Lukessa zoomataan tieteelle tuntemattomiin maaperäeliöihin - DNA- ja RNA-menetelmillä päästään kiinni maaperän biologiseen monimuotoisuuteen
Maaperäeliöiden biologisen monimuotoisuuden rooli maaperän tuottamissa ekosysteemipalveluissa, kuten ravinteiden kierrätyksessä ja maaperän rakenteen muodostumisessa, on vielä monilta osin huonosti tunnettu.
Maaperäeliöt, kuten arkeonit, bakteerit, sienet ja eläimet, muodostavat yhdessä ravintoverkon, joka osallistuu ekosysteemien aineiden kiertoon vapauttaen ja sitoen ravinteita ja hiiltä.
Syyskuussa Lukessa käynnistyi kaksi Suomen Akatemian rahoittamaa hanketta, joissa molempien tutkimuksen ytimessä ovat mikroskooppisen pienet maaperän eliöt ja niiden monimuotoisuus. Hankkeita yhdistävät myös tutkimuksessa käytettävät analyysimenetelmät: molemmissa eliöitä tutkitaan ja tunnistetaan niiden perimäaineksesta, joko DNA- tai RNA-pohjaisilla menetelmillä.
Maaperäeläimet kestävän maatalouden edellytyksenä
SOFASU-hanke keskittyy tutkimaan mikroskooppisen pieniä maaperäeläimiä, joista moni on vielä tieteelle tuntematon. Esimerkiksi runsaslukuisia alkueläimiä tunnetaan vielä todella huonosti. Tunnistamiseen ja määrien arvioimiseen käytetään mikroskoopin ohella uusimpia eläinten perimään perustuvia DNA- ja RNA-menetelmiä.
Hankkeessa hyödynnetään Luken Jokioisten biohiili- ja maanparannusainekoepeltoja, joista on aiemmin tutkittu mikrobien monimuotoisuutta. Nyt tutkimus laajentuu maaperäeläimiin, joista monet käyttävät mikrobeja ravintonaan. Vaikka maaperäeläinten tärkeys yleisellä tasolla tiedetään, silti monen pienikokoisen eläinryhmän lajistosta ja merkityksestä ympäristölleen ei tiedetä paljoakaan. Hankkeessa pyritään etsimään avainryhmiä, joilla on keskeinen rooli pellon ravintoverkossa. Maaperäeläinten rooli kestävän maatalouden mittarina on hankkeen keskiössä.
“On kiinnostavaa tutkia, muuttavatko kierrätysperäiset maanparannusaineet tai biohiili pellon ominaisuuksia niin, että ne vaikuttavat myös ravintoverkon maaperäeläimiin. Ja voisivatko nämä puuperäiset maanparannusaineet hyödyttää sellaista ravintoverkkoa, joka toiminnallaan edistää hiilen kertymistä peltoon”, kertoo hankkeen vetäjä Krista Peltoniemi.
Valotusta mikrobien rooliin aineiden kierrossa arktisella alueella
Ilmastonmuutos koskettaa arktista aluetta voimakkaasti ja lämpeneminen on siellä nopeampaa kuin muualla maapallollamme. Kasvihuonekaasujen hiilidioksidin ja metaanin lisäksi maaperänmikrobit tuottavat typpioksiduulia, erittäin voimakasta kasvihuonekaasua. Huolimatta edistysaskelista mikrobien tutkimisessa käytettävissä menetelmissä, tiedämme vain vähän mikrobien typen kierrosta ja toiminnasta arktisilla alueilla ja lisäksi näistä mikrobeista on tunnistettu vain murto-osa.
NFUNK-hankkeessa keskitytäänkin typen kiertoon herkällä arktisella alueella. Hankkeessa tutkitaan mikrobiyhteisöjä, eli mikrobien lajikoostumusta, käyttämällä niiden perimäaineksen, DNA:n ja RNA:n, emäsjärjestyksen tunnistamiseen perustuvia menetelmiä. Näin saadaan selville lajistokoostumuksen lisäksi se, mitä mikrobit näytteenottohetkellä maaperässä tekevät. Tulosten perusteella saadaan tarkempi käsitys mikrobien roolista ilmastonmuutoksessa, niiden toiminnan vaihtelusta arktisella alueella, mikrobiaktiivisuuden kausittaisesta vaihtelusta ja lisäksi mikrobien toiminnan mallintamisesta.
“Hankkeessa yhdistämme monien alojen osaajia ja olen innoissani siitä, miten voimme yhdistää mikrobien toiminnan hyvin tarkalla tasolla kasvihuonekaasuihin, kasvillisuuteen, maaperän hiilivarastoihin ja muihin mitattuihin maaperämuuttujiin“, sanoo hankkeen vetäjä Jenni Hultman.
