Geneettisen monimuotoisuuden seuranta

Geneettisellä monimuotoisuudella tarkoitetaan biologista monimuotoisuutta, joka muodostuu yksilöiden geeniperimien välisistä eroista. Geneettinen monimuotoisuus mahdollistaa populaatioiden sopeutumisen muuttuviin ympäristöoloihin ja parantaa populaatioiden elinkelpoisuutta.

Tällä sivulla:

• Geneettinen monimuotoisuus
• Geneettinen monimuotoisuus biologisen monimuotoisuuden kokonaisuudessa
• Geneettinen monimuotoisuus on tärkeää ihmisten hyvinvoinnille
• Geneettisen monimuotoisuuden määrittäminen
• Geneettinen monimuotoisuus kansainvälisissä sopimuksissa
• Geneettisen monimuotoisuuden seurannat Suomessa
• Lähteet

Geneettinen monimuotoisuus

Geneettisellä monimuotoisuudella tarkoitetaan biologista monimuotoisuutta, joka muodostuu yksilöiden geeniperimien välisistä eroista. Yksilöiden välillä olevat geneettiset erot voidaan purkaa eroihin, jotka johtuvat lajien, lajin populaatioiden ja populaatioon kuuluvien yksilöiden välisistä eroista.

Geneettisestä monimuotoisuudesta puhuttaessa tarkoitetaan kuitenkin tyypillisesti vain lajin jonkin tietyn populaation, populaatiojoukon, tai koko lajin sisällä olevista geneettisistä eroista muodostuvaa monimuotoisuutta. Lajien välisistä geneettisistä eroista muodostuvaa monimuotoisuutta kutsutaan usein joko fylogeneettiseksi tai evolutiiviseksi monimuotoisuudeksi.

Geneettinen monimuotoisuus biologisen monimuotoisuuden kokonaisuudessa

Geneettinen monimuotoisuus on keskeinen osa biologista monimuotoisuutta ja se kytkeytyy ennen kaikkea läheisesti populaatioiden ja lajien pitkän aikavälin selviytymiseen. Geneettinen monimuotoisuus mahdollistaa populaatioiden sopeutumisen muuttuviin ympäristöoloihin ja parantaa populaatioiden elinkelpoisuutta.

Vastaavasti alhainen geneettinen monimuotoisuus voi heikentää mahdollisuuksia sopeutua, johtaa erilaisiin geneettisiin sairauksiin tai alentuneeseen lisääntymispotentiaaliin. Alhaisesta geneettisestä monimuotoisuudesta johtuva lisääntymispotentiaalin alentuminen voi puolestaan entuudestaan heikentää geneettistä monimuotoisuutta ja johtaa niin kutsuttuun sukupuuttokierteeseen.

Lajien ja niiden populaatioiden geneettinen monimuotoisuus kytkeytyy myös eliöyhteisöjen ja jopa kokonaisten ekosysteemien toimintaan ja vakauteen. Esimerkiksi jonkin ekosysteemille keskeisen lajin geneettinen monimuotoisuus voi ehkäistä haitallisten vieraslajien levittäytymistä kyseiseen ekosysteemiin tai tehostaa ekosysteemin ravinnekiertoa.

Geneettinen monimuotoisuus on tärkeää ihmisten hyvinvoinnille

Geneettisellä monimuotoisuudella on myös suoria vaikutuksia ihmisten hyvinvoinnille. Esimerkiksi viljelemällä samalla pellolla useita eri geneettisiä kantoja viljelykasveista, voidaan pienentää riskiä hyönteistuhoista ja käyttää vähemmän torjunta-aineita, mikä vähentää ihmisten ja ympäristön kemikaalikuormitusta. Samoin esimerkiksi luonnonvaraisten kalakantojen geneettinen monimuotoisuus voi vakauttaa niiden populaatioita ympäristöolosuhteiden heilahdellessa ja näin tasoittaa ihmiselle tärkeää luonnonvaraisten saalispopulaatioiden tuotantoa.

Luonnonvaraisten lajien geneettinen monimuotoisuus on tärkeää myös uusien lääkeaineiden löytämisen ja niille mahdollisesti kehittyvien vastustuskykyjen ymmärtämisen kannalta.

Geneettisen monimuotoisuuden määrittäminen

Geneettinen monimuotoisuus määritetään luotettavimmin tarkastelemalla eliöiden koko geeniperimien eli genomien tai genomien osien DNA:n emäsparijärjestyksiä (nk. sekvenssidata) tai DNA:ssa esiintyvien toistojaksojen pituuksia (nk. fragmenttidata). Molempiin tarvitaan molekyyligeneettisiä menetelmiä, mutta tarkka menetelmä voi vaihdella tarkasteltavan lajin ja saatavilla olevien resurssien mukaan.

