Maaperän hajoava orgaaninen aines luo perustan lajirikkaille ravintoketjuille. Jotkut maaperäeläimet viettävät osan elämästään myös maan pinnan yläpuolella.

Maaperä on eloperäisen ja elottoman kiinteän aineen, ilman ja veden muodostama kolmiulotteinen mosaiikki, joka tarjoaa valtavan määrän erilaisia elinympäristöjä monenlaisille eliöille. Usein maaperässä elääkin monimuotoisempi eliöstö kuin samalla paikalla maanpinnan yläpuolella.

Luonnon toiminnan kannalta maaperällä on kasvien kasvualustana toimimisen lisäksi suuri merkitys siellä tapahtuvan hajotustoiminnan vuoksi. Maassa kuollut eloperäinen aines vähitellen hajoaa ja siihen sitoutuneet ravinteet vapautuvat uudelleen kasvien käyttöön. Ilman hajotusta maa täyttyisi kuolleista eliöistä ja kasveille käyttökelpoiset ravinteet loppuisivat.

Eloperäisen aineen hajoaminen on biologisesti säädelty prosessi, johon osallistuu monenlaisia eliöitä. Mikrobeilla on monimutkaisten orgaanisten yhdisteiden, kuten selluloosan, ligniinin ja kitiinin, hajottamisessa tarvittavat entsyymit. Mikrobit muodostavat myös valtaosan kaikesta maaperän elävästä biomassasta.

Maaperän eläimet puolestaan silppuavat kuollutta kasviainesta ja muiden eliöiden jäänteitä. Tällöin aineksen pinta-ala kasvaa ja samalla se sekoittuu tehokkaasti. Eläinten läpikäymä materiaali onkin mitä parhain elinympäristö mikrobeille. Toisaalta eläimet ovat omassa ravitsemuksessaan riippuvaisia mikrobeista, elivätpä nämä sitten hajoavassa eloperäisessä aineksessa tai eläinten suolen sisällössä. Mikrobisolut ovat eläimille huomattavasti laadukkaampaa ravintoa kuin itse kuollut kasviaines. Hajotustoiminta onkin suurelta osin maaperän ravintoverkon toimintaa.

Eloperäisen aineen hajoamiseen vaikuttavat monet tekijät alkaen aineksen laadusta ja ympäristöoloista, kuten lämpötilasta ja kosteudesta. Hajottajaeliöyhteisön rakenteella ja eliöiden määrällä on myös iso merkitys. Eloperäinen aines ei hajoa suoraviivaisesti hiilidioksidiksi, vedeksi ja vapaiksi ravinteiksi, vaan se käy läpi monia vaiheita siirtyessään eliöstä ja maaperän kerroksesta toiseen.

Helposti hyödynnettävät yhdisteet, kuten sokerit ja yksinkertaiset valkuaisaineet, käytetään eliöissä nopeasti hyväksi. Toisaalta osa hajoavan aineksen yhdisteistä muuttuu rakenteeltaan yhä monimutkaisemmiksi ja heikommin hajoaviksi. Nämä yhdisteet jäävät osaksi maaperän orgaanista ainetta ja ovat tärkeitä maan kasvukunnon kannalta. Ne monimuotoistavat maan rakennetta, säilövät energiaa (hiiltä) ja ravinteita, sekä sitovat haitallisia yhdisteitä.

Maaperän ravintoverkot saavat resurssinsa pääosin kuolleista eliöistä, lähinnä kasveista. Valtaosa kasvien tuotannosta päättyy itse asiassa suoraan hajottajien ravinnoksi, maan pinnalle lakastuvina versoina ja kuolleina juurina. Kasvit myös erittävät juuristaan maahan muun muassa sokereita sekä rasva- ja aminohappoja. Juurten lähiympäristö, niin sanottu ritsosfääri, onkin biologisesti hyvin aktiivista aluetta.

Lisäksi useimmat kasvit muodostavat sienten kanssa symbionttisia rakenteita, sienijuuria eli mykorritsoja, jotka liittävät elävät kasvit ja sienet elimellisesti yhteen. Tietyt mikrobit pystyvät sitomaan kaikille eliöille tärkeää typpeä suoraan ilmasta. Tällaisia mikrobeja elää sekä eräiden kasvien, kuten hernekasvien ja leppien, juurinystyröissä että vapaasti maassa. Tämäkin typpi päätyy aina lopulta maaperän eliöiden käyttöön. On myös huomattava, että moni maan päällä elävistä selkärangattomista eläimistä hakeutuu jossain elämänsä vaiheessa maan suojiin ja saattaa päätyä maaperän petojen ravinnoksi. Maaperän hajottajayhteisö saa siten resursseja monesta eri lähteestä.

Maaperän monimuotoinen eliöstö

Maaperässä eläviin mikrobeihin kuuluu valtava määrä erilaisia viruksia, arkeoneja, bakteereja, leviä, hiivoja, homeita, sieniä ja alkueliöitä. Yhdessä grammassa maata on miljoonia mikrobisoluja. Mikrobeilla on kyky tuottaa valtava määrä erilaisia entsyymejä, mistä syystä ne ovat korvaamattomia hajotustoiminnassa. Mikrobien metabolianopeus ja lisääntymiskyky ovat todella huimia, ja niiden toiminnassa vapautuukin suurin osa hajoavan aineksen hiilestä ja ravinteista.

