Tiede & tekniikka

Kuten metsä, myös meri muuttuu vuodenaikojen mukana – pikkiriikkiset planktonit antavat viitteitä ilmastonmuutoksen vaikutuksista

Vedessä eläviä pienen pieniä eliöitä voidaan tutkia entistä paremmin uusien laitteiden ja tekoälyn avulla.
Kari Salonen
Tämän jutun julkaisun aikaan Lumi Haraguchi on tutkimusaluksella pohjoisella Jäämerellä lähellä Grönlantia keräämässä näytteitä.

Maapallon meriin on sitoutuneena 20 kertaa enemmän hiilidioksidia kuin maaperään ja maanpäälliseen kasvillisuuteen. Meressä suuri osa yhteyttämiseen kykenevistä eliöistä on mikroskooppisen pieniä planktoneita. Yksisoluisia, jotka yhteyttävät koko kehollaan.

Oikeastaan planktonit ovat todella laaja ryhmä eliöitä. Planktoneihin lasketaan kaikki sellaiset pikkuriikkiset olennot, jotka ovat liian pieniä uidakseen vastavirtaan ja käytännössä ajelehtivat veden mukana, kertoo tutkija Lumi Haraguchi Suomen ympäristökeskuksesta (Syke).

Metsiin tai maatalouteen verrattuna planktoneiden tutkiminen vaatii ajattelussa erilaista aikajännettä.

”Metsä voi elää monta sataa vuotta ja siihen verrattuna viljelykasvien kasvukausi on lyhyt hujaus. Erilaisten planktonien elinkierto taas on vielä nopeampi ja saattaa olla tunneista muutamiin päiviin.”

Utön saari Saaristomerellä on Itämeren tutkimuksen kannalta keskeinen. Saarella on tehty meri- ja säähavaintoja yli sata vuotta. Vuonna 2014 rakennettu mittausmökki mahdollistaa biologiset ja kemialliset havainnot sekä niiden lähettämisen eteenpäin mantereelle.

Utössä on käytössä automaattisesti toimivia analysaattoreita, jotka lähettävät tietoja ja kuvia jopa kolme kertaa tunnissa vesinäytteiden sisällöstä.

Käytössä on esimerkiksi mik­roskooppisen tarkkoja kuvia vesinäytteistä ottava laite. Se imaisee sisäänsä pienen vesinäytteen, joka kuvataan sellaisella tarkkuudella, että vedessä olevat levät ja pienimmätkin yksisoluiset eliöt erottuvat.

”CytoSense-niminen laite taas hankittiin jo viime vuonna, mutta se ei ymmärrettävästä syystä ollut oikein hyvä vuosi mennä ulos”, Haraguchi nauraa. Laite on nyt käytössä ensimmäistä kesää.

”Se ottaa ikään kuin sormenjäljen veden optisista ominaisuuksista tietyllä hetkellä. Se tallentaa valokuvana vesinäytteestä esimerkiksi heijastavuussignaalit, minkälaisia pigmenttejä siellä on, vedessä olevat solut ja solujen muodot.”

Laite kuvaa vesinäytteitä useita kertoja tunnissa. Haraguchin mukaan seuraava etappi on opettaa tekoälyä entistä paremmin analysoimaan saatua materiaalia ja tekemään tulkintoja vesinäytteen koostumuksesta.

Harjaantuneelta tutkijaltakin voi mennä useampi tunti tunnistaa ja luokitella yhden kuvan löydökset, joten ihmisvoimin saadun aineiston läpikäynti on mahdotonta.

Verrattuna perinteiseen menetelmään, jossa tutkija ottaa näytteen, vie sen laboratorioon ja analysoi siellä, monta kertaa tunnissa saatavat havainnot mahdollistavat uudenlaisia havaintoja.

Niiden avulla voidaan tarkastella esimerkiksi lajien runsauden vaihtelua vuoden mittaan. Vedessä on paljon myös sellaisia eliöitä, joiden olemassaolo tiedetään, mutta niiden runsaudesta tai elämästä ei tiedetä juurikaan muuta.

