perjantai 6. elokuuta 2010

Tutkimussuunnitelma

Hyvää perjantaita!

Hmm, mitään kovin uutta ei ole tapahtunut sitten viime näkemän, maastokausi on ohi, kirjoitushommat jatkuvat kovaa vauhtia (etenevätkin jopa), ja syksy lähestyy (ja sitä mukaa tulevat kurssit). Lukuisten kurssien lisäksi minun pitää pitää tutkimussuunnitelmaseminaari omasta tutkimusaiheestani. (Nyt tulee asiatekstiä, ja paljon.)

Tutkimusryhmämme tutkimussuunnitelman koko otsikko on: "Consequences of natal philopatry to mate choice and viability of small populations" eli suomeksi kutakuinkin: "Synnynnäisen paikkauskollisuuden vaikutus parinvalintaan sekä pienten populaatioiden elinkykyyn". Tutkimus sisältää monta eri osa-aluetta, ja minä tulen todennäköisesti keskittymään lintujen sukulaisuuteen ja kuinka se vaikuttaa niiden parinvalintaan. Tutkimuksen tarkoituksena on siis tutkia paikkauskollisuuden ja dispersaalin syitä ja seurauksia kahdessa (meta)populaatiossa; uhanalaisten lapinsirrin (Calidris temminckii) ja etelänsuosirrin (Calidrsis alpina schinzii) populaatioissa Itämerellä.

Synnynnäisellä dispersaalilla tarkoitetaan siirtymistä synnyinalueelta lisääntymispaikalle. Synnynnäisen dispersaalin lisäksi on olemassa "breeding" dispersaalia, eli liikkumista lisääntymispaikkojen välillä. Kumpainenkin siirtyminen vie voimia ja vähentää siten lisääntymismenestystä, joten liikkumisesta täytyy olla jotain hyötyä - jonkinlaisen valintapaineen on täytynyt suosia dispersaalin kehittymistä.

Dispersaalin evoluutioon vaikuttaa moni eri asia. Dispersaaliin voi liittyä esimerkiksi saatavilla olevien resurssien vähyydestä johtuvan kilpailun välttelyä ja pakenemista liian tiheään asutulta alueelta. Myös parinvalintakilpailun tai sukusiittoisuuden välttely liittyy dispersaaliin, sillä liikkuminen paikasta toiseen vaikuttaa varmasti esimerkiksi sukusiittoisuuden määrään. Sukusiittoisuus eli läheisten sukulaisten pariutuminen johtaa homotsygotian lisääntymiseen/heterotsygotian vähenemiseen populaatiossa, ja tällä on negatiivisia vaikutuksia yksilön kelpoisuuteen ja lopulta myös populaation elinkykyyn (puhutaan sukusiitosheikkoudesta).

Jos populaatio on tarpeeksi pieni, suksiitos ja satunnaiset prosessit, kuten geneettinen ajautuminen, voivat vaikuttaa populaation kavuun negatiivisesti. Tästä voi olla seurauksena itseään ruokkiva "sukupuuttovorteksi", joka johtaa lopulta populaation sukupuuttoon. Eli pieni populaatio kärsii, ja pienenee edelleen, ja kärsii edelleen, ja pienenee edelleen, jne., kunnes lopulta kuolee sukupuuttoon. Suurissa populaatioissa sukusiitoksen vaikutus voi olla melko olematonta, vaikka se yksilötasolla voikin olla vakavaa. Jonkinlaista valintaa luulisi olevan sellaisia piirteitä kohtaan, jotka edesauttavat sukusiitoksen välttämistä - tällaisia ovat juuri synnynnäinen dispersaali, mutta myös lähisukulaisten tunnistaminen ja niiden välttäminen pariutumisessa ("genetic combatibility hypothesis" eli geneettinen yhteensopivuushypoteesi).

Geneettinen yhteensopivuushypoteesi auttaa selittämään sitä, miksi sosiaalisesti monogamisten eli yksiavoisten eläinten naaraat aktiivisesti hakevat parin ulkopuolisia paritteluita ("extra pair copulations", EPC). Sosiaalisen monogamian ja geneettisen polygamian (moniavioisuuden) yhdistely on yleistä eritoten linnuilla. Mahdollista on myös se, ettei lähisukulaisia välttämättä tunnisteta, vaan linnut käyvät vieraissa lisätäkseen poikastensa geneettistä diversiteettiä ja laatua huolimatta siitä onko oma sosiaalinen kumppani läheisempää tai kaukaisempaa sukua.

