Kaikkien eliöiden biologiset materiaalit, kuten solut, jätökset ja eritteet, sisältävät DNA:ta. Eliöt jättävät DNA-materiaalia ympäristöönsä elinkaarensa aikana. eDNA-menetelmien avulla eliölajeja voidaan havaita ja tunnistaa keräämällä DNA-jäämiä ympäristönäytteistä, kuten maaperästä, lumesta, vedestä ja ilmasta.
”Kaikki UPM:n toiminta vaikuttaa jollain tavalla ympäristöön, tuotantolaitokset ja puun hankinta eniten. Kaikki saatavilla oleva tieto näistä vaikutuksista on meille äärimmäisen tärkeää. eDNA on lupaava työkalu luonnon monimuotoisuuden täsmällisempään mittaamiseen. Se tarjoaa tilaisuuden kerätä uudenlaista tietoa, jonka avulla voimme edistää mahdollisimman tehokkaasti luonnon monimuotoisuutta”, kuvailee UPM:n vastuullisuusjohtaja Sami Lundgren.
eDNA on tehokas työkalu lajien havaitsemiseen ja luonnon monimuotoisuuden seurantaan
Luonnon monimuotoisuutta on perinteisesti kartoitettu kenttätutkimuksilla. Lisäksi voidaan hyödyntää teknologiaa, kuten riistakameroita ja satelliittiseurantaa. Nämä kartoitukset ovat kalliita, työläitä ja vaativat paljon asiantuntemusta. Ne eivät myöskään helposti havaitse esimerkiksi pienimpiä ja piilottelevia lajeja. Tämän vuoksi luonnon monimuotoisuuden tilaa mitataan usein elinympäristön laadun kautta. Myös UPM on tukeutunut tähän metodiin.
“Useiden erityisasiantuntijoiden lähettäminen metsään tunnistamaan kattavasti metsän eri lajeja vie huomattavasti enemmän aikaa ja rahaa kuin ympäristönäytteiden kerääminen ja niiden DNA-analyysi laboratoriossa. eDNA:n tarjoamat mahdollisuudet datan keräämiseen luonnon monimuotoisuudesta ovat vaikuttavia. Etenkin, kun mietitään esimerkiksi sieniä, tai pieniä selkärangattomia, joita on parhaallakin asiantuntemuksella vaikea tunnistaa täydellä varmuudella,” kuvailee UPM Metsän ympäristöasiantuntija Miika Laihonen.
Vaikka menetelmä on lupaava, on silläkin rajoituksensa: se ei voi määrittää havaitun lajin runsautta.
NorthDIVeRSITY-hanke kehittää menetelmää Pohjoismaiden ekosysteemeihin
UPM on mukana Suomen Luonnonvarakeskuksen (Luke) luotsaamassa NorthDIVeRSITY-hankkeessa, jossa eDNA-työkaluja kehitetään soveltumaan pohjoisiin elinympäristöihin ja kalaston ja metsälajiston seurantaan. Hankkeessa myös tarkastellaan, millaisia vaikutuksia elinympäristöjen ennallistamisella ja kunnostamisella, kuten vaellusesteiden poistamisella, on vesialueiden lajistoon.
Näytteitä on kerätty kahdella toisiinsa yhteydessä olevalla jokialueella ennen vanhan myllypadon ja tierummun purkamista. Seuranta jatkuu Kelvänjoella ja Korisevanjoella vuonna 2025.
“Perinteisiä tapoja vesialueen kalalajiston tarkkailuun ovat sähkökalastus ja taimenten kutupesien lasku. eDNA laajentaa mittaamisen mahdollisuuksia virtavesialueilla pohjaeliöstöön ja muihin pieniin lajeihin, sekä kasveihin ja leviin. Perinteisiä menetelmiä tarvitaan yhä uusien rinnalla auttamaan tulosten tulkinnassa ja vahvistamaan lajien läsnäolo”, kuvailee UPM virtavesiohjelman koordinaattori, UPM Energyn ympäristöpäällikkö Mikael Rytkönen.
Uruguayssa uraauurtavaa työtä paikallisen lajiston DNA-kartoituksessa
Suunnataan katseet Suomesta 12 000 kilometriä lounaaseen, Uruguayhin, missä on käynnissä toinen eDNA-pilotti. UPM tutkii yhteistyössä Clemente Establen biologisen tutkimuslaitoksen kanssa vesieliöstöä UPM:n luonnonsuojelualueella Esteros y Algarrobales del Río Uruguay’lla (Uruguaynjoen suot ja algarrobo-metsiköt). Alue kuuluu Uruguayn kansallisiin suojelualueisiin ja se on ainoa yksityisessä omistuksessa oleva alue.
Vesieliöstö valittiin pilotin kohteeksi, sillä sitä on vaikein tutkia perinteisin keinoin.
