GEENIVARAT MONIMUOTOISUUDEN TURVAAJINA

Transkriptio

1 GEENIVARAT MONIMUOTOISUUDEN TURVAAJINA

2 Yrjö Tuunanen Yrjö Tuunanen Mitä geenivarat ovat ja miksi niitä suojellaan? Teijo Nikkanen Viljelykasvien, kotieläinten ja metsäpuiden geenivaroilla tarkoitetaan niiden perinnöllistä monimuotoisuutta, eri lajeja ja rotuja sekä lajinsisäistä muuntelua. Suomen maa- ja metsätaloudelle sekä kulttuuriperinnölle tärkeät geenivarat ovat vuosituhansien kuluessa sopeutuneet paikalliseen ilmastoon, maaperään ja maisemaan, mikä tekee niistä ainutlaatuisia. Geenivarojen suojelulla turvataan monimuotoisuuden saatavuus viljelijöiden, jalostuksen ja tutkimuksen tarpeisiin sekä tulevien sukupolvien käyttöön. Erityisen tärkeää riittävä monimuotoisuus on jalostukselle ja sitä kautta Suomen elintarviketurvalle. Suojelun perusteet Kansainvälisillä sopimuksilla ja kansallisilla geenivaraohjelmilla tähdätään siihen, että käytettävissämme on jatkossakin maa- ja metsätalouden tarpeisiin hyvin soveltuvat kasvilajikkeet ja eläinrodut. Kansainvälisen biologista monimuotoisuutta koskevan yleissopimuksen (CBD, 1993) mukaan luonnonvaroja tulee suojella ja käyttää kestävästi. Elintarvikkeiden ja maatalouden kasvigeenivaroja koskeva uusi kansainvälinen sopimus (IT, 2004) määrittelee maailmanlaajuiset, oikeudellisesti sitovat puitteet geenivarojen säilyttämiselle. Sopimuksella luodaan monenvälinen järjestelmä, joka perustuu kasvigeenivarojen saatavuuteen ja niiden kaupallisesta ja muusta käytöstä saatavien hyötyjen jakamiseen sopimusosapuolten kesken. Myös Suomen perustuslakiin on kirjattu, että vastuu luonnosta ja sen monimuotoisuudesta, ympäristöstä ja kulttuuriperinnöstä kuuluu kaikille. Sopimukset toimeenpannaan suurelta osin kansallisten geenivaraohjelmien avulla. Suomen maa- ja metsätalouden kasvigeenivaraohjelma käynnistyi vuonna 2003 ja eläingeenivaraohjelma vuonna Maa- ja metsätalousministeriön asettama geenivaraneuvottelukunta seuraa ja kehittää ohjelmia. Kannen kuvat Tapio Tuomela/MTT:n arkisto, Mainostoimisto Synergia Oy Graafinen suunnittelu Mainostoimisto Synergia Oy Painopaikka Painotalo Auranen Oy 2005

3 Mia Sahramaa Marjatta Uosukainen Tarja Hietaranta Marjatta Uosukainen Maa- ja puutarhatalouden geenivarat Viljelykasvien geenivaranto koostuu lajeista ja niiden villeistä sukulaisista, lajikkeista, maatiaiskasveista sekä lajin sisäisestä muuntelusta. Kasvien perimä on tallennettuna niiden eri osiin, siemeniin ja solukoihin. Maatiaiskasvit ovat lajikkeita, jotka vuosisatojen saatossa ovat luonnonvalinnan seurauksena sopeutuneet paikallisiin kasvuolosuhteisiin. Maatiaiskannat ovat perinnöllisesti ja myös ulkoasultaan hyvin monimuotoisia populaatioita. Tämä monimuotoisuus oli suoja kasvitauteja ja tuholaisia vastaan sekä takasi myös viljelyvarmuutta. Viljely- ja puutarhakasvit ovat elävää kulttuuriperintöämme ja sinällään arvokkaita. Suomessa lajikejalostusta on harjoitettu noin 100 vuotta. Vanhat kauppalajikkeet ovat syntyneet jalostuksen tuloksena, mutta ne eivät enää ole yleisesti viljelyssä. Kasvigeenivarojen suojelulla turvataan perinnöllistä monimuotoisuutta viljelijöiden, kasvinjalostuksen ja tutkimuksen tarpeisiin. Erityisen tärkeää riittävä monimuotoisuus on kasvinjalostukselle ja uusien lajikkeiden tuottamiselle. Koska tulevaisuuden tarpeet ovat ennustamattomia, on ylläpidettävä mahdollisimman monipuolista geeniainesta. Kasvigeenivarojen suojelutavat Viljelykasvien