Metsät ja monimuotoisuus

Lahopuussa elävä sienilajisto muuttuu lahoamisen edetessä

Kuva:Metla/Tiina Rajala

Kuva: Metla/Erkki Oksanen

Kuva: Metla/Tiina Rajala

Lahoavassa puussa elää monimuotoinen sieniyhteisö, joka muuttuu puun lahotessa. Lahopuista eristetyn sieni-DNA:n perusteella paljastui, että suuri osa löydetyistä lajeista on ennestään tuntemattomia. Lahopuulla ja sillä elävällä lajistolla on suuri merkitys koko metsäekosysteemin biodiversiteetille sekä hiilen ja ravinteiden kierrolle.

Tutkimus osoitti että, kuusi-, mänty-, koivu- ja haapalahopuulla elävät sienilajistot poikkesivat toisistaan. Puunrungon tiheys, etäisyys maan pintaan, typpipitoisuus, kosteus, ligniinipitoisuus, läpimitta ja tilavuus olivat merkitsevästi yhteydessä sieniyhteisön rakenteeseen.

Lahoamisen alkuvaiheessa, kun puuaines on vielä tiheää, yleisiä lajeja olivat kotelosienet, kuten monet katkolahottajat ja endofyyttiset sienet. Tehokkaina lahottajina pidetyt valko- ja ruskolahottajat olivat yleisiä lahoamisen keskivaiheilla, jolloin lahoamisnopeuden ennustetaan olevan suurimmillaan. Lahoamisen loppuvaiheessa kun alkuperäisestä puuaineksesta on jäljellä vain viidennes mykorritsasienet olivat selvästi yleisin sieniryhmä. Sienidiversiteetti oli suurimmillaan lahosukkession loppuvaiheessa, jolloin suurin osa sienistä oli metabolisesti aktiivisia.

Boreaalisissa metsissä puun lahotuksesta vastaavat pääasiassa sienet. Lahopuulla elävien sienien tuntemus sekä tieto niiden habitaattivaatimuksista ja sukkessiosta on puutteellista rajoittuen lähinnä rungolla kasvaviin, helposti havaittaviin itiöemiin, jotka muodostavat koko lajistosta vain osan.

Tutkimme lahoavassa puussa kasvavan sieniyhteisön sukkessiota molekyylibiologisilla menetelmillä. Analysoimme 1) kuinka sieniyhteisö muuttuu puun lahotessa ja sen laadun muuttuessa, 2) missä lahoamissukkession vaiheessa lahottajasieniä ja mykoritsasieniä esiintyy ja 3) miten aktiivisten sienien määrä muuttuu lahoamisen edetessä. Tutkimuksessa kehitetään myös työkaluja, joiden avulla kuvaukset sienilajiston kehityksestä voidaan liittää metsikön kehitystä ennustaviin malleihin.

Tutkimushanketta (2008-2011) on rahoittanut Suomen Akatemia. Monialainen tutkimusryhmä työskentelee yhteistyössä Helsingin yliopiston tutkijoiden kanssa. Ryhmään kuuluu mikrobiologeja, matemaatikoita, kasviekologeja, bioinformaatikkoja ja metsätieteilijöitä. Tutkimusryhmän jäsenet Metsäntutkimuslaitoksessa ovat Raisa Mäkipää (koordinaattori), Tiina Rajala, Mikko Peltoniemi ja Taina Pennanen.

Aineisto kerättiin luonnontilaisen kaltaisista, kuusivaltaisista metsiköistä Etelä-Suomesta. Maapuurungoista otettiin näytteitä kemiallisia analyysejä sekä DNA/RNA-analyysejä varten. Näytepuista mitattiin niiden läpimitta, pituus, tiheys, N, C/N-suhde, ligniini, vesi- ja etanoliuuttuvat yhdisteet sekä kosteus.

Katko-, valko- ja ruskolahottajien sekä mykorritsasienien osuudet eri lahovaiheissa (Lähde: Rajala et al. 2011)

Lisätietoja

• Tutkija Tiina Rajala, p. 029 532 5407, tiina.rajala @ metla.fi
• Tutkija Raisa Mäkipää, p. 029 532 2197, raisa.makipaa @ metla.fi

Tulokset julkaistu artikeleissa:

Rajala, T., Peltoniemi, M., Pennanen, T. and Mäkipää, R. 2010. Relationship between wood-inhabiting fungi determined by molecular analysis (denaturing gradient gel electrophoresis) and quality of decaying logs. Canadian Journal of Forest Research 40: 2384-2397.

Rajala, T., Peltoniemi, M., Hantula, J., Mäkipää, R. ja Pennanen, T. 2011. RNA reveals a succession of active fungi during the decay of Norway spruce logs. Fungal Ecology, in press. DOI:10.1016/j.funeco.2011.05.005.

Ovaskainen, O., Nokso-Koivisto, J., Hottola, J., Rajala, T., Pennanen, T., Ali-Kovero, H., Miettinen, O., Oinonen, P., Auvinen, P., Paulin, L., Larsson, K-H., Mäkipää, R. 2010. Identifying wood-inhabiting fungi with 454 sequencing - what is the probability that BLAST gives the correct species? Fungal Ecology 3: 274–283.