Ajankohtaisia aiheita luonnonsuojelubiologiassa
Sisällys
- Saimaannieriä
- Ympäristöstressi
- Ympäristön pirstoutuminen ja metapopulaatioteoria
- Life history & conservation
- Kanahaukka ja moderni metsä
- Boreaaliset metsät, osa 1
- Boreaaliset metsät, osa 2
Saimaannieriä
Nieriä on lohikala joka elää pohjoisen pallonpuoliskon arktisilla ja subarktisilla alueilla. Sen parhaita tuntomerkkejä ovat vaaleat pilkut tummalla pohjalla sekä koiraan kirkkaanoranssi väri ja valkoiset evänreunat. Nieriällä on sekä pelkästään järvissä eläviä että jokiin vaeltavia kantoja. Nieriä kutee syksyllä järvien kivikkopohjille.
Nieriällä on Suomessa jääkauden jäljiltä jäännöspopulaatioita monissa järvissä. Maailmassa sillä on luonnonpopulaatioita 16 maassa. Monet populaatiot ovat uhanalaisia tai jo hävinneitä. Suurimpia uhanalaisuuden aiheuttajia ovat istutetut kalalajit, vesien rehevöityminen ja voimalapadot.
Suomessa elää kaksi nieriämuotoa; pikkunieriä ja isonieriä. Isonieriän Saimaassa elävä muoto, saimaannieriä, on erittäin uhanalainen. Saimaannieriä on paikkauskollinen ja elää syvällä ulappavesissä. Sen uhanalaisuuden tärkeimmät aiheuttajat ovat rehevöityminen ja verkkokalastuksessa, joka aiheuttaa paljon alamittaisten yksilöiden kuolemia. Saimaannieriäsaaliit ovat vähentyneet vuoden 1988 850 yksilöstä vuoden 1995 85 yksilöön. Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos on perustanut emokalaston, jonka avulla saimaannieriää lisätään ja istutetaan takaisin Saimaaseen. Vuosina 1986-96 istutettiin 400.000 saimaannieriää. Viljely on hankalaa, koska kutukypsiä emokaloja ei Saimaasta juuri saada. Saimaannierän nykytila on heikko, eikä merkkejä elpymisestä ole. Parhaiten kanta saataisiin turvattua kutualueiden kalastusrajoituksilla.
Helsingin yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa on vertailtu saimaannieriän luonnon- ja laitoskantojen eri populaatioita ja yksilöitä ja selvitetty kalalajien välisiä vuorovaikutussuhteita. Erityisesti on tutkittu saimaannieriöiden geneettistä monimuotoisuutta, varhaiskehitystä, kasvua, käyttäytymistä ja lisääntymistä. Tutkimusten avulla yritetään selvittää saimaannieriän selviytyvyyttä laitosoloissa ja luonnossa sekä saada tietoa viljelykäytäntöjen suunnitteluun.
Ympäristöstressi
Melkein mikä tahansa asia tai sen puute voi olla stressiä aiheuttava tekijä eli stressori. Stressiä luokitellaan monin tavoin mm. vaikustustien, keston ja laajuuden mukaan. Stressistä voidaan määrittää voimakkuus sekä vaikutustaso, joka voi olla esim. solu tai elin. Stressorin iskiessä eliöillä on vaihtoehtoina joko paeta tai sopeutua
Eri eliölajit sietävät stressiä ja sopeutuvat siihen eri tavoin. Lajin lisäksi stressiherkkyyteen vaikuttavat mm. kehitysvaihe sekä stressorin kesto ja voimakkuus. Stressin ilmenemisessä nähdään neljä vaihetta: vaste (responce), paluu ennalleen (restitution), loppuvaihe (end phase) ja uusiutumisvaihe (regeneration phase).
Ympäristöstressi ja kalat
Vakava häiriö ympäristössä aiheuttaa kalojen välittömän kuoleman. Vähemmän vakavat muutokset aiheuttavat mm. käyttäytymismuutoksia. Ellevät nämä muutokset vaikuta stressiä vähentävästi, syntyy fysiologisia vasteita. Primaarivaste johtaa sekundaarivasteeseen ja se taas tertiaarivasteeseen. Stressin pitkä kesto voi aiheuttaa kumulatiivisia vaikutuksia, esim. vastustuskyvyn alenemista tai lisääntymistehokkuuden pienenemistä.