Maaperän hajottajaravintoverkossa on mikrobien lisäksi hämmentävä kirjo erilaisia eläimiä. Pienimmät niistä elävät maahiukkasia ympäröivässä vesikalvossa, niveljalkaiset juoksentelevat maan huokostilassa ja suurimmat, kuten lierot, puskevat maan läpi muokaten sitä samalla tehokkaasti.

Maan vedessä elää iso kirjo tavallisesti alle millimetrin mittaisia rataseläimiä, karhukaisia ja sukkulamatoja. Neliömetrillä kosteaa maata rataseläimiä voi olla kymmeniä tuhansia. Ravinnokseen ne käyttävät kuolleen eloperäisen aineen hiukkasia ja mikrobeja. Karhukaiset ovat hitaasti liikkuvia kahdeksanjalkaisia otuksia, joista suuri osa on kasvinsyöjiä lävistäen stilettimäisillä suuosillaan etenkin sammalen soluja. Karhukaisiin kuuluu myös yksisoluisten mikrobien syöjiä sekä varsinaisia petoja, jotka saalistavat lähinnä alkueliöitä, rataseläimiä ja sukkulamatoja. Karhukaiset selviytyvät jopa äärimmäisen epäsuotuisista oloista vaipumalla syvään lepotilaan. Tietyt sukkulamatolajit ovat erikoistuneet syömään bakteereja, toiset sieniä, monet ovat petoja. Myös kaikkiruokaisia ja loisivia lajeja on paljon, samoin kasveja ravinnokseen käyttäviä. Yhdellä neliömetrillä maata elää miljoonia sukkulamatoja.

Hyppyhäntäiset ovat maaperän tyyppieläimiä. Ne muistuttavat hyönteisiä ja niiden koko vaihtelee alle millimetristä enimmillään noin viiteen millimetriin. Monilla lajeilla on hyppyhanko, jolla ne sinkauttavat itsensä salamannopeasti ilmalentoon. Neliömetriltä maata löytää helposti kymmeniä tuhansia hyppyhäntäisiä. Osa niistä elää maan pinnalla, osa karikekerroksessa, osa itse maassa. Useimpien lajien ruokavalio koostuu pääasiassa sienirihmoista.

Punkit muodostavat tavattoman monimuotoisen niveljalkaisryhmän. Useimmissa maaperissä näitä yleensä alle millimetrin mittaisia otuksia tavataan satoja tuhansia yksilöitä neliömetrillä. Maaperän punkit ovat kuolleen kasviaineksen tai sienten syöjiä, petoja tai loisia, mutta myös kasvinsyöjäpunkkeja löytyy.

Lierot ovat tutuimpia ja myös kookkaimpia maaperän hajottajaeläimiä. Lierojen ekologinen merkitys piilee suurelta osin niiden koossa ja elintavoissa. Ne ovat tehokkaita maanmuokkaajia ja kierrättävät valtavia määriä kuollutta kasviainesta ja maata lävitseen, kukin laji tavallaan. Eräät lajit elävät syvälle ulottuvissa pystysuorissa käytävissä, joista ne hakevat maanpinnalta ravinnokseen muun muassa lehtikariketta. Toinen lierojen elämäntapa on syödä tietään maan läpi ottaen samalla ravintonsa maan eloperäisestä aineesta. Kolmas tapa on elää aivan maanpinnassa ja syödä kariketta ja siinä elävää mikrobistoa. Hyvällä paikalla elää neliömetriä kohti satoja lieroyksilöitä, ja niiden biomassa voi olla yli sata grammaa, enemmän kuin muiden maaperän eläinten yhteinen biomassa.

Änkyrimadot ovat selvästi lieroja pienempiä jaokkeellisia matoja. Ne elävät maan pintaosissa ja syövät hajoavaa eloperäistä ainesta ja siinä elävää mikrobistoa. Niiden toiminta on periaatteessa samanlaista kuin lierojen, mutta mittasuhteiltaan vähäisempää. Eräin paikoin, kuten kuivissa kangasmetsissä, änkyrimatoja on kuitenkin lieroja enemmän, ja silloin niiden merkitys karikkeen käsittelijöinä on todella suuri.

Maaperässä elää lisäksi huomattavan monimuotoinen joukko erilaisia niveljalkaisia, joko koko elämänsä tai vain tietyn kehitysvaiheen ajan. Tärkeitä karikkeen pilkkomisen kannalta ovat erityisesti sääskien ja kärpästen sekä kovakuoriaisten toukat. Näissä hyönteisryhmissä on myös petoja ja kasvinsyöjiä sekä nimenomaan sieniä ravintonaan käyttäviä. Maaperässä elää myös tuhatjalkaisia, siiroja, nilviäisiä ja monia muita hyönteisiä sekä erilaisia hämähäkkieläimiä. Esimerkiksi muurahaiset muokkaavat maaperän rakennetta sekä sen kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia.

Kirjallisuutta

Huhta, Veikko & Eeva-Liisa Hallanaro (toim.) (2019). Elämää maan kätköissä. Helsinki: Gaudeamus.

Timonen, Sari & Jari Valkonen (toim.) (2013). Sienten biologia. Helsinki: Gaudeamus.

Vestberg, Mauritz & Sari Timonen (toim.) (2018) Rihman kiertämät, Kasvien ja sienten erottamaton elämä. Omakustanne.

Teksti: Jari Haimi. Kuvat: Hannu Eskonen. Artikkeli on julkaistu Naturan numerossa 3/2019.