Ei ihme, jos pieni kulkija hämmästelee ja kummastelee – maailmassa riittää ihmeteltäviä asioita loputtomasti. Harmi, jos suuremmat kulkijat eivät sitä aina muista.

1. Auringossa aina varjo seuraa kulkijaa.
Kun päivä painuu pilveen niin varjo katoaa.

Lucky Luken sanotaan ampuvan varjoaan nopeammin. Tarkkaan ajatellen siihen nyt pystyy kuka vaan. Kaikki ovat varjoaan nopeampia. Aina. Ihan vähän, mutta kuitenkin. Varjo liikahtaa vasta, kun sen taustana oleva valo ehtii perille. Valo on nopea, mutta ei äärettömän nopea.

Lucky Luke on tietysti nopea vetäjä, mutta lisäksi Luken luotikin on mahdottoman nopea. Sekin ehtii perille ennen varjo on ehtinyt vetää asettaan esiin. Oikeasti valo (ja sen luoma varjo) on noin miljoona kertaa luotia nopeampi ja samalla nopeinta mitä on. Mikään rakettikaan ei voi koskaan ohittaa valoa. Valo menee niin lujaa, että sen mielestä mihinkään ei ole yhtään matkaa eikä matkantekoon siksi kulu ollenkaan aikaakaan.

Tavalliset kulkijat ovat valoon verrattuna hitaita. Varjo seuraa heitä käytännössä saman tien. Varjo syntyy, kun valon hiukkaset eivät pääse läpi, vaan imeytyvät kulkijaan tai heijastuvat takaisin (tai siroavat jonnekin). Jos kulkija on sininen sammakko, suuri siitä takaisin säteilevästä valosta on sellaista, joka näyttää siniseltä. Ikkuna päästää tavallista valoa hyvin läpi, mutta huonosti näkymätöntä ultraviolettia valoa; siksi ikkunan takana ei juuri rusketu.

Jos auringon tielle sattuu pilviä, pilvikin tekee varjon. Valoa pääsee läpi ohuestakin pilvestä niin vähän, ettei oma varjo juuri erotu pilven varjosta. Pilvi on vettä, mutta se ei silti ole läpinäkyvä, koska vesi on niin pieninä pisaroina tai jääkiteinä. Kun pisara on tarpeeksi pieni, lähentelee valoaaltojen kokoa, valo ei välttämättä pääsekään läpi, vaan siroilee vähän mihin sattuu.

2. Siilillä on piikit, linnulla on höyhenet
pupulla ja oravalla turkit pehmoiset.

Multa novit vulpes, verum echinus unum magnum on latinaa ja tarkoittaa, että ketulla on monta konstia, siilillä yksi, mutta hyvä. Siilille on kehittynyt hyvä puolustus, sen karvat ovat muuttuneet teräviksi piikeiksi ja se pystyy käpertymään tiiviiksi piikkipalloksi. Ketun on oltava nopea, että se ehtisi saada siilin saaliikseen.

Nykyään vain linnuilla on höyhenet. Ennen niitä oli dinosauruksillakin. Dinosaurukset kuolivat, mutta niiden jälkeläiset linnut jäivät. Höyhenistä on hyötyä lämmikkeenä erityisesti pienille eläimille, jotka jäähtyvät helposti. Höyhenet ja sulat ovat käteviä myös lentämisessä (pingviineillä sukeltamisessa).

Nisäkkäille syntyi hiukan toiselainen suoja: karvapeite. Kylmällä ilmalla lämmittää hyvin – ilma! Jos se vain ei pääse karkuun. Jänisten ja oravien tuuheassa karvapeitteessä on paljon eristävää ilmaa. Ilmava turkki on pehmoinen.

3. Muurahaiset aina rakentaa ja rakentaa,
vaan eivätkö ne koskaan valmihiksi saa.

Kukapa omakotitaloakaan valmiiksi saisi. Aina tulee jotain korjattavaa, milloin pientä milloin suurta. Sotkua syntyy helpommin kuin järjestystä. Tavaroita on helpompi rikkoa kuin korjata. Muurahaiskeon neulaset eivät ole ikuisia, niitä on vaihdettava. Kekoa on tuuletettava kuumalla ilmalla ja kylmällä estettävä lämpöä karkaamasta. Keon alla pesä jatkuu syvälle maan uumeniin ja sisällä on aina nälkäisiä toukkia ja sisällä työskenteleviä muurahaisia, joille on etsittävä ruokaa.

On myös “laiskoja” muurahaisia. Kaikki ahertavat työmuurahaiset ovat tyttöjä. Pojilla on siivet ja ne eivät tee pesän eteen mitään. Niitä kiiinnostaa vain häälento ja siivekkäät tyttömuurahaiset, joista voi tulla kuningattaria. Laiskimmilla muurahaislajeilla ei ole työmuurahaisia lainkaan, vaan ne elävät huijaamalla pesän ja lastenhoidon toisilta muurahaislajeilta.

4. Matkamies käy rantaan lammen vettä juodakseen,
niin peilikuva katsoo alta tyynen veen.

Auringon valo tulee matkamiehen kasvoihin, heijastuu siitä lammen pintaan ja takaisin silmiin. Tyynessä vedessä kuva on ehjä, tuulisella säällä se menee rikki. Tarpeeksi syvä vesi toimii peilinä, koska… (Huh, tämä on vaikea. Fyysikot apua, miten peili toimii? Lisäys: kommenteissa lainauksia kirjasta, jossa aiheesta kerrotaan hyvin.)