”Pilotti on erityisen tärkeä Uruguaylle, sillä monet lajimme ovat dokumentoimattomia tai täysin tuntemattomia. Pilottiin kuuluu lajinäytteiden kerääminen ja otto sekä DNA-viivakoodin määrittäminen jokaiselle lajille. Laajennamme samalla Uruguayn lajiston DNA-viivakoodikirjastoa. Viivakoodit toimitetaan kansainvälisiin geenipankkeihin, joiden kautta ne ovat kaikkien saatavilla”, kuvailee Ivan Grela, luonnon monimuotoisuuden asiantuntija UPM Fibres -liiketoiminnassa Uruguayssa.
Heti tutkimuksen alussa tehtiin hämmästyttävä löydös: Uruguayn vesilajistolle täysin uusi kalalaji. Megaleporinus piavussu on hopean- ja kullanhohtoinen makeanveden kala, joka kasvaa noin 40 senttimetrin pituiseksi. Tutkimuksen ensimmäisistä vesinäytteistä tunnistettiin yhteensä 48 kalalajia, 8 sammakkolajia ja 62 selkärangatonta.
”eDNA:n lisäksi käytämme perinteisiä tutkimusmetodeja tulosten vahvistamiseksi. 24:ää nyt löydetyistä kalalajeista ei ole havaittu aikaisemmin perinteisillä tutkimusmetodeilla. Odotamme innolla seuraavia tuloksia elokuussa 2025”, kertoo Grela.
Megaleporinus piavussu
eDNA auttaa tunnistamaan nahkiaislajeja Suomessa
Toisessa Suomeen sijoittuvassa tutkimusprojektissa eDNA:ta hyödynnetään kahden nahkiaislajin tunnistamiseen. Nahkiainen, Lampetra fluviatilis, vaeltaa mereen lisääntymään, kun taas pikkunahkiainen, Lampetra planeri, viettää koko elämänsä makeanveden puroissa ja joissa. Näitä kahta lajia on lähes mahdoton erottaa toisistaan ennen niiden aikuistumista ja kasvamista täyteen mittaansa. Lisäksi molemmat lajit viettävät jopa kuusi vuotta toukkavaiheessa kaivautuneena joen pohjasedimenttiin. Lajien tunnistaminen on olennaista myös UPM:n virtavesiohjelman näkökulmasta, jotta vaelluskalojen esiintymisestä saadaan tarkempaa tietoa.
eDNA:ta hyödyntäen nahkiaisia voidaan tutkia ilman, että niitä häiritään. Tutkimuksessa kiinnitetään erityistä huomiota DNA-jaksoihin, jotka sisältävät lajit toisistaan erottavat vaelluskäyttäytymiseen liittyvät geneettiset tekijät. Hankkeessa keskitytään tällä hetkellä todentamaan saadut tulokset myös vesinäytteissä, jotta ei-invasiivinen tunnistusmenetelmä harvinaisille lajeille saataisiin toimivaksi.
”Meillä on lupaavia tuloksia. Olemme pystyneet tunnistamaan ne DNA-jaksot, joista olemme kiinnostuneita hyödyntämällä genomista DNA:ta. Työllä on merkitystä tieteellisesti ja käytännön merkitystä näiden lajien sekä niiden elinympäristöjen suojelemiselle. eDNA tulee mullistamaan ymmärryksemme luonnon monimuotoisuudesta. Teknologia myös halpenee jatkuvasti, mikä tekee siitä entistä saavutettavampaa”, kertoo SpringDNA:n toimitusjohtaja Saara Suurla. SpringDNA on suomalainen yritys, joka tarjoaa luonnon monimuotoisuuteen liittyvää monitorointia yrityksille ja organisaatioille.
Laaja käyttö voi käynnistää läpimurron tiedonkeruussa ja luonnon monimuotoisuuden ymmärryksessä
eDNA:n mahdollisiin tulevaisuuden käyttökohteisiin voi kuulua esimerkiksi uhanalaisten lajien – kuten viitasammakon ja liito-oravan – seuranta ja suojelu, vieraslajiseuranta, ymmärryksen lisääminen ekosysteemeistä, luonnonsuojelu ja luonnon monimuotoisuuden turvaaminen. Sillä on potentiaalia myös paleogenetiikassa eli muinaislajien perimän tutkimuksessa. Yhdistettynä tekoälyyn ja automaattiseen monitorointiin, eDNA voisi tarjota lähes reaaliaikaisen, automatisoidun näkymän luonnon monimuotoisuuteen. On mahdollista, että se integroidaan ympäristösertifikaatteihin ja ympäristöarviointeihin.
"Menetelmä saattaa yleistyä kaupallisesti yhtä laajalle kuin ihmisten sukututkimukseen käytettävät geenitestit. eDNA:n mahdollisuudet uuden tiedon keräämisessä ovat valtavat, ja tieto mahdollistaa tehokkaamman vaikutuksien lieventämisen. Olemme aina iloisia, jos voimme kasvattaa luonnon monimuotoisuuteen liittyvää tietoutta – menetelmästä riippumatta," korostaa Sami Lundgren.
