Kesällä 2019 vietin lämpimiä hellepäiviä viileässä, hämärässä kalankasvatushallissa. Taustalla kuului jatkuva veden solina, kun Kivesjärven hapekas vesi virtasi suuriin, vihreisiin lasikuitualtaisiin. Niissä kasvatetaan lohia, taimenia, ahvenia ja mateita.

Olin Luonnonvarakeskuksen Paltamon kalantutkimuslaitoksella tutkimassa lohenpoikasten stressistä toipumista. Siirsin kaloja ämpärillä kirkkaasti valaistuihin vesikouruihin, joissa altistin ne vuoroin virtaavalle ja vuoroin lähes seisovalle vedelle. Veden virtaus, 0,4 metriä sekunnissa, ei ollut lohenpoikasille kovakaan virta, mutta haavilla pyydystys, uusi tilanne, vaalea kouru ja kirkkaat valot todennäköisesti stressasivat niitä.

Kokeissamme oli mukana äärimmäisen uhanalaisia Saimaan järvilohia, Itämeren merilohia sekä näiden risteymiä, eli hybridilohia. Tarkoituksena on tutkia kuinka geenit ja oppiminen vaikuttavat lohenpoikasten käyttäytymiseen. Yksilöiden väliset erot käyttäytymisessä voivat selittää luonnossa selviytymistä. Esimerkiksi stressille alttiimmat kalat ovat todennäköisesti varovaisempia, eivätkä siten joudu yhtä helposti petojen saaliiksi.

Tutkin väitöskirjassani järvilohen risteyttämistä merilohen kanssa, joka saattaa olla viimeinen keino pelastaa Saimaan järvilohi sukupuutolta. Aihe voi silti monesta tuntua hyvin ristiriitaiselta. Eikö jo riittävän monta ainutlaatuista lohikalapopulaatiota ole tuhottu, kun eri alueiden kaloja on siirrelty ja istuteltu paikasta toiseen? Esimerkiksi Itämereen laskevissa suomalaisjoissa oli alun perin 20 ainutlaatuista merilohikantaa. Näistä 17 on menetetty tukinuiton, ruoppausten, saastumisen ja ennen kaikkea vesivoimarakentamisen tuloksena. Alkuperäisinä ovat säilyneet vain Simo- ja Tornionjokien kannat, sekä Iijoen kanta laitoskasvatuksen varassa. Loppu merilohikantojen monimuotoisuus on iäksi kadonnut, ja populaatiot on korvattu esimerkiksi Nevanjoen merilohella.

Itämereen laskevissa suomalaisjoissa oli alun perin 20 ainutlaatuista merilohikantaa, joista 17 on jo menetetty.

Saimaan järvilohikin on ainutlaatuinen: se elää koko elämänsä suolattomissa vesissä, toisin kuin merilohi, joka syntyy joessa, vaeltaa merelle aikuistumaan, mutta palaa mereltä takaisin synnyinjokeensa kutemaan. Järvilohikin pyrkii vaeltamaan, mutta lähes kaikki sen lisääntymisalueista on tuhottu Itä-Suomen teollistumisen myötä.

Saimaan järvilohi lienee ollut täysin eristyksissä Itämeren merilohista aina Vuoksen synnystä asti. Tuhansien vuosien eristys onkin johtanut siihen, että järvilohelle on kehittynyt alalajin piirteitä: se on muun muassa tummempi, täplikkäämpi ja tukevampi kuin merilohi. Saimaan lisäksi myös Laatokassa, Äänisessä, Vänernissä, Vätternissä ja muutamissa Venäjän Karjalan sekä Kanadan järvissä on järvilohia. Järvi- ja merilohet luetaan kuitenkin kaikki samaan monimuotoiseen lajiin, atlantinloheen (Salmo salar).

