Maataloudessa on käynnissä jatkuva kilpajuoksu, jossa kehitetään koko ajan uusia kasvilajikkeita ja torjunta-aineita. Kasviekologian professori Anna-Liisa Laine toivoisi, että ruoan tuotanto maailmassa ajateltaisiin kokonaan uudestaan. Monet teknologiat satojen parantamiseksi ovat jo olemassa.

Kasviekologian professori Anna-Liisa Laine vetää Helsingin yliopiston biotieteiden laitoksella Viikissä 12 hengen tutkimusryhmää. Ryhmä ei tutki pelkästään kasveja, vaan eri lajien välisiä vuorovaikutuksia. Lainetta kiinnostaa muun muassa se, miten metsien, ketojen tai muiden kasvuympäristöjen rakenne vaikuttaa lajien väliseen dynamiikkaan.

Tutkimusryhmä on tutkinut jo useamman vuoden Ahvenanmaalla kasvavaa heinäratamoa ja siinä esiintyvää härmäsientä.

”Ahvenanmaalla on 4 000 ketoa, joissa kasvaa heinäratamoa. Kedoista 10–15 prosentissa on tauteja. Mutta mitkä tekijät selittävät sitä, missä esiintyy tauteja, se on kiinnostavaa”, Laine kuvaa.


”Kaikki vaikuttaa kaikkeen ja kokonaisuus on hyvin monimutkainen.”

Laineen mukaan tautien esiintyminen edellyttää kolmea asiaa. Ensinnäkin tarvitaan taudeille altis isäntäkasvi. Toiseksi sienikantojen on oleva sellaisia, että ne kykenevät infektoimaan isäntäkasvin. Kolmanneksi ympäristöolosuhteiden on oltava juuri oikeanlaisia, sillä taudit ovat herkkiä lämpötiloille ja ympäristölle.

”Tärkeimpiä asioita, joita koetamme oppia Ahvenanmaalla, on se, voidaanko taudin syntyä ennustaa. Osaammeko tunnistaa lainalaisuuksia, miten taudit kehittyvät ja pystymmekö tunnistamaan olosuhteita ja aikaskaaloja, joissa taudit esiintyvät. Lisäksi, missä isäntien vastustuskyky kehittyy ja missä ajassa”, Laine kuvaa.

Vaikka tutkimuskohteena on luonnonkasvi, tietoa voidaan hyödyntää myös hyötykasvien vastustuskykyä kehitettäessä.

Anna-Liisa Laineen tutkimusryhmässä yhdistellään ekologiaa, geneettisiä lähestymistapoja, kasvipatologiaa, epidemiologiaa, bioinformatiikkaa ja evoluutiobiologiaa. Monialaisen lähestymistavan vuoksi Laine ei ryhmänvetäjänä aina pysty tarjoamaan käytännön ratkaisuja siitä, miten asiat pitäisi tehdä.

”Viisi viime vuotta tutkimuksessa on kuvailtu kasvien mikrobimonimuotoisuutta. Nyt ollaan vaiheessa, jossa kysytään, mitä merkitystä monimuotoisuudella on. Muuttaako se kasvien käyttäytymistä, jos kasvissa on useampia taudinaiheuttajia”, Laine sanoo.

Laineen mukaan molekyylimenetelmät ovat kehittyneet viime vuosina paljon ja koeympäristöissä on saatu vastauksia kysymyksiin siitä, mitä virukset tekevät isäntäkasveille. Todellisuus on kuitenkin niin monimutkainen, ettei asioiden ennustettavuus edelleenkään ole aina hyvä.


”Kehitysmaissa satotappiot voivat olla jopa 40 prosenttia.”

Laineen ryhmän tutkimuksissa on selvinnyt muun muassa, että heinäratamoa kiusaa yli 700 erilaista härmäsienen tautikantaa. Eri kannat vaihtelevat suuresti muun muassa siinä, miten hyvin ne infektoivat, kasvavat ja tuottavat itiöitä.