Fuskasin vähän tässä samoin kuin kohdassa 1. Selittelin mitä valo tekee, mutta en oikein kunnolla, että miksi. Syy on siinä, että oikeasti kukaan ei oikein ymmärrä miksi valo käyttäytyy niin kuin käyttäytyy. Tai mikä vaan oikein pieni. (Tai oikein suuri.) Meillä ei ole edellytyksiä tajuta kuin “keskikokoisia asioita”. Suuret tai pienet asiat käyvät yli ymmärryksemme.

Kun valon näkee, on kuin silmään osuisi ja uppoaisi pienen pieni pallo. Mutta lammen pinnasta heijastuessaan valo aaltoilee. Aalto voi olla monessa paikassa yhtäaikaa eikä valosta voi arvata, mihin kohtaan se vaikka silmässä lopulta pompsahtaa. Vasta kun valoa on paljon, voidaan ennustaa mitä se tekee.

5. Mitenkähän lumpeet kelluu veden pinnalla,
ja yhtä kevyt korento on niiden rinnalla.

Lumpeenlehti painaa vedenpintaa koko painollaan, mutta se on liian kevyt. Paino ei riitä uppoamiseen. Varsi ja juuret ankkuroivat lumpeen pohjaan.

Korento on lumpeen tavoin vettä kevyempi.  Kastuisi korento silti vedenpinnalle laskeutuessaan, jos veden pinta ei kannattelisi sitä. Veden pinta on jännittynyt kelmu, jonka kovuuden huomaa kyllä, jos mätkähtää veteen mahalleen (saippuaveteen sukeltaminen ei sattuisi niin paljon). Veden pienimmät osat ovat sähköisiä, niiden plus- ja miinuspuolet vetävät toisiaan puoleensa. Pinnassa olevaa vesihiukkasta eivät muut vesihiukkaset kisko ylöspäin; ylhäällähän ei ole vettä vaan ilmaa. Sen sijaan pinnassa olevia hiukkasia kiskotaan kyllä alaspäin ja siksi veden pinta pakkaantuu niin tiiviiksi.

6. Kalat asuu vedessä ja kuu ja tähdet taivaalla,
mut lapset voivat purjehtia unilaivalla.

Kalat ovat asuneet vedessä  kauan ja siellä ne yhä pärjäävät kuin -  kalat vedessä. Kauan on myös siitä, kun osa kaloista alkoi sopeutua elämään kuivalla maalla. Aikojen saatossa ne ehtivät sitten muuttua siileiksi, ketuiksi, jäniksiksi, oraviksi, dinosauruksiksi, linnuiksi, sinisiksi sammakoiksi – ja lapsiksi, jotka lukevat blogista maailman ihmeellisiä asioita.

Kuu pysyy taivaalla, koska se putoaa koko ajan maahan – mutta putoaa ohi!  Kuulla on vauhtia, joka veisi sen suoraan avaruuteen, jos maa ei vetäisi sitä puoleensa. Kuu vetää maata yhtä lujaa kuin maa kuuta. Mutta koska maa on niin paljon isompi, se ei kuun voimasta paljon liikahda.

Kuu kiertää maata, niin voi hyvin sanoa, mutta ihan tarkkaan ottaen se ei ole oikein. Hirmu eri kokoiset pallot kiertävät avaruudessa kohtaa, joka on melkein – mutta ei ihan – keskellä isompaa palloa.

Tähdet ovat aurinkoja. Lähinkin tähti on niin kaukana, että näemme sen sellaisena kuin se oli nelisen vuotta sitten; niin kauan tähden valolta on kestänyt kulkea tänne. Yllättävän usein yksi tähti on oikeastaan kaksi aurinkoa, ne vain kiertävät toisiaan niin lähekkäin, että näyttävät täältä kaukaa katsoen yhdeltä.

Paljain silmin erottuvat vain aivan lähimmät paikallistähdet. Eivätkä nekään kaikki. Esimerkiksi taivaan kirkkaimman tähden Siriuksen kahdesta auringosta toinen on jo sammunut. Se on romahtanut valkoiseksi kääpiötähdeksi, joka ei enää säteile.

Miksi nukkua ja nähdä unia? Käännetään kysymys toisin päin? Miksi valvoa? Aina nukkumalla ei pitkälle pötkisi. Elämässä pärjääminen vaatii hereillä oloa. Unen merkitys silti ihmetyttää. Ehkä aivot lepäävät ja järjestelevät kaikkia ihmeellisiä asioita, mitä ne ovat päivän aikana keränneet.

Mitä unilaivasta näkyy? Ehkä kaloja, jotka nukkuvat silmät auki. Tai delfiinejä, jotka ovat aina nukkuessaan vain puoliunessa; toinen puoli aivoista nukkuu ja toinen valvoo vuorotellen. Millaisiahan unia delfiinit näkevät?

Lähde: Pokela, M. ja Koskimies, P. 1983: Ihme ja kumma -laulu.

Työpäivä tiedekeskus Heurekan oppaiden huoneessa keskeytyi äänekkääseen pörinään. Ikkunassa tömpsähteli kimalainen. Vaikuttavan kokoisen hyönteisen mustanpuhuvaa olemusta korostivat tumma kullanvärinen vyö ja valkoinen takaosa.