geenivaroja säilytetään yleisimmin siemeninä geenipankkien pakastimissa (ex situ -säilytys). Näin on mahdollista pitkäaikaissäilyttää esim. ohran, vehnän, kauran, rukiin ja nurmikasvien siemeniä elävinä kymmeniäkin vuosia. Pohjoismainen geenipankki (NGB) sijaitsee Etelä-Ruotsissa, Alnarpissa. Geenipankissa on noin pakastettua siemennäytettä Suomesta. Vanhan lajikkeen tai maatiaisen siemeniä voi saada pienen määrän geenipankista itse lisättäväksi. Siemenkokoelman lisäksi geenipankki ylläpitää pohjoismaista perunakokoelmaa. Kasvullisesti lisättävät kasvilajit, kuten hedelmäpuut, marjapensaat, koristekasvit ja perennat, säilytetään kansallisissa peltogeenipankeissa ja laboratorio-oloissa (ex situ -säilytys). MTT toimialaverkostoineen toimii kasvullisten kokoelmien pääasiallisena säilytyspaikkana Suomessa. Huomattavia geenivaroja on myös kasvitieteellisissä puutarhoissa, arboretumeissa sekä yliopistojen ja koulujen kokoelmissa. Kansallisesti arvokkaiden aineistojen kartoitus on vielä kesken, joten kokoelmia ei pidä tässä vaiheessa hävittää ilman yhteydenottoa kasvigeenivaraohjelmaan. Luonnollisin geenivarojen säilytystapa on viljellä kasveja niiden alkuperäisessä ympäristössä (in situ -säilytys). Maatiaiskasveja ja vanhoja kauppalajikkeita on mahdollista säilyttää niiden alkuperäisessä viljely-ympäristössä maatiloilla (in situ on-farm) ja puutarhakasveja yksityisissä puutarhoissa (in situ on garden). Siementen ja peltogeenipankkien lisäksi geenivaroja voidaan säilyttää laboratoriossa hitaan kasvun olosuhteissa tai syväjäädytettyinä nestetypessä. Parhaillaan tutkitaan puutarhakasvien pitkäaikaissäilytystä kylmäsäilytysmenetelmän avulla. Näin voitaisiin vähentää peltokokoelmien lukumäärää ja säilytyskustannuksia. Erityisesti taudinaroille kasvilajeille kylmäsäilytysmenetelmä olisi varteenotettava vaihtoehto. Kansallinen kasvigeenivaraohjelma Kasvigeenivaraohjelma perustettiin vuonna 2003 tehostamaan maa- ja metsätalouden geenivarojen suojelua Suomessa. MTT vastaa ohjelman koordinaatiosta ja maa- ja puutarhatalouden geenivarojen suojelusta. Metsäntutkimuslaitos vastaa metsäpuiden geenivarojen suojelusta. Näin varmistetaan perinnöllisen monimuotoisuuden säilyminen myös tulevaisuuden tarpeita varten. MTT:n kasvigeenivaratyöryhmät organisoivat kokoelmien säilytystä: 1) Viherrakentamisen kasvit, 2) Hedelmät ja marjat, 3) Vihannekset, yrtit ja rohdokset sekä 4) Peltokasvit. Kasvien pitkäaikaissäilytykseen otetaan lajikohtaisesti ja alueellisesti monimuotoista perintöainesta. Geenivarojen suojelun lisäksi niiden kestävään käyttöön liittyvä tutkimus, hyödyntäminen ja opetus ovat olennainen osa kasvigeenivaraohjelman toteuttamista. Kristiina Antonius-Klemola

4 Metsäpuiden geenivarat Metsäpuut ovat maatalouskasveihin verrattuna varsin luonnontilaisia. Vaikka ihminen on hyödyntänyt metsiä jo vuosituhansia, vaikutus metsien perimään on ollut kohtuullisen vähäinen. Tällä hetkellä noin neljäsosa Suomessa vuosittain uudistettavasta metsäpinta-alasta uudistetaan luontaisesti ja noin kolme neljäsosaa viljellen. Luontaisesti uudistettaessa syntyvän metsikön geneettinen koostumus ei yleensä poikkea huomattavasti edellisestä sukupolvesta. Viljellen uudistettaessa käytetään yleisimmin jalostettua siemenviljelysalkuperää, joka sisältää pääsääntöisesti runsaasti geneettistä muuntelua, mutta on kuitenkin parempilaatuista ja -kasvuista kuin luontaisesti syntyneet metsiköt. Metsäpuiden