Siikatutkimuksella on pitkät perinteet ympäristö- ja biotieteiden laitoksella Joensuussa. Loppukevät on kalatutkijoilla kiireistä aikaa, sillä talven yli selvinneistä siian munista kuoriutuvat poikaset, joilla tehdään monenlaisia kokeita. Parhaillaan tutkitaan ympäristömyrkkyjen ja lämpimän veden vaikutusta hedelmöittymiseen, sekä mikromuovia kalan ravinnossa.
—Kalatutkimus on yksi tutkimuslinja akvaattisessa tutkimuksessamme, professori Raine Kortet kertoo.
Kortet johtaa laajaa Akvaattisen ekologian ja käyttäytymisekologian tutkijaryhmää yhdessä professori Anssi Vainikan kanssa. Tutkimusryhmä on jo kauan keskittynyt muun muassa vesibiologian, vesiekologian, evolutiivisen ekologian ja käyttäytymisekologian tutkimukseen. Kalalajeista tutkimuskohteeksi on usein valikoitunut erityisesti siika.
—Siika on hyvä mallilaji ulkoisen hedelmöityksensä vuoksi, sen mätimäärä on iso, ja mätiä pystytään jakamaan. Samoin siian poikasmäärä on suuri, ja kaloja pystytään käyttämään erilaisissa tutkimuksissa, yliopistotutkija Hannu Huuskonen toteaa.
Huuskonen on tutkinut siikoja jo 90-luvulta saakka. Tutkimuskäytössä on ollut useita siikakantoja, kuten Oulujoen, Koitajoen ja Kokemäenjoen siikoja. Siialla on Suomessa kuusi eri ekomuotoa, joista osa on heikossa kunnossa, kuten vaellussiika.
—Pienen tuppisiian tilanne taas on puolestaan hyvä. Vaellussiikojen tilanteeseen vaikuttaa muun muassa se, että vesitiet on rakennettu pois, Huuskonen kertoo.
Joensuun kampuksella parhaillaan meneillään olevassa siikatutkimuksessa on mukana 900 jo kuoriutunutta siianpoikasta. Tutkimuksen aikana kalat kasvavat kolme viikkoa laboratorion uusien kasvatusaltaiden hapekkaassa vedessä. Taustalla on kontrolloitu perhekuvio, jossa on ollut viisi naarasta ja kymmenen koirasta; näin on saatu aikaan yhteensä 50 perhettä.
—Kaloista lypsetään nukutuksessa maitia ja mätiä, ja ne hedelmöitetään kuivahedelmöityksen avulla. Teemme tässä, kuten monissa muissakin tutkimuksissa, yhteistyötä Luken kanssa. Kyseessä on ensimmäinen kalankasvatuskoe tällä uudella systeemillä, mutta samoissa altaissa voidaan tulevaisuudessa tutkia myös esimerkiksi rapuja ja vesihyönteisiä, tutkijat toteavat.
—Tutkimme esimerkiksi kaivostoiminnassa vapautuvan ympäristömyrkyn, eli kadmiumin, vaikutusta siian hedelmöitykseen ja jälkeläisiin. Pelkkää maitia – ei siis mätiä – altistettiin kahdella eri myrkkypitoisuudella kymmenen sekunnin ajan hedelmöitysaikana. Poikasten uintikokeessa nähtiin, että kasvussa ja liikkumisessa on eroa jo vastakuoriutuneilla ruskuaispussivaiheen poikasilla. Ympäristömyrkylle altistettujen poikasten uintikyky näyttäisi alustavien analyysien mukaan olevan heikompi.
Ilmastonmuutos heikentää kalojen uintikykyä
Seuraavaan sukupolveen ulottuvat kalatutkimukset ovat pitkiä, sillä niiden kesto on yleensä vähintään puolisen vuotta. Kasvatusaltaiden vakiojärjestelmässä kokeet ovat helposti toistettavissa. Eläinkoeluvat on oltava kunnossa, ja eläimiä, myös alkiovaiheessa mätimunien sisällä olevia, on hoidettava asianmukaisesti päivittäin.
