5.7. Vinterekologi; organismsamhällena i och under havsisen

De biologiska fältstationerna erbjuder utmärkta möjligheter till forskning av vattendragens vinterbiota. Tvärminne zoologiska station har utmärkt kapacitet för biologdykararbete under isen. Tilläggskapacitet finns eftersom laboratorierna inte är fullt utnyttjade under vintern. Beaktar man vårt lands geografiska läge samt EU:s ökande intressen för de arktiska och subarktiska områdena, faller det sig naturligt att vinterekologin är ett ämnesområde som man i Finland borde satsa på. I fråga om vinterforskning i Östersjön står det vårt land närmast att utveckla detta ämnesområde i samarbete med Sverige.

Finlands isforskning i norra Östersjön har traditioner och står på hög vetenskaplig nivå. Vid Havsforskningsinstitutet i Helsingfors har man nått långt ifråga om isbildningsmodeller för Östersjön. Det är egentligen förvånande att forskarna i så liten grad varit intresserad av de levande organismerna i och under vinterns istäcke. Redan Fritjof Nansen konstaterade i slutet av 1800-talet, under resan i Norra ishavet med forskningsfartyget "Fram", att det växte alger på och i isen och därtill förekom där ett mångsidigt heterotroft mikrobsamhälle. Även Ernst Häyrén noterade algfärgning ovanpå isen i Finska vikens skärgård.Under 1980-talet utvecklades påtagliga guldbruna kiselalgssamhällen i och på havsisens undre sida i havsisen utanför Tvärminne vilket resulterade i ett par mindre vetenskapliga uppsatser (Hällfors & Niemi 1974, Memoranda Soc. Fauna Flora Fennica 50: 89-104), Niemi 1986 (Nordenskiöld-samfundets tidskrift 46: 3-19), Huttunen et Niemi 1986, Memoranda Soc. Fauna Flora Fennica 62: 58-62). Efter detta har intresset för Östersjöns isbiota påtagligt ökat bland marinbiologerna vid Havsforskningsinstitutet och på Tvärminne zoologiska station.

Vid början av 1990-talet, då Guy Hällfors var Stiftelsen huvudstipendiat, aktiverades de algtaxonomiska studierna av auto-och heterotrofa mikroorganismer i östersjövattnet. Guy Hällfors hade redan tidigare knutit förbindelser med algtaxonomerna vid Köpenhamns universitet. Därefter utvecklade Harri Kuosa och Johanna Ikävalko ett nära samarbete med Köpenhamn som resulterade i flera gemensamma publikationer. Under detta skede riktades även intresset på mikroroganismerna inne och under isen. Sålunda erhöll Johanna Ikävalko 1994-1996 forskningsunderstöd av Stiftelsen varefter ett gott internationellt samarbete över forskningen av isbiotan utvecklades.

För att fördjupa sina insikter i isbiotan har Johanna Ikävalko deltagit i forskningsresor till Grönlandshavet med det tyska forskningsfartyget Polarstern, varvid ett nära samarbete etablerats mellan Tvärminne zoologiska station och Polarekologiska institutet vid Kiels universitet, där man specialiserat sig på isbiotaundersökningar i Arktis och Antarktis. Vidare har Johanna Ikävalko deltagit och varit ansvarig för en forskargrupp till Antarktisområdet. I expeditionen deltog Janne-Markus Rintala som sammanställt ett pro gradu-arbete om algerna i Antarktisisen (våren 2000, cl). Samabetet med Kiel har lett till att vinterkurser i Tvärminne över Östersjöns isbiota arrangerats gemensamt av Kiels och Helsingfors universitet. På Kurserna, där 10 studenter från Tyskland och 10 från Finland deltagit, har som lärare fungerat professorer och doktorer från Kiels universitet och Helsingfors universitet och från Havsforskningsinstitutet. Samarbete har etablerats även med Umeå universitet. Planer föreligger på att dessa mycket givande kurser arrangeras i Tvärminne vartannat år. Johanna Ikävalko disputerade för doktorsgraden 1997 (ecl) med en avhandling om isbiotan i havsisen. Hon har tagit ansvaret för organiserandet av utforskning av isbiotan i Tvärminne. I gruppen har även involverats fysiker från Institionen för Geofysik vid Helsingfors universitet samt forskare från Kiels universitet.

Kunskapen om isbiotan har kraftigt ökat under det sista decenniet. Ett stort arbete har lagts ned på att beskriva olika submikroskopiska fjällbärande mikroorganismer, vilka synes vara allmänna i Östersjön. Studierna av isbiotans taxonomi har visat att såväl i havsisen i polarområdena som i Östersjöns bräckta havsis förekommer ett synnerligen mångsidigt organismsamhälle som består av autotrofa alger, av heterotrofa flagellater, ciliater, nematoder och andra evertebratgrupper liksom också av en välutvecklad bakterieflora. Dessa bildar en väl fungerande näringsväv. Johanna Ikävalko och Harri Kuosa med elever och deras utländska kolleger har påvisat att dessa issamhällen i Östersjön är likadana som de i Grönlandshavet men t.o.m. artrikare. Detta synes bero på Östersjöns högre näringsnivå och limnisk påverkan från kusterna. Preliminära studier över näringshalten inne i isen samt över denitrifaktion i isen har gjorts av Hermanni Kaartokallio.

Emellertid är vår kännedom om isbiotan preliminär. Isvintrarna varierar liksom isbiotans uppträdande. Hur reglerar de fysiska faktorerna isbiotans utveckling? Hurudan är successionen av isbiotan under vinterns lopp, hurudan är näringsnätets struktur och funktion samt hur inverkar issamhället på det pelagiska ekosystemet, hur fungerar det pelagiala samhället i Östersjön under vintrar då ett istäcke saknas, hur inverkar eutrofieringen på detta system? Dessa frågor är öppna och kan studeras i Tvärminne i samarbete med Havsforskningsinstitutet som studerar förhållanden i öppna Östersjön.

De preliminära resultaten av isforskningen har publicerats i internationella publikationsserier. Hela arbetet har varit mycket internationellt inriktat. Studier över östersjöbiotans vinterförhållanden är ett ämnesområde som Stiftelsen har ansett vara viktigt och värt att stöda de kommande åren.