Harjavallan metallisulaton saasteet vaikuttavat epäsuorasti lintujen antioksidanttipuolustukseen (Väitös FM Miia Rainio, 6.4.2013)
Raskasmetallit eivät suoraan lisänneet fysiologista, niin kutsuttua oksidatiivista stressiä Harjavallan metallisulaton ympäristössä pesivillä linnuilla, käy ilmi FM Miia Rainion väitöstutkimuksesta. Saastuminen vaikutti kuitenkin huonolaatuisemman ravinnon kautta epäsuorasti lintujen fysiologiaan ja antioksidanttipuolustukseen. Fysiologisten muutosten lisäksi lintujen pesintämenestys ja poikasten paino olivat alhaisempia tehtaan läheisyydessä pesivillä linnuilla verrattuna kauempana saastelähdettä pesiviin lintuihin.
Turun yliopiston väitöstiedote 28.3.2013
Rainio selvitti väitöskirjatyössään metallien vaikutuksia lintujen antioksidanttipuolustukseen ja lisääkö metallialtistus oksidatiivista stressiä linnuilla. Tutkimusalue sijaitsi Satakunnassa, Harjavallan metallisulaton ympäristössä.
– Tutkimuslajeinani käytin talitiaisia, sinitiaisia ja kirjosieppoja, jotka ovat yleisiä lajeja tutkimusalueella ja pesivät mielellään myös pöntöissä, Rainio kertoo.
Ilmansaasteiden, kuten esimerkiksi metallien on todettu lisäävän haitallisten happiyhdisteiden määrää elimistössä. Eliöt ovat kuitenkin kehittäneet erilaisia selviytymismekanismeja puolustautuakseen vapaita happiyhdisteitä vastaan. Selviytymismekanismeista tärkeimpiä on antioksidanttipuolustus, joka on elimistön luonnollinen puolustuskeino hapen aiheuttamia soluvaurioita vastaan. Mikäli haitallisia happiyhdisteitä kertyy elimistöön enemmän kuin antioksidanttipuolustus pystyy käsittelemään, syntyy solunsisäinen stressitila, jota kutsutaan oksidatiiviseksi stressiksi.
Tärkeimpiä antioksidantteja linnuilla ovat muun muassa ravinnon kautta saatavat vitamiinit sekä karotenoidit. Lisäksi on olemassa solunsisäisiä antioksidantteja, kuten esimerkiksi glutationi sekä suuri joukko antioksidanttientsyymejä, jotka toimivat yhteistyössä antioksidanttien kanssa vapaiden happiyhdisteiden poistossa.
– Väitöskirjatyössäni mittasin tutkimuslajeiltani sekä antioksidanttien pitoisuuksia että antioksidanttientsyymien aktiivisuuksia. Pyrin selvittämään niiden toimintaa metalleille altistuneilla linnuilla sekä tutkimaan onko antioksidanttipuolustuksessa eroja eri lintulajien välillä.
Tutkimuslajit poikkesivat toisistaan oksidatiivisen stressin entsymaattiselta säätelyltään, eivät niinkään itse stressitasojen suhteen. Suurimmat erot antioksidanttientsyymien säätelyssä löytyivät talitiaisten ja kirjosieppojen väliltä.
Tulokset osoittavat, että lajeja ei voi suoraan verrata toisiinsa, sillä niiden antioksidanttipuolustuksen perustaso saattaa vaihdella. Antioksidanttien ja antioksidanttientsyymien lajikohtaisen perustason tuntemus on tärkeää, jotta voidaan arvioida aiheuttaako jokin ympäristömyrkky oksidatiivista stressiä tutkimuskohteena olevalle lajille vai ei.
Siemeniä syövät linnut todennäköisesti herkimpiä saastumiselle
Lisäksi Rainio tutki lintujen myrkkypuolustustehokkuutta kymmenellä eri varpuslintulajilla Turun ympäristössä. Hän havaitsi, että myrkkypuolustustehokkuus vaihteli suuresti lajien välillä. Muuttavilla hyönteissyöjillä oli selvästi korkeampi myrkkypuolustustehokkuus kuin siemensyöjillä ja paikkalinnuilla.
Tulosten perusteella siemensyöjät ovat todennäköisemmin herkempiä ympäristön haitallisille yhdisteille kuin hyönteissyöjät. Vastaavasti paikkalinnut ovat muuttolintuja herkempiä ympäristön saastumiselle.
Tutkimustuloksia lajienvälisistä eroista sekä antioksidanttipuolustuksessa että puolustuskyvyssä myrkkyjä vastaan voidaan käyttää apuna selvitettäessä ympäristön saastumiselle herkimpiä lajeja sekä ymmärtämään mekanismeja, jotka voivat johtaa populaatioiden pienenemiseen saastuneissa ympäristöissä.
***
Lauantaina 6. huhtikuuta 2013 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (Publicum, auditorio Pub3, Assistentinkatu 5) julkisesti tarkastettavaksi filosofian maisteri Miia Johanna Rainion (e. Koivula) väitöskirja ”Metal-induced oxidative stress and antioxidant defence in small passerine birds” (Metallien aiheuttama oksidatiivinen stressi ja antioksidanttipuolustus pienillä varpuslinnuilla). Virallisena vastaväittäjänä toimii professori Esa Hohtola Oulun yliopistosta ja kustoksena professori Kai Norrdahl.
FM Miia Rainio on syntynyt 1977 Harjavallassa ja kirjoittanut ylioppilaaksi 1996 Kokemäen lukiosta. Hän on valmistunut filosofian maisteriksi 2005 Jyväskylän yliopistosta. Rainio toimii tohtorikoulutettavana Turun yliopistossa. Väitös kuuluu ekologian alaan.