Kaloille stressoreita voivat olla esim. hapenpuute, happamoituminen ja veden lämpeneminen. Veden lämpötila on tärkein yksittäinen kaloihin vaikuttava tekijä. Lämpötilaan voi vaikuttaa mm. ilmaston maailmanlaajuinen lämpeneminen ja voimaloiden lauhdevedet.
Ksenobioottien eli vierasaineiden ilmaantuminen veteen on myös stressaavaa. Vierasaineiden vaikutus kaloihin on usein välitöntä. Monet kemikaalit lisäksi rikastuvat elimistöön, jollin vaikutuksesta muodostuu jatkuva. Veden ominaisuudet, esim. pH ja lämpötila, vaikuttavat vierasaineiden myrkyllisyyteen.
Ympäristön pirstoutuminen ja metapopulaatioteoria
Eliöiden tarvitsema elinympäristötyyppi voi olla luontaisesti laikuttainen. Tällöin eliöt ovat sopeutuneet laikuttaisuuteen. Ongelmia syntyy kun eliöt ovat sopeutuneet laajaan elinypäristöön ja kun ihmisen toiminta on aiheuttanut elinympäristön pirstoutumisen laikuttaikseksi. Maailmalla pirstoutuminen on alkanut jo tuhansia vuosia sitten ja jatkuu edelleen.
Eliöt voivat hävitä pirstoutumisen seurauksena koska elinympäristön pinta-ala vähenee tai lisääntynyt eristyneisyys vaikuttaa haitallisesti leviämiseen. Yleisesti populaatioiden häviämisen syyt jaetaan deterministisiin ja stokastisiin syihin. Deterministisiä syitä ovat esimerkiksi
- Habitaattien yhteispinta-alan väheneminen alle yhden yksilön käyttämän alueen.
- Habitaattien monimuotoisuuden väheneminen, esim. siten että yksittäisestä laikusta puuttuu alkuperäisen alueen habitaatteja.
- Reunavaikutuksen lisääntyminen, esim. pienilmasto muuttuminen ja laikkujen ulkopuolisten habitaattien vaikutuksien voimistuminen.
Stokastisia syitä ovat esim.
- Katastrofit
- Ympäristön stokastisuus eli tapahtumat jotka ovat samankaltaisia laajalla alueella ja vaikuttavat kaikkiin yksilöihin samalla tavalla, esim. sää.
- Geneettinen stokastisuus: pirstoutuminen vähentää efektiivistä populaatiokokoa.
- Demografinen stokastisuus: sattuma voi hävittää pienen populaation.
Metapopulaatio koostuu useista osapopulaatioista, jotka asuttavat useita habitaattilaikkuja. Metapopulaatioina elävät eliöt ovat sopeutuneet elämään laikuittaisessa ympäristössä. Habitaattilaikut ovat suuria ja lähellä toisiaan, mutta yksikään osapopulaatio ei ole tarpeeksi suuri taatakseen lajin pitkäaikaista säilymistä. Lisäksi paikallispopulaatioiden dynamiikka ei ole synkroniassa. Osapopulaatiot ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa liikkuvien yksilöiden muodossa. Metapopulaatio säilyy hengissä osapopulaatioiden sukupuuttojen ja uusien syntymisen tasapainon ansiosta.
Harrisin (1994) mukaan luonnolliset populaatiot täyttävät harvoin edellä mainitut metapopulaation ehdot. Suurin osa metapopulaatioiksi laskettavista populaatioista onkin manner-saari metapopulaatioita, laikuttaisia populaatioita tai tasapainottomia metapopulaatioita.
Elämänhistoria ja suojelu
Eliölajien elämänhistorian tutkiminen on niiden lisääntymisen ja selviytymisen tutkimista. Suojelubiologiassa tutkitaan kuinka monta uhanalaista yksilöä on jäljellä, missä ja kuinka monessa populaatiossa ne elävät sekä miksi kanta on pienenemässä.