Populaation elinkykyyn voi vaikuttaa mm. parin ulkopuolisten parittelujen määrä. Jos naaraat eivät parittele geneettisesti samankaltaisten koiraiden kanssa, populaation minimi elinkelpoinen koko voi olla pienempi kuin jos pariutuminen olisi satunnaista, eli populaatio pärjää mahdollisesti paremmin pienempänä silloin, kun naaraat suosivat geneettisesti erilaisia koiraita. Toisaalta, jos populaatiossa on "seksikkäitä", hyviä koiraita, jotka pääsevät parittelemaan useammin kuin muut koiraat ja jolloin niiden geenien osuus geenipoolissa on suhteessa suurempi kuin muiden koiraiden, efektiivinen populaatiokoko pienenee. Efektiivinen populaatiokoko tarkoittaa sellaista populaatiokokoa, jonka yksilöt osallistuvat lisääntymiseen, ei siis populaation oikeaa kokoa (esimerkiksi vanhat ja nuoret yksilöt eivät kuulu efektiiviseen populaatioon). Tällöin geneettinen stokastisuus vaikuttaa populaation tulevaisuuteen enemmän kuin jos pariutuminen olisi täysin satunnaista.

Tarkempia tutkimuskysymyksiä ovat:

1. Mikä edistää ja saa aikaan paikkauskollisuutta? Onko dispersoivilla ja paikkalinnuilla eroja kelpoisuudessa?

2. Vaikuttaako epäsymmetria (tai sen puuttuminen) demografiaan eli populaation kokoon liittyvissä asioissa (kuolleisuudessa, syntyvyydessä, tulo- ja lähtömuutossa) populaation kasvuun ja kehitykseen?

3.Vaikuttaako synnynnäinen paikkauskollisuus sukusiitoksheikkouteen?

4. Mikä osa parinvalinnalla, sekä sosiaalisella että geneettisellä, on sukusiitoksen välttelyssä?

5. Riippuuko mikään näistä piirteistä populaatiokoosta?

Tutkimuksia varten pitää tehdä empiirisiä testejä luonnonpopulaatioilla. Onneksi nykyään, molekulaaristen ja laskennallisten työkalujen kehittymisen myötä, on entistä helpompaa pystyä arvioimaan mm. migraation todellista määrää. Uhanalaisia lajeja tai populaatioita tutkittaessa saadaan tärkeää tietoa, jota voidaan sitten soveltaa käytännössä kansainvälisiin luonnonsuojeluohjelmiin.

Siinäpä melkoinen paketti tälle kerralle! :) Melko pintapuolinen katsaushan tämä, pituudestaan huolimatta, vielä oli, mutta pääpiirteissään minun tutkimukseni on tätä - tai ainakin osa tästä. Toivottavasti sitä oli mielenkiintoista lukea (ja toivottavasti
jaksoitte pysyä mukana loppuun saakka). Hyvää ja aurinkoista viikonloppua kaikille, me lähdetään poimiman vattua ja keräämään sieniä koko viikonlopuksi.

Nelli

8 kommenttia:

  1. Luimme ja ymmärsimme, mestari! Kuulostaa hyvinkin pätevältä. :D

    VastaaPoista
  2. Minusta tutkimussuunnitelman tekeminen on aika haastava tehtävä. No, ainakin minulle oli ja on edelleen. Että pukee sanoiksi, mitä kysyy ja mitä tutkii, mitä aikoo tehdä seuraavat vuodet... Vaan tehtävä sekin on, että saa jonkinlaiset rajat asetettua omalle hääräilylle. Tutkimussuunnitelmaseminaari on siitä hyödyllinen, että kun joutuu puristamaan omat (tai ohjaajien/tutkimusryhmän asettamat) aikomuksensa määrättyyn määrään liuskoja ja tietyn mittaiseksi esitelmäksi, niin siinä on pakko pelkistää ja selkeyttää ajatuksiaan. Ja kun sen tekee konkreettiseksi, laittaa paperille, niin silloin suunnitelmaansa vasta pääsee katselemaan "ulkopuolelta", kun se ei ole enää vain oman pään sisällä. Sitten siihen voi suhtautua kritiikillä, kun näkee millaisen sillisalaatin on kyhännyt.. (Nyt taidan puhua omasta tutkimussuunnitelmastani, Nelli tuo sun kuullostaa tosi selkeältä kokonaisuudelta. Käyn kuuntelemassa esitelmäsi sitten ja ehkä jopa kommentoinkin... =) )

