Kirkkaan valon aiheuttamia valovaurioita äyriäisen silmissä voidaan ehkäistä taustavalon hitaalla nostamisella

3.9.2018
Helsingin ylipistossa tehdyssä valovauriotutkimuksessa äyriäisillä tutkija Martta Viljanen osoitti, että kirkkaan valon aiheuttamia rakenteellisia ja toiminnallisia vaurioita näköaistinsoluissa on mahdollista ehkäistä erittäin hitaan taustavalon tason noston avulla.

Viljanen tutki väitöskirjatyössään näköaistin sopeutumista ympäristön valaistusolosuhteisiin eri aikaskaaloilla ja biologisilla tasoilla. Mallieläiminä käytettiin Mysis-suvun halkoisjalkaisäyriäisiä eli massiaisia. Tutkimuksessa keskityttiin erityisesti kahteen näköaistin sopeutumiseen liittyvään ilmiöön: ensinnäkin mekanismeihin, joiden avulla näköjärjestelmää säädetään vastaamaan mahdollisimman herkästi juuri tiettyihin valon aallonpituuksiin, ja toiseksi valon aiheuttamiin vaurioihin ja niiltä suojaaviin mekanismeihin, jotka ovat seurausta näköaistin virittämisestä erittäin herkäksi.

Tulokset näköaistin herkkyydestä valon eri aallonpituuksille osoittavat, että massiaisten silmät ovat yleisesti sopeutuneet näkemään niitä valon aallonpituuksia, joita kyseisen populaation elinympäristössä on runsaasti. Kuitenkaan sen paremmin näköpurppuran proteiiniosien eli opsiinien geenisekvenssit kuin veden läpäisevyys valon eri aallonpituuksille eivät kyenneet täysin selittämään havaittuja eroja populaatioiden näköaistin herkkyyttä valon eri aallonpituuksille. Myöskään näköpigmenttien valoa imevissä osissa ei ollut eroja.

– Tulokset viittaavat siihen, että massiasilla on kaksi erilaista näköpurppuran proteiiniosien koodaavaa geeniä, jotka ilmentyvät eri suhteissa jonkin toistaiseksi tuntemattoman ympäristötekijän vaikutuksesta. Tämä hypoteesi vaatii kuitenkin vielä lisätutkimuksia, kertoo Viljanen.

Valovauriotutkimuksessa Viljanen osoittaa, että kirkkaan valon aiheuttamia rakenteellisia ja toiminnallisia vaurioita näköaistinsoluissa on mahdollista ehkäistä erittäin hitaan valoakklimaation eli taustavalon tason noston avulla. Onnistuneessa prosessissa taustavalojen noston nopeus vastaa vuodenaikaista valotason muutosta massiaisten luonnollisessa elinympäristössä. Yksi keskeisistä tekijöistä ilmiössä vaikuttaa olevan valoaktiivisen näköpurppuran määrä.

– Tässä tutkimuksessa mallisysteemi oli sopeutunut muutoksiin, jotka tapahtuivat äyriäisten elinympäristön normaalilla aikaskaalalla, mutta ihmisen toiminta voi aiheuttaa niin nopeita tai suuria muutoksia, etteivät eläinten sopeutumisen mekanismit riitä selviytymään niistä, Viljanen toteaa.

Väitös

FM Martta Viljanen väittelee 7.9.2018 kello 12 Helsingin yliopiston bio- ja ympäristötieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Adaptation to Environmental Light Conditions in Mysid Shrimps". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Biokeskus 3, luentosali 1041, Viikinkaari 5. Vastaväittäjänä on professori Nicholas Roberts, University of Bristol, ja kustoksena on professori Juha Voipio. Väitöskirja julkaistaan sarjassa Dissertationes Schola Doctoralis Scientiae Circumiectalis, Alimentariae, Biologicae. Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa E-thesis -palvelussa.

Väittelijän yhteystiedot:

Martta Viljanen, martta.viljanen@helsinki.fi