Kun elämänhistoriaa tutkitaan, tarvitaan jokin keino, jolla mitataan populaation koon muutosta ja jolla voidaan seurata eri ikäluokkia Tällainen on esimerkiksi lintujen rengastus. Populaation kaikkien ikäluokkien populaatiokoko, seurantatutkimuksien perusteella saatu selviytymistodennäköisyys, tuotettujen jälkeläisten määrä ja näistä laskettu populaation tuottamien jälkeläisten määrä kootaan taulukoksi. Taulukon avulla voidaan ennustaa populaation koon kehitystä eri muuttujien vaihdellessa.
Pearl ja Miner esittivät 1935 että luonnossa on kolmen tyyppisiä eliöitä: 1) eliöitä joiden poikaskuolleisuus on korkea, 2) eliöitä joiden aikuiskuolleisuus on korkea ja 3) eliöitä joiden kuolleisuus säilyy n. vakiona koko elämän ajan. Näistä korkean poikaskuolleisuuden tyyppi näyttää olevan yleisin.
Ne eliöt, joilla on keskimäärin pieni selviytymistodennäköisyys, tuottavat keskimäärin paljon poikasia. Ei ole olemassa ns. "Darwinin demoneja", lajeja jotka selviäisivät hyvin ja tuottaisivat paljon jälkeläisiä. On resursseja, jotka voidaan jakaa lisääntymisen ja selviytymisen kesken. Yksinkertaistetun mallin mukaan resurssien jakautuminen on eliöillä optimoitunut niin, että niiden koko elämän jälkeläistuotto on mahdollisimman suuri
Tällaisista tutkimuksista saatuja tietoja voidaan käyttää arvioitaessa miten erilaiset suojelu- tai muut toimet vaikuttavat populaatiokokoon.
Kanahaukka ja moderni metsä
Kanahaukka on boreaalisten havumetsien laji, joka pesii Euroopassa, Siperiassa ja Pohjois-Amerikassa. Suomessa se suosii iäkkäitä kuusimetsiä, koska niistä löytyy hyviä pesäpuita sekä metsäkanalintuja, kanahaukan pääsaalista.
RKTL tekee vuosittain riistakolmiolaskentoja, joiden avulla selvitetään metsäkanalintujen ja petojen kannanvaihteluja. On havaittu että kanalintujen lisääntyminen vaihtelee eri vuosina eri alueilla ja että metsäkanalinnut ovat vähentyneet rajusti. Metsäkanalintujen vähentyessä on kanahaukka esim. Hämeessä siirtynyt käyttämään muita ravintokohteita.
Tärkein syy kanalintujen kannanromahdukseen on moderni metsätalous; se muuttaa puulajisuhteita ja pirstoo metsää pieniin alueisiin. Näin ei kuitenkaan ole koko Suomessa. Vaikuttaa myös siltä että kettu olisi osasyyllinen kanalintujen pieneen määrään nuorissa metsissä.
Tutkimalla mm. kanahaukan pesyekokoja, sukupuolijakaumaa ja emojen geneettisiä ominaisuuksia, voidaan rakentaa elämänhistoriataulukko, jonka avulla voidaan ennustaa kannankehitystä. Samalla saadaan tietoa populaatiokoon muutoksiin vaikuttavista tekijöistä. Esimerkiksi pesinnän kannalta ympäristön laatu on tärkeä tekijä, se vaikuttaa mm. sukupuolijakaumaan ja poikasten selviytyvyyteen.
Boreaaliset metsät, osa 1
Suomalaiseen luonnontilaiseen metsään kuuluvat lahopuiden suuri määrä sekä kuloista, tuulenkaadoista ym. johtuva metsän eri-ikäisistä laikuista syntyvä mosaiikkimaisuus.
Metsän käytön historia on määrännyt millaisiksi metsä on muuttunut nykypäiviin mennessä. Viimeisen n. 300 vuoden aikana on Suomessa metsänhoitoa kehitetty ja metsien hoitoa ohjaamaan on perustettu mm. metsäoppilaitoksia, metsäkeskus ja metsähallitus Tavoitteena on ollut puutavaran saannin lisääminen. Vasta viime vuosikymmeninä metsätaloudessa on alettu ottaa huomioon myös luonnonsuojelu.
