Kehitysaikaisilla ravinto-olosuhteilla voi olla kauaskantoisia vaikutuksia hyönteisten immuniteettikykyyn (Väitös: FM Katariina Kangassalo, 29.2.2020, biologia)
FM Katariina Kangassalo selvitti Turun yliopistossa tarkastettavassa väitöskirjassaan kehitysaikaisten ravinto-olosuhteiden vaikutuksia merkittävän mehiläispesien tuholaisen, isovahakoisan (Galleria mellonella), immuniteettikykyyn ja muihin elinkiertopiirteisiin. Kangassalo havaitsi, että toukka-aikana koetuilla heikoilla ravinto-olosuhteilla on kauaskantoisia – jopa sukupolven yli ulottuvia – vaikutuksia tämän perhosten lahkoon kuuluvan hyönteisen ominaisuuksiin.
Kangassalo sai tutkimuksissaan selville, että heikolla ravinnolla kasvaneet tai eripituisille paastojaksoille toukkana altistuneet isovahakoisat kehittyivät hitaammin, jäivät pienemmiksi ja elivät lyhyemmän aikuiseliniän verrattuna hyvällä ravinnolla kasvaneisiin lajikumppaneihinsa. Toisaalta heikot ravinto-olosuhteet paransivat isovahakoisien selviytymistä sieni-infektiosta, voimistivat keinotekoisesti aktivoitua immuunivastetta ja paransivat yksilöiden kykyä tuottaa immuunivaste toistuvasti.
– Isovahakoisan toukat elävät mehiläispesissä, joissa niitä saattavat suojata taudinaiheuttajilta muun muassa niiden luontaisen ravinnon (mehiläispesän komponenttien kuten mehiläisvahan ja hunajan) antimikrobiset ominaisuudet. Onkin mahdollista, että huonokuntoisessa mehiläispesässä, jossa ravintoa on vähän tarjolla, isovahakoisan toukilla on suurentunut riski kohdata taudinaiheuttajia. Evoluutio on siksi saattanut suosia sitä, että isovahakoisat kohottavat immuniteettikykyään vasteena heikkoihin ravinto-olosuhteisiin, Kangassalo kertoo.
Isovahakoisa on laajalle levinnyt tuholainen, joka aiheuttaa suuria tappioita mehiläiskasvattajille ja jota pidetään jopa yhtenä mahdollisena osasyynä mehiläispopulaatioiden pienenemiseen. Toisaalta isovahakoisa on viime vuosina kasvattanut suosiotaan vaihtoehtoisena koe-eläimenä erilaisten ihmiselle merkittävien taudinaiheuttajien tutkimiseen.
– Lajin biologian ja etenkin sen immuniteettiin vaikuttavien tekijöiden tunteminen onkin oleellista niin tuholaistorjuntamenetelmien kehittämiselle kuin isovahakoisan käytölle koe-eläimenä merkittävien taudinaiheuttajien tutkimiseen, Kangassalo toteaa.
Kangassalo havaitsi, että heikolla kehitysaikaisella ravinnolla on jopa sukupolven yli ulottuvia vaikutuksia isovahakoisien ominaisuuksiin. Heikolla ravinnolla kasvaneiden naaraiden jälkeläiset selviytyivät pidempään sieni-infektion saatuaan verrattuna hyvällä ravinnolla kasvaneiden naaraiden jälkeläisiin. Tulos viittaa siihen, että heikon ravinnon aikaansaama kohonnut immuniteettikyky siirtyi ainakin jossain määrin äidiltä jälkeläisille. Lisäksi tutkimus osoitti vanhempien heikon ravinnon vaikuttavan jälkeläisten kehitysaikaan ja kokoon. Tämä vaikutus riippui jälkeläisten sukupuolesta ja niiden omista ravinto-olosuhteista.
Tällaiset ympäristöolosuhteiden aiheuttamat sukupolven yli ulottuvat vaikutukset (joista käytetään muun muassa nimityksiä epigeneettinen periytyminen tai hankittujen ominaisuuksien periytyminen) ovat ajankohtainen ja merkittävä aihe, josta on viime vuosikymmeninä saatu enenevässä määrin näyttöä sekä hyönteisillä että muilla eläimillä. Hankittujen ominaisuuksien periytyminen voi vaikuttaa siihen, että esimerkiksi heikkojen ravinto-olosuhteiden vaikutukset saattavat näkyä eläinpopulaatioissa vielä pitkään olosuhteiden parannuttua.
Toisaalta hankittujen ominaisuuksien periytyminen on yksi keinoista, joilla eliöt voivat sopeutua muuttuviin ympäristöolosuhteisiin. Kangassalon mukaan tutkimus aiheesta on tärkeää etenkin tänä päivänä, kun ihmisen toiminta aiheuttaa nopeita muutoksia useiden lajien elinympäristöissä.
***
FM Katariina Kangassalo esittää väitöskirjansa ”The intra- and trans-generational effects of larval nutritional conditions on life-history traits of the greater wax moth, Galleria mellonella” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa lauantaina 29.2.2020 klo 12:00 (Turun yliopisto, Natura, luentosali XI, Turku).
Vastaväittäjänä toimii professori Toomas Tammaru (Tarton yliopisto, Viro) ja kustoksena dosentti Markus J. Rantala (Turun yliopisto). Tilaisuus on suomenkielinen. Väitöksen alana on biologia.
Väittelijän yhteystiedot: p. 0407523004, mkkang@utu.fi
