Doktoritöö: mulla elurikkus aitab hinnata inimeste mõju ökosüsteemile

Allikas: Novaator.ee, Marko Mägi
14.01.2021

Maa-alust elu on keeruline hoomata, sest see ei kuulu meie igapäevasesse tajuruumi. Mullaorganismid on sedavõrd pisikesed, et nende leidmiseks ja eristamiseks tuleb appi võtta DNA. Tartu Ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudis kaitstud doktoritöös uuris Siim-Kaarel Sepp, kuidas mõjutab inimtegevus mulla mikroelustikku ja iseäranis krohmseente elurikkust nii üle maailma kui ka Eesti puisniitudel.

Krohmseened on mullas äärmiselt olulised, sest ligikaudu 80 protsenti maismaa taimeliikidest elavad nendega sümbioosis. 

Võrreldes maapealsete organismidega on mikroskoopilise mullaelustiku uurimine aastakümneid, mõnes küsimuses aastasadu, paigal tammunud. Mullaorganismid on aga ökosüsteemi lahutamatu osa. Nende roll on näiteks lagundada orgaanilist ainet, toitainetsüklit käigus hoida ja tagada taimekasv. Mullaorganismide uurimise keerukuse tõttu on vähesedki teadaolevad andmed vastukäivad ning kliimamuutuste prognoosidesse ja otsustajateni on teadmised mullaelustikust visad jõudma.

Mullaproove kogus Sepp nii Eestist, näiteks Laelatu puisniidult, kui ka mitmelt poolt maailmast. Näiteks viis üks kogumisretk ta India ookeanis asuvale Réunioni saarele, kus vaatamata ootamatult tekkinud rahvarahutuste tõttu kehtestatud liikumispiirangutele õnnestus siiski proove koguda.  

“Minu töö näitab, et inimtegevusest tulenev maakasutus mõjutab ka silmale nähtamatuid mullaorganisme,” ütleb Sepp. “Näiteks toimivad puisniidule kasvama jäetud puittaimed ökosüsteemi insenerina. Nende olemasolu või puudumine tingib paljude organismirühmade, näiteks erinevad mullaseened ja -loomad, kuid ka muu taimkatte, liigirikkuse ning koosluste samasuunalise muutuse.”

Inimmõju ei ole Sepa sõnul alati tuvastatav liigirikkust mõõtes. Näiteks krohmseente kui oluliste taimesümbiontide liigirikkuse muutuse suund sõltub üleilmses võrdluses koosluse algsest liigirikkusest. Hoopis tundlikum inimmõju indikaator on muutus selles, mis liigid koosluses elavad ning milliseid neist leidub ohtramalt.

Sepp määras liigirikkust molekulaarselt, mis on suure andmestiku korral tõhusam. Laelatu puisniidult kogutud mullast tuvastas ta DNA-triipkoodide järgi nii mullaseened ja -loomad kui ka mullas leiduva taimse DNA. Just tehnoloogia oluline täiustumine ja odavnemine viimastel aastatel võimaldab autori sõnul suhteliselt mõistliku hinnaga triipkoodistada elurikkust. 

Küll aga polnud võimalik DNA põhjal täpselt tuvastada mullas leiduvaid taimeosakesi, sest üldised võrdlusandmebaasid on puudulikud ja kõikuva kvaliteediga. Seega võib DNA-põhise analüüsiga tuvastada küll ökoloogiliselt olulise mustri liikide suhetes, kuid täpse taimkatte liiginimekirja koostamiseks ei ole need meetodid veel piisavalt arenenud. Siiski leidis Sepp, et mullast DNA-põhiselt tuvastatud taimekoosluste muster vastas vaatlustel tuvastatud kooslusele. Seega võiks teoreetiliselt ka klassikalisi botaanilisi välitöid ühel hetkel asendada mullaproovis leiduva DNA analüüs.

“Mõnes mõttes ongi see aeg juba käes, aga teatavate piirangutega,” nendib Sepp. DNA eraldamine ja järjestamine on piisavalt tundlikud, et tuvastada ka vähearvukate liikide DNA-d. Probleem on aga DNA-le nime külge panemises, sest see nõuab usaldusväärset võrdlusmaterjali. “Krohmseente ja muude seente jaoks saame kasutada Tartu Ülikoolis arendatud andmebaase, kuid taimede puhul oli vaja järjestusi võrrelda üleilmse geenijärjestusekoguga, mis sisaldab pehmelt öeldes kõikuva usaldusväärsusega määranguid,” seletab värske doktor.

Molekulaarselt on samaaegselt erinevaid organismirühmi uurides võimalik hinnata ka elurikkuse komponentide muutlikkust ning seda, kas koosluse muutused on samasuunalised. Need teadmised on olulised mõistmaks, millised elusolendid on inimtegevusest enim mõjutatud. Teades erinevate organismide rolli ökosüsteemis, on võimalik hinnata, millised ökosüsteemi protsessid kõige tõenäolisemalt muutuvad.

Näiteks ei pruugi inimhäiring kui selline krohmseente liigirikkusele negatiivselt mõjuda. Isegi lageraie ei avaldanud mõju, sest võrreldes tavalise põllumajandusmaaga on raiel mullaelustikule tõenäoliselt mõju väiksem. Ometi ei tähenda see mõju puudumist. 

“Oma töös võrdlesin salumetsa ning selle lageraielanki, mis krohmseente liigirikkuse poolest märkimisväärselt ei erinenud,” selgitab Sepp. “Samas tuleb arvestada, et liigirikkus ei ole alati usaldusväärne inimmõju mõõde.”

Metsa ja langi võrdlus näitas tema sõnul, et lageraielankide krohmseente kooslused olid nii-öelda juhuslikud. See lubab arvata, et võib-olla moodustusid kooslused suurelt jaolt juhuslikest umbrohulaadse eluviisiga seentest, mis saabuvad vabanenud alale kiiresti. Viimased ei pruugi Sepa sõnul taimesümbiontidena olla samaväärsed stabiilses koosluses olevate seentega.

Seega võib inimtegevusest või selle lakkamisest tingitud stress mõjutada oluliselt koosluste koosseisu. Samas ei pruugi see tingida liigirikkuse vähenemist ja inimmõju hindamiseks ei piisa pelgalt liikide loendamisest. Lisaks võib inimmõju olla krohmseente liigirikkusele vastassuunaline – looduslikult vaesemates kasvukohtades elurikkust suurendav ning rikkamates vähendav. 

Kuigi krohmseente globaalne liigirikkus on suhteliselt väike – maismaa taimeliikide ning krohmseeneliikide arvu suhe on umbes 300:1 –, ilmnes vastupidiselt eeldatule, et taimejuurtesse “komplekteeritud” mikroskoopiliste krohmseeneliikide kogum ei ole juhuslik – peremeestaim võib eelistada kindlaid seeneliike või vastupidi.

Siim-Kaarel Sepp kaitses doktoritöö “Soil eukaryotic community responses to land use and host identity” 8. detsembril 2020. Tööd juhendasid ökoloogia ja maateaduste instituudi teadlased Maarja Öpik ja Martin Zobel. 

Toimetaja: Airika Harrik