5.7.2018

Suomuarkisto Utsjoella on perinnöllisyystieteilijän aarreaitta

Tenojoen luonnonvarainen lohi vaeltaa kudulle entistä pienempänä ja nuorempana. Perinnöllisyystieteilijä, akatemiaprofessori Craig Primmer pyrkii selvittämään syytä tähän tutkimalla lohen sukukypsyysiän geneettistä arkkitehtuuria. Tärkeänä lähteenä toimii Utsjoella sijaitseva suomuarkisto, josta löytyy Tenon lohien suomuja yli 40 vuoden ajalta. 

Barentsinmereen laskeva, geomorfologisesti monimuotoinen Tenojoki on yksi merkittävimmistä Atlantin lohta tuottava joki lajin koko levinneisyysalueella. Tenojoen erilaisiin olosuhteisiin sopeutuneiden lohien elinkierto on myös paljon monimuotoisempi kuin eteläisemmillä lohikannoilla. Tämä tekee siitä maailman parhaan tutkimusjoen australialaiselle Craig Primmerille, joka aloitti viime vuonna toisen akatemiaprofessuurikautensa lohien geenitutkimuksen parissa Helsingin yliopistossa. 

Primmerin toisen akatemiaprofessuurikauden tutkimushanke pohjaa pitkälti Primmerin ryhmän aiempaan tutkimukseen VGLL3-geenistä, joka julkaistiin Nature-lehdessä vuonna 2015. Tutkimuksen mukaan VGLL3 selitti 40 prosenttia sukukypsyysiän vaihtelusta lohella. Nyt tavoitteena on ennustaa myös ympäristömuutoksen vaikutusta lohikalojen elinkierto-ominaisuuksiin ja miettiä tilannetta kalakantojen hoidon näkökulmasta. 

Naaraiden koolla on merkitystä

Atlantin lohi on vaelluslohi, joka viettää nuoruutensa makeavetisessä joessa vastavirtaan uiden. Lohi kokee ensimmäisen merkittävän transformaationsa, kun se muutaman vuoden kuluttua kääntyy uimaan myötävirtaan ja kulkeutuu virran mukana suolaiseen mereen ja ui joskus jopa Grönlantiin saakka. Meressä lohi keskittyy syömään ja kasvamaan. Siellä vietetty aika määrittää, minkäkokoisina lohet palaavat takaisin jokeen lisääntymään. Vuosi meressä kasvattaa lohen yksi-kaksikiloiseksi. Toinen merivuosi tukevoittaa lohen viisi-kuusikiloiseksi. Jos lohi viihtyy meressä kolmesta neljään vuotta, se voi palata lisääntymään yli metrin mittaisena ja painoltaan 20-30-kiloisena suurlohena. 

”Tenojoen lohet eivät välttämättä kuole kudun jälkeen kuten Pohjois-Amerikan lohet. Jotkut hengissä säilyneistä kaloista saattavat palata kudulle jopa kaksi tai kolmekin kertaa”, kertoo Craig Primmer. 

Tenojoesta lukuisine sivujokineen löytyy kaikenkokoisia lohia pienistä suuriin. Suurimmat yksittäiset urokset ovat naaraita suurempia, mutta naaraiden keskimääräinen koko on urosten keskimääräistä kokoa suurempi. 

”Naaraiden koko korreloi lisääntymismenestyksen kanssa, koska suuret naaraat pystyvät tuottamaan enemmän munia kuin pienet naaraat. Vaikka suuret urokset voivat suojella naaraita ja ajaa muita uroksia tiehensä tehokkaammin kuin pienet urokset, pienikin uros pystyy tuottamaan tarpeeksi spermaa suuren munamäärän hedelmöittämiseksi.” 

”Vaikka suuremmilla lohilla on paremmat mahdollisuudet saada enemmän jälkeläisiä, pienetkin pärjäävät. Jos lohi viettää useampia vuosia merellä, sillä on myös suuremmat mahdollisuudet kuolla ennen kuin se pääsee lisääntymään. Aikaisemmin palaavat saattavat onnistua lisääntymään jo siksi, että ne pystyvät säilymään paremmin hengissä.”