Heurekan hyönteistuntijat olivat ihmeissään. Kuningatar kimalainen oli ilman muuta, koska oli niin iso, mutta minkä lajin? Suomessa elää yli kolmekymmentä kimalaislajia, mutta tämän yksilön väritys ei täsmännyt oikein mihinkään niistä. Heräsi epäilys, että kyse oli poikkeuksellisesta tummasta värimuunnoksesta. Lajinmääritys muuttui entistä kiperämmäksi, kun normaaleihin värituntomerkkeihin ei ollut luottamista.

Nimen saamista odotellessa kimalainen eleli Heurekassa äreänä lemmikkinä. Juomaksi kuningatar kelpuutti hunajaveden. Aivan ymmärrettävästi kimalainen hermostui ennen pitkää jatkuvaan huomion kohteena olemiseen ja karkasi piiloon sisäkaton rakenteisiin. Parin tunnin kuluttua seikkailija saatiin napattua onneksi taas kiinni.

Määrityskirjallisuutta seuraamalla, kimalaiskokoelmiin vertaamalla, hyönteisharrastajien ja Helsingin yliopiston pistiäistutkijan ystävällisellä avustuksella määrityspulma lopulta ratkesi: kontukimalainen.

Kontukimalainen on hyvä pölyttäjä kasvihuoneissa ja marjamättäillä; lajin pesiä saa ostaakin. Luonnonvaraisena kontukimalainen on Suomessa melkoinen harvinaisuus. Tummaa värimuotoa kontukimalaisesta ei ole tiettävästi aiemmin maassamme havaittu.

Musta kuningatar päästettiin vapaaksi Heurekan pihan loppukesän kukkaloistoon.

Kiitokset: Hyönteisfoorumi ja I. Teräs,

(C) luotiset.wordpress.com – M. Kolkkala. Kimalainen seikkaili Heurekassa Vantaalla elokuussa 2007

Olipa kerran Sveitsissä hiukkanen, joka lähti matkalle Jussyn kylään. Samaan aikaan sen “lomittunut” kaverihiukkanen lähti toiseen suuntaan, Satignyn kylään. Jussyssä ensimmäiselle hiukkaselle kävi hassusti, se joutui mitattavaksi. Tieto tästä ei mitenkään voinut ehtiä kaverille. Jotenkin se kuitenkin tiesi. Tämä huomattiin, kun myös kaveri joutui mittauksen kohteeksi. Sen pituinen se.

Edellä oleva ei ole satu, vaan kokeellista fysiikkaa. Uudella kokeella osoitettiin entistäkin varmemmin, että kvanttifysiikka tosiaan on niin kummallista kuin se on.

Arkijärki helisee, jos sen kanssa yrittää ymmärtää mitä pienissä sveitsiläiskylissä tapahtui – ja tapahtuu ihan kaikkialla ympärillämme ja sisällämme koko ajan.

Kvanttifysiikka on kummallista ja vaikeaa. Vaikeuksista ensimmäinen on ymmärtää, kuinka kummallista kvanttimekaniikka onkaan.

Yhdeltä hiukkaselta mitataan jotain ja saadaan tulos (esimerkiksi “spin ylös”). Jos ensimmäisen hiukkasen kanssa tekemisissä ollut lomittunut hiukkanenkin mitataan, saadaan aina väistämättä eri tulos (“spin alas”). Entä sitten? Ne nyt vaan jotenkin “pyörivät” eri suuntiin.

Vaan kun ei. Kvanttifyysikot vakuuttavat, että ominaisuus syntyy vasta kun se mitataan (mitä ikinä “mittaaminen” sitten tarkoittaakaan). Voitaisiin mitata jotain ihan muuta, mikä olisi tehnyt ensimmäisen mittauksen ihan mahdottomaksi.

Täällä hauki – simsalabim – toisaalla ahven. Täällä harakka – simsalabim – toisaalla varis. Mutta ensin pitää päättää mitä mitataan. Lintu vai kala?

Palataan Sveitsiin. Kaikki fyysikot eivät ole luovuttaneet, vaan haluavat palauttaa syyn ja seurauksen perustaviin luonnonlakeihin. Kuinka hurja teoria vaadittaisiin selittämään lomittuneiden hiukkasten seurustelun ennakoitavasti ilman haamuja?

Tiedon pitäisi kulkea niiden välillä ja tiedonkululla on nopeus. Juuri tämän kuvitteellisen nopeuden minimiä fyysikot Sveitsissä pyrkivät selvittämään.

Kokeen hiukkaset olivat valoa ja ne matkustivat Juissyyn ja Satignyyn kaapelia pitkin. Sitten mitattiin, menivätkö ne mittarissa tätä reittiä vai tuota reittiä, vaiko sittenkin aaltona molempia reittejä yhtäaikaa.

Aikaisemmista kokeista on jo nähty, että valonnopeus ei riitä mihinkään, kun puhutaan lomittuneiden hiukkasten mahdollisesta kommunikaatiosta.

Koska pitäisi mennä lujaa, Sveitsin kokeiden tulkintaan tarvitaan suhteellisuusteoriaa.

Lopputulos: jos Jussyn ja Satignyn hiukkanen keskustelivat keskenään, viesti kulki todennäköisesti vähintään kymmentuhatkertaisella valonnopeudella. Aika haipakkaa.

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M.

