Julkaistu: 4.9.2025
Teksti: Matti T. Heino
Toimitustyö: Viestintätoimisto Jokiranta Oy

Mitokondriot ovat eukaryoottisolujen voimalaitoksia, jotka säätelevät muun muassa solujen aineenvaihduntaa, ikääntymistä, stressivasteita, reaktiivisten happilajien aineenvaihduntaa ja solukuolemaa. Mitokondrion toimintaan vaikuttavat ominaisuudet ovat näin ollen kriittisiä eliön kyvylle reagoida ympäristön aiheuttamiin haasteisiin, kuten muutoksiin lämpötilassa tai ravinnon saatavuudessa.

Mitokondrioilla on oma genomi, joka koodaa solun energiantuotannolle kriittisiä komponentteja, kuten elektroninsiirtoketjun proteiineja sekä omia ribosomaalisia RNA-molekyylejä ja siirtäjä-RNA-molekyylejä. Vaikka suurin osa mitokondrioiden tarvitsemista proteiineista tuotetaan tumassa sijaitsevista geeneistä, mitokondrion oma DNA mahdollistaa nopean ja paikallisen vasteen solun energiatarpeisiin ja stressitilanteisiin.

Sukupuuton syyt puhututtavat yhä

Viime jääkauden ja sitä seuranneen holoseenikauden aikana merkittävä määrä suurikokoisia eläinlajeja pohjoisella pallonpuoliskolla joko kuoli sukupuuttoon tai niiden geneettisten linjojen maantieteellisessä levinneisyydessä tapahtui merkittäviä muutoksia. Esimerkkejä sukupuuttoon kuolleista lajeista ovat muun muassa villamammutti (Mammuthus primigenius), neandertalinihminen (Homo neanderthalensis), luolaleijona (Panthera spelaea) sekä villasarvikuono (Coelodonta antiquitatis). Lisäksi jotkin nykyisin vielä elossa olevat lajit, kuten biisoni (Bison spp.) ja metsäpeura (Rangifer tarandus fennicus), kokivat merkittäviä geneettisiä muutoksia tai populaatiovaihteluita näiden ajanjaksojen aikana.

Näiden tapahtumien taustalla vaikuttavat syyt – johtuivatpa ne ilmastonmuutoksista, ihmisen vaikutuksesta tai näiden yhdistelmästä – ovat edelleen laajan tieteellisen keskustelun aiheena. Sukupuuttoaaltojen ajallinen ja alueellinen vaihtelu viittaa siihen, että eri lajien kohtaloihin vaikuttivat monimutkaiset ja lajikohtaiset tekijät, kuten elinympäristön muutokset, ravintoverkkojen häiriöt sekä populaatioiden geneettinen monimuotoisuus. Fossiiliaineiston ja muinaisen DNA:n analyysit ovat viime vuosina valaisseet näitä prosesseja uudesta kulmasta, mutta monien lajien kohdalla tarkat syyt säilyvät edelleen tuntemattomina.

Uutta tietoa eliöiden sopeutumiskyvystä

Tutkimukseni tavoitteena on selvittää, ovatko mitokondriogenomien ominaisuudet vaikuttaneet siihen, mitkä eläinlajit tai geneettiset linjat ovat säilyneet ja mitkä kuolleet sukupuuttoon, ja selittävätkö nämä ominaisuudet nykyisin havaittavaa geneettisten linjojen levinneisyyttä. Myös geneettisten mutaatioiden mahdolliset syntymekanismit ovat tutkimukseni kohteena.

Käytän tutkimuksessani lähinnä vapaasti saatavilla olevia aineistoja ja laskennallisia työkaluja. Sekä sukupuuttoon kuolleiden että elävien lajien mitokondriogenomisekvessejä on saatavilla Geenipankista ja ilmastomuuttujia CHELSA-tietokannasta. Biologisia piirteitä koskevia tietoja, kuten ruumiin koko ja elinikä, on saatavana tieteellisistä julkaisuista. Rakennan näiden tietojen perusteella yleistettyjä lineaarisia sekamalleja mitokondriogenomipiirteiden ja lajiominaisuuksien välisen yhteyden kvantifioimiseksi sisällyttäen mukaan fylogeneettisen korjauksen.

Toivon tutkimukseni tuottavan uutta tietoa siitä, miten eliöt sopeutuvat ympäristöönsä. Lisäksi toivon, että tuloksia voitaisiin hyödyntää sellaisten lajien ja populaatioiden tunnistamisessa, jotka ovat erityisen alttiita sukupuutolle ilmastonmuutoksen edetessä.

 

 

FT Matti T. Heino on evoluutiogeneetikko, joka toimii tutkijatohtorina professori Antti Sajantilan johtamassa PaleOmics-tutkimusryhmässä Helsingin yliopiston Oikeuslääketieteen osastolla. Heinon tutkimus keskittyy eliöiden adaptaatioprosesseihin erilaisiin ympäristöolosuhteisiin, geneettisten mutaatioiden mekanismeihin sekä muinais-DNA:n tutkimukseen.

 

 

Blogikirjoituksen pääkuva: Villamammutti ja peuroja. Kirjoittaja luonut kuvan Microsoft Copilot -tekoälyn avulla, 2025.