Aikaisemmin metsissä tehtiin pääasiassa poiminta- ja harsintahakkuita, joissa vain osa puista poistetaan. Nykyään metsän käsittelyyn kuuluvat harvennushakkuut tasalaatuisen puuston saamiseksi, avo- tai siemenpuuhakkuut sekä maan muokkaus taimettumisen edistämiseksi. Metsätalous on aiheuttanut nuorten metsien osuuden kasvamisen ja vanhojen pienenemisen etenkin Pohjois-Suomessa.
Metsätalous on aiheuttanut ongelmia vanhoihin metsiin erikoistuneelle lajistolle. Muun muassa pohjantikka ja monet kolopesijät ovat taantuneet. Myös tiettyihin metsän erikoispiirteisiin erikoistuneet lajit ovat vähentyneet. Näitä ovat esim. kuloja, pieniä luontaisia aukkoja tai laaja-alaista ja vanhaa metsää vaativat lajit. Esimerkiksi vielä viime vuosisadalla 1-2 % metsistä paloi vuosittain, mutta nykyään kulontorjunta estää tämän. Suomen uhanalaisista lajeista 43 % on metsälajeja. Toisaalta jotkin, esim. reuna-alueita suosivat lajit ovat runsastuneet metsätalouden vaikutuksesta.
Metsälajiston monimuotoisuutta hakkuiden jälkeen voidaan lisätä jättämällä avohakkuuaukiolle puuryhmiä, hakkaamalla pienialaisesti ja jättämällä metsään puita kaikista ikäluokista.
Boreaaliset metsät, osa 2
Pohjoiset havumetsät ovat yllättävän lajirikkaita. Suuri osa metsästä on koko ajan muutostilassa ja pienet alueet säilyvät muuttumattomina lajiutumiskeskuksina.. Boreaalinen biomi on hyvin suuri joten siihen kohdistuva metsätalous aiheuttaa maailmanlaajuisesti merkittävää vahinkoa.
Suomen metsien eläinlajisto on yksi maailman parhaiten tunnettuja, mutta lajien perusbiologiasta tiedetään vähän. Tämä aiheuttaa ongelmia suojelubiologiassa.
Metsän lajisto on monimutkaisessa vuorovaikutuksessa keskenään. Lajistoon vaikuttaa muun muassa lahopuun ja lehtipuiden määrä, vanhan metsän pirstoutuminen, metsän ympäristön laatu sekä erilaiset metsätyypit.
Voimakkaimmin metsän laatuun vaikuttaa metsätalous. Se erityisesti vähentää lahopuun määrää. Lahopuun määrästä riippuu muun muassa metsän kääpä- ja kovakuoriaislajisto. Metsätalouden ulkopuolelle jääneet ns. vanhan metsän alueet ovat vähentyneet ja pirstoutuneet erityisesti Etelä-Suomessa, jossa suojelualueita on vähiten. Suurin osa uhanalaisista ja hävinneistä kovakuoriaisista elääkin Etelä-Suomessa
Käävät ovat hyviä metsän suojeluarvon indikaattoreita. Niiden uhanalaisuuden tärkeimmät syyt ovat lahopuun ja lehtipuiden väheneminen. Täten pääasiassa metsätalous määrää niiden esiintymisalueen. Käävillä on huono leviämiskyky, joten ne ovat uhanalaisia jos sopivia lahopuita ja vanhan metsän saarekkeita on liian harvassa.
Rusokantokäävässä elää hyönteisyhteisö, jossa elää yli 50 lajia. Metsän pirstoutuminen vaikuttaa käävän esiintymiseen ja sitä kautta hyönteisyhteisöön; ravintoverkko lyhenee pirstoutumisen keston lisääntyessä. Pitkälle erikoistuneet ja ravintoverkossa korkealla olevat ovat suurimmassa vaarassa kuolla sukupuuttoon.