Lähde: Salart, D., Baas, A., Branciard, C., Gisin, N. ja Zbinden, H. 2008: Testing the speed of “spooky action at a distance”, Nature 454: 861-864

(Lomittuminen: entanglement)

…et ole eläin. Oletko kuitenkin lähestulkoon melkein? Tutkitaanpa sinut nyt kerralla perusteellisesti, geenejä myöten.

Yleensä kun elävä olio maapallolla vastaan tupsahtaa, on helppo määrittää onko se eläin. Siis yleensä. (Jätetään suosiolla toiseen kertaan kysymys miten määrittää “elävä olio”.)

Eläin on eliö, joka ei ole kasvi eikä sieni. Eikä bakteeri (tai arkki). Eläimet osaavat usein liikkua, mutta eivät osaa valmistaa ruokaa suoraan auringonvalosta. Eläintä voisi yrittää määritellä ominaisuuksia luettelemalla, mutta tylsäähän se olisi ja aina törmäisi poikkeuksiin ja poikkeuksen poikkeuksiin.

Helpompaa on sopia joku otus eläimeksi ja määrittää kaikki sen riittävän läheiset sukulaiset eläimiksi myös. Kun kerta kaikki elämä tällä pallolla keskenään jotain sukua on.

Rotta esimerkiksi on eläin ja sen sukulainen hiiri selvästi myös. Jos hiiri evoluutiossaan jostain syystä juurtuisi paikoilleen ja alkaisi yhteyttää (hiirenkorvilla), se olisi silti järkevää määrittää eläimeksi. Lähempänä se silti perimmiltään ja perimältään olisi rottaa kuin koivua.

Jotkut yksisoluiset eliöt osaavat yhteyttää ja mennä viipottavat eteenpäin kuin pienet eläimet. Ovatko ne lähempänä eläimiä vai kasveja? Pitää tutkia geenejä!

Eläimen määrittäminen on helppoa silloin, kun se on monisoluinen (kuinka moni-)? Joskus on vaikea tietää onko jokin elävä möykky monisoluinen yksilö vai kokoelma yksisoluisia. Sienieläimen voi pistää siivilästä läpi ja kasvattaa jokaisesta solusta uuden sienieläimen. (Jätetään suosiolla toiseen kertaan kysymys miten määrittää “yksilö”.)

Ongelmaeliöitä eläimen määrittäjälle ovat yksisoluiset. Yksisoluisia (eukaryootteja) on eläimiä, kasveja, sieniä ja – jotain siltä väliltä. Kaikista yksisoluisista ei ole oikein kukaan koskaan tiennyt mitä ne ovat. Ihmisillä on usein kummallinen käsitys, että jos joku on pieni, se ei ole tärkeä.

Yksisoluisissa eläimellisyyden tai eläimyyden määrittely on veteen piirretty viiva. Mikä niistä on lähinnä meitä “kunnon eläimiä”, monisoluisia? Perinteisiä ehdokkaita ovat Choanoflagellata-luokan siimaeliöt. Haastajia melkein eläimeksi aina välillä nousee, kuten Ministeria vibrans, Southamptonin läheltä kymmenisen vuotta sitten löydetty pieni ötökkä, jonka elämästä ei paljon tiedetä.

Tutkijat päättivät selvittää, mikä Ministeria oikein on. Siitä selvitettiin satunnaisesti muutaman tuhannen geenin toimivan osan ratkaiseva järjestys. Valikoitua geenijoukkoa verrattiin sitten aiemmin selvitettyihin eläinten, sienien ja kiintoisien yksisoluisten geeneihin.

Tulokseksi saatiin, että lähinnä eläimiä (edustajat ihminen, merituppi, banaanikärpänen ja sienieläin), kaikista maapallon muista eliöistä ovat… parhaan tämän hetkisen tietämyksen mukaan… ovat… en kerrokaan…

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M.

Lähde: Shalchian-Tabrizi, K., Minge, M.A., Espelund, M., Orr, R., Ruden, T., Jakobsen, K. S. ja Cavalier-Smith, T. 2008: Multigene phylogeny of Choanozoa and the origin of animals. PLoS One 3: e2098.

Laitan teknisempää arvostelua Shalchian-Tabrizin ym. artikkelista kommentteihin (ja ehkä se vastauksenkin, jos joku haluaa)…

Vastasyntyneestä vauvasta on tapana etsiä isän ja äidin piirteitä. Yleensä molempia on helppo löytää, sillä meissä toimii hyvin tasapuolinen yhdistelmä isän ja äidin geenejä. Pienellä Wasmannia auropunctata -tulimuurahaisella pojat ovat taatusti isänsä ja tyttäret äitinsä näköisiä, sillä jälkeläiset ovat samaa sukupuolta olevan vanhempansa klooneja.

Muurahaisen ainutlaatuisesta lisääntymisjärjestelmästä raportoivat Brysselin yliopiston Denis Fournier ja Arnaud Estoup kollegoineen Nature-lehdessä. Päätelmät perustuvat geneettisten erojen vertailuun.

Yleensä muurahaispesissä lisäännytään kahta tietä: hedelmöitymättömistä munasoluista tulee koiraita ja hedelmöityneistä naaraita, joista sitten kasvatetaan joko kuningattaria tai työläisiä. Wasmannia auropunctata -kuningatar ei kuitenkaan päästä koiraan geenejä tuleviin kuningattariin. Kaikki pikkuprinsessat ovat geneettisesti äitinsä kopioita. Työläisten tekoon koiraan sukusolut sen sijaan kelpaavat.

