Arktiset kasvit ovat sinnittelyn mestareita

Eeva Pitkälä

Huippuvuorten olosuhteisiin vuosituhansien aikana sopeutuneet kasvit ovat pieniä, mutta hyvästä syystä. Pieni koko, alustaan tiukasti takertuva kasvutapa ja matala juuristo ovat sopeutumia pitkään talveen ja kylmään ilmastoon. Arktiksen eliökunta on sinnitellyt historiansa aikana useiden ilmastonmuutosten läpi.

Helsingin yliopiston väitöskirjatutkija Pekka Niittynen tutkii lumen ja lumen muutosten eli arktisen kryosfäärin vaikutusta kasvipeitteeseen. Niittynen kirjoittaa blogia muun muassa #muutos-lehteen. (Kuva: Julia Kemppinen)

Kuin kuussa, on ensimmäinen ajatukseni kun laskeudun lentokoneen portaita Huippuvuorten kamaralle. Lasinkuultava kylmää ilmaa on ihanan helppo hengittää, mutta mikä on tämä mustaakin mustempi maisema? Missä ovat vihreät kasvit? Täytyy oikein muistuttaa itseäni, että olemme hei Longyearbyenissä, 78 astetta pohjoista leveyttä. Pohjoisnavalle on Suomen mittainen matka.

Matkalla hotellille näkyy lisää karuutta: ruskeana pölisevän soratie, ainoa lämmin väri on varastorakennusten seinissä. Puun puuta ei näy, välillä erotan pilkahduksen kivisestä pellosta, joka jatkuu sinisenä aukeavan meren rantaan. Vastakkaisella suunnalla katse ampaisee ohi vilahtavien rakennusten takaa korkeuksiin. Vuorten rinteillä kiipeilee sentään jotain vihertävää.

Matalan sammalpeitteen seassa on vaikeasti tunnistettavia maata matavia putkilokasviruusukkeita ja hentoja heinätuppaita. Sitten näen jo rikot, valkoisen unikon, sarat ja kosteimmissa painanteissa viihtyvän tupasvillan. Myöhemmin alavalta rannikolta, ja Sarkofagen-vuoren huipun päältä löytyy lisää samaa häkellyttävän pienimuotoista kasvustoa.

Retkeillessämme Huippuvuorilla luonto on loppukesän tunnelmissa. Elokuun alkuviikkoina valoa on edelleen tarjolla ympäri vuorokauden, mutta ensimmäiseen auringonlaskuun on aikaa vain vähän toista viikkoa. Täysi pimeys alkaa lokakuun lopulla, mutta ensilumi sataa jo ennen sitä. Ainakin sen pitäisi…

Suojaudu, pysy pienenä, ole tehokas, ole nopea…

Arktiset kasvit ovat kehittyneet selviämään hyvinkin kylmissä olosuhteissa. Niiden strategisen pieni koko ja mätästävä tai ruusukemuotoinen kasvumalli, joilla ne suojaavat itsensä ja tuottavat oman itselleen sopivan mikroilmastonsa, kertovat tarinaa sinnikkäistä taistelijoista.

Ne ovat pakkasenkestäviä, kestävät kuivuutta maan ollessa vielä jäässä ja aloittava kasvukauden heti kun valoa alkaa tulla, ja kykenevät hyödyntämään nopeasti ja tehokkaasti paikoittain hyvin ohutta ikiroudan päälle kertynyttä maa-ainesta. Ne kasvavat hitaasti ja pienesti, mutta valon ja lämmön tultua ne ovat nopeita tuottamaan lehtiä, kukkia, maavartta, siemeniä, lehtisilmuja ja uusia nuppuja seuraavan kevään kukkimista varten.

Auringon alkaessa ilmoitella lähestyvästä talvesta kasveissa käynnistyy lepovaiheeseen siirtyminen. Oikean ajankohdan löytyminen perustuu ilmeisesti enimmäkseen lahjomattomimpaan kaikista eli valon ja pimeän ajan suhteeseen.

Kesällä arktisten kasvien kylmässäkin tehokas fotosynteesi voimistuu entisestään muutaman intensiivisimmän viikon ajaksi. Arktisissa kasveissa on todettu olevan enemmän viherhiukkasia kuin saman lajin kasveissa muualla. Pimeähengitys, jossa hiilihydraatit muuntuvat uusiksi solukoiksi ja kasvien omaksi polttoaineeksi, tulevien koitosten vararavinnoksi, on myös voimakasta kaikissa lämpötiloissa.

Pohjoisen talven noin yhdeksän osin pimeää ja ajoittain varsin kylmää kuukautta kasvit ilmeisesti enimmäkseen torkkuvat lumen peitossa. Joillakin arktiksen kasveilla on todettu olevan kyky kasvaa jopa lumikerroksen alla ja yhteyttää siellä. Kylmänkestävyys perustuu tiettyjen liukoisten hiilihydraattien kerääntymiseen soluihin. Väkevöidyn solunesteen avulla kasvit kestävät hetkellisesti jopa aivan äärimmäisiä lämpötiloja.

Adventdalenin alavaa arkisen turpeen peittämää jokisuistoa. Valkoiset pilkut kuvassa ovat tupasvillaa.