geenivarojen suojelun tarkoituksena on turvata lajin ja metsiköiden kyky sopeutua ympäristössä tapahtuviin muutoksiin. Päätehtävänä on varmistaa, että metsikön sisällä on runsaasti perinnöllistä muuntelua ja että mahdollisimman suuri osa muuntelusta siirtyy myös seuraavaan sukupolveen, toimien raaka-aineena evoluutiolle. Perinteiset luonnonsuojelualueet ja luonnonsuojelulain mukaiset suojellut luontotyypit tukevat osittain myös puiden geenivaratyötä, mutta koska niiden päätavoitteena on uhanalaisten lajien ja ekosysteemien suojeleminen, ne eivät pysty samanaikaisesti turvaamaan metsäpuiden geneettisen monimuotoisuuden säilymistä. Tämän vuoksi myös metsäpuille on tarvittu erillinen geenivarojen suojeluohjelma, jonka toteuttamisesta vastaa Metsäntutkimuslaitos. Strategian kaksi päälinjaa ovat geenivarojen suojelu alkuperäisellä kasvupaikalla (in situ) sekä suojelu erikseen perustetuissa kokoelmissa alkuperäisen kasvupaikan ulkopuolella (ex situ). In situ -säilytys, geenireservimetsät Puulajit, jotka ovat levinneet laajalle ja joiden levinneisyysalue on yhtenäinen, sisältävät yleensä runsaasti perinnöllistä muuntelua kunkin metsikön sisällä. Pääpuulajimme mänty ja kuusi sekä hies- ja rauduskoivu ovat tällaisia lajeja. Tuulipölytteisyys ja kevyet siemenet helpottavat geenien kulkeutumista metsiköistä toiseen pitkiäkin matkoja, minkä takia yksittäinen metsikkö sisältää suuren osa koko lajin geeneistä. Pääpuulajiemme geneettisen suojelun tärkein menetelmä on geenireservimetsien perustaminen. Geenireservimetsä on eräänlainen elävä geenipankki, jonka annetaan kehittyä evoluution vaikutuksen alaisena. Sopeutumisominaisuuksiltaan yksittäinen geenireservimetsä edustaa alueen luonnontilaista kehitystä. Suurin osa maamme 39 geenireservimetsästä sijaitsee joko Metsähallituksen tai Metsäntutkimuslaitoksen mailla. Geenireservimetsä uudistetaan pääsääntöisesti luontaisesti ja sitä hoidetaan normaalin hyvän metsänhoidon keinoin. Geneettisen suojelun kannalta on oleellista, että mahdollisimman suuri osa metsikön puista tuottaa jälkeläisiä, jolloin syntyvä uusi sukupolvi on geneettisesti monimuotoista ja pystyy sopeutumaan ympäristönmuutoksiin. Ex situ -säilytys, geenivarakokoelmat Harvinaisemmat puulajimme kuten jalot lehtipuut esiintyvät meillä vain yksittäispuina tai pieninä metsiköinä, jotka sijaitsevat kaukana toisistaan. Usein näillä lajeilla geenien kulkeutuminen metsiköstä toiseen siementen tai siitepölyn mukana on vähäistä. Koska ympäristö ei ole näiden lajien kannalta suotuisa, usein vain pieni osa metsikön puista kukkii ja hyvät siemensadot ovat harvinaisia. Lisäksi syntyvät taimet selviytyvät huonosti kilpailussa meille paremmin sopeutuneiden lajien kanssa. Jaloilla lehtipuilla geneettistä monimuotoisuutta suojellaan keräämällä aineistoa useasta eri metsiköstä erityisiin suojelukokoelmiin, joita hoidetaan intensiivisesti mm. aitaamalla kokoelmat ja helpottamalla alkukasvatusta suojaputkien avulla. Aineistoon ei pyritä keräämään valikoituja, tiettyä tyyppiä edustavia puita, vaan satunnaisotos kunkin lajin perimästä sen suomalaisella levinneisyysalueella. Jalojen lehtipuiden geenivarakokoelmista odotetaan saatavan myöhemmin siementä, joka on monimuotoisempaa kuin pienten luontaisten metsiköiden tuottama aineisto. Teijo Nikkanen

