöstyössä tutkittiin myös tunturikoivun laadullisen vaihtelun merkitystä kasvinsyöjälle, tunturimittarille.

Ilmastonmuutos vaikuttaa tunturiekosysteemiin

Ilmastonmuutos ja muut ihmisen aiheuttamat muutokset ympäristössä voivat vaikuttaa paitsi tunturikoivuun, myös koivun ja sen kasvinsyöjien suhteeseen. Muutokset tunturiekosysteemeissä voivat olla huomattavia.

Ympäristötekijöillä on vaikutusta koivun lehtien kemiallisiin ominaisuuksiin ja edelleen kasvinsyöjiin. Typpilannoitus lisää tai vähentää fenolien pitoisuutta yhdisteestä riippuen. Tunturikoivun lehtien entsyymiaktiivisuudet muuttuvat tunturikoivun lehtien kehityksen ja tunturimittarin toukkakehityksen aikana.

Lämpötilan havaittiin vaikuttavan sekä kasvinsyöjään, tunturimittariin, että tunturikoivun vasteeseen lehtien vaurioituessa. Lämpötilan ja kasvin vaurion yhteisvaikutusta fenolioksidaasientsyymin aktiivisuuteen tutkittaessa havaittiin, että lämpötilan kohotessa lehden mekaaninen vioitus lisäsi entsyymiaktiivisuutta ja alensi tunturimittarin toukkien kasvua.

***

Perjantaina 8. maaliskuuta 2013 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (päärakennus, Tauno Nurmela -sali, Yliopistonmäki) julkisesti tarkastettavaksi filosofian maisteri Sanna Katriina Haviolan väitöskirja ”Herbivory-Related Variation in the Foliar Chemistry of The Mountain Birch (Betula Pubescens Spp. czerepanovii)” (Kasvinsyöjiin liittyvä muuntelu tunturikoivun (Betula pubescens spp. czerepanovii) lehtien kemiassa). Virallisena vastaväittäjänä toimii professori Katri Kärkkäinen Metsäntutkimuslaitokselta ja kustoksena professori Veijo Jormalainen.

FM Sanna Haviola on syntynyt 1978 Porissa ja kirjoittanut ylioppilaaksi vuonna 1997 Länsi-Porin lukiosta. Haviola on valmistunut filosofian maisteriksi 2004 Turun yliopistosta, jossa hän toimii jatko-opiskelijana. Väitös kuuluu ekologian alaan.

Väittelijän yhteystiedot toimittajia varten:
puhelin 040 545 1114, s-posti sanna.haviola[at]utu.fi

Väittelijän kuva: http://www3.utu.fi/vaittelijat/haviola_sanna.png

Väitöskirjan myynti: Turun yliopiston verkkokauppa UTUshop, https://utushop.utu.fi/c/2-annales-universitatis-turkuensis/

Väitös on julkaistu Turun yliopiston sähköisessä julkaisuarkistossa: https://www.doria.fi/handle/10024/87985