Näyttää siltä, että kuningatar kuorii kermat päältä suvuttomasta ja suvullisesta lisääntymisestä. Kloonaamalla se saa suurimman mahdollisen määrän omia geenejään kuningatarjälkeläisiin ja koiraan geenien avulla geneettisen muuntelun edut työläisiin, joiden varassa pesän yleinen hyvinvointi on.

Koiraan kannalta tilanne olisi tällaisenaan kehno. Sen jälkeläiset olisivat aina työläisiä, ja geenien eteneminen jämähtäisi yhteen sukupolveen. Työläiset ovat näet steriilejä. Niiden kautta ei lapsenlapsia synny.

Wasmannia auropunctata -koiraat ovat kehittäneet vastaiskun. Jollakin tavalla niiden sukusolut pystyvät tuhoamaan kuningattaren osuuden hedelmöittyneen munasolun perimästä. Jäljelle jää vain koiraan kromosomisto, joten syntyvä jälkeläinen on normaali koiras ja isänsä klooni.

Jos Wasmannia auropunctata -muurahaiset käyttävät kloonausta jatkuvasti, päädytään merkillisiin seurauksiin. Joudutaan jopa pohtimaan, ovatko koiraat ja naaraat eri lajeja. Jos geenit eivät yhdisty kuin tilapäisesti työläisissä, koiraiden ja naaraiden perimät pysyvät omina linjoinaan.

Toistaiseksi näillä erikoisilla muurahaisilla pyyhkii turhankin hyvin. Ne ovat levittäytyneet ihmisen mukana ympäri maailmaa ja uhkaavat jo monin paikoin alkuperäistä luontoa.

Lähde: Fournier, D., Estoup, A., Orivel, J., Foucaud, J., Jourdan, H., Le Breton, J. ja Keller, L. 2005: Clonal reproduction by males and females in the little fire ant. Nature 435: 1230-1234.

Tämä uutinen julkaistu aiemmin: Kolkkala, M. 2005. Muurahainen kloonaa jälkeläisensä. Tiede 6: 8.

Ei ainakaan, jos vaippaeläimiltä kysytään.

Vaippaeläinten käsitys aivoista voi kuulostaa aavistuksen taantumukselliselta. Mielipide on kuitenkin syytä ottaa vakavasti; vaippaeläimet ovat ehkä lähempänä ihmistä kuin arvaammekaan. Uusien dna-tutkimusten perusteella nämä merenpohjassa möllöttävät pehmeät ja yksinkertaiset eläimet ovat elämän sukupuussa lähempänä ryhdikkäitä ja fiksuja selkäjänteisiä kuin mikään muu eläinryhmä.

Vaippaeläimen toukka näyttää melkein kalanpoikaselta. Sillä on kelpo alku selkäruodolle ja selkäytimen päässä pullistelee lupaava pieni mötikkä, aivot. Mutta mitä tekee toukka vanhetessaan? Menee suulleen makaamaan merenpohjaan, hävittää aivonsa ja viettää lopun elämäänsä tiukasti paikoillaan jököttäen. Merituppi on tyypillinen vaippaeläin; se on käytännössä pelkkä tynnyri, joka viettää hiljaiseloa merenpohjassa vedestä ruokaa suodatellen.

Vertailu ihmiseen on kieltämättä houkuttelevaa. Ihmislapset ovat loputtoman liikkuvaisia ja kiinnostuneita ympäröivästä maailmasta. Aikuiset taantuvat sohvanpohjalle katsomaan televisiota. Mutta ei sorruta nyt näin pessimistiseen vertailuun.

Evoluutio tarkoittaa kehitystä? Yksisoluisista tuli aikanaan yhä hienompia monisoluisia. Sitten kun sisuksiin oli saatu tukeva ruoto ja ydin, niin loppu oli pelkkää nousukiitoa: kalat kömpivät maalle ja muuttuivat sammakoiksi, liskoiksi, nisäkkäiksi, kumaraisiksi apinoiksi ja lopulta uljaiksi ihmisiksi. Näinhän se menee?

Kyllä, näinkin tapahtui. Moni pilapiirtäjä on kuvannut tämän perinteisen asetelman tavalla tai toisella nurinniskoin ja tullut näin esittäneeksi oivallisesti evoluution oikullisuutta. Taantumus voi olla evoluutiolle yhtä kova sana kuin kehitys.

Kuten vaippaeläimiltä opimme, monimutkaistuminen ei ole evoluutiossa ollenkaan pakollista. Vaippaeläimet ovat pärjänneet kirjaimellisesti älyvapaalla taktiikallaan hienosti satoja miljoonia vuosia ja kansoittavat edelleen maailman meriä tuhansien lajien voimin.

Taantumus ja kehitys, kolmas varteenotettava vaihtoehto on muuttumattomuus. Paikoillaan polkemisen taktiikan ovat valinneet suikulaiset, jotka myöskin ovat selkäjänteisten lähisukulaisia. Nämä biologian oppikirjojen suosikkieläimet näyttävät vaippaeläimen toukan tavoin lupaavasti kalanpoikasilta – ovat näyttäneet jo satoja miljoonia vuosia. Suikulaisten aivot ovat yhtä yksinkertaiset kuin aina ennenkin. Silti suikulaisillakin pyyhkii edelleen hienosti ainakin, jos menestystä mitataan yksilömäärillä. Suikulaisia riittää Kiinan hiekkarannoilla tonneittain ihmisen ruuaksi.

