UEF väitös 13.6.: Kohoava lämpötila muuttaa kasvinlehtien rakennetta ja lisää haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöjä

Väitös ympäristötieteen alalta

Väittelijä: FM Kaisa Hartikainen

Väitösaika ja paikka: perjantai 13.6.2014 klo 12.00, L21, Snellmania, Kuopion kampus

Ilmastonmuutokseen liittyvässä väitöskirjatutkimuksessa selvitettiin, miten muuttuvat ilmasto-olosuhteet vaikuttavat kasvien sopeutumiskykyyn. FM Kaisa Hartikaisen väitöstutkimus osoitti, että hyvin pieni muutos ilmasto-olosuhteissa voi vaikuttaa huomattavasti pohjoisen ekosysteemeihin. Jo 0.8–1 celsiusasteen kohotus kasvukauden aikana avokentällä aiheutti merkittäviä muutoksia lehtipuiden lehtien rakenteessa ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (volatile organic compounds, VOC-yhdisteet) päästöissä.

Kokeessa käytetty lämpötilakohotus vastaa arviota Suomen tilanteesta ennen vuotta 2050, mutta vuosisadan loppuun mennessä lämpötila voi olla jopa 2–6 astetta nykyistä korkeampi. Vaikutukset kasvillisuudessa tulevat siis todennäköisesti olemaan voimakkaampia kuin tutkimuksen kokeissa havaitut.

Puiden lehdet suurenivat ja ohenivat

Kohotetussa lämpötilassa avoaltistuskentällä kasvaneiden rauduskoivun ja haavan taimien lehdet olivat pinta-alaltaan suurempia. Toisaalta lajista riippuen lehdet tai lehtisolukot olivat ohuempia verrattuna vallitsevissa olosuhteissa kasvaneisiin taimiin. Rauduskoivulla kohotettu lämpötila vähensi myös lehden pinnalla olevien lehtikarvojen määrää. Muuttunut lehden rakenne voi mahdollistaa tehokkaamman yhteyttämisen suotuisissa kasvuolosuhteissa, mutta lehdet voivat olla myös herkempiä esimerkiksi taudeille ja tuholaisille.

Pienikin lämpötilakohotus lisäsi selkeästi kasvien tuottamien, haihtuviin orgaanisiin yhdisteisiin kuuluvien terpeenien ja yleishaihtuvien orgaanisten yhdisteiden määrää jopa viisinkertaistamalla päästöä.

Lämmityskäsittelyn lisäksi tutkimuksissa selvitettiin merkittäviä satotappioita ja kasvivaurioita aiheuttavan alailmakehän otsonin vaikutusta lehtipuihin ja viljakasveihin. Otsonialtistus sekä akuuttina, korkeana pitoisuutena kontrolloiduissa kammio-olosuhteissa että maltillisena, kroonisena avoaltistuksena vähensi yleishaihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöä sekä lehtipuista että vehnästä. Aiemmissa tutkimuksissa VOC-yhdisteiden on osoitettu parantavan kasvien puolustuskykyä korkeita lämpötiloja ja otsonia vastaan. VOC-yhdisteet ovat osallisina myös useissa ilmakehän prosesseissa, kuten otsonin ja aerosolien muodostuksessa, ja ovat tärkeitä osatekijöitä kasvin sisäisessä, kasvien välisessä sekä kasvien ja hyönteisten välisessä viestinnässä. Näin ollen muuttuneet VOC-päästöt voivat vaikuttaa useisiin ekologisiin ja ilmakehän prosesseihin.

Etenkin kauralajikkeilla tehdyt otsonikokeet antoivat viitteitä myös siitä, että kasvien perinnölliset ominaisuudet, eivätkä niinkään ympäristöstressien aiheuttamat muutokset, selittävät tiettyjen kasvilajien- ja lajikkeiden parempaa kestävyyttä muuttuvassa ilmastossa.

Filosofian maisteri Kaisa Hartikaisen väitöskirja "Effects of Elevated Temperature and/or Ozone on Leaf Structural Characteristics and Volatile Organic Compound Emissions of Northern Decidous Tree and Crop Species" tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä on professori Jaana Bäck Helsingin yliopistosta ja kustoksena professori Toini Holopainen Itä-Suomen yliopistosta.

Väittelijän painokelpoinen kuva löytyy osoitteesta: http://www.uef.fi/vaitoskuvat

Lisätietoja:

Kaisa Hartikainen, p. 050 534 9796, kaisa.hartikainen (at) uef.fi

Yrityksestä

Itä-Suomen yliopisto on yksi Suomen suurimmista tiedeyliopistoista. Yliopiston toiminnassa korostuu monitieteisyys. Opetusta on yli sadassa pääaineessa. Tasokkaan opetuksen lisäksi yliopisto tarjoaa opiskelijoilleen nykyaikaisen opiskeluympäristön, jota kehitetään jatkuvasti. Yliopistolla on kampukset Joensuussa, Kuopiossa ja Savonlinnassa. Tiedekuntia on neljä: filosofinen tiedekunta, luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta, terveystieteiden tiedekunta sekä yhteiskuntatieteiden ja kauppatieteiden tiedekunta. Yliopistossa on noin 15 000 opiskelijaa ja se työllistää lähes 2 800 henkilöä.

Yhteyshenkilöt

  • Itä-Suomen yliopisto
    Joensuu / Kuopio / Savonlinna
    http://www.uef.fi
  • Joensuun kampus
    Yliopistokatu 2, PL 111, 80101 Joensuu
  • Kuopion kampus
    Yliopistonranta 1, PL 1627, 70211 Kuopio
  • Savonlinnan kampus
    Kuninkaankartanonkatu 5-7, PL 86, 57101 Savonlinna

Tilaa