Oletko koskaan tullut ajatelleeksi, miten erityisessä valoilmastossa me suomalaiset elämme? Jos matkustamme Turusta pohjoiseen, lähtöpisteessämme päivän pituus vaihtelee 13 tuntia vuodessa, mutta saapuessamme Rovaniemelle tavoitamme 24 tunnin vaihteluvälin, eli kaamoksen ja yöttömän yön rajapyykin. Vaikka ilmasto muuttuu erityisen nopeasti täällä pohjolassa, valoilmasto pysyy vakaana, sillä leveyspiiri määrittää raamit vuodenaikojen pituudelle. Valoilmastolla on siis keskeinen rooli elinympäristössämme, mutta miten se vaikuttaa ilmastonmuutoksen myötä levittäytyviin eliölajeihin — siitä tiedetään vain vähän.
Kuten mielikuvamatkastamme huomaa, korkeammille leveyspiireille levittäytyvien lajien täytyy sopeutua rajuun muutokseen päivän pituudessa. Erityisen tärkeää sopeutuminen on paikoillaan eläville eliöille, kuten kasveille, jotka liikkumattomuutensa vuoksi mukautuvatkin monenlaiseen ympäristön vaihteluun. Esimerkiksi lämpötilaan verrattuna valoilmasto luo kuitenkin vakituisemmat aikaikkunat kasvulle, lisääntymiselle ja talvehtimiselle. Koska ilmastonmuutos ei vaikuta valoilmastoon, nämä aikaikkunat voivat rajoittaa sellaisten kasvien levittäytymistä, jotka eivät pysty sopeuttamaan sisäistä kelloaan uuteen valoilmastoon.
Voisiko valoherkillä mikrobeilla olla rooli kasvien sopeutumisessa eri valo-olosuhteisiin?
Toisaalta kasvit eivät toimi yksin ilmaston armoilla vaan ovat osa laajempaa eliöyhteisöä. Mikrobien maailma on vielä monella tapaa tuntematon, mutta ne vaikuttavat kasvien toimintaan monilla eri tasoilla: yhteyttämisestä aina kasvuun, kehitykseen ja ympäristön vaihtelun sietokykyyn. Kuten vihreät kasvit, lukuisat mikrobit ovat eri tavoin riippuvaisia valosta tai herkistyneitä sille. Valon laatu ja saatavuus vaikuttavat valoherkkien mikrobien elinympäristön — tässä tapauksessa kasvikudosten — otollisuuteen kasvulle ja lisääntymiselle.
Voisiko valoherkillä mikrobeilla olla rooli kasvien sopeutumisessa eri valo-olosuhteisiin? Tämä kysymys on innoittanut väitöskirjatutkimustani, jossa kartoitan mallikasvina toimivan heinälajin sopeutumista eri valoilmastoihin sekä erään valoherkän bakteeriryhmän esiintyvyyttä napa-alueiden kasveissa. Alustavat tulokseni osoittavat, että malliheinä sopeutuu joustavasti uuteen valoilmastoon, mutta on toisaalta altis muiden ilmasto-olosuhteiden lisääntyvälle vaihtelulle. Valoherkät bakteerit sen sijaan ovat osoittautuneet laajasti levinneiksi eri kasvilajeihin ja -kudoksiin, mikä mahdollistaa potentiaalisen vuorovaikutuksen isäntäkasvin kanssa. Näiden bakteerien vaikutusta kasvien toimintaan ei kuitenkaan ole koskaan tutkittu, ja tavoitteenani onkin täyttää tämä aukko tiedossamme kasvien ja mikrobien yhteiselosta. Kirjoitushetkellä valmistelen kokeellista tutkimusta kyseisten bakteerien vaikutuksista malliheinän menestykseen eri valo-olosuhteissa.
Kasvien sietokyky, mikrobiston monimuotoisuus, valoilmasto, ja muut ilmasto-olosuhteet vaikuttavat siis monin tavoin hyöty- ja luonnonkasvien levittäytymiseen uusiin, muuttuviin ympäristöihin. Levittäytyminen tulee tapahtumaan vaihtelevalla menestyksellä ja nopeudella, toisin kuin on kenties osattu odottaa. Eri vaikutusten valottaminen auttaa meitä kuitenkin ennakoimaan tulevaisuutta paikallisemmin ja parantaa mahdollisuuksia mm. suojella vaarantuneita lajeja.
Emilia Mäkinen
Kirjoittaja on biodiversiteettiyksikön väitöskirjatutkija, joka paneutuu tutkimuksessaan kasvien ja valoherkkien mikrobien sopeutumiseen eri valoilmastoihin.
Lähteet:
Mäkinen, Emilia A., Ole Franz, Janne A. Ihalainen, Marjo Helander, Riitta Nissinen, Suni A. Mathew, Irma Saloniemi, and Kari Saikkonen. 2025. “Abundance and Diversity of Aerobic Anoxygenic Phototrophic Bacteria in Polar Plant Microbiomes.” Physiologia Plantarum 177(4):e70441. doi: 10.1111/ppl.70441.
Saikkonen, Kari, Kari Taulavuori, Terho Hyvönen, Pedro E. Gundel, Cyd E. Hamilton, Irene Vänninen, Anne Nissinen, and Marjo Helander. 2012. “Climate Change-Driven Species’ Range Shifts Filtered by Photoperiodism.” Nature Climate Change 2(4):239–42. doi: 10.1038/nclimate1430.
