Hyönteismaailmassa loiset ja niiden isännät käyvät monen rintaman evolutiivista kilpavarustelua (Väitös FM Kari Kaunisto, 12.9.2014, biologia)
Hyönteisiä isäntäeläiminään käyttävien loisten kokonaismäärien vaihtelusta on saatu uutta tietoa filosofian maisteri Kari Kauniston Turun yliopistoon tekemässä väitöstutkimuksessa. Tutkimuksella pyrittiin selvittämään loisten esiintymisen eroja yksilöiden, populaatioiden ja lajien välillä sekä isäntälajin maantieteellisen levinneisyysalueen eri osissa.
Ensimmäisessä tutkimuksessa Kaunisto tutki keihästytönkorennolla (Coenagrion hastulatum) immuunivasteen suhdetta loismääriin eri isäntäpopulaatioissa. Tuloksista havaittiin, että eniten loisituissa sudenkorentopopulaatioissa oli myös korkein immuunivaste, eli vahvempi puolustusjärjestelmä elimistöä uhkaavia mikrobeja vastaan.
– Tämä johtuu todennäköisimmin keihästytönkorennon paikallisesta sopeumasta korkeaan loispaineeseen, loisten voimistamasta immuunireaktiosta, tai näiden yhteisvaikutuksesta.
Toisessa tutkimuksessa Kaunisto selvitti syitä loisinnan määrän eroihin eri populaatioissa. Hän havaitsi, että sudenkorennon esiintymisalueen reunalla populaatioissa oli vähemmän niin sisä- kuin ulkoloisiakin.
– Yleisesti elinalueen reunalla lajin paikallissukupuutot ovat tavallisempia kuin esiintymisalueen keskiosissa. Tämän lisäksi paikallissukupuuton jälkeen loisen on sitä vaikeampi uudelleenasuttaa alueelle tuleva uusi populaatio mitä kauempana se sijaitsee populaatioista, joissa loista esiintyy, Kaunisto selittää tuloksia.
Kolmannessa tutkimuksessa testattiin immenkorennolla (Calopteryx splendens) isäntäyksilön geneettisen perimän vaikutusta loismääriin. Tuloksista kävi ilmi, että korkean homotsygotian omaavilla yksilöillä oli merkitsevästi enemmän loisia kuin heterotsygooteilla eli geneettisesti monimuotoisemmilla yksilöillä.
– Nämä tulokset tukevat heterotsygotiakelpoisuus-teoriaa, jonka mukaan geneettinen monimuotoisuus auttaa isäntäyksilöä puolustautumaan tehokkaammin loisia vastaan. Tässäkin valossa on surullista todistaa ihmisen johtamaa eliöiden tämän hetkistä sukupuuttoaaltoa, joka kohdistuu eliöyksilöiden lisäksi myös suoraan lajien geneettiseen monimuotoisuuteen, Kaunisto toteaa.
Loinen voi olla jopa eduksi
Naaraat suosivat isotäpläisiä koiraita
– Tässä kohtaa kilpailutilannetta havaitsimme, että niillä immenkorentoyksilöillä, joilla oli enemmän loisia, ja jotka esiintyivät yhdessä neidonkorentojen kanssa samoilla elinalueilla, oli myös pienemmät siipitäplät. Muutos isäntälajin ilmiasussa näyttäisi olevan seurausta joko suoraan loisten vaikutuksesta, tai evolutiivinen seuraus loisten aiheuttamaan valintapaineeseen, Kaunisto toteaa.
Loiset avainlajeja ekosysteemin toiminnalle
– Tästä johtuen on erittäin tärkeää ymmärtää loisten esiintymiseen vaikuttavia tekijöitä, Kaunisto sanoo.
– Isäntä–lois -suhteet ovat jatkuvasti muutoksen kourissa. Loisten isännät tasapainottelevat immuunipuolustuksen aiheuttamien kustannusten ja loisten aiheuttamien haittojen ristitulessa. Tästä seuraa evolutiivinen kilpavarustelu loisten ja niiden isäntien välillä, jossa toisen ase tai puolustus pakottaa vastakkaisen osapuolen toimiin, Kaunisto kertoo.
Kilpavarustelutilanteessa isäntäeliöille kehittyy evoluution tuloksena entistä tehokkaampia torjuntakeinoja loisia vastaan, kun taas loisille kehittyy vastaavasti uusia sopeumia isäntäeliön puolustuksen murtamiseen.
– Luonnonvalinta kohtelee usein loisia ankarammin kuin niiden isäntiä. Jokainen loinen on riippuvainen isännästään, ja jos se ei onnistu peittoamaan isännän puolustusta, se kuolee. Toisaalta, isäntä pystyy usein saamaan lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä, vaikka sillä olisikin jokunen loinen kyydissään.
Loisilla on usein isäntiään nopeampi yksilönkehitys ja näin ollen tiuhempaan vaihtuvat sukupolvet, jonka seurauksena yksilöt muokkautuvat evoluution seurauksena nopeammin. Toisaalta, liian tiheästä loiskannasta on loiselle itselleenkin haittaa, koska isännistä saatavat resurssit ovat rajalliset ja niiden loppuessa loinen menettää omatkin elinmahdollisuutensa.
**
Perjantaina 12. syyskuuta 2014 kello 12.00 esitetään Turun yliopistossa (Biologian laitos, Päärakennus, Tauno Nurmela -sali, Turku) julkisesti tarkastettavaksi filosofian maisteri Kari Kauniston väitöskirja ”Lois-isäntä suhteet sudenkorennoilla: yksilöistä populaatioihin” (Host-Parasite Interactions in Damselflies: From Individuals to Populations). Virallisena vastaväittäjänä toimii professori Raine Kortet Itä-Suomen yliopistosta ja kustoksena professori Pekka Niemelä.
FM Kari Kaunisto on syntynyt 1981 ja kirjoittanut ylioppilaaksi 2000 Kastun lukiosta Turusta. Filosofian maisteriksi Kaunisto valmistui vuonna 2010 Turun yliopistosta.