Vuosirenkaiden kertomaa

Primmerin mukaan Tenojoen erinomaisuutta tutkimusjokena korostaa myös Utsjoella sijaitseva suomuarkisto, jota koordinoivat Primmerin pitkäaikaiset yhteistyökumppanit Jaakko Erkinaro ja Panu Orell Lukesta. Hyllyillä säilytettävistä paperipusseista löytyy Tenosta kalastettujen lohien suomuja yli 40 vuoden ajalta. Jokaiseen pussiin on merkitty tiedot kalan sukupuolesta ja mitoista saantipaikkoineen ja kalastuspäivämäärineen. 

”Kalojen suomuissa on puiden vuosirenkaita vastaavat vuosirenkaat, joista voimme päätellä lukuisia asioita kalojen elinkierrosta. Vuosirenkaat paljastavat kalan iän, kuinka monta vuotta ne viettivät joessa ennen mereen siirtymistä, kuinka kauan ne olivat meressä ja palasivatko ne jokeen kudulle yhden tai useammankin kerran. Pystymme myös eristämään DNA:n arkistoidun suomun päällä olevasta limasta suurin piirtein samoin kustannuksin kuin tuoreista näytteistä.” 

Primmerin ryhmä on analysoinut jo useita tuhansia suomuarkiston näytteitä, joista osa on saatu kerätyksi tarkalleen samoista paikoista useamman vuosikymmenen ajalta. Mitä sitten on muuttunut ja miten?

”Kalakantojen rakenne on pysynyt jokseenkin samana mutta sukukypsyysikä on alentunut sekä koirailla että naarailla. Sukukypsyysikä vaikuttaa merkittävästi lohien saaliskokoon ja jälkeläistuotantoon. Suuria yksilöitä löytyy entistä harvemmin. Saaliin koko on ollut keskimääräistä alhaisempi vuodesta 2004 lähtien. Toisaalta myös useamman kerran kudulle nousevien kalojen määrä on lisääntynyt. Pyrimme nyt ymmärtämään, mistä nämä muutokset johtuvat.”

Suomuarkistosta saatavien näytteiden lisäksi Primmerin ryhmällä on nyt myös omat, viime syksynä syntyneet tutkimuspopulaationsa Viikissä ja Lammilla sijaitsevissa altaissa. Viikin kalahuoneessa noin kolmesenttiset lohenpoikaset uivat vastavirtaan 16 tankissa. Osa niistä siirtyy myöhemmin Lammille, missä on yhteensä 32 tankkia. Tällä hetkellä poikasia ruokitaan käsin kuusi kertaa päivässä. Tutkijat saavat eristetyksi DNA:n pienestä evänpalasestakin kalaa tappamatta, mutta suuri määrä kaloja kuolee kyllä muunlaisten näytteiden ottamisen aikana. 

Perustutkimuksen puoltaja

Australiassa syntynyt ja opiskellut Craig Primmer saapui Suomeen Uppsalan kautta vuonna 1997.

Suomalaisen vaimon, SYKEn tutkimusprofessori Eeva Primmerin kanssa hankitut lapset ovat jo lukioiässä. Toinen valmistuu nyt keväällä ja toinen aloitti lukion viime syksynä.

Ensimmäisen akatemiaprofessuurikautensa aikana Primmer työskenteli vielä Turun yliopistossa. Muutamat Primmerin entisen ryhmän jäsenistä siirtyivät hänen mukanaan Helsinkiin osaksi uutta kansainvälistä ryhmää.  

