Puron ja metsän välissä sijaitsevalla rantavyöhykkeellä on tärkeä rooli vesiemme kemiallisen laadun ja ekologisen tilan ylläpitäjänä © Mari Tolkkinen
Virtavesiverkostojen latvaosissa sijaitsevat purot ovat kooltaan pieniä, mutta vesiemme laadun ja biologisen monimuotoisuuden kannalta hyvin merkityksellisiä. Ne syöttävät vettä suurempiin jokiin, järviin ja lopulta laskevat mereen vaikuttaen siten laajasti vesiekosysteemien tilaan. Lisäksi ne ovat erittäin monimuotoisia elinympäristöjä. Esimerkiksi sisävesiemme uhanalaisista lajeista 42 % elää puroissa ja lähteissä. Rantavyöhykkeiden kaikkein pienimmillä eliöillä, mikroskooppisilla sienillä ja bakteereilla on tärkeä merkitys vesistöjen ja rantametsien monimuotoisuuden ja toiminnan ylläpitämisessä.
Maaperämikrobit auttavat ylläpitämään puron veden laatua
Puron ja metsän välissä sijaitsevalla rantavyöhykkeellä on tärkeä rooli vesiemme kemiallisen laadun ja ekologisen tilan ylläpitäjänä. Suoraan rantavyöhykkeeltä tai epäsuorasti sen kautta kulkeutuu puroihin eloperäistä ainesta, ravinteita ja metalleja. Lehtimateriaalin ja kuolleiden eläinten hajottaminen on yksi tärkeimmistä ekosysteemitoiminnoista, koska hajotusprosessin kautta ravinteet pysyvät rannan eliöiden hyödynnettävissä. Mikroskooppiset sienet ja bakteerit ovat tärkeimpiä hajottajia. Maaperän rakenne, ravinnepitoisuudet, kosteus, happamuus ja karikkeen laatu vaikuttavat siihen, millaisia mikrobeja paikalla elää ja kuinka tehokkaita hajottajia ne ovat.
Rantavyöhykkeen kasvillisuus vaikuttaa puromikrobeihin
Puiden lehtien sisällä ja pinnoilla elävät mikrobit voivat osallistua kuolleen lehden hajotukseen vielä purossakin. Mikrobilaji ja puron olosuhteet vaikuttavat siihen, kiihdyttääkö vai hidastaako kyseinen mikrobi lehden hajoamista. Esimerkiksi suomalaisessa tutkimuksessa havaittiin, että hitaasti virtaavien uomien lehtikarikkeen hajoamisesta päävastuussa olivat lehtien omat mikrobit. Kovassa virtauksessa hajotuksesta vastasivat puromikrobit.
Myös rannan kasvilajiston koostumus ja monimuotoisuus vaikuttaa siihen, millaisia mikrobeja purossa elää ja siihen, minkälaisia biogeokemiallisia prosesseja purossa tapahtuu. ”Metsästä tulevan eloperäisen aineksen määrä ja laatu vaikuttavat mikrobilajistoon vesiekosysteemissä” toteaa Kaisa Lehosmaa, post doc -tutkija, Oulun yliopistosta.
Lehtikarike on tärkeä energian lähde metsäpurojen mikrobeille. © Mari Tolkkinen
Eri kasvilajit tuottavat erilaatuista liukoista ainesta ja paljolti siitä riippuu, mitkä bakteerilajit pystyvät sitä parhaiten hyödyntämään. Bakteerilajistolla voi puolestaan olla vaikutuksia niitä syövien tai niiden kanssa kilpailevien eliöiden lajistoon ja monimuotoisuuteen. Asiaa ei kuitenkaan juurikaan ole tutkittu.
Onko mikrobien monimuotoisuudella väliä?
Mikrobilajeja on valtavasti verrattuna moniin muihin eliöryhmiin. Lajistosta suurin osa on kuitenkin harvinaisia tai pieninä määrinä esiintyviä lajeja, jotka voivat olla lukumääräänsä nähden suhteettoman tärkeitä ravinteiden kierrolle, hajotukselle ja kasvien selviytymiselle. Tällaisten vähälukuisten, mutta tärkeiden lajien häviäminen elinympäristön muutoksen tai vaikka ilmastonmuutoksen seurauksena, saattaa vaikuttaa ekosysteemien toimintaan ja monimuotoisuuteen. Toisaalta, koska lajeja on paljon, mikrobien kyky sopeutua ja palautua häiriöstä voi olla parempi kuin monilla muilla eliöryhmillä.
Metsien ja purojen mikrobeista tiedetään vielä varsin vähän. Molekyylibiologisten analyysimenetelmien viime vuosien nopea kehitys onneksi auttaa tuottamaan entistä tehokkaammin uutta tietoa elinympäristöjen pienimmistäkin eliöistä.
Teksti ja lisätietoja:
Tutkija Mari Tolkkinen, Suomen ympäristökeskus, +358 50 591 5703, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi
Maj ja Tor Nesslingin säätiön rahoittamassa projektissa tuotettiin aiheesta yhteenvetoartikkeli:
Tolkkinen, M. J., Heino, J., Ahonen, S. H. K., Lehosmaa, K. & Mykrä, H. 2020. Streams and riparian forests depend on each other: A review with a special focus on microbes. Forest Ecology and Management 462: 117962