Ainutlaatuinen jokihelmisimpukka on herkkä ympäristön muutoksille – Tutkimus auttaa suojelussa

Heini Hyvärinen ja Sabrina Nykänen edistävät väitöskirjoissaan erittäin uhanalaisen jokihelmisimpukan eli raakun suojelua. Hyvärinen tutkii raakun poikasten sietorajoja ympäristökuormitukselle ja Nykänen selvittää raakun palautumiskykyä ja roolia virtavesiekosysteemissä. 

Maamme pitkäikäisin eläinlaji raakku on erittäin herkkä ympäristön muutoksille, koska se on hyvin vaatelias elinympäristönsä suhteen ja sillä on monimutkainen elinkierto, joka sisältää pakollisen loisvaiheen lohen tai taimenen kiduksilla.

Raakku rauhoitettiin alun perin helmenpyynnistä aiheutuneen häviämisen vuoksi, mutta se on sittemmin kärsinyt lohikalakantojen heikentymisestä, jokien perkaamisesta ja valjastamisesta, sekä valuma-alueilta tulevasta maa- ja metsätalouden kuormituksesta. Kuormitus on tehnyt uoman pohjan elinolosuhteista raakun poikasvaiheelle kestämättömät, ja poikasvaiheen kuolleisuutta pidetään nykyään suurimpana raakkukantojen taantumista aiheuttavana tekijänä. Raakulle on vasta hiljattain laadittu suojeluohjelma sen ilmeisen häviämisuhan vuoksi.

Laboratorio apuna raakunpoikasten tutkimuksissa

Hyvärinen selvittää väitöskirjaansa varten, mikä aiheuttaa raakunpoikasten suurta kuolleisuutta. Koska poikasia on niiden pienen koon vuoksi vaikeaa tutkia luonnossa, on Hyvärinen tutkinut poikasten sietorajoja laboratorio-olosuhteissa. Tutkimuksen on mahdollistanut se, että Konneveden tutkimusasemalla kasvatetaan raakunpoikasia LIFE Revives –hankkeessa. Tutkimuksen kohteena on ollut jokipohjan liettyminen, happikato, korkea lämpötila ja suolaisuus. 

Jyväskylän yliopiston Life Revives -hankkeen työntekijöitä valmistelemassa poikaslaatikoita raakkujoen rannalla. Kuva: Sabrina Nykänen.

Raakunpoikaset elävät ensimmäiset elinvuotensa jokipohjan sisään kaivautuneena. Tämän vaiheen ajatellaan olevan yksi herkimmistä raakun elinkierron vaiheista. Pienet, alussa alle millimetrin pituiset poikaset, ovat alttiita jokipohjan liettymiselle, jossa jokiin valunut hienojakoinen aines, liete, tukkii jokipohjan soran. Tästä tukkeumasta seuraa happikato, jonka seurauksena raakunpoikasten on oletettu tukehtuvan.

– Raakunpoikasten sietorajoja erilaiselle ympäristökuormitukselle on tärkeää tutkia, jotta ympäristölupaviranomaiset voivat käyttää tutkittua tietoa päätöksentekonsa tukena. Lupien säätelyllä voidaan rajoittaa sellaista toimintaa, joka vaikuttaa kielteisesti raakkujokien luonnontilaan. Esimerkiksi rakentaminen, teollisuus ja liikenne voivat heikentää jokiympäristön laatua.

Hyvärinen selvitti kokeellisesti, minkälaista happipitoisuutta raakunpoikaset tarvitsevat elääkseen ja kuinka veden lämpötila vaikuttaa alhaisen hapen sietokykyyn.

– Selvisi, että osa poikasista voi selvitä hyvin alhaisissa happipitoisuuksissa, lähes hapettomassa vedessä, useita päiviä. Kesälämpötiloissa poikaset eivät selvinneet happikadosta, mutta kun lämpötila oli hieman matalampi, suurin osa poikaista sieti happikatoa jopa 10 päivää. Tulos viittaa siihen, että ilmastonmuutoksen myötä lämpenevät vedet voivat voimistaa happikadon kielteisiä vaikutuksia.

Viileissä vesissä viihtyvien raakkujen korkean lämpötilan sietoraja oli Hyvärisen mukaan yllättävän korkea, kunhan happea oli tarjolla riittävästi.

– Kokeissa havaitsimme, että poikaset sietivät kuukauden ajan erittäin korkeaa, 26 °C lämpötilaa. Tällaisia lämpötiloja eivät raakut oletettavasti kohtaa Suomessa, elleivät ilmastonmuutoksen myötä yleistyvät hellejaksot aiheuta jokiuoman kuivumista ja siten poikkeuksellisen korkeita lämpötiloja.

Jyväskylän yliopiston Life Revives -hankkeen puitteissa raakkujokeen asennettu laatikko laboratoriossa kasvatetuille raakun poikasille. Kuva: Sabrina Nykänen.