Viime vuosien läpimurtoja on ollut sen ymmärtäminen, mitä kasvissa ja kasvin soluissa tapahtuu, kun niihin iskee taudinaiheuttaja. Kasvissa aiheutuva reaktio on pystytty pilkkomaan palasiksi ja nyt tiedetään, että aivan kuten ihmiset reagoivat eri tavoin flunssaan, myös kasvien reaktiot vaihtelevat.

Kasveja ja kasvitauteja tutkimalla voidaan löytää vastauksia maailmaa koetteleviin ruokakriiseihin. Vaikka Suomessa satotappiot ovat melko maltilliset, kehitysmaissa, jossa ei välttämättä käytetä samalla tavalla torjunta-aineita ja vastustuskykyisiä lajikkeita, satotappiot voivat olla jopa 40 prosenttia.

Sienitauteja vastaan voidaan käyttää torjunta-aineita. Taudit kuitenkin sopeutuvat myrkkyihin, jolloin niiden tehokkuus laskee ajan myötä ja maataloudessa joudutaan kehittämään jatkuvasti uusia torjunta-aineita ja uusia lajikkeita. Virusten ja bakteerien torjunta kasveista on sen sijaan hankalampaa. ”Paras keino viruksia ja bakteereita vastaan ovat vastustuskykyiset lajikkeet. Monet virukset tarvitsevat vektoreita, eli yleensä kirvoja. Niitä voidaan torjua muun muassa pyydyksillä tai pyydyskasveilla, tai jalostamalla kasveista vastustuskykyisiä kirvoja vastaan”, Anna-Liisa Laine sanoo.

Yhden lajikkeen jalostaminen taudeille vastustuskykyiseksi kestää helposti kymmenenkin vuotta, eikä työ ole lainkaan yksinkertaista.

”Todellisuudessa kasveja pommittavat kymmenet eri taudinaiheuttajat. Heinäratamolla yhdellä isännällä voi olla neljä virustautia ja vielä muutama eri sienitauti päälle. Viruksilla on usein synergististä vuorovaikutusta. Voi olla, että yksinään virus ei tee mitään, mutta kun virukset ovat kasvin kimpussa yhtä aikaa, ne tappavat isäntänsä”, Laine sanoo.


”Valitettavasti vastustuskykyisten lajikkeiden haittana voi olla satoisuuden lasku.”

Siinä missä Afrikassa ruokakriisien taustalla voi olla esimerkiksi pulaa puhtaasta vedestä ja torjunta-aineista, Kiinassa ongelmat ovat toisenlaisia. Kiina kamppailee maaperän saastumisen kanssa sen takia, että maassa on käytetty liikaa torjunta-aineita.

”Kiina on esimerkki siitä, ettei torjunta-aineiden runsas käyttö ole hyväksi ihmisille eikä ympäristölle. Luomu ei ole ideaali, mutta luonnon lajistollinen monimuotoisuus on hyväksi. Tiedämme Ahvenanmaan tutkimuksistamme, että mitä enemmän vaihtelua on kasvin vastustuskyvyssä, sitä vaikeampi taudilla on menestyä. Maataloudessa voitaisiin enemmän hyödyntää tätä tietoa”, Laine sanoo.

Laineen mukaan tautien elämää voidaan vaikeuttaa melko helposti lisäämällä hyötykasvien geneettistä diversiteettiä ja istuttamalla eri lajikkeita niin, että niiden väliin tulee katkoksia.

Aivan kuten ihmisilläkin, myös kasveilla saadaan herätettyä vaste, kun kasviin laitetaan pieni määrä taudinaiheuttajaa.

”Kasveillakin on hyviä bakteereita. On monia keinoja, joilla kasvit voidaan saada nostamaan luontaista vastustuskykyä tauteja vastaan”, Laine sanoo. ”Yksi uusista ideoista on kasvien rokottaminen.”


