Vähe-uuritud taimejuured aitavad mõista tulevikumaastiku ilmet | Loodus

Eestis asuvad vähe-uuritud taimejuured pakuvad hindamatut teavet meie tulevaste maastike kohta. Nende juurte uurimine võib aidata meil paremini mõista looduskeskkonna arengut ning kohaneda kiiresti muutuva kliimaga. Kui suudame tõhusalt hinnata nende taimejuurte rolli ökosüsteemides, võime leida uusi viise looduskaitseks ja keskkonnasäästlikeks lahendusteks. See avab uued perspektiivid meie mõistmisele ja sekkumisele looduses, muutes meie suhtumist ja tegevust nende oluliste ressursside säilitamisel.

“Mina uurin taimi ja taimetunnuseid. Need on omadused, mida saab üksiktaime peal mõõta: näiteks taime kõrgus või lehtede ja juurte asend,” ütleb Tartu Ülikooli makroökoloogia kaasprofessor Carlos Pérez Carmona. 

“Näiteks kasemetsas on toitaineringlus teistmoodi kui männimetsas – osalt on see seotud sealsete taimede lehtedega.”

Ühegi taime tunnused pole juhuslikud, vaid kujunenud just sellisteks seda ümbritseva keskkonna mõjul. “Hispaanias on taimed ja maastik teistsugused kui näiteks Eestis,” toob Carmona välja. Ühtlasi mõjutavad taimetunnused ökosüsteemi toimimist. “Näiteks kasemetsas on toitaineringlus teistmoodi kui männimetsas – osalt on see seotud sealsete taimede lehtedega. Erinevad tunnused mõjutavad ökosüsteemi erinevalt,” selgitab kaasporfessor. 

Euroopa Teadusnõukogu andis Carmonale hiljuti väljakujunenud teadlase grandi suuruses kaks miljonit eurot. Selle toel võtab tema töörühm järgmisel viiel aastal luubi alla taimede tunnuste muutused eri keskkonnatingimustes. “Tahan oma projektis mõista suhteid taimetunnuste ja keskkonna vahel. Kuidas taimed reageerivad oma tunnuste kaudu keskkonnale ja mõjutavad omakorda nende kaudu keskkonda,” täpsustab ta.

Isemajandajad ja allhankijad

Oma käsitluses eristab Carlos Pérez Carmona kümmet taimetunnust, millest kuus on maapealsed ja neli maa-alused. “Maapealsetest on kolm tunnust seotud taime suurusega: taime kõrgus, varre tihedus ja seemnete suurus,” loetleb ta. Varre tihedus võib ulatuda peenest rohukõrrest puitunud puutüveni. Seemnete suurus mõjutab aga taime levikut ja paljunemist.

Ülejäänud kolm maapealset tunnust on seotud lehtedega. Need on lehe pindala, lämmastikusisaldus ja eripindala. “Viimane ütleb meile, kui palju on lehel biomassi oma pindala kohta: kas lehed on paksud või õhukesed. See mõjutab taime fotosünteesi ja lehtede eluea pikkust, mis mõjutab omakorda kogu taime elutempot,” selgitab Carmona. 

Kui maapealseid tunnuseid on palju uuritud, siis maa-aluste kohta on infot vähem. “Sa pead mulla üles tõstma, juuri koguma ja juured ära puhastama. Kogu muld tuleb eemaldada ja juured sisse skannida. Tööd on seal oluliselt rohkem,” põhjendab kaasprofessor. 

Neli maa-alust tunnust on seotud taime juurestikuga. Täpsemalt kirjeldavad need peenemaid juuri, mida taim kasutab vee ja toitainete ammutamiseks mullast. Kaks tunnust, juure läbimõõt ja juurte eripikkus, on Carmona sõnul omavahel pöördvõrdelises seoses. “Kui sul on jämedamate juurtega taimed, koloniseerivad neid tõenäoliselt mükoriisaseened. Nemad teevad taimede eest mullast toitainete ammutamise töö ära,” selgitab ta. 

“Mõte on selles, et kui keskkond näiteks kliimamuutuse mõjul muutub, suudame […] ette ennustada, mis ökosüsteemidega juhtub.”

Peenemate juurtega taimed peavad enda varustamisega ise hakkama saama ja panustavad pigem juurte pikkusesse. “Need kaks tunnust moodustavad kollaboratsiooni-gradiendi. Ühes otsas on allhanke-strateegia, kus taimed toetuvad mükoriisale. Teises otsas on isetegemis-strateegia,” piltlikustab Carmona.

Omavahel on seotud ka viimased kaks tunnust ehk juure lämmastikusisaldus ja juurekoe tihedus. Osa taimi kasvatab endale peene koega ja suure lämmastikusisaldusega juured. “Need kasutavad kiiret strateegiat ja suudavad aineid kiiresti omastada. Samas need ei kesta väga kaua ega tungi hästi läbi mulla, sest need pole piisavalt kõvad,” kirjeldab Carmona. Teine osa taimi kasvatab tihedakoelisi juuri, mis läbistavad mulda paremini ja kestavad kauem.

“Nende kümne tunnuse põhjal koostame skeemi, kus suur osa taimebioloogiast on moel või teisel kaetud,” avab kaasprofessor. Tema sõnul asetab töörühm tunnusteskeemi omakorda taimede keskonnavastuste skeemi. “Mõte on selles, et kui keskkond näiteks kliimamuutuse mõjul muutub, suudame neid suhteid mõistes ette ennustada, mis ökosüsteemidega juhtub. Näiteks, milline liik muutub Eestis kliimamuutuse tagajärjel tavalisemaks või kuidas see ökosüsteemide toimimist mõjutab,” avab ta.

