Takaisin

Kasvien haihtuvien hajuyhdisteiden ja hapettumistuotteiden laskeutuminen toisten kasvien pinnalle vaikuttavat merkittävästi niiden ekologiaan

Väitös ympäristötieteiden alalta

Väittelijä: MSc Adedayo Mofikoya
Aika ja paikka: 13.9.2019, klo 12, SN200, Snellmania, Kuopion kampus

Kasvit tuottavat ja päästävät ilmaan orgaanisia hiiliyhdisteitä (VOC-yhdisteet, volatile organic compounds) koko kehityksensä ajan. Haihtumisnopeuden perustella yhdisteet voidaan luokitella haihtuviin (VOC), osittain haihtuviin (puolihaihtuvat, SVOC) ja heikosti haihtuviin orgaanisiin yhdisteisiin. Ilmakehään vapauduttuaan ne voivat myös reagoida ilmakehän hapettimien, muun muassa otsonin, hydroksyyliradikaalin ja nitraattiradikaalin, kanssa. Tällöin muodostuu uusia, vähemmän haihtuvia reaktiotuotteita.

Tutkimuksessa havaittiin, että suuria määriä VOC-yhdisteitä päästävien lajien, kuten suopursun, vapauttamat VOC- ja SVOC-yhdisteet adsorboituvat luonnossa lähellä kasvavien tunturikoivujen lehtien pinnalle ja vapautuvat niistä uudelleen ilmaan. Prosessia kutsutaan passiiviseksi kasvien väliseksi vuorovaikutukseksi. Laboratoriokokeet osoittivat lisäksi, että suopursun VOC- ja SVOC-yhdisteet adsorboituvat keräkaalin pinnalle, ja ne lisäsivät keräkaalin vastustuskykyä kaalikoita vastaan. Otsoni hajotti suopursun VOC- ja SVOC-yhdisteitä, ja vaikutti vastaanottavan keräkaalin adsorboimien yhdisteiden määrään ja suhteisiin, mutta kaalien vastustuskyky kaalikoita vastaan kuitenkin säilyi. Toinen laboratoriokoe osoitti, että monoterpeeni alfapineenin hapettumisreaktiot ilmassa hydroksyyliradikaalin ja otsonin kanssa johtivat vähemmän haihtuvien reaktiotuotteiden muodostumiseen. Nämä reaktiotuotteet kertyvät kaalikasvien lehdille ja voivat vapautua sieltä uudelleen ilmaan. Alfapineenin reaktiotuotteet muuttivat altistettujen kasvien lehtien pintakemiaa, ja siten vaikuttivat kaalikasveihin erikoistuneen kaalikoin munintaan sekä niin kutsuttuna yleisherbivorina tunnetun sauvasirkan syöntiin.

Kasvien haihtuvien hajuyhdisteiden ja niiden hapettumistuotteiden laskeutuminen lähellä kasvavien toisten kasvien pinnalle, ja niiden myöhempi uudelleen vapautuminen ilmaan vaikuttavat merkittävästi lähellä kasvavien kasvien ekologiaan, koska kasvin haihtuvien yhdisteiden koostumus ilmaisee sen fysiologista tilaa. Vieraan lajin hajujen erittyminen kasvin pinnalta voi vaikuttaa merkittävästi sen vuorovaikutukseen yhteisön muiden eliölajien kanssa. Kumppanuuskasvien käyttöä ja niiden haihtuvien ja osittain haihtuvien yhdisteiden passiivista adsorptiota voidaan myös manipuloida ja käyttää välineenä kestävässä kasvinsuojelussa. Näiden menetelmien kehittämisessä on kuitenkin otettava huomioon otsonin ja muiden ilmakehän hapettimien vaikutukset haihtuviin VOC-yhdisteisiin, ja niistä kertyvät reaktiotuotteet.

Master of Science Adedayo Mofikoyan ympäristötieteen alaan kuuluva väitöskirja Protective functions of plant semi-volatiles and their degradation products on plant surfaces (Kasvien puolihaihtuvien yhdisteiden ja niiden hajoamistuotteiden suojavaikutukset kasvien pinnalla) tarkastetaan luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Consuelo De Moraes, ETH, Sveitsi ja kustoksena emeritusprofessori Jarmo Holopainen, Itä-Suomen yliopisto.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa https://kuvapankki.uef.fi/A/UEF+kuvahakemisto/17021?encoding=UTF-8