Karaistumisen ja lisääntymisdiapaussin vaikutukset Drosophila montana -mahlakärpästen kylmänkestävyyteen

Abstract

Kylmyys on yksi tärkeimmistä lajien levinneisyyteen ja runsauteen vaikuttavista stressitekijöistä. Karaistuminen ja lisääntymisdiapaussi ovat esimerkkejä hyönteisten fysiologisesta ja biokemiallisesta sopeutumista mataliin lämpötiloihin. Karaistumisella tarkoitetaan lyhyen ajan sisällä tapahtuvaa kylmänkestävyyden kasvamista, ja sillä voi olla huomattava vaikutus kylmistä olosuhteista selviytymiseen. Lisääntymisdiapaussin laukaisee ympäristöstä tulevat ärsykkeet, kuten muutokset päivän pituudessa ja lämpötilassa. Se parantaa naaraiden mahdollisuuksia selvitä epäedullisista vuodenajoista ja siirtää jälkeläisten tuoton ajankohtaan jolloin munien ja jälkeläisten selviytyminen on parhaimmillaan. Tämän työn tavoitteena oli etsiä sopivat lämpötilat ja käsittelyajat Drosophila montana -mahlakärpästen kylmänkestävyyden mittaamiseen ja selvittää vaikuttavatko lyhytaikainen karaistuminen ja lisääntymisdiapaussi naaraiden ja koiraiden kylmänkestävyyteen. Tutkimuslajina käytettiin D. montana -lajia, joka on sopeutunut talvehtimaan pohjoisissa luonnonoloissa. Kärpästen kylmänkestävyyttä tutkittiin mittaamalla niiden kylmäkoomasta selviytymiseen kuluva aika. Tutkittavia yksilöitä pidettiin aluksi kaksi viikkoa kasvatuskaapeissa (+16 C), joista toisessa oli jatkuva valaistus ja toisessa lisääntymisdiapaussin laukaiseva valojakso 16:8 (16 tuntia valoa ja 8 tuntia pimeää). Ennen kylmänkestävyyskoetta puolet yksilöistä sai karaistumiskäsittelyn (1 tunti 0 C:ssa). Varsinaiset kylmänkestävyyskokeet kestivät 16 tuntia ja ne tehtiin kolmessa eri lämpötilassa (−6 C, −7 C ja −8 C). Tämän tutkimuksen perusteella voitiin päätellä, että Drosophila montanan kylmäkoomasta selviämiseen kuluva aika voidaan parhaiten mitata −6 ˚C:ssa altistusajan ollessa 16 tuntia. Tämä lämpötila oli riittävä käsittelyjen välisten erojen selvittämiseksi, mutta ei liian rankka kärpästen selviytymisen kannalta. Tutkimuksen perusteella lisääntymisdiapaussi parantaa naaraiden ja samoissa olosuhteissa kasvatettujen koiraiden kylmänkestävyyttä, karaistumisen vaikutuksen ollessa selkein naarailla, jotka eivät ole diapaussissa. Diapaussin ja karaistumisen aikaansaamat muutokset kärpäsen fysiologiassa voivat olla samankaltaisia, ja näin karaistumisen antama lisähyöty on lähes olematonta tai sattumanvaraista lisääntymisdiapaussissa oleville yksilöille.