Myös veden suolapitoisuuden osalta poikasten sietoraja oli melko korkea.

– Oli ilahduttavaa huomata, että poikaset eivät olleet erityisen herkkiä suolapitoisuuden nousulle. Suomen raakkujoista otetuista mittauksista ei löytynyt sellaisia suolapitoisuuksia, jotka meidän kokeiden perusteella aiheuttaisivat poikasten kuolleisuutta. On kuitenkin huomioitava, että suolaa voi päätyä jokiin merkittäviä määriä tiesuolan tai kaivosten jätevesien mukana ja tällainen suolavaluma voi olla keskittynyt tiettyyn paikkaan ja aikaan. 

Hyvärisen mukaan tärkein raakun suojelukeino on edistää raakkujokien puhdasta luonnontilaa rajoittamalla ihmisen toimintaa raakkujokien ympärillä. Muutokset parempaan voivat kuitenkin kestää kauan ja kaikkien raakkupopulaatioiden kohdalla ei ole aikaa odottaa elinolojen paranemista, vaan raakku on vaarassa hävitä nopeasti. 

Heini tutkimassa raakkuja luupilla. Kuva: Tuomo Sjönberg.

Jyväskylän Konneveden tutkimusasemalle onkin tuotu turvaan aikuisia raakkuja näistä vaarantuneimmista populaatioista. Tutkimusaseman altaissa sellaisetkin raakut, jotka eivät lisäntyneet luonnossa, ovat alkaneet taas tuottaa raakuntoukkia, joista kasvaa raakunpoikasia.

Hyvärisen tutkimus on mahdollistanut osaltaan raakunpoikasten kasvattamisen jatkumisen. Ilman tutkimustoimintaa Konneveden tutkimusasema ei voisi jatkaa raakkujen ylläpitämistä ja kasvattamista, sillä tutkimuslaitoksena sen täytyy tuottaa myös tutkimusta.

– Kun tunnemme raakunpoikasten sietorajat ja kuolleisuutta aiheuttavat tekijät, voidaan Konnevedellä kasvatettuja poikasia istuttaa luontoon sellaisiin paikkoihin, joissa tiedämme olosuhteiden olevan mahdollisimman suotuisat. Poikasia voidaan myös kasvattaa aivan herkimmän vaiheen ohi, 2–3 vuotiaiksi.

Työkaluja suojelutoimien kohdentamiseen ja vaikutusten arviointiin

Nykänen tutkii väitöskirjassaan raakun palautumiskykyä ja roolia virtavesiekosysteemissä matemaattisilla malleilla.

Jyväskylän yliopiston LIFE Revives -hankkeen puitteissa on alettu tehdä konkreettisia kunnostustoimia raakun elinympäristön parantamiseksi, ja kuolevia populaatioita elvytetään poikasistutuksilla. Tällä hetkellä tieto raakun luontaisesta palautumiskyvystä ja poikasistutusten vaikutuksesta siihen on kuitenkin puutteellista. Lisäksi raakun taantumisen ja elpymisen vaikutuksia muihin lajeihin on vaikea arvioida luotettavasti, koska lajikohtaista tutkimustietoa ei ole saatavilla.

Sabrina Nykänen tutkimassa raakkupopulaation tilaa. Kuva: Panu Oulasvirta.

–  Muilla simpukkalajeilla tehdyt tutkimukset antavat viitteitä raakun roolista ekosysteemissä, mutta raakulla voi olla korostunut rooli niissä vähäravinteisissa virtavesissä, joihin muut Suomessa esiintyvät simpukkalajit eivät ole sopeutuneet. Raakku onkin yleensä ainoa simpukkalaji niissä virtavesissä, joissa sitä esiintyy, joten sen kadotessa näistä virtavesistä ei löydy korvaavia, toiminnallisesti samankaltaisia lajeja.

Matemaattisten mallien avulla voidaan tarkastella paljon muuttujia ja muuttujien välisiä yhteyksiä sisältäviä ilmiöitä, kuten populaatioiden ja ekosysteemien dynamiikkaa, joiden hahmottaminen muutoin voi olla haastavaa. 

Nykänen selvittää poikaskuolevuudessa tapahtuvien muutosten vaikutusta raakkupopulaatioiden kannanvaihteluun populaatioekologisella mallinnuksella. Eri lajien ja trofiatasojen välisiä suhteita kuvaavalla ravintoverkkomallilla puolestaan pystytään simuloimaan, miten raakun esiintymistiheyden muutokset tai häviäminen vaikuttavat muihin lajeihin, jotka kuuluvat samaan ravintoverkkoon.

Noin 7 kk ikäisiä raakunpoikasia. Kuva: Heini Hyvärinen.

