Kuka syö kenet? DNA-menetelmät paljastavat ravintoverkkojen salat

Lajien välisten vuorovaikutusten ja kokonaisten eliöyhteisöiden tutkimus on viimeisten vuosien aikana siirtynyt enenevissä määrin DNA-pohjaisten menetelmien käyttöön.Uusien DNA-menetelmien kehitys ja niiden eliöyhteisöistä paljastamat yksityiskohdat ovatkin keskiössä tuoreessa Molecular Ecology – tiedejulkaisun erikoisnumerossa, jossa suomalaistutkijoiden jälki on vahvaa.

Uusilla DNA-menetelmillä pystytään selvittämään, miten yksittäisten eliölajien väliset vuorovaikutukset kutoutuvat monimutkaiseksi ravintoverkoksi: kuka syö kenetkin, mitkä lajit hajottavat sieniä metsässä tai mitkä pölyttäjät vastaavat pölytyksestä. Monet näistä vuorovaikutuksista olisivat olleet mahdottomia havaita vanhemmilla menetelmillä.

Hyvä esimerkki vaikeasti tutkittavasta lajiryhmästä ovat lepakot. Näiden öisin saalistavien hyönteissyöjien ravinnon koostumus on pitkään ollut arvailujen varassa. Nyt niiden saalislajit voidaan selvittää tutkimalla niiden päiväpiilojen pohjalle jättämiä ulosteita DNA-menetelmin.

– Nykyisin on helppoa sekvensoida saaliseläinten DNA-jäämät lepakon ulosteista. Tämä on auttanut meitä ymmärtämään, että niinkin erilaiset eläimet kuin lepakot ja hyönteisiä syövät linnut käyttävät käytännössä samaa ravintoa, kertoo tutkijatohtori Eero Vesterinen Turun yliopistosta. 

Kolme nyt julkaistun Molecular Ecology -erikoisnumeron artikkeleista on Helsingin yliopiston professori Tomas Roslinin tutkimusryhmän aikaansaannoksia. Näissä artikkeleissa on selvitetty, mitkä hyönteiset pölyttävät lapinvuokkoa eri puolilla Arktista, miten ilmastonmuutos vaikuttaa arktisen alueen selkärangattomiin huippupetoihin, juoksuhämähäkkeihin, sekä mitkä hyönteiset elävät tavallisimmissa ruokasienissämme.

– Laitoimme kokonaisia sieniä tehosekoittimeen ja eristimme sienipirtelöstä eri hyönteislajien DNA:n. Näin tutkimme, miten metsän ikä ja rakenne vaikuttavat sienistä löytyvään hyönteislajistoon. Lisäksi pystymme kertomaan, mitkä hyönteisistämme kilpailevat sienestäjien kanssa parhaista sieniapajista, sanoo väitöskirjatutkija Janne Koskinen Itä-Suomen yliopistosta.

Tohtori Mikko Tiusanen Helsingin yliopistosta hyödynsi DNA-menetelmiä määrittäessään lapinvuokon pölyttäjiä, jotka oli pyydystetty kärpäspaperista valmistetuilla tekokukilla.

– Saimme pyydystettyä 30 000 pölyttäjää eri puolilta pohjoista pallonpuoliskoa. Näin laajan aineiston määrittäminen Ilman DNA-menetelmien käyttöä on käytännössä mahdotonta, tai vaatii vähintäänkin kymmenien asiantuntijoiden hyödyntämistä useiden vuosien ajan.

Tieto siitä, miten eliölajit ja niiden vuorovaikutukset reagoivat muutoksiin ympäristössä, kuten ilmaston lämpenemiseen, on ensisijaisen tärkeää muuttuvassa maailmassa.

– Juoksuhämähäkit ovat Arktiksen todellisia valtiaita, ja kaikki eliöt, jotka ovat niitä pienempiä, ovat vaarassa joutua syödyiksi. Tutkimme hämähäkkien ravinnonkäyttöä tunturien rinteillä Koillis-Grönlannissa. Havaitsimme, että hämähäkit suosivat ravinnossaan joitakin kärpäslajeja ilmasto-olosuhteista riippumatta. Tosin ilmasto puolestaan vaikuttaa siihen, paljonko kärpäsiä on tarjolla saalistettavaksi, kertoo Roslin.