Adventdalenin alavaa arkisen turpeen peittämää jokisuistoa. Valkoiset pilkut kuvassa ovat tupasvillaa. (Kuva: Eeva Pitkälä)

Sinnittelyn mestarit eivät pärjää ilman lunta

Arkinen luonto joutuu nyt kohtaamaan voimakkaasti muuttuvat ilmasto-olosuhteet. Ilmaston lämpiämisen myötä monien lajien levinneisyysalueet kipuavat yhä ylemmäs Longyearboyeninkin vuorenrinteitä. Perässä tulevat kuitenkin joustavampaan strategiaan vihkiytyneet kasvit kuten heinät.

– Ilmaston muuttuminen ja levinneisyysalueiden vaihtelu ei tokikaan ole arktiselle lajistolle ennen kokematon ilmiö, ja arktisesta lajipoolista voi kuvitella karsiutuneen ne lajit, jotka eivät ole sopeutuneet toistuvaan vaihteluun ja liikkeeseen, tiivistää Helsingin yliopiston väitöskirjatutkija Pekka Niittynen, joka omassa työssään tutkii lumen ja lumen muutosten eli arktisen kryosfäärin vaikutusta kasvipeitteeseen.

– Arktisilta lajeilta loppuu kuitenkin elintila, jos ilmastonmuutos ajaa ne nykyisiltä levinneisyysalueiltaan ja kutistaa esiintymisalueet vuorten huipuille tai kohti Pohjoista jäämerta

Mikroilmastoja on Niittysen mukaan tutkittu runsaasti erityisesti lämpötilan osalta, mutta maaperän kosteuden merkitystä arktisten tai alpiinisten lajien refugioissa eli säilymispaikoissa, sekä muutosten puskuroinnissa ei hänen mukaansa täysin tunneta.

– Kaikista ratkaisevinta tässä ei kuitenkaan ole lämpö vaan se, mitä tapahtuu lumelle, sanoo Niittynen, jolla yhdessä Helsingin yliopiston BioGeoClimate Modelling Lab -tutkimusryhmän tutkijoiden kanssa on yhä enemmän todisteita siitä, että talviolosuhteet voivat olla yhtä tärkeitä tai jopa tärkeämpiä tekijöitä arktisen luonnon monimuotoisuuden kannalta kuin kesäolosuhteet.

– Myös maaperän kosteudella on oma vaikutuksensa ja takaisinkytkentänsä myös ilmastoon ja säätiloihin esimerkiksi siten, että se muuttaa sateiden alueellista ja ajallista jakautumista, tai vaikuttamalla ekosysteemien kykyyn sitoa hiiltä itseensä.

– Kansainvälinen ilmastopaneeli (IPCC), joka ennustaa ilmaston lämpenemisen jatkuvan arktisilla alueilla monia muita alueita voimakkaampana, tunnustaa kuitenkin että sademäärien ja kosteusolojen ennustaminen on lämpötiloja epävarmempaa.

– Ryhmämme yhdistää tutkimuksessaan satelliittikuvia ja esimerkiksi laserkeilausaineistoja maastomittauksiin ja kasvihavaintoihin. Tuloksemme osoittavat, että talvi ja lumisateet ovat todellakin kriittisiä tundran kasvillisuuden kannalta. Talvien ilmaston ennustetaan lämpiävän nopeammin kuin kesien, joten on lisättävä ymmärrystä ekosysteemien suhtautumisesta siinä tapahtuviin muutoksiin, Niittynen kertoo.

– Ei siis ole tarkkaa kuvaa sitä mitä ilmaston muuttuessa tapahtuu lumiolosuhteille. Sateisuuden muutoksen, vuodenaikaisuus ja lumen iso merkitys on tiedostettu mutta siltikään niitä ei ole vielä riittävästi. Siksi tutkimusryhmämme taisikin juuri saada asiasta artikkelin Naturen Climate Change -lehteen.

Toimittaja ottaa asiakseen huomauttaa tässä, että Nature tosin saattoi kiinnostua muustakin, kuten hienosta tutkimusotteesta. Niittynen sai muun muassa viime vuoden Suomen yliopistojen parhaan gradupalkinnon.

Arktiset kääpiöpajut , Salix herbacea, S. polaris and S. reticulata kasvavat niin matalana, että niitä ei heti tunnista pajuksi.

Arktiset kääpiöpajut , Salix herbacea, S. polaris and S. reticulata kasvavat niin matalana, että niitä ei heti tunnista pajuksi. (Kuva: Eeva Pitkälä)

 

Kaunis huippuvuorten unikko kukinnassa.

Kaunis huippuvuorten unikko kukinnassa. (Kuva: Eeva Pitkälä)

 

Rikkokasvit kiinnittyvät matalina kukkivina mättäinä ohueen alustaansa.

Rikkokasvit kiinnittyvät matalina kukkivina mättäinä ohueen alustaansa. (Kuva: Eeva Pitkälä)

Tiedetoimittaja-lehti

Julkaisija

Suomen tiedetoimittajain liitto ry.
Finlands vetenskapsredaktörers förbund rf.

Tiedetoimittaja-lehti on Kulttuuri- ja mielipidelehtien Kultti ry:n jäsen

Toimitus

Päätoimittaja Ulla Järvi

ISSN

ISSN 2242-4237 (Verkkolehti) | ISSN 1235-0338 (Painettu)

Tiedetoimittaja-lehti on sitoutunut vastuulliseen journalismiin