Tutkimus paljastaa puiden geneettisen monimuotoisuuden syvimmät juuret

Tällä hetkellä elämme niin kutsuttua kvartäärikautta, joka on kestänyt noin viimeiset 2,5 miljoonaa vuotta ja jonka aikana jääkaudet ja lämpimämmät vaiheet ovat vaihdelleet. Viimeisin jääkausi oli karkeasti ottaen 10 000 - 100 000 vuotta sitten.

Vastoin pitkään vallinneita käsityksiä, menneisyyden jäätiköitymisiin liittyvillä rajuilla ilmastonmuutoksilla näyttää olleen vain vähän vaikutusta seitsemän tärkeimmän eurooppalaisen puulajin geneettiseen monimuotoisuuteen. Tutkimuksessa käytettiin ennennäkemättömän laajaa genomitietoaineistoa, joka on kerätty Euroopan unionin rahoittaman GenTree-hankkeen 2016 - 2020 aikana. Tutkimusta johtivat Helsingin ja Uppsalan yliopistojen tutkijat.

Seitsemän yleistä puulajia - metsämänty, kuusi, rauduskoivu, mustapoppeli, euroopanpyökki, rannikkomänty ja talvitammi - näyttävät muodostavan koko levinneisyysalueen kattavan verkoston, joka on geneettisesti yhteydessä toisiinsa tehokkaan geenivirran avulla eli geenit liikkuvat siitepölyn mukana. Tämä tekee niistä geneettisesti kestäviä ja saattaa selittää niiden kyvyn selviytyä miljoonia vuosia kestäneistä ympäristön muutoksista.

Seitsemän suuren eurooppalaisen puulajin geneettistä monimuotoisuutta eivät ohjaa vain menneet jääkausisyklit, vaan myös elinkierron piirteet ja muut biologiset ominaisuudet. Näitä ovat esimerkiksi se minkä ikäisenä puu rupeaa kukkimaan ja lisääntymään; kuinka vanhaksi se elää; onko laji tuulipölytteinen vai leviävätkö siemenet eläinten vai tuulen mukana; vai lisääntyykö laji suvuttomasti esimerkiksi vesomalla kuten poppeli ja kotimaisista lajeistamme haapa.

Yllättäen geneettinen monimuotoisuus on kasvanut viimeisimpien jääkausien aikana ja niiden välisinä aikoina. Tutkimus haastaa aiemman käsityksen, jonka mukaan puiden geneettinen monimuotoisuus olisi pääasiassa jääkausien muokkaamaa. Koska jääkausien aikana puiden levinneisyysalue on ollut rajallisempi, on oletettu, että myös geneettinen muuntelu olisi noina aikoina pienentynyt.

– Nyt käy ilmi, että lajien geneettinen historia ja muuntelu juontuvat miljoonien vuosien takaa ja nykyinen populaatiorakennekin, jossa eteläeurooppalaiset populaatiot ovat geneettisesti kaikkein erottuvimpia, on syntynyt jo kauan ennen viimeisintä jääkautta. Tämä viittaa siihen, että tietyt eurooppalaiset metsäpuulajit ovat säilyttäneet geneettisen monimuotoisuutensa merkittävästi pidempään kuin aiemmin uskottiin, jopa miljoonia vuosia tuhansien vuosien sijaan, kertoo apulaisprofessori Tanja Pyhäjärvi Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisestä tiedekunnasta.

– Puut ovat siitepölyvirran kautta toisiinsa yhteydessä pitkienkin matkojen päästä. Jokainen puu on geneettisesti uniikki ja kantaa miljoonia vuosia vanhaa tietoa. Nämä seitsemän yleistä puulajia, joita tutkimme, tulevat luultavasti jollain tavalla selviämään tulevaisuuden ilmaston muutoksista, mutta se tapa ei välttämättä ole ihmiselle mieluisa ja helppo. Puulajit voivat silti jostain alueelta kadota kokonaan ja selvitä jossain muualla, hän jatkaa.

Tutkimuksen tulosten avulla voidaan ennustaa puiden reaktiota käynnissä olevaan ilmastonmuutokseen. Puiden evoluutio on hidasta, sillä se tapahtuu maksimissaan niin nopeasti kuin puusukupolvet, joiden kesto on nopeimmillaan n. 15 – 20 vuotta, vaihtuvat. Geneettisen monimuotoisuuden ymmärtäminen auttaa esimerkiksi metsänhoidossa ja puiden jalostuksessa.

– Erityisesti tiedolla siitä, kuinka laajasti ja tehokkaasti puut vaihtavat geenejä, voi olla merkitystä tulevaisuuden kestävien metsien suunnittelussa. Puut elävät hyvin eri tahdissa kuin ihminen ja ne kyllä lajina pärjäävät. On paljon muita lajeja, joilla ei ole samoja ominaisuuksia ja ne ovat paljon haavoittuvampia, toteaa Pyhäjärvi.