Jos järvilohen pelastaminen niin vaatii, se risteytettäisiin merilohen kanssa. Järvilohi tummempi ja tukevampi, merilohi vaaleampi ja hoikempi. Kuvat: Matti Janhunen ja Jorma Piironen

Kaukasuksen hybridivisentit

Samaan aikaan kun minä tutkin mahdollisuutta äärimmäisen uhanalaisen järvilohen pelastamiseksi risteyttämällä, vaeltaa Venäjän Kaukasuksen alppiniityillä suuria nisäkkäitä, jollaiset jo kerran hävitettiin koko maailmasta sukupuuttoon.

Kyseessä on visentti, Euroopan suurin luonnonvarainen maaeläin. Kaukasuksen aarniometsissä ja luoksepääsemättömissä vuoristoissa on nykyään elinvoimainen visenttikanta, vaikka vuoristo-oloihin sopeutuneen alalajin viimeinen luonnonvarainen yksilö tapettiin 1927. Jäljelle jäi vain yksi ainoa vankeudessa elävä sonni.

Kaukasuksen vuoristovisentti kuoli luonnosta sukupuuttoon 1927. Viimeinen tarhassa elävä sonni risteytettiin alankovisenttien kanssa, ja niiden jälkeläiset myöhemmin istutettiin luontoon. Kuva: E.K. Jutner / Wikimedia Commons

Niinpä kaukasuksenvisentti päätettiin risteyttää puolalaisten alankovisenttien kanssa, joita niitäkään ei ollut enää montaa jäljellä. Lisäksi populaation sekaan risteytettiin aikoinaan kolme Pohjois-Amerikkalaista biisonia, koska visenttien lisääntyminen vaikutti hyvin heikolta, mahdollisesti sisäsiittoisuudesta johtuen. Nykytiedon valossa tämä päätös, jossa siis risteytettiin kaksi eri lajia, on hyvin arveluttava. Samalla kun vaarannettiin hybridijälkeläisten lisääntymiskyky, menetettiin nimittäin myös niiden lajipuhtaus. Hybridejä ei voida enää pitää visentteinä eikä biisoneinakaan.

Kaukasuksen luontoon hybridivisentit palautettiin 1940-luvulla, ja pian ne alkoivat käyttäytyä kuten alueen alkuperäiset visentit. Ne vaelsivat kesäksi meheville alppiniityille ja talveksi laaksonpohjien aarniometsiin, joissa sääolot eivät ole niin ankaria kuin korkealla vuoristossa.

Hybridejä ei voida enää pitää visentteinä eikä biisoneinakaan.

1980-luvulla hybridivisenttilauma aiottiin hävittää, koska haluttiin säilyttää visentin lajipuhtaus. Venäläisen eläintieteilijä V.A. Nemtsevin mukaan hybridivisentit olivat kuitenkin sopeutuneet ja lisääntyvät vuoristo-olosuhteissa paremmin kuin puhtaat visentit. Tämä johtui todennäköisesti hybridien pienemmästä sisäsiitosasteesta eli korkeammasta perimän monimuotoisuudesta, joka helpotti niiden sopeutumista muuttuviin oloihin. Laumaa ei lopulta koskaan hävitetty.

Nykyään näyttää siltä, että biisonin geenien osuus hybridivisenttien perimässä on vähentynyt noin viidenneksestä viiteen prosenttiin. Hybridivisenttien ulkomuotokin on luonnonvalinnan tuloksena alkanut muistuttamaan alkuperäistä populaatiota. Jyrkillä vuorenrinteillä liikkumiseen sopeutuneet eläimet ovat pienempiä, sirompirakenteisia ja kevyempiä kuin alankovisentit tai biisonit.

Herää kuitenkin kysymys, onko visenttien palauttaminen Kaukasukselle luonnonsuojelullinen menestys, vai onko siinä vain korvattu alkuperäinen, sukupuuttoon kuollut populaatio ihmisen keinotekoisesti tuottamilla hybrideillä?

