Tiedote 10.12.2020 klo 10.17
FM Samu Elovaara väittelee Helsingin yliopiston bio- ja ympäristötieteellisessä tiedekunnassa torstaina 10.12.2020 klo 15. Väitöskirjan otsikko on “Cycling of dissolved and particulate organic matter in the pelagic marine environment: Impact of phytoplankton community mortality and microbial degradation”. Väitöskirjassa selvitettiin kuolevien kasviplanktonsolujen vaikutusta hiilen kiertoon Itämeressä. Vastaväittäjänä toimii professori Paul del Giorgio Quebecin yliopistosta ja kustoksena professori Sakari Kuikka.
Samu Elovaara teki tutkimustaan vuodesta 2015 Tvärminnen eläintieteellisellä asemalla ja vuodesta 2017 myös Suomen ympäristökeskuksessa. Tutkimuksessa hyödynnettiin kenttäseurantoja ja planktonekologisia kokeita. © Kuva: Tobias Tamelander
Kasviplanktonin kuolintapa vaikuttaa hiilen kiertoon
Kasviplanktonin yhteyttämisessään sitoma hiili siirtyy eteenpäin kasviplanktonsolujen kuollessa. Sillä, miten kasviplankton kuolee, on merkitystä hiilen kierron kannalta. Kasviplankton kuolee jollakin kolmesta tavasta: se uppoaa, päätyy eläinplanktonin ravinnoksi tai hajoaa. Uppoava kasviplankton vie sitomansa hiilen mukanaan meren pohjaan. Silloin hiili kulkeutuu pois vesipatsaan tuottavasta pintakerroksesta ja hiilenkierrosta mahdollisesti pitkäksikin aikaa. Jos kasviplankton päätyy eläinplanktonin ruuaksi, sen sisältämä hiili siirtyy eteenpäin ravintoverkossa, kalojen kautta ihmiselle asti. Hajoava kasviplankton vapauttaa hiilisisältönsä vesipatsaaseen, se kasvattaa mereen liuenneen orgaanisen aineen varastoa, ja ruokkii siten tätä orgaanista ainetta hyödyntäviä planktisia bakteereja.
Kasviplanktonsolujen hajoamisen vaikutusta hiilen kiertoon on tutkittu kahta muuta kuolleisuusmekanismia vähemmän, eikä sen kaikkia seurauksia tiedetä. Itämerellä asiaa ei ole aiemmin tutkittu lainkaan.
Itämerellä kasviplanktonin hajoamiseen vaikuttavat eri asiat kuin valtamerillä
Tutkimuksessaan Samu Elovaara havaitsi, että Itämeren kasviplanktonyhteisössä on aina kuolleita soluja. Joskus niitä on suurin osa kasviplanktonyhteisöstä.
”Yllättäen Itämerellä ravinteiden määrällä tai muilla kasviplanktonyhteisön kokoa tavallisesti rajoittavilla tekijöillä ei vaikuta olevan osuutta kuolevien solujen määrään, vaikka valtamerillä niin on. Sen sijaan epäsuorasti näyttää siltä, että eri kasviplanktonlajien väliset haitalliset vuorovaikutukset lisäisivät kuolleiden solujen määrää,” Samu Elovaara kertoo.
Valtamerissä on havaittu, että kasviplanktonin kuolevien solujen osuus vaikuttaa vesipatsaan sisältämän liuenneen orgaanisen aineen määrään. Itämerellä tämä yhteys ei ole yhtä selkeä. Syynä tähän on todennäköisesti bakteerien tehokas tuoreen orgaanisen aineen kulutus sekä se, että Itämereen kulkeutuu maalta ja jokien mukana paljon orgaanista ainetta.
Tutkimuksessa havaittiin, että kuolleiden solujen osuus vaihteli eri kasviplanktonryhmissä. Lisäksi havaittiin, että eri kasviplanktonlajit tuottavat hyvin erilaista liuennutta orgaanista ainetta, mikä johtaa erilaisen bakteeriyhteisön kehittymiseen. Tämä puolestaan johtaa hyvin erilaiseen orgaanisen aineen käyttöön. Jotta kasviplanktonin eri kuolleisuusmekanismien tarkka vaikutus hiilen kiertoon pystyttäisiin määrittämään, erot tärkeimpien kasviplanktonlajien tuottamassa liuenneessa orgaanisessa aineessa ja sen hajotuksessa tulisi tuntea paremmin.
Väitöksen pääsanoma on, että kasviplanktonin vaikutus hiilen kiertoon Itämerellä on monimutkaista, ja sen tutkimista vaikeuttavat Itämeren erityispiirteet. ”Oma tutkimukseni on vasta pieni pintaraapaisu tähän aiheeseen,” Samu Elovaara sanoo. ”Sekä Itämerellä että globaalisti kasviplanktonin hiilen kierron tutkimuksessa tulisi paremmin liittää yhteen yksittäisten lajien fysiologian tuntemus ja yleiset hiilen pitoisuuksien mittaukset, jotta hiilen kierron käsitteellinen ymmärtäminen parantuisi ja siten mallinnuksen epävarmuus vähenisi.”
Linkki väitöskirjaan (siirryt toiseen palveluun)
Väitöstilaisuutta voi seurata vain Zoom-lähetyksen välityksellä. Linkki Helsingin yliopiston tapahtumakalenteriin ja Zoom-lähetykseen (siirryt toiseen palveluun)
Lisätietoja:
FM Samu Elovaara, s-posti: samu.elovaara@helsinki.fi, p. 040 771 4810