”Metsä muuttuu vuodenaikojen mukana ja meri muuttuu samalla tavalla. Sitä vaan ei näe yhtä helposti.”

Tutkijan tie Suomeen ja Itämeren pariin on ollut mutkainen. Haraguchi on alun perin kotoisin Brasiliasta, jossa hän opiskeli meritiedettä.

”Siellä sitten opin planktoneista ja ällistyin. Ensimmäistä kertaa kuulin näistä mikroskooppisen pienistä eliöistä ja siitä hetkestä alkaen ne ovat olleet kiehtovia.”

Brasiliasta tie vei Tanskaan tekemään väitöskirjaa. Samalla tutkimuksen kohde muuttui trooppisista vesistä Itämereen ja pohjoisten alueiden meriin.

Suomeen Haraguchi muutti puolisentoista vuotta sitten työn perässä. Hän työskentelee Suomen ympäristökeskuksessa osana merten hiilivirtoja tutkivaa ryhmää.

Erityisen tyytyväinen Haraguchi on siihen, että Suomessa valtio rahoittaa isoa osaa tutkimuksesta. Esimerkiksi ympäristökeskus ja Luonnon­varakeskus ovat ministeriöiden alaisia tutkimuslaitoksia.

Tämä mahdollistaa laaja-­alaisen ja pitkäjänteisen perustutkimuksen, jota voidaan käyttää pohjana useissa tulevaisuuden tutkimushankkeissa.

Itämerta tutkii usea taho tutkimuslaitoksista yliopistoihin. Haraguchi kehuukin erityisesti Finmari-tutkimusinfrastruktuuria, joka kokoaa yhteen merentutkimuksen eri toimijoiden laitoksia ja helpottaa yhteistyötä. Tämä mahdollistaa sellaisenkin tutkimuksen, johon yhdellä organisaatiolla yksinään ei olisi riittävästi resursseja.

Haraguchi toivoo, että pienen pieniä olentoja tutkimalla voitaisiin saada tietoa siitä, miten esimerkiksi ilmastonmuutos vaikuttaa eliöihin.

Tutkijan mukaan kiinnostavaa ja joskin huolestuttavaa on, että tälläkin hetkellä tapahtuu muutoksia, joiden vaikutuksia ei vielä tiedetä. Niille ei ole vertailukohtaa.

”Planktoneita on mielenkiintoista tarkastella, koska ne vastaavat nopeasti muutoksiin. Niitä tutkimalla voidaan havaita jo varhain, millaisia muilla tasoilla tapahtuvia muutoksia voi olla edessä.”

Katri Kuuppo / FINMARI
Tekoälyä opetetaan tunnistamaan ja analysoimaan näytteitä.

Itämeripäivä

Elokuun viimeisenä torstaina vietetään vuosittaista Itämeripäivää. Tänä vuonna päivä on 26.8.Päivän tarkoitus on tutustuttaa ihmisiä Itämereen ja konkreettisiin tekoihin meren suojelemiseksi.Itämeripäivänä useissa kaupungeissa järjestetään erilaisia Itämeriaiheisia tapahtumia, tempauksia ja koulutuksia.John Nurmisen säätiö aloitti Itämeripäivän viettämisen vuonna 2019. Sen jälkeen tapahtumien määrä on kasvanut reilusti.26.8.2021 järjestettäviä tapahtumia voi tarkastella osoitteessa itameripaiva.fi

Lue lisää

Hyveposeeraus huipussaan

Sauli Brander Kangasalta valittiin Itämeren ympäristöystävällisimmäksi viljelijäksi – "Tilalla sovelletaan lähestulkoon kaikkia ympäristön kannalta suositeltavia maatalouskäytäntöjä"

Lohenpoikasia havaittiin viime vuotta enemmän Tornion- ja Simonjoessa

Itämeren tuulet ja vedet