Toisaalta sillä, että alueella ylipäänsä elää suuria laiduntajia, on arvoa monille muille lajeille. Eli vaikka Kaukasuksen vuoristovisentti on iäksi menetetty, ovat myös hybridivisentit metsäekosysteemissä avainlajin roolissa. Nämä suuret kasvissyöjät muokkaavat koko maisemaa vaikuttamalla luonnonmetsän sukkessioon ja ravinteiden kiertoon. Lisäksi ne ylläpitävät luonnonniittyjä, joista lukemattomat kasvit ja eläimet ovat riippuvaisia.

Saimaan järvilohi

Myös järvilohi kävi aikoinaan aivan sukupuuton partaalla. 1970-luvulle tultaessa Saimaan järvilohelta vietiin kaikki lisääntymismahdollisuudet ja Pielisen järvilohi katosi kokonaan.

Kuvissa näkyy Pielisjoen seutu 1900-luvun alussa ja 2020-luvulla. Saimaan järvilohen merkittävimmät kutu- ja poikastuotantoalueet sijaitsivat Pielisjoen koskissa. Osa lohista vaelsi koko Pielisjoen läpi aina Ala-Koitajoen lukuisille koskialueille asti kudulle. Yhdessä nämä kaksi jokialuetta kattoivat 72 prosenttia koko Saimaan vesistön järvilohen lisääntymisalueista. Pamilon ja Kaltimon voimalaitokset tuhosivat järvilohen lisääntymismahdollisuudet Ala-Koitajoen ja Kaltimon koskissa 1950-luvulla. Pielisen järvilohi puolestaan kuoli sukupuuttoon 1960-luvulla kun Lieksanjoki valjastettiin. Lopullisesti Saimaan järvilohen lisääntymismahdollisuudet tuhottiin 1970-luvulle tultaessa, kun Jako- ja Utrankosket ruopattiin ja Kuurnan voimalaitos valmistui. Tämän jälkeen järvilohi on ollut vuosikymmeniä täysin istutusten varassa.

Saimaan viimeisten luonnonvaraisten ja lisääntymään pyrkivien yksilöiden sukusolut kerättiin Kontiolahden Kuurnasta 1969. Ne vietiin kalankasvatuslaitokselle, jossa niistä perustettiin laitoskanta. Laitoksessa vietetty poikasvaihe tarkoitti, että luonnonvalinta ei enää vaikuttanut järvilohen poikaskuolleisuuteen. Näin ollen monet luonnossa selviytymisen kannalta tärkeät ominaisuudet ovat voineet karsiutua populaatiosta pois. Samalla laitosolosuhteissa edulliset ominaisuudet, kuten ahtaiden ja stressaavien olosuhteiden sietokyky, ovat todennäköisesti lisääntyneet.

Ala-Koitajoen Pamilonkoski vuonna 1893. Mahtava Pamilonkoski oli tunnettu lohikoski, jonne tultiin Etelä-Suomestakin kalastamaan. Pamilonkoski joutui lähes kuiville kun Pamilon voimalaitos valmistui vuonna 1955. Samalla tuhottiin merkittävä järvilohien ja -taimenien lisääntymisalue. Koitereen järvitaimen kuolikin voimalaitoksen takia kokonaan sukupuuttoon. Kuva: I.K. Inha / Museovirasto CC BY 4.0

1970-luvun alussa aloitettiin järvilohen palautus Saimaaseen. Runsaasta kalastuksesta johtuen istutettujen järvilohien kuolleisuus oli kuitenkin hyvin korkeaa. Istukkaiden alhainen selviytyminen puolestaan johti siihen, että luonnonvalinnan läpikäyneitä emokaloja saatiin kalanviljelyyn 1975–1981 vuosittain vain muutamia. Pitkään jatkunut emokalojen alhainen määrä onkin kaventanut järvilohen perimää huomattavasti. Toisin sanoen kaikki nykyään elävät Saimaan järvilohet ovat hyvin läheistä sukua keskenään, ja populaatio on siten sisäsiittoisuuden vaivaama.

