Villimaailma

Eläimet & Eläintarhat

Väitös biologian alalta: Uhanalaisen saimaannorpan perimä köyhtyy edelleen

October 23, 2014 by Posted in: Väitökset

Valtonen_Mia

Filosofian maisteri Mia Valtonen

Filosofian maisteri Mia Valtonen tutki väitöskirjassaan uhanalaisen saimaannorpan perinnöllisen monimuotoisuuden ajallista vaihtelua ja alueellista jakautumista. Tutkimuksessa selvisi, että noin 300 yksilön saimaannorppapopulaation perinnöllinen monimuotoisuus on erittäin alhainen ja näyttää alenevan edelleen. Lisäksi kanta on jakautunut pieniin osakantoihin, joiden välinen muuttoliike on hyvin vähäistä. Tutkimuksessa kehitettiin menetelmä, jonka avulla saimaannorppayksilöt voidaan tunnistaa DNA-näytteestä, ja osoitettiin, että poikaspesäpaikoilta kerätyt istukat soveltuvat populaation geneettiseen seurantaan.  Tutkimusta varten analysoitiin kuolleina löydettyjen saimaannorppien kudosnäytteitä ja poikaspesäpaikoilta kerättyjä istukoita sekä vertailunäytteitä itämeren- ja laatokannorpista.

Perinnöllinen monimuotoisuus hylkeistä alhaisin

Norpat saapuivat Itämeren altaaseen jääkauden jälkeen, ja niitä jäi saarroksiin maankohoamisen seurauksena syntyneisiin järviin, kuten Saimaaseen ja Laatokkaan. Tutkimus osoitti, että saimaannorppa on menettänyt valtaosan alkuperäisestä perinnöllisestä muuntelustaan lähes 10 000-vuotisen eristyneisyytensä aikana. Viime vuosisadalla ihmisen toiminnasta, kuten metsästyksestä, kalastuksesta ja elinympäristön pilaantumisesta, aiheutunut kannan romahdus on edelleen köyhdyttänyt perimää.

Tutkimuksessa kävi ilmi, että saimaannorpan perinnöllinen monimuotoisuus on alhaisempi kuin millään muulla hyljepopulaatiolla maailmassa ja että muuntelu vähenee edelleen. Sitä vastoin laatokannorppa, jonka yksilömäärä on yli kymmenkertainen saimaannorppaan verrattuna, on säilyttänyt geneettisen monimuotoisuutensa lähes yhtä korkealla tasolla kuin merinorpat. Tulokset perustuvat saimaan-, laatokan- ja itämerennorpan mitokondrio- ja mikrosatelliitti-DNA:n muuntelun mittaamiseen.

Eriytyneet populaatiot eivät sekoitu

Väitöskirjatutkimuksessa havaittiin merkittävää perinnöllistä eriytymistä saimaannorpan lisääntymisalueiden välillä, eli kanta on pirstoutunut pienempiin osakantoihin. Tämä on yllättävä havainto, sillä norppa on liikkuvainen nisäkäs ja etäisyydet Saimaalla ovat varsin lyhyitä verrattuna meriympäristöön, missä tuhansien kilometrien etäisyydellä sijaitsevien norppakantojen välillä on havaittu vain heikkoa eriytymistä.

Saimaannorppakannan jakautuminen pieniin osakantoihin johtuu elinympäristön pirstoutuneisuudesta, kannan pienuudesta ja norppien käyttäytymispiirteistä. Naarasnorpat ovat erittäin paikkauskollisia ja jäävät lisääntymään synnyinalueelleen. Urosten muuttoliikettä tapahtuu enemmän, muttei kuitenkaan riittävästi ylläpitämään kannan geneettistä yhtenäisyyttä.

MKK_7118_JPG

Saimaannorppa Kuva: Mervi Kunnasranta

Istukka paljastaa kuutin DNA:n

Geneettisten menetelmien ja näytteiden, joita voidaan kerätä pyydystämättä tai edes näkemättä eläintä, käyttö helpottaa harvalukuisten, piilottelevien ja uhanalaisten lajien seurantaa. Tutkimuksessa kehitettiin saimaannorpalle geneettinen yksilöiden tunnistusmenetelmä. Lisäksi testattiin poikaspesäpaikoilta kerättyjen istukoiden käyttökelpoisuutta geneettisen informaation lähteenä.

Osoittautui, että kuutin DNA voidaan luotettavasti eristää napanuorasta, ja näin olleen istukka toimii kuutin DNA-näytteenä. Verrattaessa myöhemmin tavattavan yksilön DNA-näytettä istukkanäytteisiin voidaan saada selville yksilön syntymäpaikka ja siten tietoa sen levittäytymisestä synnyinpaikaltaan.

Siirtoistutukset lisäisivät geenivirtaa

Perinnöllinen monimuotoisuus kuvastaa eliöiden kykyä sopeutua ympäristömuutoksiin. Pienet ja pirstoutuneet populaatiot menettävät perinnöllistä muuntelua nopeammin kuin suuret, yhtenäiset kannat. Saimaannorpan kannalta huolestuttavinta on se, että pieni kanta on jakautunut vielä pienempiin osakantoihin ja että geneettinen muuntelu näyttää vähenevän edelleen.

Paras keino ehkäistä saimaannorpan perimän köyhtymistä on saada kanta voimakkaaseen kasvuun. Lyhyen aikavälin toimenpiteenä tulisi myös harkita saimaannorppien siirtoistutuksia geenivirran lisäämiseksi Saimaan eri alueiden välillä. Geneettisten menetelmien merkitys norppakannan seurannassa ja suojelutoimien vaikutusten arvioinnissa korostuu tulevaisuudessa.

Filosofian maisteri Mia Valtosen väitöskirja Conservation Genetics of the Saimaa Ringed Seal – Insights into the History of a Critically Endangered Population (Saimaannorpan suojelugenetiikka – näkökulmia äärimmäisen uhanalaisen populaation historiaan) tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä on professori Craig Primmer Turun yliopistosta ja kustoksena apulaisprofessori Tommi Nyman Itä-Suomen yliopistosta.

Väitöskirja on luettavissa osoitteessa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-61-1583-2