Merikotkiin ja muihin ravintoverkkojen huippulajeihin kertyvät ympäristömyrkyt paljastavat ympäristön tilan

Riikka Vainio tutkii väitöskirjassaan eliöille haitallisten aineiden esiintyvyyttä ja kulkeutumista Suomen rannikon ravintoverkossa. Päätutkimuskohteena ovat merikotkat, merimetsot ja haahkat. Nämä ravintoketjuissa korkealla olevat lajit ovat rikastumisen takia erityisen alttiita ympäristömyrkkyjen aiheuttamille haittavaikutuksille ja indikoivat siten hyvin myös ympäristön tilaa.

Monet ihmistoiminnasta peräisin olevat aineet ja yhdisteet ovat ympäristöön päästessään haitallisia, ja ne voivat aiheuttaa sekä yksilö- että populaatiotason haittavaikutuksia. Monet yhdisteet kertyvät eliöihin, eli haitta-aineita joutuu eliöihin enemmän kuin ne pystyvät erittämään. Lisäksi monet haitta-aineet rikastuvat ravintoketjussa, eli pitoisuudet ovat korkeampia korkealla ravintoketjussa olevilla, muita eläimiä syövillä pedoilla.

Rikastumisen takia ravintoketjuissa korkealla olevat lajit, kuten linnut, ovat erityisen alttiita ympäristömyrkkyjen aiheuttamille haittavaikutuksille. Suomessa esimerkiksi merikotka on kärsinyt ympäristömyrkkyjen rikastumisesta.

Haitallisten aineiden rikastumisen takia ravintoverkkojen huippulajeja voidaan käyttää myös ympäristön tilan indikaattoreina, sillä ravintoketjussa korkean asemansa takia niiden haitta-ainekuorma heijastaa koko ravintoketjun haitta-ainekuormaa.

Mitä tutkit ja millaisia päätelmiä tutkimuksesi perusteella voi tehdä?

Ensimmäisessä väitöskirjani tieteellisessä artikkelissa tutkin ilmentävätkö merikotkan ja merimetson poikaset happamien sulfaattimaiden metallipäästöjä. Happamia sulfaattimaita esiintyy Suomen rannikolla luonnostaan, mutta maanmuokkaus aiheuttaa sulfaattimaiden hapettumista, mikä puolestaan aiheuttaa metallien mobilisoitumista maaperässä.

Eliöille haitalliset metallit huuhtoutuvat maaperästä vesistöihin ja lopulta kulkeutuvat virtavesien mukana rannikolle. Merikotkan ja merimetson pesäpoikasia voidaan käyttää metallipitoisuuksien indikaattoreina, koska niiden ravinto on peräisin pesän lähialueilta.

Havaitsimme happamien sulfaattimaiden läheisyydessä kasvaneissa merikotkan poikasissa korkeampia alumiini- ja kobolttipitoisuuksia, ja merimetson poikasissa korkeampia mangaani- ja kuparipitoisuuksia kuin kontrollialueilla kasvaneissa poikasissa. Muiden metallien kohdalla eroja ei ollut. Tutkimuksessa havaitsimme myös joidenkin metallien pitoisuuksien olevan korkeampia rannikon etelä- tai pohjoisosissa.

Tutkimuksen perusteella jotkin happamien sulfaattimaiden metallit voivat kulkeutua ravintoketjussa merikotkiin ja merimetsoihin, mutta osa metalleista on luultavasti peräisin muista lähteistä. Yleisesti ottaen merikotkan ja merimetson poikasissa havaitsemamme metallipitoisuudet olivat matalia.

Tällä hetkellä teen tutkimusta elohopean kulkeutumisesta Saaristomeren ekosysteemissä. Elohopea on eliöille haitallista erityisesti orgaanisessa muodossa, metyylielohopeana, joka rikastuu helposti ravintoketjussa. Aineistooni kuuluu lintujen lisäksi näytteitä planktonista, levistä, selkärangattomista ja kaloista.

Odotetusti elohopea rikastuu myös Saaristomerellä, ja korkeimmat pitoisuudet mitattiin merikotkista ja merimetsoista, sekä korkealla ravintoverkossa olevista kaloista. Alustavien tulosten mukaan elohopean rikastuminen näyttäisi eroavan ravintoverkon eri osien välillä.

Miten työsi jatkuu tulevaisuudessa?

Elohopeatutkimuksen valmistuttua alan tutkimaan samasta aineistosta POP-yhdisteiden (eng. persistent organic pollutants) ja PFAS-yhdisteiden (perfluoratut alkyyliyhdisteet, eng. perfluorinated alkyl substances) kulkeutumista ja pitoisuuksia Saaristomerellä.

POP-yhdisteet, joihin kuuluvat muun muassa dioksiinit, PCB:t ja DDT, aiheuttivat osaltaan merikotkapopulaation romahtamisen 1900-luvun loppupuolella. Vaikka POP-yhdisteiden käyttö on nykyään kiellettyä haitallisten ympäristövaikutuksien vuoksi kansainvälisin sopimuksin, esiintyy niitä edelleen Itämeren ekosysteemissä.

PFAS-yhdisteitä eli perfluorattuja alkyyliyhdisteitä puolestaan käytetään kuluttajatuotteissa muun muassa palonestoaineina ja likaa ja rasvaa hylkivinä pinta-aineina. Joidenkin PFAS-yhdisteiden käyttöä on rajoitettu niiden haitallisuuden vuoksi, mutta monia PFAS-yhdisteitä käytetään edelleen yleisesti.

Mikä innostaa sinua tutkimaan?

Tutkimukseni tekemisessä hauskinta on sen monipuolisuus. Olen päässyt keräämään itse suurimman osan näytteistäni sekä osallistumaan haitta-aineiden laboratorioanalyyseihin.

Lisäksi tutkimieni metallien ja orgaanisten haitta-aineiden suuri määrä lisää työn mielenkiintoisuutta, mutta tuo mukaan samaan aikaan myös haastetta. Kemiallisten eroavaisuuksien takia eri aineet voivat käyttäytyä ympäristössä hyvinkin eri tavoin.

Lisäksi eliölajien aineenvaihdunnassa ja ekologiassa, kuten ravinnonlähteissä ja elinympäristöissä, on eroavaisuuksia, mikä edelleen monimutkaistaa haitallisten aineiden dynamiikkaa ravintoverkossa.

Suomen Luonnonsuojelun Säätiö on keväällä 2021 tukenut Rafael Kuusakosken muistorahaston kuuden kuukauden työskentelyapurahalla FM Riikka Vainion väitöstutkimusta ”Ravintoverkkojen huippulajit merikotka, haahka ja merimetso haitta-aineiden ilmentäjinä Suomen rannikolla.” > Tee lahjoitus Säätiölle