—Siiat, kuten muutkin luonnossa esiintyvät kalalajimme lisääntyvät vain kerran vuodessa, joten kokeita ei voida tehdä useita. Jos käyttäisimme vierasperäisiä akvaariokaloja kuten seeprakalaa, saisimme monia sukupolvia vuoden aikana, Huuskonen sanoo.
Kasvatusaltaiden viileä vesi, +10 celsiusastetta, vähentää kalojen tautiongelmia. Siika kutee muutenkin kylmässä vedessä syksyllä, ja munat kehittyvät jään alla. Poikaset kuoriutuvat jäiden sulamisen aikoihin.
Siian hedelmöittymistä tutkitaan myös lämpimän veden altistuksessa. Tutkimus on tärkeää ilmastonmuutoksen vuoksi, sillä siika on jo luokiteltu häviäjäksi vesien lämmetessä.
—Havaitsimme, että maidille ennen hedelmöitystä tehty lyhytaikainen ja varsin vähäinen lämpöaltistus heikensi poikasten uintikykyä verrattuna kontrolliryhmään. Koska molemmissa ryhmissä kaloilla oli täysin sama perimä, eikä lämpöaltistus vaikuttanut suoraan siittiöiden laatuun, uintikyvyn heikentyminen ei näyttäisi tulevan geneettistä tietä, apulaisprofessori Jukka Kekäläinen toteaa.
Kalojen uintikykyä testataan uintiputkessa vakiovirtausta vastaan yksi poikanen kerrallaan. Kun poikasia on 900 ja yhden mittaus kestää vajaan minuutin, tutkija viettää aikaa altaan äärellä aamusta iltaan, jopa viikon ajan.
Uintikyky liittyy kaloilla eloonjäämiseen, ravinnon hankintaan ja petojen välttelyyn. Mitä parempi uintikyky on, sen paremmin kala selviytyy aikuiseksi saakka.
—Uintikyky vaihtelee hurjasti, osa poikasista jaksaa uida vain sekunteja, toiset taas puoli tuntia. Sitten kun kala ei enää jaksa uida, se päätyy siivilään, lopetukseen ja mittaukseen.
Siialle maistuu myös mikromuovi
Mikromuovia tutkitaan parhaillaan molemmilla kampuksilla hieman eri näkökulmista. Joensuussa on meneillään tutkimus mikromuovin merkityksestä siianpoikasten ravinnossa. Tutkimuksen tulokset ovat parhaillaan arvioitavana tiedesarjassa.
Siian standardiravintona tutkimuksissa on elävä eläinplankton, Artemia. Sen kuivista lepomunista kuoriutuu suolavedessä eläviä toukkia. Suolalehtijalkaisiin lukeutuva plankton voi säilyä elävänä kuivaneessa suolajärvessä kymmenenkin vuotta.
—Artemia ja kokeessa käyttämämme mikromuovi, eli teollisesti valmistettu polystyreeni, ovat kohtuullisen samankokoisia, eli noin 100 mikrometriä. Siianpoikaselle kelpaavat ruuaksi molemmat, Huuskonen kertoo.
—Ne kertyvät identtisesti suolistoon – kala ei siis varta vasten valikoi muovia, vaan se tulee planktonravinnon mukana. Näin käy, vaikka jopa ruskuaispussipoikasilla on kehittyneet aistinelimet maistamiseen. Poikanen pystyisi kyllä sylkäisemään mikromuovin ulos suustaan.
Mikromuovi kalan suolistossa vie tilaa ja aiheuttaa näläntunnetta. Poikanen joutuu kuluttamaan enemmän aikaa ja energiaa syömiseen, jolloin kasvu hidastuu. Kalan selviytyminen perustuu siihen, että se syö ja kasvaa mahdollisimman nopeasti. Siian poikasista 99,9 prosenttia kuolee ennen aikuisikäänsä.
—Pyöreät mikromuovit myös poistuvat hyvin, eivätkä välttämättä kerry suolistoon. Kemikaalien ja muiden aineiden mahdollinen imeytyminen solukalvojen läpi saattaa kuitenkin vaikuttaa kalan terveyteen.
Kuvassa: Kasvatusaltaissa ui tällä hetkellä 900 siianpoikasta. Kuvassa professori Raine Kortet.
