Maaperän mikrobit voivat selittää komealupiinin leviämismenestystä Suomessa

Mikrobit ovat mikroskooppisen pieniä eliöitä, joita esiintyy kaikkialla ympärillämme, myös maaperässä.

Maaperän mikrobisto koostuu bakteereista, sienistä ja muista pieneliöistä, joista osa voi olla kasveille haitallisia ja osa puolestaan hyödyllisiä.

Esimerkiksi taudinaiheuttajat vähentävät kasvien taimettumista tai hidastavat kasvua, kun taas typensitojabakteerit auttavat hernekasveja typenotossa ja lisäävät kasvua. Erot maaperämikrobistossa voivatkin osaltaan selittää maantieteellisiä eroja kasvien kasvussa.

Turun yliopiston biologian laitoksen tutkijat vertasivat maaperäbakteeriston koostumusta hernekasveihin kuuluvalla komealupiinilla sen alkuperäisellä elinalueella Pohjois-Amerikassa sekä uudella elinalueella Suomessa, jonne laji on tuotu reilut sata vuotta sitten. Lisäksi tutkijat selvittivät maaperämikrobiston vaikutusta lupiiniyksilöiden kasvuun.

– Kasvatimme sekä Pohjois-Amerikasta että Suomesta peräisin olevia komealupiineja kummankin alueen maaperämikrobistossa ja kasvualustassa, jossa mikrobien määrää oli vähennetty, kertoo yliopistonlehtori Aino Kalske.

Tutkimuksessa selvisi, että erot lupiinimaaperän bakteeriyhteisöissä alueiden välillä olivat vähäiset. Molempien alueiden lupiinit hyötyivät merkittävästi maaperämikrobeista ensimmäisten elinviikkojen aikana.

– Kasvin ja maaperän alkuperästä riippumatta komealupiini kasvoi paremmin mikrobeja sisältävässä maaperässä, kuin vähemmän mikrobeja sisältävässä kasvualustassa. Tulos tarkoittaa, että molempien alueiden maaperässä olevat mikrobistot sisälsivät kasvien kannalta enemmän hyödyllisiä kuin haitallisia pieneliöitä, tiivistää yliopistonlehtori Satu Ramula.

Hyöty oli kuitenkin suurempi suomalaisilla lupiineilla. Suomalaisessa maaperässä suomalaiset lupiinit kasvoivat suuremmiksi ja niiden lehtivihreäpitoisuus oli korkeampi kuin amerikkalaisilla lupiineilla.

– Suomalaiset lupiinit ovat siis sopeutuneet alkuperäispopulaatioita paremmin oman kasvuympäristönsä maaperämikrobistoon tai pystyvät hyödyntämään tehokkaammin sen typensitojabakteereita. Lupiinin voimakkaaseen leviämiseen Suomessa vaikuttavat muutkin tekijät, mutta sopeutuminen maaperämikrobistoon voi olla yksi merkittävä tekijä, toteaa Ramula.

Maaperämikrobiston merkitys korostuu etenkin vieraskasvilajeilla, jotka ihmistoiminnan seurauksena päätyvät uusille elinalueille. Tällöin ne pääsevät eroon alkuperäisen kasvuympäristön mahdollisista haitallisista maaperässä olevista taudinaiheuttajista. Toisaalta vieraskasvilajit menettävät samalla myös niiden alkuperäisen elinalueen hyödyllisiä mikrobikumppaneita ja levitäkseen niiden on sopeuduttava uusiin paikallisiin kumppaneihin.  

– Tällaiset alueiden väliset vertailut ovat arvokkaita, sillä ne lisäävät ymmärrystä biologisista mekanismeista vieraslajien menestymisen taustalla, ja voivat auttaa ymmärtämään, miksi jotkin vieraslajit leviävät poikkeuksellisen tehokkaasti uusissa ympäristöissä, Ramula sanoo.

Tutkimusartikkeli “Soil microbiota promote the success of the perennial legume Lupinus polyphyllus more strongly in invasive than in native populations” on julkaistu Annals of Botany- lehdessä.