Rahkasammalen ja bakteerin yhteistyöllä torjutaan metaanipäästöjä ja vahvistetaan hiilinielua

19.4.2018
Pohjoisten soiden yleisin kasvi, rahkasammal, on oleellinen paitsi turpeen kertymiselle, myös metaanipäästöjen torjunnalle. Tämän mahdollistavat rahkasammalissa elävät metaania hapettavat bakteerit.

Pohjoiset suot ovat tärkeitä hiilen nieluja sitoessaan sitä hitaasti kertyviin turvekerroksiin. Samalla ne vapauttavat kasvihuonekaasu metaania, jota syntyy kasvimateriaalin hajotessa hapettomissa oloissa. Näiden soiden valtalaji, rahkasammal, tarjoaa asuinympäristön metaania hapettaville bakteereille, metanotrofeille, jotka suodattavat osan metaanista rajoittaen sen vapautumista ilmakehään. Samalla metaanin hapetuksessa syntyvä hiilidioksidi siirtyy rahkasammalen käyttöön.

Luonnonvarakeskuksessa tehdyssä tutkimuksessa osoitettiin, että tämä sammalen ja bakteerin muodostama metaanisuodin on sopeutunut toimimaan hyvin erilaisissa olosuhteissa, sekä luonnontilaisilla että ihmisen muokkaamilla soilla.

– Rahkasammalen ja metanotrofien muodostama niin kutsuttu metaanisuodin on havaittu useammassa tutkimuksessa, mutta muun muassa sen herkkyys ympäristön muutoksille on tunnettu huonosti, sanoo Helsingin yliopiston bio- ja ympäristötieteellisestä tiedekunnasta väittelevä Anuliina Putkinen.

Putkinen osoittaa väitöskirjatyössään rahkasammalissa elävien metanotrofien ja niiden hapetusaktiivisuuden leviävän sammalesta toiseen veden välityksellä. Siten ne kykenevät elämään myös sammalien ulkopuolella, mikä viittaa kasvin ja bakteerin välillä olevan vain suhteellisen löyhä symbioottinen yhteys.

Rahkasammalten metanotrofiyhteisöjä ja niiden aktiivisuutta tutkittiin erityisesti suhteessa suon kehitykseen. Putkinen havaitsi saman kuvion toistuvan sekä luonnontilaisella soistumis-gradientilla että uudelleen kasvittuneilla turvetuotantoaloilla: Kummassakin tapauksessa metanotrofiyhteisö poikkesi kehityksellisesti nuorien alojen ja vanhojen, täysin sammalpeitteisten alojen välillä. Näistä eroista olivat vastuussa samat metanotrofiryhmät. Huolimatta yhteisöjen eroista metaaninhapetusaktiivisuus ei eronnut merkitsevästi eri kehitysvaiheissa, lukuun ottamatta aivan vanhimpien alojen heikompaa aktiivisuutta. Tämä viittaa niin sanottuun toiminnalliseen päällekkäisyyteen, jossa tietystä toiminnosta vastaa useampi, eri olosuhteisiin erikoistunut eliöryhmä.

Turvetuotantoaloilla rahkasammalien metaaninhapetusta verrattiin alapuoliseen turvekerrokseen, jossa hapetusaktiivisuus näytti kehittyvän hitaammin kuin elävissä sammalissa. Rahkasammalkerroksessa jo nuorimmalla turvetuotantoalalla havaittu metaaninhapetuspotentiaali tulisikin huomioida näitä aloja ennallistettaessa: rahkasammalistutusten avulla kun näyttäisi olevan mahdollista paitsi käynnistää hiilensidonta turpeeksi myös torjua samanaikaisesti lisääntyviä metaanipäästöjä.

Kyky levitä veden välityksellä sekä toiminnallinen päällekkäisyys viittaavat rahkasammalten metanotrofien pystyvän sekä sopeutumaan erilaisiin olosuhteisiin, että palautumaan suoekosysteemiä kohtaavista häiriöistä, kuten ilmastonmuutoksen mukana mahdollisesti lisääntyvistä kuivista jaksoista. 

Väitös:

MMM Anuliina Putkinen väittelee 20.4.2018 kello 12 Helsingin yliopiston bio- ja ympäristötieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Sphagnum-associated methanotrophs – a resilient CH4 biofilter in pristine and disturbed peatlands". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Infokeskus Korona, Auditorio 1, Viikinkaari 11, Helsinki.

Vastaväittäjänä on Dr. Svetlana Dedysh (Winogradsky Institute of Microbiology, Russian Academy of Sciences) ja kustoksena on professori Sarah Butcher.

Väitöskirja julkaistaan sarjassa Dissertationes Forestales.
Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa E-thesis -palvelussa.

Lue lisää aiheesta: Elämäntieteet