Mäntypistiäiset tekevät tuhoja metsissä – ja auttavat ymmärtämään yhteistyön evoluutiota

Mäntypistiäiset herättävät tuholaisina metsänomistajissa kauhua, mutta auttavat tutkijoita ymmärtämään yhteistyön evoluutiota ja eliöiden sopeutumista muuttuvaan ympäristöön. Jyväskylän yliopistossa tehty tutkimus osoittaa, että erilaiset ympäristöolosuhteet vaikuttavat siihen, kuinka paljon ryhmissä elävät mäntypistiäiset tekevät keskenään yhteistyötä.

Pilkkumäntypistiäisen toukkien ryhmäpuolustus (kuvaaja Carita Lindstedt)

Mäntypistiäisten toukat elävät ryhmissä ja puolustautuvat yhteistuumin kohtaamiaan petoja vastaan. Uhattuna toukat köyristävät itsensä kaarelle ja pusertavat suustaan petoja karkottavaa pihkaista puolustusnestettä.

Tutkimuksessa selvisi, että puolustautuminen on mäntypistiäistoukille kallista. Toistuva osallistuminen yhteiseen puolustukseen lisää toukkien kuolleisuutta ja heikentää niiden kykyä puolustautua petoja ja loisia vastaan myöhemmin.

- Tutkimus tuo lisävaloa evoluutiobiologian keskeiseen kysymykseen siitä, miksi ja milloin yksilöt tekevät yhteistyötä lajitoveriensa kanssa, ja milloin ne huijaavat niitä, sanoo vastaava tutkija Carita Lindstedt.

Tutkimus osoitti, että puolustautumisen yleisyys ja toukkien saaman ravinnon laatu vaikuttavat yhdessä siihen, kuinka haitallista puolustautuminen on toukille. Siksi myös toukkien osallistuminen yhteiseen puolustukseen riippuu näistä olosuhteista ja niiden vuorovaikutuksista.

Kun kokeessa tietynlaista ravintoa saaneet toukat puolustautuivat toistuvasti petoja vastaan, ne kasvoivat hitaammin ja niiden kyky vastustaa taudinaiheuttajia heikkeni. Ne myös osallistuivat harvemmin yhteiseen puolustukseen kuin toisenlaisissa oloissa eläneet toukat.

Tutkijat myös havaitsivat, että harvemmin yhteiseen puolustukseen osallistuneet koiraat kasvoivat nopeammin kuin säntilliset puolustautujat. Toukat siis hyötyivät puolustautumattomuudestaan. Koirastoukat hyötyivät tällaisesta vapaamatkustamisesta enemmän kuin naaraat.

- Tutkimuksen tulokset viittaavat siihen, että erilaiset vuorovaikutukset lajien elinympäristöissä pitävät yllä muuntelua siinä, kuinka yleisesti nämä saaliseläimet huijaavat tai tekevät yhteistyötä puolustuksessa, Lindstedt sanoo.

Mäntypistiäiset ovat oivia tutkimuskohteita yhteistyön evoluutiolle. Ne ovat myös aiheuttaneet tänä vuonna paljon tuhoja Suomen havumetsissä.

- Kun ymmärrämme mäntypistiäisten ekologiaa ja sosiaalista elämää, voimme ennustaa paremmin olosuhteita, joissa mäntypistiäisillä menee hyvin tai huonosti, ja mitkä olosuhteet voivat johtaa tuholaispopulaation nopeaan kasvuun. Samalla saamme tietoa siitä, miten nopeasti eliöt pystyvät sopeutumaan nopeasti muuttuviin ympäristöolosuhteisiin, Lindstedt sanoo.

Tutkimusryhmä pureutui aiheeseen mittaamalla erilaisissa olosuhteissa kasvaneiden pilkkumäntypistiäisen (Diprion pini) toukkien puolustuskäyttäytymistä. Toukkien kasvuympäristö vaihteli keinotekoisen saalistuspaineen ja ravinnon laadun suhteen.

Tutkimus julkaistu 1.8.2018  arvostetussa Proceedings of the Royal Society B -tiedelehdessä »»

Tutkimuksen rahoittivat Suomen Akatemia, Jyväskylän yliopiston biologisten vuorovaikutusten huippututkimusyksikkö sekä Niemi- ja Olvi-säätiöt.

Lähde: Jyväskylän yliopisto