Chilen eteläkärki kurottaa kohti Etelämannerta eli Antarktista. Patagonian alue on varsin karua ja sinne suuntaavat aluksi Turun yliopiston biologit Marjo Helander ja Kari Saikkonen. Jo viime vuonna he viettivät alueella jonkin aikaa, kun pyrkivät Etelämantereelle.
Silloin koronapandemia esti vierailun Chilen tutkimusasemalle. Nyt kaikki näyttää onnistuvan.
Tutkimusvälineistöä on jo aiemmin lähtenyt rahtina kohti ensimmäistä päämäärää Patagonian Punta Arenasta. Kaikki tarvittava on roudattava Suomesta, sillä perillä Etelämantereella uusien hankkiminen on mahdotonta. Marjo Helander myöntää pientä stressiä olevan ilmassa ennen lähtöä 20. tammikuuta.
Helander ja Saikkonen ovat myös aviopari, jonka ensimmäinen lapsenlapsi on syntymässä näihin aikoihin. Saattaa olla, että suvun uusimman jäsenen tapaaminen venyy maaliskuun lopulle kotimaahan paluun aikoihin. Viestiminen maapallon toiselle puolelle ei onnistu kovin sujuvasti.
Aika monta lupaa on pitänyt hankkia, jotta kasvinäytteitä saa edes tuoda Etelämantereelta.
– Me olemme tehneet töitä viime syksystä saakka erilaisten lupien kanssa ja mietitty, minkälaisia tavaroita tarvitaan. Meidän pitää viedä kaikki välineet. Emme voi yhtään luottaa siihen, että siellä on mitään ja Woltilta ei voi tilata sinne pitsaa eikä laboratoriovälineitä, kaikki viedään mukana.
Tutkijat menevät ensin Chilen Patagoniaan ottamaan näytteitä kahdeksi viikoksi ja sen jälkeen on lähtö Chilen armeijan lentokoneella kohti Etelämannerta ja chileläistä tutkimusasemaa King George Islandilla. Saari sijaitsee lähellä niemenkärkeä, joka ulottuu kohti Tulimaata ja Etelä-Amerikan eteläkärkeä.
Suomella on Etelämantereella myös oma Aboa-asema. Tämä ei kuitenkaan sattuneesta syystä ole kasvitieteilijöiden matkakohde.
– Siihen on sellainen syy, että King George Islandilla on kasveja, joista olemme kiinnostuneita. Etelämantereella on kaksi putkilokasvilajia. Toinen niistä on heinä ja toinen on joku muu. Me tutkimme Antarktiksenlauhaa, joka on siis tämä heinä. Aboa-asema sijaitsee keskellä jäätikköä. Siellä ei näitä putkilokasveja vielä ole, Helander kertoo.
Etelämanner – kylmään sopeutuneiden eliöiden viimeinen oljenkorsi
Mikä sitten ajaa tutkijoita maailman viidenneksi suurimmalle, kylmälle mantereelle? Isot teemat tässäkin liikuttavat eli Ilmastonmuutos ja luonnon muuttuminen.
Kun ilmasto lämpenee ja eteläiset kasvit ja eliöt leviävät kohti kylmempiä seutuja, napa-alueiden tutkiminen antaa vastauksia luonnon muuttumiseen.
Suomen Akatemian rahoituksen avulla Helander ja Saikkonen tutkivat, miten paikalliset kasvi- ja eläinlajit ja niiden alkuperät ovat sopeutuneet polaarialueiden valoilmastoon. Toinen kysymys on, miten lämpötila ja valoilmasto vaikuttavat tulokaslajien sopeutumiseen ja levittäytymiseen sekä yhdessä niiden kanssa rakentuvien yhteisöjen rakenteisiin ja toimintaan ilmaston muuttuessa.
– Menemme hakemaan sieltä kasvi- ja mikrobinäytteitä. Tavoitteemme on tutkia sitä, miten mikrobit auttavat kasveja mahdollisesti levittäytymään Etelämantereelle jääpeitteen vetäytyessä. Nyt siellä on noin yksi prosentti maaperästä paljaana. Mallit ennustavat, että tämän vuosisadan aikana Etelämantereesta paljastuu noin 25 prosenttia, Marjo Helander selventää.
Kasvinäytteiden tuominen Suomeen vaatii useampia lupia ja heinät joutuvat vielä kuukausiksi karanteeniin Ruissalon kasvitieteellisen puutarhan eristysosastolle, ennen kuin niitä istutetaan Ruissaloon ja Utsjoelle Kevon tutkimusasemalle.