Sukupuuttoon kuoleminen on järvilohelle edelleen todellinen vaara. Tämän takia se onkin luokiteltu Suomessa äärimmäisen uhanalaiseksi. Saimaaseen ja Pieliseen istutetut yksilöt eivät pääse suurten vesivoimaloiden takia vaeltamaan ainoille säilyneille kutualueilleen, joten ihmisestä riippumatonta lisääntymistä ei tapahdu.

Komea järvilohiemo, jonka kutuvaellusta Luonnonvarakeskuksen tutkijat seuraavat selkäevään kiinnitettävällä radiolähettimellä. Kuva: Markku Gavrilov

Vaikka järvilohen tilanteen helpottamiseksi on vireillä useita hankkeita, on kanta edelleen pitkälti istutusten varassa. Kuitenkin vesihome, tarttuva kalatauti, tappaa erityisesti laitoksessa eläviä emokaloja. Vesihome voikin merkitä jopa koko laitoskannan tuhoa, joka olisi katastrofi järvilohen kannalta, koska luonnonvaraista kantaa ei varsinaisesti ole.

Myös sisäsiittoisuus on vakava uhka. Saimaan järvilohi ei voi juurikaan sopeutua esimerkiksi ilmastonmuutokseen tai kalatauteihin, koska yksilöiden välillä on hyvin vähän perinnöllistä vaihtelua. Lisäksi sisäsiittoisuus saattaa heikentää järvilohen lisääntymiskykyä.

Mitä jos järvilohi risteytettäisiin merilohen kanssa?

Maailmalta tunnetaan esimerkkitapauksia, joissa pieniä, sisäsiittoisia populaatioita on onnistuttu pelastamaan tuomalla niihin ”uutta verta”, eli yksilöitä perimältään monipuolisemmasta populaatiosta. Näissä esimerkkitapauksissa populaatiot ovat kuitenkin aina olleet selkeästi samaa alalajia, eivätkä ole olleet vielä montaakaan sukupolvea eristyksissä toisistaan.

Smygehukin kyyt

Ruotsin eteläisin kyykäärmepopulaatio oli 1980-luvulla ollut jo lähes sata vuotta eristyksissä pienessä niittysaarekkeessa peltojen, Smygehukin kylän ja satama-alueen välissä. Pieni, sisäsiittoinen kyypopulaatio oli vääjäämättä ajautumassa sukupuuttoon, kunnes tutkijat päättivät vuonna 1992 siirtää sinne 20 koirasta suuremmasta, perimältään monipuolisemmasta populaatiosta.

Vuonna 1995 elossa olevat kahdeksan koirasta pyydystettiin ja palautettiin synnyinseuduilleen. Jo muutaman vuoden päästä syntyvyys ja kyykäärmeiden kokonaismäärä niittysaarekkeella lähtivät hurjaan kasvuun.

Kuvaajassa näkyy vain vuosittain pyydystettyjen koiraiden määrä, koska naaraiden pyydystäminen on vaikeampaa ja niiden määrän arvioiminen siksi epäluotettavampaa.

Järvilohen tapauksessa perimän monipuolistaminen ei suinkaan ole näin yksinkertaista, koska lähisukuisia populaatioita ei ole. Näin ollen ainoa mahdollisuus olisi risteyttää populaation sekaan Itämeren merilohia tai Laatokan järvilohia. Jälkimmäisiä ei kalatautiriskin takia kuitenkaan saa tuoda suomalaisille kalankasvatuslaitoksille, joten ainoaksi vaihtoehdoksi jäävät Itämeren merilohet.