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M.

Lähde: Delsuc, F., Brinkmann, H., Chourrout, D. ja Philippe H. 2006: Tunicates and not cephalochordates are the closest living relatives of vertebrates. Nature 439: 965-968.

…neljännesapina?

Ei, vaan kaguaani!

Salamyhkäinen yöeläin Kaakkois-Aasian viidakosta on todennäköisesti kädellisten läheisin sukulainen todistaa uusi dna-tutkimus.

Kaguaaneja

Kun muumipeikko vapautti esi-isänsä uimahuoneen komerosta, se paljastui pieneksi, karvaiseksi, pitkähäntäiseksi ja isokuonoiseksi. Näyttikö meidän ammoinen esi-isämme kenties hiukan samalta kuin muumitarinassa? Vai osasiko esi-isämme melkein lentää?

Tällaisia on mukava pohtia nyt, kun tutkijoille alkavat selvitä meidän ja läheisimpien sukulaistemme dinosaurusten aikaan asti palautuvat sukulaisuussuhteet.

Vahvimmat ehdokkaat sukulaisiksimme ovat elintavoiltaan huonosti tunnettuja viidakon asukkeja: kaguaanit ja tupaijat.

Tupaijat muistuttavat ulkonäöltään muumitarinan esi-isää. Vain niiden kuono on kapea kuin päästäisellä. Pieniksi eläimiksi tupaijoilla on suuret aivot.

Kaguaanit puolestaan tuovat mieleen hyvinsyöneen liito-oravan. Liitämisessä kaguaanit ovat suurmestareita, vielä parempia kuin liito-oravat.

Kädellisten, kaguaanien ja tupaijoiden sukulaisuuden selvittämiseksi on mentävä ajassa taaksepäin liitukaudelle lähes 80 miljoonan vuoden päähän. Uusi sukututkimus perustuu ikivanhoihin kirjoituksiin, perinnöllisiin ohjeisiin, joita on kopioitu dna:n mukana sukupolvesta toiseen vuosimiljoonien ajan.

Liitukaudella kolme evolutiivasta linjaa lähti nopeaan tahtiin omille teilleen. Yksi linja ei erikoistunut oikein mihinkään ja johti nykyisiin tupaijoihin. Toinen linja erikoistui ilman valloitukseen ja siitä syntyivät kaguaanit. Kolmas linja johtikin sitten kädellisiin: puoliapinoihin, apinoihin ja ihmisiin.

Linjojen nopea ero toisistaan ja sen jälkeen kuluneet vuosimiljoonat tekivät sukututkimuksesta haastavaa salapoliisityötä. Dna:ta vertailemallakaan ei päästy oikein puusta pitkään ennen kuin suurella aineistolla ja osin uudenlaisilla menetelmillä.

Tutkijat seuloivat geenipankista ihmisen geenejä ja vertasivat niitä muiden lajien vastaaviin geeneihin etsien muutoksia, jotka pidentävät tai lyhentävät geenin ohjeiden mukaan valmistuvaa proteiinia.

Pidentymät ja lyhentymät saatiin havainnollisesti esiin, kun eri lajien proteiinien rakennuspalikoiden aminohappojen järjestystä verrataan rinta rinnan. Yhteiset pidentymät tai lyhentymät kertoivat yhteisestä mutaatiosta perimässä ja sitä kautta sukulaisuudesta.

Ihmisistä ja monista kädellisistä, samoin kuin yhdestä tupaijasta oli geenipankissa valmiina runsas dna-tieto. Kaguaaneista ja useimmista tupaijoista dna-tietoa ei ollut, joten tutkijoiden piti selvittää lupaavat kohdat niiden dna:sta laboratoriossa. Työn ansiosta dna-vertailuun ja sukututkimukseen saatiin mukaan molemmat tunnetut kaguaanilajit ja kaksi uutta tupaijaa.

Tulos? Läheisintä sukua meille kädellisille on mestariliitäjä kaguaani! Hyvänä kakkosena tulevat tupaijat.

Tupaijoiden joukosta paljastui samalla kunnioitettava vanhus. Sulkahäntätupaija on kulkenut omia evoluutisia polkujaan muista tupaijoista piittaamatta yli 60 miljoonaa vuotta.

Mitä kummalliset sukulaisemme viidakossa touhuavat? Siitä on nyt hyvä ottaa selvää, niin kauan kuin niitä vielä on. Molemmat tunnetut kaguaanilajit ja monet tupaijat ovat uhanalaisia ja niiden viidakkokoti pienenee kaiken aikaa.

Sulkahäntätupaija

Lähde:

Janecka, J. E., Miller, W., Pringle, T. H., Wiens, F., Zitzmann, A., Helgen, K. M., Springer, M. S. ja Murphy, W. J. 2007: Molecular and genomic data identify the closest living relatives of primates. Science 318: 792-794.

(ja Janson, T. 1957: Taikatalvi. Teoksessa Muumilaakson tarinoita (1970). Suom. L. Järvinen. WSOY.)

(C) luotiset.wordpress.com – teksti: Mikko Kolkkala, kuvat: Lea Heikkinen.

Mies johtaa kuoroa tyylikkäästi ja tunteella musiikkiin eläytyen. Musiikki loppuu ja sama mies on eksyksissä. Kuka hän on, missä hän on, mitä on tapahtunut? Miehen muistikuvat juuri tapahtuneesta kestävät vain muutaman sekunnin; jokainen silmänräpäys avaa uuden maailman. Päivästä toiseen, silmänräpäyksestä toiseen hän tuntee kuin olisi vasta herännyt. Näin on ollut jo parikymmentä vuotta.