5 Yrjö Tuunanen Jaana Lindfors Jaana Lindfors Kotieläinten geenivarat Ihmisen ensimmäinen kotieläin oli koira. Sen villi kantalaji on susi, jonka kesytys alkoi noin vuotta sitten. Muita varhaisia kotieläimiä olivat vuohi, lammas, nauta ja sika. Ihminen siirsi kotieläimiään kauemmaksi alkuperäisiltä kesytysalueilta. Toisistaan eriytyneiden eläinpopulaatioiden eli rotujen syntyyn vaikutti niiden maantieteellinen eristäytyminen. Eläimet mukautuivat alueen olosuhteisiin. Ihmisen suorittama valinta muutti eläinten ulkonäköä ja tuotantoominaisuuksia. Luonnosta otetut eläimet, niiden perinnölliset erot ja vuosituhansien kuluessa rotujen ja yksilöiden välille kehittynyt perinnöllinen vaihtelu muodostavat eläingeenivarat. Villien eläinten kesyttäminen kotieläimiksi ja rotujen kehittäminen eri tarkoituksia varten on yksi ihmiskunnan historian merkittävimpiä tapahtumia. Ihmisellä on yli 40 erilaista kotieläinlajia, jotka tuottavat ihmiselle maitoa, lihaa, kananmunia, hunajaa ja villaa. Eläimiä on hyödynnetty vetojuhtina, ratsuina ja vahteina. Eläimillä voi olla uskonnollista ja symbolista arvoa. Suomalaisten maatiaiseläinrotujen säilytys Suomessa on keritty lampaita ja lypsetty lehmiä ainakin vuoden ajan. Ensimmäisistä kotieläimistämme kehittyivät suomalaiset maatiaiseläinrodut. Suomen maatiaisroduista ja rotujen erillisistä kannoista uhattuja ovat itäsuomenkarja, pohjoissuomalainen lapinlehmä, kainuunharmaslammas, ahvenanmaanlammas ja suomenhevosen työhevossuunta. Rotua pidetään uhanalaisena, kun siinä on korkeintaan lisääntyvää naarasta ja 20 urosta. Harvinaistuneita rotuja ovat länsisuomenkarja, suomenhevonen yleensä, suomenlammas ja suomenvuohi. Suomalaisen maatiaiskanan populaatiokoko on kasvanut suojelutoimin, ja rodun välitön sukupuuton vaara on väistymässä. Alkuperäiset suomensiat, joita oli kaksi maantieteellistä kantaa, ovat kuolleet sukupuuttoon. Kotimaisia metsästyskoirarotuja ovat suomenajokoira, karjalankarhukoira ja suomenpystykorva. Pohjois-Suomessa on perinteisesti kasvatettu myös porokoiria. Pohjoismaista tummaa mehiläistä on Suomessa nykyisin noin yhdyskuntaa. Vanhoja suomalaisrotuja suositumpia ovat ulkomailta tuodut eläinrodut, joista ayrshirekarjalla on yli 100-vuotinen kasvatusperinne maassamme, kun taas lämminverinen ravihevonen puolestaan on tuotu vain muutama kymmenen vuotta sitten. Monimuotoisuutta ja rotujen erityisominaisuuksia tarvitaan tulevaisuuden kotieläintuotannossa, koska tuotanto-olot, jalostustavoitteet ja kuluttajien tarpeet muuttuvat. Esimerkiksi suomenlampaalla on poikkeukselliset hedelmällisyys- ja emo-ominaisuudet, minkä vuoksi sitä on viety jalostustarkoituksiin ulkomaille. Erilaisten rotujen ylläpitäminen tekee mahdolliseksi kehittää uusia rotuja ja hyödyntää heteroosia eli risteytyselinvoimaa terveys- ja hedelmällisyysominaisuuksien parantamisessa. Tutkimus- ja kehitystoimintaan tarvitaan monimuotoinen aineisto. Maatiaiset ovat korvaamattomia kotieläinlajien evoluutiotutkimuksissa ja monissa muissa biologian ja maatalouden tutkimuksissa. Lisäksi maatiaiseläimet ovat elävää kulttuuriperintöä, tärkeä osa kansallista muistia ja maatalouden historiaa. Kansallinen eläingeenivaraohjelma Eläingeenivarojen talteenottoa tehostetaan uudella kansallisella eläingeenivaraohjelmalla, jota toteutetaan MTT:n ja maa- ja metsätalousministeriön yhteistyönä. Ohjelman avulla pyritään siihen, että uhanalaiset maatiaiseläinrodut eivät kuole sukupuuttoon ja niitä ylläpidetään taloudellisesti kestävällä tavalla. Toimenpiteet tähtäävät myös siihen, että