Üleilmne andmebaas

Carlos Pérez Carmona algatusel kutsuti umbes kahe aasta eest ellu rahvusvaheline koostöövõrgustik TraitDivNet. Võrgustik koostab üleilmset taimetunnuste andmebaasi, kuhu on algava projekti käigus plaanis lisada mõni tuhat uut liiki. “Meil on andmebaasis üle 250 katselapi. Neist enam kui 100 lapi proovid on juba kogutud. Praegu saame neid proove kätte ja töötame läbi,” kirjeldab ta. Ülejäänud proovid lisanduvad aasta-poolteise jooksul.

“Kui tead, mis liigid koosluses olemas on, näed, kuidas iga konkreetne kooslus ruumi täidab.”

TraitDivNet koondab kaastöölisi kogu maailmast. “Nemad võtavad oma kodupaigas taimkattest katselappe mõõdus kümme korda kümme meetrit. Nad teevad kindlaks, mis liigid seal kasvavad ja mõõdavad liikidel meie kümme tunnust ära,” täpsustab Carmona. Projekti mõte on tema sõnul katta ära ka võrgustikku jäävad nii-öelda valged laigud ehk seni väheuuritud maailmanurgad.

Mõõtmise järel saadavad kaastöölised Tartusse terve rea infot: nii pilte kui ka proove lehtedest ja juurtest, et Carmona töörühm saaks ära mõõta lämmastikusisalduse. Samuti jõuab Tartusse iga katselapi mullaproov, et töörühm saaks seostada taimede tunnuseid kasvukeskkonnaga.

“Kui meil on paljude liikide kohta andmed käes, saame need paigutada nii-öelda kontseptuaalsesse tunnuseruumi,” jätkab kaasprofessor. Projekti peamine uudsus seisnebki tema sõnul andmete analüüsimise viisis. Ühe koosluse liigid asetatakse talitluse põhjal kahemõõtmelisse ruumi, kus ühel teljel on näiteks taime kõrgus ja teisel lehtede kasutatav strateegia. “Kui tead, mis liigid koosluses olemas on, näed, kuidas iga konkreetne kooslus ruumi täidab,” osutab Carmona.

Kooslust kujutavat lõpptulemust saab kohelda pildina, mis söödetakse ette tehisarule. Kaasprofessori sõnul oskab tehisaru tänapäeval luua ka ise kujutist suure andmehulga ja kirjelduste põhjal. “Meie tahame samuti pildi saada, aga söödame kirjelduse asemel tehisarule ette keskkonnaolud. Näiteks, mis juhtub Eestis, kui tõstame temperatuuri. Mudel annab meile seepeale kujutise, mis näitab, kuidas ruum saab olema nendes oludes hõivatud,” kirjeldab ta.

Eesti võib muutuda poolalikumaks

Algava projekti tulemustest võiks Carlos Pérez Carmona sõnul olla kasu võõrliikide levikut uurivatele ökoloogidele. “Kuna uurime looduslikke, mitte kultuur-ökosüsteeme, on see kaugem tulevik, aga meie töö võib aidata ennustada sedagi, millised metsapuude liigid muutuvad ajapikku elujõulisemaks ja millised hakkavad kiduma,” lisab ta.

“Eeldatavasti muutub siinne taimkate siis üldjoontes sarnasemaks Euroopas madalamatel laiuskraadidel olevaga, näiteks Poola kliimaga.”

Näiteks võib ette kujutada olukorda, kus keskmine temperatuur tõuseb Eestis kaks kraadi. “Sel juhul ütleb mudel sulle, millised toitained saavad Eestis kättesaadavaks ja milliseid hakkab olema vähem, sest olud ei soosi neid enam,” märgib Carmona. Muutus mullas leiduvates toitainetes avab ukse uutele ja sulgeb ukse mõnedele senistele liikidele. 

Liikide koosseisu muutusi teades on kaasprofessori sõnul võimalik juba ennustada, kuidas toimib mõni ökosüsteemi talitluse kindel osa: näiteks, kui lopsakalt taimed kasvavad. “Ehk see on tööriist, millega püüda mõista, mida tulevik keskkonna muutumise korral toob,” sõnab ta.

Milline saab olema taimkate Eestis tulevikus, on Carmona sõnul praegu keeruline ennustada. Küll aga eeldab ta, et talved muutuvad soojemaks ja suvi pikemaks. “Sel juhul saaksid Eestisse tulla taimed, kes vajavad pikemat fotosünteesiperioodi. Eeldatavasti muutub siinne taimkate siis üldjoontes sarnasemaks Euroopas madalamatel laiuskraadidel olevaga, näiteks Poola kliimaga,” arutleb ta.

Kokkuvõttes võime öelda, et Eesti vähe-uuritud taimejuurte uurimine aitab meil paremini mõista tulevikumaastiku ilmet ning seda, kuidas looduslikud kooslused ja ökosüsteemid muutuvad aja jooksul. See teadmiste areng annab meile võimaluse paremini kaitsta meie loodust ning säilitada selle mitmekesisust. Seetõttu on oluline jätkata taimejuurte uurimist ning rakendada saadud teadmisi looduskaitseliste meetmete planeerimisel ja elluviimisel. Loodame, et tulevikus suudame loodustega kooskõlas jätkusuutlikku keskkonda kaitsta ja arendada.