Pienilmasto muovailee ja mullistaa pohjoisen hyönteisyhteisöjä ja niiden vuorovaikutusprosesseja: kasvituhoja ja loisintaa

Ilmasto ja sen muutokset vaikuttavat paitsi lajeihin myös lajien muodostamiin monimutkaisiin vuorovaikutusverkkoihin. Nyt Helsingin yliopiston Spatial food web ecology -tutkimusryhmä osoittaa, miten pienilmasto muotoilee eliöyhteisöjen jokaista osaa yksittäisten lajien runsauksista lajien vuorovaikutuksiin ja vuorovaikutuksista syntyviin kasvintuhoihin. Näiden tulosten valossa näyttää, että ilmastonmuutos voi mullistaa pohjoisen hyönteisten valtarakenteet.

Ilmasto-olojen merkitystä juuri lajienvälisille vuorovaikutuksille on tärkeä ymmärtää, koska niihin sisältyvät sellaiset ympäristöä muovaavat voimat kuten kasvinsyönti, pölytys, saalistus ja loisinta.

Tutkimuksen johtanut tutkija Tuomas Kankaanpää Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisestä tiedekunnasta selvitti pienilmaston vaikutuksia Koillis-Grönlannin hyönteisyhteisöihin. Tutkimuksessa hän hyödynsi pienilmaston vaihtelua pitkin vuorenrinnettä. Tätä ympäristöolojen vaihtelua hän vertasi vaihteluun lapinvuokon kukintoja syövien perhosten sekä perhostoukkia saalistavien loispistiäisten- ja kärpästen, eli parasitoidihyönteisten, yhteisöissä. Erikoistuneina saalistajina parasitoidit ovat erityisen herkkiä reagoimaan ympäristönmuutoksiin

Tutkimusryhmä havaitsi maisematason pienilmaston vaikuttavan ratkaisevasti paikallisten parasitoidiyhteisöjen rakenteeseen. Vaikka tutkittu elinympäristö pysyi kaikkialla samanlaisena lapinvuokkonummena, vaihtelivat paikallisten eläinlajien runsaudet ja vuorovaikutukset pienilmaston mukana.

– Jotta eliöyhteisöjen vasteita pystyttäisiin ymmärtämään ja yleistämään, on selvitettävä mitkä ominaisuudet yhdistävät samalla tavalla ilmasto-oloihin reagoivia lajeja. Pohjoisen parasitoideilla tällaisia piirteitä ovat esimerkiksi niiden tapa hyödyntää isäntälajejaan. Pitkään isäntien sisällä lymyilevien lajien havaittiin suosivan aikaisin lumesta sulavia, talvella kylmiä ja kesällä paahteisia paikkoja, kun taas pääasiassa suuria toukkia ja koteloita saalistavat lajit vaikuttivat tarvitsevan lumikerroksen suojaa, kertoo Kankaanpää.

Pörhönopsayökkösen toukka

Etenkin yöaikaan pörhönopsayökkösen toukat nousevat lapinvuokon kukintoihin syömään heteet ja emit vähentäen täten suoraan kasvin siementuotantoa.​​​​​​​

Lapinvuokon kukkia tuhoavat pörhönopsayökkösen toukat puolestaan aiheuttivat sitä mittavampia vaurioita, mitä vähälumisempi, kuivempi ja paahteisempi kasvupaikka oli. Tämä trendi on havaittavissa myös Zackenbergin tutkimusasemalla aiemmin kartutetuista seuranta-aineistoista, joissa näiden perhostoukkien aiheuttamat vauriot ovat suurimpia kuumien kesien jälkeen.

Eräänä ilmastonmuutoksen vakavana seurauksena eliöyhteisöille pidetään fenologisten irtaantumisten mahdollisuutta. Tällä tarkoitetaan tilannetta, jossa vuorovaikuttavien lajien vuodenaikainen esiintyminen, kuten hyönteisten lentoajat ja kasvien kukinta, muuttuu eri tavoin. Seurauksena voi olla esimerkiksi se, että kasvinsyöjät välttävät saalistajansa ja runsastuvat sen seurauksena. Pörhönopsayökkösen tärkeimmistä saalistajista toinen (Microplitis lugubris) esiintyi ajassa ja tilassa täsmällisesti suhteessa lapinvuokon kukintaan ja isäntänsä toukkien kehitykseen, kun taas ruokavalioltaan monipuolisemman lajin (Hyposoter frigidus) lentoajalla ei ollut juuri yhteyttä ravintoverkon alempien tasojen kanssa. Jälkimmäinen laji onnistui silti munimaan suurempaan osaan pörhönopsayökkösen toukista alueilla, joilla toukkia oli runsaimmin. Tällaiset eroavaisuudet kilpailevien parasitoidien välillä voivat olla merkityksellisiä, sillä samaan isäntäyksilöön päätyessään toukat joutuvat kilpailemaan elävästä ruoastaan.

Hyvin pohjoisten alueiden parasitoidiyhteisöjä on tutkittu yllättävän vähän. Yllättävän, sillä vähälajisina ne tarjoavat erinomaisen mahdollisuuden tutkia yhteisöjen muodostumiseen ja lajienvälisiin vuorovaikutuksiin vaikuttavia tekijöitä.

Tuomas Kannkaanpää teki tutkimuksensa Helsingin yliopistossa ja Ruotsin maatalousyliopistossa (SLU) toimivassa, Tomas Roslinin johtamassa tutkimusryhmässä. Ryhmä on tutkinut hyönteisten välisiä vuorovaikutuksia muun muassa Grönlannissa, joka tarjoa ainutlaatuiset edellytykset ilmastonmuutoksen vaikutusten seuraamiseen. Ylä-Arktiksen vyöhykkeellä ilmasto muuttuu erityisen nopeasti – ja maailman suurimmassa kansallispuistossa muu ihmisvaikutus on vähäistä.

– Hyönteisyhteisöjen rakenteen vaihtelu maiseman pienilmastoissa antaa osviittaa siitä millaisia muutoksia niissä voidaan odottaa tapahtuvan ajan myötä. Siinä miten vaikutukset välittyvät ravintoverkoissa on vielä selvitettävää. Esimerkiksi onko yhden ykköslajin runsastuminen uhka harvalukuisemmille perhoslajeille jotka jakavat sen kanssa samoja saalistajia? Kankaanpää summaa.

Alkuperäinen artikkeli:

Tutkimus julkaistiin  arvostetussa sarjassa Journal of Animal Ecology.
https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2656.13415

Katso myös video:
Microclimate structures communities, predation and herbivory in the High Arctic

Yhteystiedot:
Tuomas Kankaanpää
Tutkimuksen tehnyt tutkija Helsingin yliopistosta
tuomas.kankaanpaa@helsinki.fi

Tomas Roslin
Tutkimusryhmän johtaja, hyönteisekologian professori, Helsingin yliopisto ja Ruotsin maatalousyliopisto
tomas.roslin@helsinki.fi