”Haluamme selvittää, mitä luonnolle tapahtuu, kun ilmasto on muuttunut nopeammin kuin aikaisemmin.”

Ensi vuoden alussa käynnistyy hanke, johon Anna-Liisa Laine on saanut Erkon säätiöltä 1,5 miljoonan euron rahoituksen. Hankkeessa on tarkoitus selvittää ilmastonmuutoksen vaikutuksia luontoon.

”Suomessa on kerätty 1970-luvulta lähtien paljon pitkäaikaisaineistoja muun muassa metsätuhoista, myyräsykleistä ja kalakannoista. Matemaattiset menetelmät, joilla aineistoa voidaan analysoida ovat kehittyneet. Ideanamme on selvittää, miten eri lajien välinen vuorovaikutus on reagoinut ilmastonmuutokseen. Haluamme selvittää, mitä luonnolle tapahtuu, kun ilmasto on muuttunut nopeammin kuin aikaisemmin”, Laine sanoo.

Ryhmän on tarkoitus selvittää esimerkiksi sitä, miten kasvitaudit tai tuholaiset ovat sopeutuneet lämpötilan muutoksiin. Tavoitteena on oppia ennustamaan, mitkä kasvitaudit aiheuttavat tulevaisuudessa eniten haittoja ja löytää keinoja reagoida ilmastonmuutokseen. Tutkimalla asioita voidaan Laineen mukaan luoda yleistyksiä, jotka auttavat muun muassa riskien hallinnassa.

Laineen mukaan molekyylimenetelmät ovat kehittyneet viime vuosina paljon ja koeympäristöissä on saatu vastauksia kysymyksiin siitä, mitä virukset tekevät isäntäkasveille.

Tutkimus kannattaisi myös valjastaa käyttöön. Laineen mielestä esimerkiksi ruoantuotanto pitäisi ajatella uusiksi. Nykytiedon valossa voitaisiin siirtyä ”älykkääseen maanviljelyyn”, jossa satoa ei ruiskutettaisi torjunta-aineilla enää varmuuden vuoksi, eikä maahan lisättäisi enää turhaan lannoitteita, mikäli todellinen tarve olisikin jotain muuta.

”Tieto on olemassa. Se vaatii vain, että ajateltaisiin uudella tavalla, miten ruokaa tuotetaan. Fiksussa ja ekologisessa ruokatuotantoketjussa hyödynnettäisiin kaikkea teknologista innovatiivisuutta, mitä meillä on ja käytettäisiin mietittyjä ratkaisuja, jotka ovat luonnon ja ihmisen kannalta kestäviä.”

Anna-Liisa Laine
Kasviekologian professori Anna-Liisa Laine tutkii Ahvenanmaalla kasvavien heinäratamojen ja härmäsienen välistä dynamiikkaa.

Laineen mielestä muutoksen kannalta voi olla hyvä, että maatalous elää niin paljon tukien varassa. Tällöin innovaatiot voidaan rakentaa tukijärjestelmiin.

Voi olla, että ensimmäisenä tositoimiin tarttuu Kiina, joka hakee aktiivisesti vastauksia ruoantuotannon haasteisiin. Kiina kutsui pari vuotta sitten Anna-Liisa Laineen ja neljä muuta tutkijaa aivoriiheen keskustelemaan tulevaisuuden ruoantuotannosta.

”Kiina on nouseva tieteen supertähtimaa. Se on vauras maa, joka uskoo koulutukseen. Siellä suhtaudutaan avoimesti uuteen tietoon. Emme raportoi, vaan heittelemme vain ajatuksia ilmaan. He ovat uudella tavalla valmiit miettimään ratkaisuja aika isoihin ongelmiin.”

 Ryhmä on toistaiseksi tavannut vain kerran, mutta keskustelu ja asioiden kyseenalaistaminen jatkuu.

17.10.2017