Valoilmastoon sopeutuminen voi hidastaa lajien siirtymistä pohjoiseen

Ilmastonmuutos lämmittää pohjoisia leveysasteita, mutta päivänpituuden kesä- ja talvikausittainen vaihtelu ei muutu ilmaston mukana. Lämpenevät talvet voivat helpottaa kasvien ja hyönteisten siirtymistä Atlantin yli Eurooppaan, mutta valon määrän ja laatuun perustuva lajien erilainen elämänrytmi hidastaa siirtymistä.

Ilmastonmuutoksen ennustetaan helpottavan lajien siirtymistä eteläisiltä leveysasteilta pohjoiseen. Muutos ei kuitenkaan vaikuta päivänpituuden kausittaiseen vaihteluun: pohjoisten leveyspiirien päivänpituus riippuu edelleen maapallon asennosta aurinkoon nähden.

Lajien fotoperiodisuudella eli kyvyllä sopeutua päivänpituuden ja valon laadun kausivaihteluun on merkittävä rooli, kun lajit pyrkivät laajentamaan levinneisyysaluettaan pohjoiseen, huomauttaa Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT:n professori Kari Saikkosen vetämä asiantuntijaryhmä artikkelissaan, joka ilmestyi Nature Climate Change -lehden huhtikuun numerossa.

- Lajien siirtymistä ennustavat mallit eivät kuitenkaan huomioi fotoperiodisuuden vaikutuksia lainkaan. Tämä koskee erityisesti malleja, jotka ennustavat ilmastonmuutoksen vaikutuksia lajien levinneisyyteen, kirjoittajat toteavat.

Kirjoittajat kuitenkin toteavat, että sopeutumista päivänpituuden sekä valon määrän ja laadun kausivaihteluun voidaan tutkia, ja lajien fotoperiodisuus voidaan sisällyttää olemassa oleviin ilmastonmuutoksen vaikutusten ennustemalleihin.

Euroopan valoilmasto hidastaa Atlantin yli siirtymistä

Golf-virran vaikutusten ansiosta Länsi-Euroopassa vallitsevat samanlaiset ilmasto-olot kuin Pohjois-Amerikassa, mutta korkeammilla leveysasteilla. Samaan aikaan pohjoisten leveysasteiden päivänpituus ja valon laatu vaihtelevat voimakkaasti kesä- ja talvikauden mukaan.

Vaikka Eurooppa ja Pohjois-Amerikka ovat biologisilta ja maantieteellisiltä piirteiltään samantyyppisiä alueita, lajien siirtyminen Atlantin yli on ollut yksipuolista: lajit ovat yleisemmin siirtyneet Euroopasta Pohjois-Amerikkaan kuin päinvastoin.

Kirjoittajat toteavatkin, että päivänpituuden ja valon laadun kausivaihteluun sopeutumisella on merkittävä rooli lajien levinneisyysalueen muutoksissa. Siksi uuteen valoilmastoon sopeutuminen saattaakin olla yksi avaintekijä, joka voi rajoittaa lajien leviämistä Pohjois-Amerikasta Eurooppaan.

Lauhkealla ja kylmällä vyöhykkeellä lisääntymisen ajoittaminen on olennaista kasveille samoin kuin lepotilan, talvehtimisen ja muuton ajoitus on monille eläimille. Mitä lyhyemmäksi optimaalinen kasvukausi käy napoja kohti mentäessä, sitä tärkeämpää on kasvun ja lisääntymisen oikea ajoitus.

Maan kiertokulku, kallistuma ja asento määrittelevät päivänpituuden kausittaisen vaihtelun. Vaihtelun tuottamat fotoperiodiset vihjeet antavat kasveille ja eläimille merkkejä, joiden mukaan ne voivat ohjata elämänkiertonsa tapahtumia.

Kasvien ja eläinten valonlukukyky periytyy

Koska fotoperiodiset elämänhistorian jäljet ovat perinnöllisiä, niiden geneettisen säätelyn ymmärtäminen on tarpeen, kun ennustetaan, mitkä eliöt todennäköisesti siirtyvät leveyspiiriltä toiselle.

Sopeutumisesta päivänpituuden ja valon laadun kausivaihteluun tiedetään kuitenkin hyvin vähän. Niinpä on epäselvää, miten fotoperiodisuus rajoittaa yksittäisten eliöiden levinneisyysalueen laajenemista leveyspiirien yli.

- Fotoperiodisuus voi hidastaa kasvien siirtymistä napojen suuntaan. Paikalliset lajit voivat edelleen säilyttää kilpailuasemansa, sillä ne ovat sopeutuneet juuri kyseisen leveysasteen fotoperiodisiin vihjeisiin, jotka säilyvät ilmastonmuutoksessa muuttumattomina.

Ilmastonmuutoksen seurauksena napoja kohti siirtyvän, viljelyskelpoisen ympäristön laajeneminen tarjoaa mahdollisuuksia viljelykasvien ja viljelytekniikoiden käyttöön myös korkeammilla leveysasteilla. Laajempi ymmärrys fotoperiodisuudesta voisikin tarjota arvokkaita näkemyksiä kasvinjalostuksen strategioihin.

Alkuperäinen artikkeli: “Climate change-driven species’ range shifts filtered by photoperiodism”. Kari Saikkonen (MTT), Kari Taulavuori (Oulun yliopisto), Terho Hyvönen (MTT), Pedro E. Gundel (MTT, Buenos Airesin yliopisto), Cyd E. Hamilton (MTT), Irene Vänninen (MTT), Anne Nissinen (MTT) ja Marjo Helander (Turun yliopisto). Nature Climate Change Vol 2, huhtikuu 2012. Verkkojulkaisu 28. maaliskuuta 2012. http://www.nature.com/nclimate/journal/v2/n4/full/nclimate1430.html

Lisätietoja: Kari Saikkonen, MTT, puh. 029 531 7714, kari.saikkonen@mtt.fi ja Kari Taulavuori, Oulun yliopisto, kari.taulavuori@oulu.fi

Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT on johtava maatalous- ja elintarviketutkimusta sekä maatalouden ympäristöntutkimusta tekevä laitos. Tutkimusalojamme ovat bioteknologia- ja elintarviketutkimus, kasvintuotanto, kotieläintuotanto, talous, teknologia ja ympäristö. Tuotamme ja välitämme tieteellistä tutkimustietoa sekä kehitämme ja siirrämme teknologiaa koko maatalous- ja elintarvikesektorille. Lisätietoja www.mtt.fi

Avainsanat:

Yrityksestä

MTT (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus) on maamme johtava maatalous- ja elintarviketutkimusta sekä maatalouden ympäristöntutkimusta tekevä laitos. Toimimme maa- ja metsätalousministeriön alaisuudessa.

Tilaa

Liitteet & linkit