Tutkimusta jatketaan pitkäkestoisilla kenttäkokeilla, joilla testataan kasvien sopeutumista polaarialueiden äärevään valoilmastoon.
Yhteistyö Chilen yliopistojen ja tutkimusasemien kanssa on mahdollista tiedeyhteisön kansainvälisen verkostoitumisen avulla. Turun yliopiston Lapin tutkimuslaitos Kevo on osa arktisten alueiden tutkimusverkostoa ja suomalaiset voivat työskennellä myös Chilen arktisilla asemilla.
Valoilmasto vaikuttaa kasvien sopeutumiseen
Ilmastonmuutos on saanut eteläiset kasvit ja eliöt levittäytymään leveyspiirien yli kohti napaseutuja. Kevon asemalla työskennellyt Kari Saikkonen pyytää katsomaan maapalloa yläsuunnasta, jolloin Pohjoisnavan seutu näyttää nyt jään peittämältä merialtaalta, mutta vuosikymmenien kuluessa jään ennustetaan sulavan.
Silloin jääkarhulla on vaikeuksia, mutta se ei ole ongelmineen yksin.
– Eteläinen pallonpuolisko on peilikuva pohjoiselle pallonpuoliskolle meri ja maa-alueiden jakautumisen osalta. Kun pohjoisesta pallonpuoliskosta tulee meriallas, niin samaisessa ajassa on ennustettu, että noin 25 prosenttia Etelämantereesta paljastuu jään alta ja on sitten vapaana näille kylmälle sopeutuneille eliöille.
Pohjoisella pallonpuoliskolla eliöt joutuvat löytämään tiensä joko korkealle vuoristoihin suotuisiin olosuhteisiin tai sitten viime kädessä etelämantereelle.
– Toinen vaihtoehto on ehkä se, että eliöt sopeutuvat lämpötilan muutokseen ja levittäytyessään pohjoiseen. Silloin niiden pitää sopeutua myös polaarialueiden äärevään valoympäristöön. Nämä asiat meitä tässä kokonaisuudessa kiinnostavat, Kari Saikkonen sanoo.
Luonnon kirjat saattavat mennä sekaisin
Ilmastonmuutoksen mallinnuksessa huomioidaan keskeisesti lämpötilan nousu ja sadanta, mutta valoympäristön vaikutus jää Helanderin ja Saikkosen mielestä hieman vähemmälle.
– Valoilmasto ei tule muuttumaan. Utsjoki-Kevolla tulee aina olemaan sekä kaamos että yötön yö. Se tulee vaikuttamaan kaikkiin eliöihin, paitsi ihmisiin myös luontoon. Siksi Suomen Lapista ei koskaan tule ympärivuotista tropiikkia, vaikka lämpötilat ja sadanta olisivat optimaalisia, Marjo Helander toteaa.
Tutkijat ovat havainneet siirtoistuttaessaan eri puolilta Eurooppaa tuotuja punanata-heiniä Utsjoelle, että monille eliöille uuteen lämpötilaan sopeutuminen tai levittäytyminen uuteen valoilmastoon lämpötilan lämmetessä on haasteellista.
Kasvit ovat kuitenkin sopeutuvaisia. Geneettisesti samanlaiset punanadat kukkivat Espanjassa viisi kuusi viikkoa, ja Lapissa vain viisi-kuusi päivää. Tämä osoittaa kasvien joustavuuden, mikä vaikuttaa keskeisesti niiden lisääntymismahdollisuuksiin.
Myös Lapissa osa kasveista ja eliöistä säätelee käyttäytymistään joko valon tai lämpötilan perusteella. Se voi aiheuttaa haasteita lajien välisille vuorovaikutuksille. Kari Saikkonen ottaa esimerkiksi koivun ja tunturimittariperhosen vuorovaikutuksen.
– Tunturimittari elää koivulla. Koivun lehtien puhkeamista säätelee vahvasti valo ja päivän pituuden muutos. Kun taas tunturimittarin munien valmistumista säätelee lämpötila. Jos ilmasto lämpenee, niin tunturimittarin munat kuoriutuvat ennen kuin koivu puhkeaa lehteen ja siinä mittarin toukille voi tulla nälkä odotellessa.
Tutkimuksen perusteella saadaan lisätietoa ilmastonmuutoksen mallien pohjaksi.