perinnöllinen kirjo säilyy Suomessa kasvatettavissa eläinroduissa ja että rotujen tuotantokyvyn ohella kehitetään kestävyys- ja terveysominaisuuksia. Eläingeenivaraohjelma painottaa, että kotieläingenetiikkaan, jalostukseen ja kotieläingeenivaroihin liittyvää osaamista ja tietoutta ylläpidetään ja vahvistetaan. Uhanalaisille maatiaisroduille laaditaan säilytysohjelmia ja jo toteutettavia ohjelmia tehostetaan. Itäsuomenkarjan, lapinlehmän ja suomenlampaan säilytyksessä on oikeusministeriön alaisuudessa toimivilla Pelson ja Sukevan vankilatiloilla elintärkeä rooli. Maatiaisrotuja säilytetään myös muutamilla koulutiloilla ja yksityisillä maatiloilla. Maatiaiseläinten geenivarojen suojelemiseksi maksetaan maatalouden ympäristötuen erityistukea. Jotta rotujen tulevaisuus on turvattu, on niille perustettava eläintautien ja onnettomuuksien vaikutusten estämiseksi alkio- ja spermageenipankit. Tiedonvälitys- ja tiedotusyhteistyötä tehdään Pohjoismaiden ministerineuvoston kotieläinten geenipankin (NGH) kanssa. Eläingeenivarojen tutkimisessa ja eri rotujen suojeluarvon selvittämisessä hyödynnetään nykyaikaisia DNA-tutkimusmenetelmiä. MTT:ssä tehdään kansainvälistä tutkimusyhteistyötä erityisesti baltialaisten, pohjoismaisten ja venäläisten tutkimusryhmien kanssa.

6 Geenivarojen säilytys ja Pohjoismainen yhteistyö Toimijat ja lisätiedot Maa- ja puutarhatalouden kasvigeenivaroja suojellaan siemeninä tai elävinä kasveina joko niiden luonnollisessa ympäristössä tai kokoelmissa. Suomalaista alkuperää olevien kasvien siemeniä on säilytetty vuodesta 1979 lähtien Pohjoismaisessa Geenipankissa (NGB). Hedelmäpuut, marjapensaat ja koristekasvit säilytetään pääasiallisesti elävinä kasveina kansallisissa peltogeenipankeissa ja kokoelmissa. Metsäpuiden geenivaroja suojellaan pääpuulajiemme osalta geenireservimetsissä, jotka on valittu edustamaan kattavasti muuntelua lajin levinneisyysalueella. Jalojen lehtipuiden ja muiden harvinaisempien puulajiemme geenivaroja suojellaan erityisesti tätä tarkoitusta varten perustetuissa kokoelmissa. Kansainvälistä yhteistyötä tehdään Euroopassa EUFORGEN-ohjelman puitteissa ja pohjoismaisella tasolla Pohjoismaiden metsätalouden siemen- ja taimineuvoston (NSFP) alaisessa Pohjoismaisessa metsäpuiden geenivaraverkostossa. Eläingeenivaroja suojellaan elävinä eläiminä sekä alkio- ja sukusolugeenipankeissa. Pohjoismainen kotieläingeenipankki (NGH) perustettiin vuonna Kotieläingeenipankki ei kuitenkaan säilytä geenivaroja vaan toimii yhteistyö- ja tiedonvälitysorganisaationa, joka tuottaa hallintoviranomaisille, eläinjalostusjärjestöille ja harvinaisten rotujen suojelujärjestöille keinoja turvata kotieläinten perinnöllinen monimuotoisuus. Geenipankit ovat Pohjoismaiden ministerineuvoston alaisia, joka perustettiin vuonna 1971 Pohjoismaiden hallitusten yhteistyöelimiksi. MTT (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus), Kasvigeenivarojen koordinaattori Mia Sahramaa Eläingeenivarojen koordinaattori Juha Kantanen MTT:n geenivarasivut: Metla (Metsäntutkimuslaitos), Metsien geenivaratyön koordinaattori Mari Rusanen Maa- ja metsätalouden geenivaraneuvottelukunta Puheenjohtaja Leena Hömmö Sihteeri Mia Sahramaa Pohjoismainen yhteistyö Pohjoismainen Geenipankki (NGB) Johtaja Bent Skovmand Pohjoismainen kotieläingeenipankki (NGH) Johtaja Erling Fimland Pohjoismainen metsägeenivaraverkosto puheenjohtaja Lennart Ackzell Koordinaattori Leena Yrjänä

7