Vieraslajien vaikutus alkuperäisten kasvilajien menestymiseen maaperän välityksellä

Abstract

Haitalliset vieraslajit ovat uhka ekosysteemeille kaikkialla maailmassa. Vieraslajeilla voi olla merkittävä vaikutus alkuperäisten lajien menestymiseen vieraslajien uusilla levinneisyysalueilla. Vieraskasvilajien menestymisen taustalla on monia vielä kohtalaisen tuntemattomia mekanismeja, joita ovat muun muassa vieraslajien vapautuminen luonnonvaraisista vihollisista uudella levinneisyysalueella, tehokas ravinnekilpailu ja alkuperäisille kasvilajeille vieraiden allelopaattisten yhdisteiden tuotanto. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, vaikuttaako edellinen kasvisukupolvi seuraavan kasvisukupolven menestymiseen maan välityksellä ja vaikuttaako yhteinen evolutiivinen historia kasvien maan välityksellä tapahtuvaan vuorovaikutukseen. Tutkimus toteutettiin kaksivaiheisen kasvihuonekokeen avulla. Tutkimuksessa tutkittiin maan käsittelyvaiheessa kasvatettujen kasvien vaikutusta vastelajien menestymiseen. Kasvualustassa kasvatettiin maan käsittelyvaiheessa jättipalsamia (Impatiens glandulifera) ja komealupiinia (Lupinus polyphyllus), jotka ovat Suomessa vieraslajeja sekä Suomessa alkuperäistä timoteita (Phleum pratense). Lisäksi perustettiin kaksi kontrollikäsittelyä, jotka erosivat ravinnepitoisuuden suhteen. Responssikokeessa 1 istutettiin maan käsittelyvaiheessa käsiteltyihin kasvualustoihin vastelajit, joiden kasvuvasteita tutkittiin. Vastelajeista neljä oli alkuperäisiä kasvilajeja ja yksi oli vieraslaji. Vastelajien korkean kuolleisuuden vuoksi perustettiin responssikoe 2, jonka avulla selvitettiin, johtuuko taimien suuri kuolleisuus sattumasta. Edellinen kasvisukupolvi vaikutti seuraavan kasvisukupolven menestymiseen kasvualustalla heikentäen seuraavan kasvisukupolven kasvua. Edellinen kasvisukupolvi kuitenkin vaikutti eri vastelajeihin eri tavoin. Yhteisellä evolutiivisella historialla ei ollut vaikutusta seuraavan kasvisukupolven menestymiseen. Alkuperäislaji timotei vaikutti voimakkaammin vastelajien kasvuun kuin vieraslajit ja heikensi etenkin vieraslajin kasvua. Tuloksia voivat selittää muun muassa edellisen kasvisukupolven voimakas resurssien kulutus, patogeenien kertyminen tai alkuperäisen lajin allelopaattinen vaikutus vieraslajiin. Tulokset viittaavat siihen, että alkuperäiset kasvilajit voivat vastustaa vieraslajien leviämistä ja heikentää vieraslajien kasvua paremmin kuin on aiemmin oletettu.

The effect of invasive plant species on the success of native plant species via soil.

Invasive plant species are a potential threat to ecosystems around the world. Invasive species can have a great effect on the success of native plant species and communities. Diverse mechanisms can be behind the invasion success of the invasive plant species. These mechanisms may include the release from natural enemies, such as pathogens in their new range, more efficient resource competition or secretion of novel allelochemicals that can suppress the growth of the native plant species. The aim of this study was to examine if previous plant generation affects the success of the next plant generation and does the common evolutionary history affect the plant soil feedback of different plant generations. The study was performed as a two-phase greenhouse experiment. In the soil treatment phase of the experiment, invasive species Impatiens glandulifera and Lupinus polyphyllus and native Phleum pratense were planted on sand-filled pots. In addition, two control treatments with different nutrient levels were established. The soil treatment plants were removed and four native and one invasive plant species (response plants) were planted into the treated soils. Response plants had a high mortality rate in response experiment 1 and therefore response experiment 2 was founded. The previous plant generation affected the growth and success of the next plant generation by supressing the growth. The previous plant generation had different effects on different response plant species. The common evolutionary history did not affect the success of the next plant generation. The native Phleum pratense had stronger effect on the growth of the next plant generation than invasive plants. Phleum pratense had the strongest suppressive effect on the growth of invasive response plants, and invasive response plants died in both response experiments. Strong resource consumption of the previous generation, pathogen accumulation and ‘unknown weapons’ could at least partially explain the results. These results suggest that native plant species might be able to resist the invasion of invasive plant species and reduce the growth of invasive species better than has been formerly thought.