Primmer myöntää auliisti, että Suomen Akatemian pitkäaikainen rahoitus on ollut merkittävä syy siihen, että hän on ainakin toistaiseksi ollut ankkuroituneena Suomeen. Kun häntä on houkuteltu toisaalle, Suomen puolesta ovat puhuneet myös kaunis ja mielenkiintoinen luonto, hyvä koulut, toimiva terveydenhuolto ja turvallisuus. Suomessa on turvallista liikkua ja harrastaa; lapsetkin on voinut laskea ulos tarvitsematta olla heistä liikaa huolissaan. 

”Olen ollut todella onnekas ja myös kiitollinen, että sain Suomen Akatemian rahoituksen jo parikymmentä vuotta sitten. En usko, että se olisi enää mahdollista, jos olisin nyt vastaavassa tilanteessa kuin silloin. Perustutkimuksen rahoitus on tiukentunut myös Suomessa. Kilpailu on todella kovaa, ja moni erittäin lahjakas tutkija jää ilman rahoitusta.”

”Suomi oli aikaisemmin perustutkimuksen Mekka Euroopassa siinä, missä esimerkiksi Australia on ollut aivan toisilla linjoilla. Nyt Suomikaan ei enää tue perustutkimusta samalla tavalla kuin ennen.

Uutta luovan perustutkimuksen tärkeyttä ei saisi unohtaa, koska merkittäviä tieteellisiä läpimurtoja ei synny ilman laadukasta perustutkimusta.”

Isän kanssa kalaan

Luonnonvarainen lohi valikoitui perinnöllisyystieteen tutkijan kohteeksi useammastakin syystä. 

”Lohien ekologinen merkitys on suuri muille lajeille sekä ravinnonlähteenä että muiden lajien saalistajana. Niiden koko vaihtelee suuresti yksilöstä toiseen ja myös niiden tapa elää sekä makeassa että suolaisessa vedessä on kiinnostavaa. Myös lohien kalataloudellinen merkitys on suuri jo ahkeran kalastusmatkailun tuottamien eurojen näkökulmasta. Lisäksi yli 100 000 suomunäytettä sisältävä suomuarkisto tarjoaa korvaamattoman arvokkaan aineiston”, luettelee Craig Primmer. 

Vaikka Primmer on vieraillut Tenojoella lukuisia kertoja tutkimuksen takia, hän ei ole ehtinyt kokeilla siellä onneaan vapaa-ajan kalastajana. Tänä vuonna siihen tulee muutos, kun Primmerin ”hulluninnokas” perhokalastajaisä saapuu Suomen lomalle Australiasta. Silloin myös poika tarttuu vapaan ja toivoo saavansa edes yhden lohen.  

”En ole yhtä innokas vapaa-ajan kalastaja kuin isäni. Kalastus vaatii kärsivällisyyttä kärsimykseen asti. Itse nautin mukavammista retkistä. Tänä vuonna toivon kuitenkin saavani isän kanssa edes yhden kalan, jotta minun ei tarvitse seminaareissa esitellä kuvia vain ryhmäni jäsenten saamista isoista kaloista.”

Kalastuksen sijasta Primmerin harrasti pitkään australialaista jalkapalloa ja haaveili jossakin vaiheessa jopa ammattilaisurasta. Hänen isänsä pelasi australialaista jalkapalloa puoliammattilaisena 1960-luvun korkeimmalla sarjatasolla. 

”Nyt olen vaihtanut jalkapallon triathloniin, koska kontaktilaji alkoi käydä liian raskaaksi.”

Teksti ja kuvat: Suvi Ruotsi

Viimeksi muokattu 13.7.2018

Tietysti.fi on Suomen Akatemian sivusto, joka kertoo yleistajuisesti Akatemian rahoittamasta tutkimuksesta sekä tieteestä ja tutkimuksesta yleensä. Sivuille kootaan muun muassa tutkijahaastatteluita, tieteen yleisötapahtumia, tiedeuutisia ja tutkimuksesta kertovia taustajuttuja.

Seuraa meitä:

Ota yhteyttä

Suomen Akatemian viestintä
terhi.loukiainen@aka.fi

Lisätietoja Suomen Akatemiasta www.aka.fi