    VastaaPoista
  3. Paperilla on helppo kuulostaa pätevältä, mutta toivottavasti kuulostan sellaiselta myös sitten syksyllä tutkimussuunnitelmaseminaariani esittäessä! :)

    VastaaPoista
  4. Hei -- varsin mielenkiintoista. Joistain kohdista olisi mukava saada tarkennuksia. Esim. tuo "epäsymmetria demografiaan liittyvissä asioissa". Minkä asian suhteen epäsymmetristä kuolevuutta, syntyvyyttä tai muuta demografista parametria mahdat tarkoittaa?

    VastaaPoista
  5. Kiitos kommentistasi! Itse on yleensä niin sokea tekstilleen ja tuntee jo aiheen, ettei aina tajua selittää asioita tarpeeksi tarkasti.

    Tarkoitan "epäsymmetrialla demografisissa asioissa" sitä, kasvattaako vaikkapa kuolleisuutta suurempi syntyvyys - tai lähtömuuttoa suurempi tulomuutto - populaation kokoa, niin kuin voisi olettaa silloin, kun yksilöitä syntyy/jää alueelle enemmän kuin mitä sieltä kuolee/lähtee. Tai toisin päin; pieneneekö populaatio silloin, kun kuolleisuus on syntyvyyttä suurempi?

    Epäsymmetrialla tarkoitan siis epätasapainoa näiden neljän demografisen perusparametrin välillä. Jos kaikki ovat tasapainossa, populaatiokoon voisi olettaa pysyvän vakaana.

    Kuulostaa loogiselta, mutta onko sittenkään näin yksinkertaista?

    Todennäköisesti tilanne on paljon monimutkaisempi, koska näiden neljän perusparametsin lisäksi populaatiokokoon vaikuttaa myös esimerkiksi aikuisten ja poikasten selviytyminen, paikallisten lintujen mahdollisesti suurempi panostus poikastuottoon verrattuna migrantteihin - ynnä muut asiat, joista en ole vielä aivan itsekään täysin perillä, mutta joista yritän nyt kovasti ottaa selvää.

    Toivottavasti tämä hieman selvensi kysymääsi asiaa! Ja kysy toki lisää, jos haluat enemmän tietoa jostakin.

    Hyvää alkusyksyä,

    Nelli

    VastaaPoista
  6. Lisäys edelliseen: kun puhun paikallisten panostuksesta poikastuottoon verrattuna "migrantteihin", tarkoitan siis immigrantteja.

    VastaaPoista
  7. Kiitos selvennyksestä, Nelli. Periaatteessa kysymystä kai voisi siis lähestyä esim. hieman monimutkaisemmilla matriisimalleilla ja analysoida eri parametrien osittaisderivaattoja kasvukertoimen suhteen. Tietysti tärkeintä on selvittää kaikki biologiset oletukset mahdollisimman luotettavasti ja siinäpä sitä tekemistä riittääkin varmaan useamman väikkärin verran. Joskus tosin voisi olla hyödyllistä testata mallilla ensin se, mitkä demografiset tekijät ylipäätään voivat olla olennaisia populaation kannalta. Tätähän teillä varmaan on sirrien kanssa tehtykin.

    VastaaPoista
  8. Muut sirriryhmän pojat ovat tutkineet juuri kaikennäköistä kasvukertoimen suhteen. Itse olen vasta aloitteleva ekologi (enkä tiedä mikä on osittaisderivaatta), ja pääsen käymään vasta nyt syksyllä aivan ekologian perusopintojen alkuvaiheen kursseja, joten minulla on vielä paljon oppimista. Tilastotieteen perusmenetelmätkin kävin vasta keväällä, joten myös matemaattisella saralla tulee olemaan tekemistä, ja paljon, jotta ymmärtäisin kunnolla mitä, ja ennen kaikkea miksi, jotain asiaa tullaan testaamaan.

    Mutta näistä lähtökohdista se on ponnistettava! Eipähän tule tylsää kun on koko ajan jotain uutta opittavaa.

    Kiitos vielä kun kommentoit.

    VastaaPoista