Kuumuus koettelee

Kirjoittaja kekometsässä. Kuva: Jonna Kulmuni

Ötökkäakatemian aiemmissa blogikirjoituksissa on jo avattu hieman kekomuurahaisten risteymämysteeriä. Lähdin gradussani tutkimaan tätä arvoitusta lämpötilakokeiden avulla Tvärminnen eläintieteellisellä asemalla.

Tutkimuslajini kaljukekomuurahainen viihtyy Keski-Euroopassa, kun taas tupsukekomuurahaisen pääesiintymisalue sijoittuu hieman pohjoisemmaksi. Väliin jäävällä alueella, esimerkiksi Suomessa, nämä lajit esiintyvät yhdessä ja voivat risteytyä. Etelä-Suomen kaljukkaista, tupsukkaista ja risteymistä on kerätty aineistoa jo pitkältä aikaväliltä, mikä mahdollistaa vuosien välisen vertailun. Risteymäjälkeläisten on havaittu joinakin vuosina muistuttavan perimältään hieman enemmän toista vanhempaislajia ja toisina taas toista.

Tietyt risteymät näyttäisivät pärjäävät tietyissä oloissa toisia paremmin. Mistä se johtuu? Yksi vuosien välillä luonnollisesti vaihteleva ympäristötekijä on sää – joka ilmastonmuutoksen seurauksena saattaa muuttua entistä ailahtelevammaksi. Lämpötila säätelee muurahaisilla monen monituista asiaa keon heräämisestä munien kehittymiseen ja toukkien kasvuun ja selviytymiseen. Voisiko lämpötila olla vaikuttava tekijä risteymätyyppien vaihtelun taustalla? Auttaako risteytyminen lajeja sopeutumaan vaihteleviin olosuhteisiin? Näistä asetelmista lähdin suunnittelemaan koeasetelmia keväälle. Jännittävää!

Koetta varten keräsimme työläisiä kaikista kolmesta ryhmästä: kaljukkaista, tupsukkaista ja risteymistä. Kokeeseen valitut yksilöt saivat uuden kodin Tvärminnen eläintieteelliseltä asemalta, jossa ne asustelivat kontrolloiduissa oloissa kuukauden päivät. Muurahaisten lämmönkestoa tutkittiin altistamalla ne erilaisiin äärioloihin. Halusimme mitata, miten kauan muurahaisilla kestää vajota lämpökoomaan, jolloin ne lakkaavat liikkumasta ja reagoimasta ärsytykseen. Kylmänsietoa tutkittiin pakastamalla murkkuja ja sitten mittaamalla niiden palautumisaikaa tästä käsittelystä. Tointuneet yksilöt pystyivät nousemaan jaloilleen ja kävelemään petrimaljan pohjaan piirretyn viivan yli.

Muurahaisten tekopesä Tvärminnen eläintieteellisellä asemalla. Kuva: Elisa Nygård

Vaikka luonnossa esiintyy harvoin koeoloissa käytettyjä äärilämpötiloja, niiden sieto kertoo kuitenkin yksilön selviytymiskyvystä ympäristöolojen vaihdellessa.

Tutkijoidenkin kunto koetuksella Kekomuurahaiset ovat sitkeää sorttia, ja niiden tainnuttamiseen lämpökoomaan vaadittiin oleskelua lähes 50-asteisessa kopissa neljän tunnin pituisen kokeen ajan. Havainnoitsijoiden oli välillä pakko tulla ulos viilentymään, ettei koe olisi jäänyt kesken tutkijan nestehukan tai tajuttomuuden takia. Kylmäkoe tuntui seuraavana päivänä lastenleikiltä, vaikka vaatikin hieman insinööritaitoa oikeiden kuvausolojen luomiseksi. Päätimme näet videoida muurahaisten heräämisen pakkaskäsittelyn jälkeen, jotta saisimme havainnoitua luotettavasti suuren määrän yksilöitä kerralla.

Herääminen kylmäkäsittelyn jälkeen videoitiin. Kuva: Elisa Nygård

DNA-tunnistus Lämpötilakokeiden jälkeen tutkin vielä muurahaisten perimää laboratoriossa selvittääkseni muurahaisten oikeat identiteetit. Pelkän ulkonäön perusteella risteymien ja alkuperäislajien erottaminen on erittäin vaikeaa. Alustavat aineiston tutkailut viittaavat siihen, että äärilämpötilojen sietokyvyssä on eroja ryhmien välillä. Innostava löydös, jonka todistaminen vaatii kuitenkin vielä tilastollisten analyysien tuen. Palaan lopullisiin tuloksiin myöhemmin.

LuK Elisa Nygård, Helsingin yliopisto

Pro gradu -työ etenee dosentti Jonna Kulmunin sekä tutkijatohtori Pierre Nouhaudin ohjauksessa.