Biologian alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan luonnontieteiden, metsätieteiden ja tekniikan tiedekunnassa Kuopion kampuksella. Tilaisuutta voi seurata myös verkossa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Kotoperäinen jokirapu (Astacus astacus) on esiintymisalueellaan Suomessa sekä laajemmin Euroopassa uhanalainen. Jokiravulla on kuitenkin taloudellista merkitystä ja sitä pyydetään edelleen. Jokirapukantoja ja lajin säilymistä uhkaa erityisesti vieraslaji täplärapu (Pacifastacus leniusculus) sekä sen kantama rapurutto (Aphanomyces astaci). Suomessa jokirapukantojen hoidolla ja suojelulla on pitkä historia. Kansallisen rapustrategian ohjaamana kantoja on pyritty elvyttämään siirtoistutuksin luontaisella levinneisyysalueella ja levinneisyysaluetta on myös laajennettu merkittävästi. Tähän on vaikuttanut täpläravun voimakas ja hallitsematon leviäminen erityisesti jokiravun luontaisella levinneisyysalueella.
Viimeaikaiset tutkimukset Ruotsista ja Baltian alueelta ovat osoittaneet jokiravun geneettisen monimuotoisuuden kaventuneen merkittävästi lajin pohjoisella levinneisyysalueella muun muassa rapuruttokuoleminen ja siirtoistutusten vuoksi. Aiempaa tietoa suomalaisten jokirapupopulaatioiden geneettisestä monimuotoisuudesta ei ole ollut.
Väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli tutkia jokirapupopulaatioiden geneettisiä eroja Suomessa hyödyntäen ITS1 (Internal Transcribed Spacer 1) mikrosatelliitin kaltaista toistovariaatiota merkkialueena, sekä arvioida mahdollisuuksia soveltaa uutta tietoa jokirapupopulaatioiden geneettisestä monimuotoisuudesta kantojen suojeluun ja hoitoon.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot? Mikä tutkimuksesi toteutuksessa tai tuloksissa on uutta, ansiokasta ja kiinnostavaa suuren yleisön ja/tai tiedeyhteisön kannalta?
Väitöskirjan ensimmäisessä osajulkaisussa selvitettiin ITS1 toistojaksoalueen periytyvyyttä. Tulokset vahvistivat menetelmän soveltuvuutta jokiravun geneettisen monimuotoisuuden analysointiin tietyt reunaehdot huomioiden.
Väitöskirjatyön toinen osajulkaisu oli ensimmäinen tutkimus Suomessa, jossa selvitettiin jokirapupopulaatioiden geneettisiä eroja. Tutkimuksessa todettiin suomalaisten populaatioiden eroavan ruotsalaisista ja virolaisista verrokkikannoista ja lisäksi suomalaisten populaatioiden välillä havaittiin olevan jonkin verran geneettistä monimuotoisuutta. Populaatioiden geneettistä monimuotoisuutta haluttiin selvittää tarkemmin väitöskirjan kolmannessa osajulkaisuissa ja tämän mahdollisti osana väitöskirjatyötä kerätty laaja aineisto.
Päähavaintona todettiin jokirapukantojen geneettisen monimuotoisuuden olevan kapea. Tulosta tukee muualla Euroopassa toteutettujen aiempien tutkimusten havainnot. Kahdeksan suomalaista populaatiota, joista yksi sijaitsee nykyisellä jokiravun suojelualueella luontaisella levinneisyysalueella, erottui geneettisesti muista analysoiduista 38 populaatioista. Analyysin sekä istutushistoriatiedon perusteella kyseinen populaatio on mahdollisesti niin sanotusti geneettisesti alkuperäinen.
Väitöskirjatutkimuksen tulosten perusteella voidaan todeta, että Suomessa saattaisi vielä olla alkuperäisiä populaatioita jäljellä erityisesti sellaisissa alkuperäisen levinneisyysalueen pienvesissä, joissa ihmisen toiminnan vaikutus on ollut vähäistä. Valtaosa nykyisistä rapukannoista vaikuttaisi olevan muodostunut siirtoistutuksien kautta. Geneettisen monimuotoisuuden merkittävällä kaventumisella, niin sanotulla pullokaulavaikutuksella, voi olla vaikutusta populaatioiden säilymiseen ja elinkykyyn tulevaisuudessa.
Miten väitöstutkimuksesi tuloksia voidaan hyödyntää käytännössä?
Pohjoisella levinneisyysalueella jokirapukantojen kaventuneen geneettisen monimuotoisuuden on osoitettu olevan seurausta siirtoisuuksista, joilla kantoja on pyritty vahvistamaan, rapuruttokuoleman jälkeen elvyttämään tai luomaan kokonaan uusia elinvoimaisia jokirapukantoja.
Jatkossa suojelutoimia tulisi kohdentaa erityisesti alkuperäisellä levinneisyysalueella sijaitsevan suojelualueen alkuperäisiin rapukantoihin, kun taas istutetut rapukannat tulisi käsitellä laajempana ryhmänä kannanhoidollisia ja suojelutoimenpiteitä suunniteltaessa ja toteutettaessa, paikalliset tai vesialuekohtaiset erityistarpeet huomioinen. Tämä kuitenkin edellyttää vesialuekohtaisia kartoituksia esimerkiksi ympäristö-DNA-menetelmiä (eDNA) hyödyntäen sekä tarkempia populaatiogeneettisiä analyyseja, esimerkiksi useampia mikrosatelliittialueita geneettisinä merkkialueina hyödyntäen.
Jokiravun geneettisen monimuotoisuuden säilyttäminen edellyttää tiivistä kansallista yhteistyötä mm. tutkimusorganisaatioiden, viranomaisten sekä vesialueen omistajien ja käyttäjien kesken.
Kuvaile väitöstutkimuksesi prosessia. Esimerkiksi mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tutkimusmenetelmät ja -aineistot? Liittyykö väitöstutkimuksesi laajempaan tutkimusprojektiin tai tutkimusryhmään?
Tämän väitöstutkimuksen mahdollisti laaja aineisto: jokirapujen DNA-näytepankkiin kerättiin yhteensä 1140 näytettä 38 suomalaisesta populaatioista sekä verrokkipopulaatioista Virosta ja Ruotsista. Aineisto kerätiin 2000-luvun alussa ja sitä on jo myöhemmin laajennettu. Populaatioista kerättiin myös taustatietoja istutuksista ja rapuruttokuolemista maanomistajilta tai alueen ravustajilta, sekä tarkastettiin kalatalousviranomaisen rekisteritiedot. Laaja aineisto on kansainvälisesti ainutlaatuinen ja sitä on hyödynnetty myös muissa Itä-Suomen yliopistossa tehdyissä tutkimuksissa.
FM Anna Karjalaisen biologian alaan kuuluva väitöskirja Genetic diversity of the native noble crayfish (Astacus astacus) in Finland. Implications for conservation and management tarkastetaan luonnontieteiden, metsätieteiden ja tekniikan tiedekunnassa, Kuopion kampuksella. Vastaväittäjänä toimii professori Jouni Aspi, Oulun yliopisto, ja kustoksena professori Raine Kortet, Itä-Suomen yliopisto. Tilaisuuden kieli on suomi.
Lisätietoja:
Anna Karjalainen, anna.karjalainen@uef.fi