Sekvenssi- tai fragmenttiaineistoista voidaan laskea erilaisia geneettistä monimuotoisuutta kuvaavia lukuarvoja. Usein nämä ovat ominaisuuksiltaan hyvin samanlaisia kuin lajistollista monimuotoisuutta kuvaavat lukuarvot. Esimerkiksi jonkin tietyn alueen lajimäärää vastaavasti voidaan laskea lajin populaatiolle jonkin tietyn geenialueen eri vastingeenien eli alleelien lukumäärä (nk. alleelirunsaus). Kaksi tai useampia kromosomistoja omaaville lajeille on myös tyypillistä laskea lukuarvoja, jotka kuvaavat todennäköisyyttä sille, että yksilön samassa geenipaikassa (l. lokuksessa) on kaksi erilaista alleelia (nk. heterotsygotia).

Populaation geneettisen monimuotoisuuden tilastollista käyttäytymistä, kuten geneettiseen rakenteeseen kohdistuvien satunnaisheilahtelujen voimakuutta havainnollistetaan usein efektiivisellä populaatiokoolla (N_e). Määritelmällisesti efektiivinen populaatiokoko kuvaa sitä, minkä kokoisen ideaalipopulaation geneettistä monimuotoisuutta populaation geneettinen monimuotoisuus vastaa. Efektiivinen populaatiokoko ei useimmiten vastaa populaation todellista yksilömäärää, vaan on sitä selkeästi pienempi.

Efektiivisellä populaatiokoolla on tiettyjä ominaisuuksia, jotka puoltavat sen käyttöä geneettisen monimuotoisuuden indikaattorina. Koska efektiivinen populaatiokoko kuvaa populaation geneettisen rakenteen tilastollista käyttäytymistä, se ei pelkästään kuvaa geneettisen monimuotoisuuden nykytilaa, vaan ennustaa myös sen käyttäytymistä sukupolvien edetessä. Efektiiviselle populaatiokoolle on myös johdettu raja-arvot 50 ja 500, joista ensimmäinen on raja-arvo sisäsiitosheikkouden välttämiseksi lyhyellä aikavälillä (n. 5 sukupolvea) ja jälkimmäinen raja-arvo populaation kyvykkyydelle sopeutua muuttuviin ympäristöolosuhteisiin pitkällä aikavälillä.

Geneettinen monimuotoisuus kansainvälisissä sopimuksissa

Yhdistyneiden kansakuntien (YK:n) biologista monimuotoisuutta koskeva yleissopimus (l. biodiversiteettisopimus) on asettanut tavoitteeksi ylläpitää ja palauttaa sekä luonnonvaraisten että domestikoitujen (ihmisen hyödykseen jalostamien) lajien populaatioiden geneettistä monimuotoisuutta (Target 4, CBD/COP/DEC/15/4). Tämä YK:n biodiversiteettisopimuksen hiljattain sovitun Kunming-Montreal-biodiversiteettiviitekehyksen linjaus on geneettisen monimuotoisuuden näkökulmasta historiallinen, sillä se huomioi ensimmäistä kertaa sellaiset luonnonvaraiset lajit, jotka eivät ole ihmisen välittömiä resursseja, tai ole läheistä sukua tuotantolajeille. Aiemmissa sopimuksissa, kuten esimerkiksi YK:n kestävän kehityksen tavoitteissa ja YK:n biodiversiteettisopimuksen vuodelle 2020 asetetuissa Aichi-tavoitteissa, geneettinen monimuotoisuus huomioitiin vain ihmisen hyödyntämien lajien osalta.

Kunming-Montreal-biodiversiteettiviitekehyksen geneettisen monimuotoisuuden tavoitteiden toteutumista on kaavailtu seurattavan efektiiviseen populaatiokokoon liittyvällä indikaattorilla. Tällä indikaattorilla pyritään tarkastelemaan aiemmin mainitun 500 efektiivisen yksilön vähimmäismäärän toteutumista luonnonpopulaatioissa.

Geneettisen monimuotoisuuden seurannat Suomessa

Suomessa hyvin harvojen luonnonvaraisten eliöiden geneettistä monimuotoisuutta seurataan systemaattisesti. Kattavimmat seurannat painottuvat ihmisen kiinnostuksen kohteena oleviin nisäkäs- ja kalalajeihin. Luonnonvarakeskus seuraa esimerkiksi suden geneettistä monimuotoisuutta, risteytymistä koirien kanssa ja populaatiorakennetta rutiininomaisesti. Myös karhulle on pilotoitu vuosina 2022-2023 vastaavaa DNA-pohjaista vapaaehtoisten toteuttamaa seurantaa. Muiden suurpetojen, saimaannorpan ja lohikalojen geneettistä monimuotoisuutta on tarkasteltu erilaisissa tutkimushankkeissa, joista osa on jatkunut pitkään ja jotka täyttävät monilta osin systemaattisen seurannan tuntomerkkejä.

Lakisääteistä alkutuotannon geenivarojen säilyttämistä ja suojelua ohjaa maa- ja metsätalousministeriön asettama Geenivaraneuvottelukunta. Geenivaraneuvottelukunnan työn sisältö on määritelty maa-, metsä- ja kalatalouden kansallisessa geenivaraohjelmassa.

Sivun ylälaidan kuva: Riku Lumiaro / Syke