Sairaus on tuhonnut miehen muistin myös takautuvasti. Entisellä muusikolla ei ole juuri mitään tietoista muistikuvaa kymmenistä vuosista elämäänsä. Miten hän voi johtaa kuoroa. Tai soittaa sujuvasti pianoa? Miksi musiikki ei ole unohtunut?

Neurologi Oliver Sacks jatkaa kiehtovia tapauskertomuksiaan uudessa kirjassa Musicophilia. Monet aikaisemmista kirjoista (muun muassa Heräämisiä, Mies joka luuli vaimoaan hatuksi ja Antropologi Marsissa) tutut potilaat tavataan kirjassa uudelleen – ja monta uutta. Yhdistävänä teemana on tällä kertaa musiikki. 24.1.2008

(Jatkuu… Oliver Sacksin uudessa kirjassa on niin hengästyttävän paljon asiaa, ettei sitä arvostellakaan hetkessä. Sacksillä tuntuu olevan loputtomasti potilaita ja ystäviä – ja ystäviä, jotka ovat myös potilaita. Toistoakin tulee, Sacks ei aina malta olla kuvailematta kaikkia mahdollisia mielenkiintoisia tapauksia ja yksityiskohtia. Mutta melkeinpä aina muutaman sivun välein tulee jotain uutta mikä pysäyttää miettimään. Aivojen fysiologisesta tutkimuksesta en ole koskaan saanut paljon irti, mutta kuinka paljon paljastavatkaan pienet vauriot ja poikkeamat aivojen osissa. Varsinkin kun näkemystapa on niin kokonaisvaltainen ja humaani, mutta silti tieteellisen kriittinen kuin se Sacksillä on.)

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M.

Sacks, O. 2007: Musicophilia: tales of music and the brain. Alfred A. Knopf. New York, Toronto.

En laittaisi Ihmeitä-kirjaa samaan nyrkkeily otteluun Kotona maailmankaikkeudessa -kirjan kanssa. Ottelu olisi lyhyt, sen verran kevyempää kirjallisuutta uusi kirja tuntuu olevan. Avoimen tien kanssa Ihmeitä pärjää, koska se ei lyö raskaan sarjan huteja.

Tiede on Ihmeitä -kirjassa sivuroolissa, teos on lähinnä kirjoittajan omaelämänkertaa, jonka lomaan on siroteltu satunnaisia tiedonmurusia sieltä sun täältä. Kirja on niin henkilökohtainen, etten oikein osaa sitä arvostella. Vaara on ilmeinen, että huumori ja persoonallinen tyyli eivät aina avaudu. Käsi pystyyn, kun näet punaista kirjoittaja komentaa lukijaa (s. 92). Aika usein nousee käsi.

Ensimmäinen tarina: Tähtitieteilijä meloo “riuskoin vedoin” järven selälle ja alastomat naiset kerääntyvät ihmettelemään kuuta, joka nousee juuri silloin kuin tähtitieteilijä ilmoittaa (s. 7-9). Mikä on tarinan opetus? “Kekkavaa näsäviisautta” (s. 97)!?

Kuun nousemiseen kirjan tähtitiedeosuus loppuukin pitkäksi aikaa. Seuraavaksi siirrytään harrastamaan biologiaa, kieliä ja sitä sun tätä, kevyesti ja ohimennen. Mitään punaista lankaa kirjasta en löydä (jos ei Halle Berryä lasketa sellaiseksi). Seuraavassa, ilman punaista lankaa, jotain mieleen juolahtanutta:

Evoluutiosta.Tykkään kyllä Ihmeitä -kirjan kaikki on ihmeellistä -asenteesta, mutta syvällisempää otetta välillä kaipaisin ihmettelyn lomaan. Esimerkiksi maksamatojen kiehtovan monimutkaisesta elämästä Valtaoja kirjoittaa sinänsä ihan kivaa tarinaa (s. 24-25), mutta siihen se sitten jääkin: “Lopulta on aika suunnistaa päin persettä, jotta munat pääsevät ulos veteen ja uusi ketju voi alkaa“. Sen pituinen se. Pohtimatta jää kysymys “miksi”. Miksi loisten elinkierto on niin monimutkaista ja kummallista, että jos tieteiskirjailija keksisi moista häntä pidettäisiin päästään viallisena tai vähintäänkin epärealistisena?* Miksi Valtaojan kammoama bilhartsia (skistosomiaasi) on kuitenkin suhteellisen harmiton vaiva ihmiselle, mutta vaarallinen kotilolle (vihje: miksi malaria on suhteellisen harmiton hyttyselle, mutta vaarallinen ihmiselle)? Tällaisiin kysymyksiin kuitenkin olisi kauniita evoluutiobiologisia selityksiä.

Analogiana voisi ajatella, että joku kirjoittaisi kirjan, jossa ällistelisi vaikka neutronitähtien ihmeellisyyttä: kuinka massiivisia, kuinka hurjasti pyöriviä, mutta lopettaisi tarinan siihen (”Lopulta elektronien on aika suunnistaa päin protonia, jotta uusi neutronitähti voi syntyä.“?). Sen pituinen se. Eikä kukaan kertoisi miksi. Miksi tähti räjähtää, miksi se puristuu niin tiukasti kokoon, miksi romahtaminen pysähtyy?

