Ajankohtaista

Väitös: 2.12.2016 Metsälierojen perimä voi heijastua ekosysteemin toimintaan (Mustonen)

Alkamisaika: perjantai 02. joulukuuta 2016, 12.00

Päättymisaika: perjantai 02. joulukuuta 2016, 15.00

Paikka: Seminaarinmäki, Seminarium S212

Marina MustonenFM Marina Mustosen ekologian ja evoluutiobiologian väitöskirjan ”Genetic diversity of a clonal earthworm: gene expression variation and impacts on decomposition in metal contaminated soil” (Geenien ilmentymisen vaihtelu metsälierolla ja lajin geneettisen diversiteetin vaikutus ekosysteemin toimintaan metallisaastuneessa maassa) tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä on professori Nico van Straalen (Vrije Universiteit Amsterdam) ja kustoksena on Emily Knott (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuus on englanninkielinen.

Korkealla biodiversiteetillä eli biologisella monimuotoisuudella on usein positiivinen vaikutus ekosysteemien toimintaan. Usein huomio kiinnitetään lajistolliseen monimuotoisuuteen, mutta lajien sisäisellä geneettisellä eli perinnöllisellä monimuotoisuudella voi myös olla merkittävä vaikutus ekologisiin prosesseihin, kuten eloperäisen aineen hajoamiseen ja perustuotantoon. Marina Mustonen tarkasteli väitöstutkimuksessaan perinnöllisen monimuotoisuuden vaikutusta hajotustoimintaan metallisaastuneessa maaperässä, jossa lajien monimuotoisuus on vähentynyt.

Tutkimuslajina oli metsäliero (Dendrobaena octaedra), joka on laajalle levinnyt tärkeä hajottajaeläin pohjoisissa metsissä, ja joka voi selvitä hyvinkin vahvasti metalleilla saastuneessa maassa. Lajin lisääntymismekanismin takia jälkeläisten oletetaan olevan perinnöllisesti identtisiä vanhempansa kanssa eli klooneja, mikä mahdollistaa sekä alhaisen perinnöllisen monimuotoisuuden että korkean perinnöllisen monimuotoisuuden vaikutuksen tutkimisen hajotustoimintaan.

Mustonen havaitsi, että korkealla perinnöllisellä monimuotoisuudella voi olla joitakin positiivisia vaikutuksia hajotustoimintaan. Ekosysteemin toiminnan kannalta tärkeämpää ovat kuitenkin eläinyksilöiden piirteet, esimerkiksi tehokkuus hajotustoiminnassa. Ekosysteemi voi toimia hyvin vaikka keskeisen hajottajalajin perinnöllinen monimuotoisuus olisi alhainen, riippuen millaisia eläinyksilöitä alueella on.

Mustonen keskittyi suurelta osin geenien ilmenemiseen: kuinka metallinsietokyvyssä tärkeän metallotioniini-proteiinia koodaavan geenin ilmentyminen eroaa metsälieroilla, jotka ovat peräisin metallisaastuneelta tai puhtaalta alueelta. Hän tutki, kuinka paljon geenien ilmenemisessä on vaihtelua kloonien välillä ja kuinka metaboliaan liittyvien geenien ilmentyminen eroaa, kun lierot ovat klooneja tai kun ne ovat eri genotyyppejä. Mustonen pohti myös, mitä haasteita geenien ilmentymisen mittaamiseen liittyy ja voisiko uudempi mittausmenetelmä auttaa vastaamaan näihin haasteisiin. Tulokset antoivat lisää tietoa geenien ilmentymisen vaihtelun suuruudesta, ja tarve ottaa vaihtelu huomioon erityisesti ekotoksikologisissa tutkimuksissa korostui.

Lisätietoja:

Marina Mustonen, marina.s.mustonen@jyu.fi, puh. 044 973 3582
Viestintävastaava Liisa Harjula, puh. 040 805 4403, tiedotus@jyu.fi

Marina Mustonen valmistui ylioppilaaksi Virolahden lukiosta 2002 ja maisteriksi Jyväskylän yliopistosta 2012. Väitöstutkimusta ovat rahoittaneet Maj ja Tor Nesslingin säätiö ja bio- ja ympäristötieteiden laitoksen tohtoriohjelma. Mustonen on työskennellyt tohtorikoulutettavana akatemiatutkija Emily Knottin ja lehtori Jari Haimin ohjauksessa vuoden 2013 alusta lähtien.

Teos on julkaistu sarjassa Jyväskylä Studies in Biological and Environmental Science numerona 323, 49 s., Jyväskylä 2016, ISSN: 1456-9701, ISBN 978-951-39-6833-5. Sitä saa Jyväskylän yliopiston kirjaston julkaisuyksiköstä, puh. 040 805 3825, myynti@jyu.fi. Luettavissa JYX-arkistossa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-6834-2

Abstract

Biodiversity affects ecosystem functioning positively. Metal-contamination diminishes species diversity and ecosystem function depends on the remaining species, and the genotypes within them. I studied how the clonally reproducing earthworm Dendrobaena octaedra responds to soil metal contamination and how its genetic diversity affects decomposition. Expression of the gene for the metal tolerance protein metallothionein was compared between populations with or without metal exposure history: with exposure history expression was high and stable and without there was a slow response. Adaptation to metal contamination likely explains the differences. Clonality of D. octaedra was verified with microsatellite markers. However, there was considerable gene expression variation both between and within genotypes, highlighting the need to consider such variation in comparative gene expression studies. The main study question focused on if genetic diversity is important for ecosystem functioning in metal-contaminated soil. I manipulated genetic diversity of a key decomposer, D. octaedra in a microcosm experiment. Indications of positive effects of higher genetic diversity on decomposition were found, especially in the contaminated conditions. However, the differences between the treatments often depended on which genotype was in the low diversity treatment, suggesting that traits of the genotypes might be more important than the level of genetic diversity for ecosystem functioning. An alternative technique to the real-time quantitative PCR, droplet digital PCR, was tested for gene expression measurements, and found to be a promising technique.

 

 

Lisätietoja

Tohtorikoulutettava Mustonen, Marina
marina.s.mustonen@student.jyu.fi
+358408053872
Bio- ja ympäristötieteiden laitos
kuuluu seuraaviin kategorioihin: ,