Nykäsen työssä malleilla saadaan uutta ratkaisevaa tietoa muun muassa poikasistutusten pitkäjänteisestä vaikutuksesta. Mallien avulla pystytään esimerkiksi simuloimaan poikasistutuksien tehokkuutta sekä arvioimaan istutusten tarpeellisuutta tilannekohtaisesti ja tarvittavien istutusten laajuutta. Näin raakun suojeluun varatut rajalliset resurssit voidaan kohdentaa tehokkaalla tavalla.

– Mallit mahdollistavat vaihtoehtoisten skenaarioiden tutkimisen nopeasti ja kustannustehokkaasti. Raakun kannanvaihtelun tutkiminen olisi erittäin haastavaa ilman näitä työkaluja raakun pitkän elinkierron takia. Tarpeeksi pitkien aikasarjojen kerääminen vaatisi paljon resursseja ja veisi liian kauan aikaa, kun toimia tarvitaan ripeästi.

Kasvun tutkiminen pienillä näytteillä tuotti tulosta

Populaatioekologisen mallin rakentamista varten tarvittiin tietoa raakun kasvussa esiintyvästä vaihtelusta. Tätä Nykänen on selvittänyt väitöskirjansa ensimmäisessä, hiljattain valmistuneessa osajulkaisussa. 

– Selvisi, että suomalaisten raakkujen yksilöllisessä kasvussa ja eliniässä on paljon populaatioiden välistä vaihtelua. Tutkimuksessa hyödynnettiin kuoren kasvun rekonstruointimallia, joka mahdollisti raakun kasvun tutkimisen poikkeuksellisen pienillä näytemäärillä. 

Tulokset osoittivat, että 1–6 yksilöä tai hyväkuntoista kuorta riittää tuottamaan kasvuparametreja, joita voi hyödyntää muun muassa populaation ikäjakauman määrittämisessä, luonnollisen kuolleisuuden estimoimisessa sekä poikasten koon määrittämisessä. Jälkimmäinen tieto on tärkeää erityisesti populaatioiden tilan arvioinnin kannalta.

– Tällä hetkellä raakkupopulaatioiden tilan arviointikriteerit olettavat, että kaikissa populaatioissa immatuurien yksilöiden koko on sama. Tämä ja muut tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että näin ei ole. Nyt tilaluokitusta voidaan tarkentaa niille populaatioille, joille kasvudataa on saatavilla.

Tutkijan työ on vaativaa, mutta palkitsevaa

Hyväristä innostaa tutkimustyössä eniten mahdollisuus vaikuttaa itselleen tärkeisiin asioihin.

– Raakun suojeleminen on luonnon monimuotoisuuden suojelemista. Jokaisella lajilla on itseisarvo, joka ei riipu siitä onko laji hyödyllinen ihmiselle tai muille lajeille. Avainlajina raakku kuitenkin ylläpitää hyviä elinolosuhteita ja kannattelee muita jokiympäristön lajeja. Siksi se on erityisen tärkeä laji suojella. 

Raakussa on myös jotakin mystiikkaa sen pitkäikäisyyden vuoksi, Hyvärinen toteaa. Raakku on elänyt maapallolla hyvin kauan, yli 100 miljoonaa vuotta. Siksi se on ainutlaatuinen. 

Raakkujoki pinnan alta nähtynä. Kuva: Sabrina Nykänen. 

Nykäsen mukaan tutkijan työ voi olla ajoittain henkisesti ja fyysisesti raskasta, mutta se on myös erittäin palkitsevaa.

– Saan työskennellä itselle tärkeiden asioiden parissa ja tunnen oloni hyödylliseksi. Tunnen myös olevani etuoikeutettu, koska työskennellessäni raakkujen parissa olen päässyt tutustumaan Suomen kauniiseen virtavesiluontoon tavalla, joka ei ehkä muutoin olisi ollut mahdollista. Kurkistus pinnan alle on tehnyt minuun suuren vaikutuksen. 

Monen Euroopassa esiintyvän makeanveden simpukkalajin tila on heikentynyt, ja simpukoiden taantuessa menetämme tärkeitä ekosysteemipalveluita. Nykänen uskoo, että raakun suojelun eteen tehty tutkimus hyödyttää myös muita simpukkalajeja ja toivoo, että tulevaisuudessa myös muiden taantuvien lajien suojeluun panostetaan.

Suomen Luonnonsuojelun Säätiö tuki keväällä 2023 Rafael Kuusakosken muistorahaston kuuden kuukauden työskentelyapurahalla FM Sabrina Nykäsen väitöstutkimusta ”Jokihelmisimpukan (Margaritifera margaritifera) palautumiskyky ja rooli virtavesiekosysteemissä”. Säätiön Itämeri-rahastosta tuettiin Wärtsilä Oyj Abp:n nimikkoapurahalla Heini Hyvärisen väitöstutkimusta ”Uhanalaisen jokihelmisimpukan (Margaritifera margaritifera) poikasten sietorajat ympäristökuormitukselle”.

> Tue tärkeää tutkimustyötä ja lahjoita Säätiölle