Grants and residencies

Research

Muuttuviin olosuhteisiin sopeutuminen ja sukusiitosheikkouden ehkäisy luonnonpopulaatioissa

Application summary

Luonnonpopulaatioiden sopeutuminen muuttuviin ympäristöolosuhteisiin voi tapahtua ilmiasun joustavuuden tai evoluution kautta. Evolutiivinen muutos edellyttää, että ominaisuus on perinnöllisesti muunteleva ja siihen kohdistuu valintaa. Ympäristöolosuhteet voivat vaikuttaa paitsi luonnonvalintaan, myös periytyvän muuntelun ilmenemiseen. Monet luonnonpopulaatiot ovat reagoineet ilmaston lämpenemiseen: esimerkiksi hömötiainen (Poecile montanus) ja talitiainen (Parus major) ovat aikaistaneet pesintäänsä Pohjois-Suomessa. On kuitenkin yhä epäselvää, onko havaittu muutos ilmiasun joustavuutta vai evoluutiota. Sukusiitosta tapahtuu ajoittain luonnossa. Sen haitallisia vaikutuksia kutsutaan sukusiitosheikkoudeksi. Tähänastinen tutkimus on keskittynyt lähisukulaisten pariutumisen välttämiseen johtaviin mekanismeihin. Esitän uudenlaisen näkökulman sukusiitosheikkouden välttämisen tarkasteluun. Hankkeen tavoitteena on vastata viiteen tutkimuskysymykseen: 1) Miten ympäristöolosuhteiden muutos vaikuttaa perinnöllisen muuntelun ilmenemiseen? 2) Miten ympäristöolosuhteiden muutos vaikuttaa ominaisuuksiin kohdistuvaan luonnonvalintaan? 3) Onko havaittu ilmiasun muutos ilmiasun joustavuutta vai mikroevoluutiota? 4) Miten sukusiitosheikkous ilmenee luonnonpopulaatioissa? 5) Voiko neutraaleihin ominaisuuksiin perustuva parinvalinta estää sukusiitosheikkoutta? Yhtenä tavoitteena on pitkäaikaistutkimuksen jatkaminen Oulussa. Hyödynnän harvinaisia pitkäaikaisaineistoja yksilöllisesti merkityistä linnuista. Kehitämme uuden tilastollisen työkalun, jolla tarkastella perinnöllisen muuntelun määrän muuttumista ympäristötekijän myötä. Käytän yleistettyjä lineaarisia sekamalleja, animal model -metodologiaa ja teoreettista simulaatiomallintamista. Hanke tulee tuottamaan 4–5 tieteellistä artikkelia, jotka julkaistaan arvostetuissa kansainvälisissä sarjoissa. Tuotettavat aineistot tallennetaan SPI-Birds -aineistokantaan.

Hanke ajoittui tammikuusta 2021 tammikuuhun 2025.

Linnunpoikasten koon ja kasvunopeuden perinnöllisen muuntelun ilmenemistä ja evolutiivisen potentiaalin muutosta ravinnon saatavuuden suhteen tutkiessani havaitsin, että pesäpoikasaikaisen ravinnon saatavuus on runsastunut vuosien myötä, millä on vaikutusta poikasten massaan ja siiven mitan heritabiliteettiin.

Tutkin, ovatko havaitut muutokset hömö- ja talitiaisten pesinnän ajoituksessa evoluutiota vai ilmiasun joustavuutta. Tuotin pitkäaikaisaineistojen ja sukupuiden avulla animal model -mallit, ja tarkastelin niiden tuottamien yksilökohtaisten jalostusarvojen ajallisia muutoksia. Edistysaskeleena evoluutioekologiselle tutkimukselle kehitin mallinnusta huomioimalla yksilökohtaisten jalostusarvoestimaattien epävarmuuden. Tarkastelin myös ympäristön vaikutusta pesinnän ajoitukseen pysyväisvaikutusten ja vuosittain vaihtelevien ympäristövaikutusten kautta. Vaikka evoluution edellytykset täyttyvät hömötiaisella, en havainnut sitä kummallakaan lajilla. Vuosittain vaihtelevat ympäristötekijät vaikuttavat pesinnän ajoitukseen. Se on joustava ominaisuus, mutta hömötiaisella ilmiasun joustavuus keväiden lämpenemisen myötä selittää vain noin puolet pesinnän ajoituksen muutoksesta.

Tarkastelin hömötiaisilla sukusiitosheikkouden ilmenemistä varhaisissa elämänvaiheissa. Havaitsin hienoisen sukusiitoskertoimien kasvun vuosien myötä. Kuitenkaan, sukusiittoisuus ei näytä selittävän kuoriutumis-, lentoonlähtö- tai rekrytoitumistodennäköisyyksiä tai niissä tapahtuneita ajallisia muutoksia.

Pyrin myös jatkamaan pitkäaikaistutkimusta yksilöllisesti merkittyjen lintujen parissa. Vietin vuosien 2021–2024 keväät ja kesät Oulun tutkimusalueen metsissä etsien hömö- ja töyhtötiaisten pesiä, seuraten niiden edistymistä ja keräten aineistoa mm. pesän sijainnista, pesinnän ajoituksesta, munittujen munien määrästä, poikasten määrästä ja koosta, emojen identiteeteistä ja mitoista. Avukseni palkkasin maastotyöntekijän kolmena kesänä.

Back to Grants listing