Kuitenkin järvilohi on ollut tuhansia vuosia eristyksissä merilohista, eli populaatiot ovat ajautuneet geneettisesti kauas toisistaan. Eriytyneiden populaatioiden risteyttäminen on hyvin riskialtista: hybridijälkeläiset saattavat jopa olla lisääntymiskyvyttömiä heikentäen koko populaation lisääntymistä. Lisäksi on olemassa todellinen vaara, että kantojen risteyttäminen johtaisi järvilohen paikallisten sopeutumien katoamiseen.

ärvilohen poikanen Ala-Koitajoella, missä ennallistetaan lisääntymisalueita. Pamilon voimalan nykyinen omistaja, Vattenfall on velvoitettu lisäämään juoksutuksia Ala-Koitajokeen ja ELY on ennallistuttanut siellä kutusoraikoita. Kuva: Pekka Tuuri

Olemme kuitenkin väitöskirjatutkimuksessani havainneet, että perimän monipuolistaminen risteyttämällä saattaisi olla edullista järvilohelle. Hybridit, joiden äiti on merilohi ja isä järvilohi, selviytyivät pienpoikasvaiheesta paremmin kuin puhtaat järvilohet. Käyttäytymiskokeistani on puolestaan saatu alustavia viitteitä, että merilohen ja järvilohen välillä olisi perinnöllisiä eroja stressiherkkyydessä.

Perimän monipuolistaminen risteyttämällä tarkoittaisi käytännössä, että populaation sekaan istuttaisiin muutamia yksilöitä, joilla esimerkiksi toinen isovanhempi olisi merilohi. Näin saataisiin mahdollisesti kumottua sisäsiittoisuuden negatiivisia vaikutuksia ja parannettua järvilohen sopeutumis- ja lisääntymiskykyä. Vaaditaan kuitenkin hybridien risteytyksiä keskenään ja järvilohien kanssa, ennen kuin tiedetään varmuudella onko risteyttämisestä haittaa. Lisäksi koeistutukset vesistöihin, joissa ei vaaranneta alkuperäisten lohikalojen geneettistä puhtautta, ovat välttämättömiä ennen kuin voidaan sanoa mitään varmaa.

Halutaanko Saimaan alkuperäinen, geneettisesti puhdas järvilohi säilyttää sukupuuton uhallakin?

Ensisijainen tavoite on tietenkin varmistaa aidon ja alkuperäisen järvilohen säilyminen Saimaassa ja Pielisessä, sekä ennen kaikkea luontaisen elinkierron ja lisääntymisen palauttaminen. Jos tilanne kuitenkin huononee vielä nykyisestäkin, saatetaan joutua suurten kysymysten äärelle: Halutaanko säilyttää Saimaan alkuperäinen, geneettisesti puhdas järvilohi sukupuuton uhallakin? Vai halutaanko, että Saimaassa on elinvoimainen hybridilohikanta, jolloin järvilohen geneettinen ainutlaatuisuus kuitenkin menetettäisiin lopullisesti?

Elinvoimainen lohikanta Saimaassa ja Pielisessä elvyttäisi monella tapaa koko ekosysteemiä, vaikuttaen muun muassa ravinteiden kiertoon latvavesien ja suurten järvenselkien välillä. Myös raakulle, eli jokihelmisimpukalle luonnollisesti lisääntyvä lohikanta Saimaassa ja Pielisessä olisi välttämätön. Järvilohen kohtalo on joka tapauksessa täysin ihmisen käsissä, on ollut sitä jo vuosikymmeniä, viimeistään Pielisjoen vesistön valjastamisesta asti.

Lähetinseurantojen avulla on saatu selville, että järvilohet liikkuvat kutuvaelluksilla satoja kilometrejä koko Saimaan alueella. Kuva: Pekka Tuuri

Artikkeli on yksi kymmenestä #muutos-tiedejutusta, joita Suomen Luonto julkaisee syksyn 2021 aikana. #muutos-artikkelit toteutetaan Koneen Säätiön rahoituksella.