Parinvalinnasta Kirja kertoo kuinka ihannekumppanin pitäisi olla geneettisesti mahdollisimman samanlainen kuin itse. Seuraavaksi se tarinoi immuunipuolustuksesta ja klassisista hikisten t-paitojen MHC-testeistä, joiden mukaan ihannekumppani on geeneiltään mahdollisimman erilainen kuin itse. Ristiriita voi hyvinkin olla selitettävissä, mutta lukija jää hämmennyksiin, kun sitä ei tehdä.

Kielestä ja puheesta. Ihmeitä kirjasta 28 sivua käsittelee kieliä. Valtaoja mainitsee ihmisapinat ja äänielinten evoluution, tekee ajatuskokeen ajattelusta ilman sanoja (s. 103) ja mainitsee, että on “aina rakastanut kielen kaikkia ilmenemismuotoja” (s. 109). Itselle tulee mieleen, että viittomien mahdollisuudet voisi ottaa paremmin esille (ensin se “kääk” huomion herättämiseksi ja sitten kauhea viittilöinti päälle). Kieli ja ajattelu ovat varmasti toinen toistensa edellytyksiä, mutta puhe (jos se tulkitaan pelkästään ääniksi) ei selvästikään ole välttämätöntä ajattelulle.** Viittomakielet ovat yhtä ilmaisuvoimaisia kuin puhutut kielet.*** Ehkä on sattumaa, että emme kaikki kommunikoi viittomalla?

Äärettömyydestä. Valtaoja kirjoittaa, että äärettömässä maailmankaikkeudessa täytyy olla sellainenkin maailma, jossa planeetan kokoinen näköispatsas Rakastatulle Johtajallemme Esko J J Valtaojalle (s. 266-268). En ymmärrä logiikkaa, että äärettömässä maailmassa pitäisi toteutua kaikki mahdolliset vaihtoehdot. Eihän desimaaliluvussakaan tarvitse tulla vastaan kaikkia mahdollisia lukuyhdistelmiä, vaikka luku olisi äärettömän pitkä. Vain jos numerot ovat satunnaisia ja toisistaan riippumattomia, kaikki yhdistelmät tulevat vastaan ennemmin tai myöhemmin. Mutta kuka sanoo, että äärettömän suurenkaan fysikaalisen maailman**** osat olisivat satunnaisia ja toisistaan riippumattomia? Päinvastoin, kvanttimekaniikka kertoo meille kummallisista riippuvuuksista maailman osasten välillä, vaikka niitä kiikutettaisiin toisistaan mielivaltaisen kauaksi.

* Yhdenkin maksamatolajin normaaliin elämään kuuluu yskiviä kotiloita, illan viiletessä hulluksi tulevia muurahaisia ja muurahaisia syöviä lampaita – ihan totta!

** Oliver Sacksin kirjassa Seeing voices on avartava kertomus kaksikielisistä (kuulevista) ihmisistä, jotka huomaamattaan vaihtavat kieltä kuin suomenruotsalaiset ikään, mutta toinen kieli on puhuttu ja toinen viittomakieli. Viittomilla nähdään unia. Vanha rouva Martha’s Vineyard -saarella näyttää kutovan jotain, mutta Sacksin ihmeeksi ajatteleekin itsekseen viittomalla. Niin että kyllä se voileipä parmankinkusta varmasti syntyy ilman sanoja (103). (Sacksin kunniaksi laitan tähän paljon alaviitteitä.)

*** Tiedekeskus Heurekassa Vantaalla on parhaillaan (24.11.2007-5.3.2008 ) näyttely Dialogi hiljaisuudessa, joka hienosti valottaa kuurojen ja muiden viittomakieltä taitavien kulttuuria. Suosittelen.

**** Minusta on filosofisesti helpointa ajatella, että ääretöntä ei ole olemassa – eikä nollaa!

- M. Kolkkala. Kriitikkoa saa kritisoida.

Lähde: Valtaoja, E. 2007: Ihmeitä – kävelyretkiä kaikkeuteen. Ursa. 301 s.

Kuka laulaa? Lintujen tuntijaa voi yrittää hämmentää tällä ääninäytteellä, jossa sirkuttaakin hiiri. Yli sata vuotta sitten muutamat tarkkakorvaiset tutkijat raportoivat, että hiiriurokset laulavat kuin linnut ikään. Ihmiskorvin kuultavasti laulavat hiiriyksilöt ovat kuitenkin ilmeisen harvinaisia. Useimmat hiiriurokset laulavat ultraäänillä; jotta ihminenkin laulun kuulisi, sitä on muutettava hiukan matalammaksi. Näin on tehty tässä kuultavalle ääninäytteelle, minkä tutkijat olivat laittaneet tutkimuksensa liitteeksi.

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M.

Lähteet:
Guo, Z. ja Holy, T. E. 2007: Sex selectivity of mouse ultrasonic songs. Chem. Senses 32: 463-473
Holy, T. E. ja Guo, Z. 2005: Ultrasonic songs of male mice. PLoS Biol 3: e386

]]> http://luotiset.wordpress.com/2007/10/12/laulava-hiiri/feed/ 0 nopoles http://luotiset.wordpress.com/2007/09/25/avaruusahven/ http://luotiset.wordpress.com/2007/09/25/avaruusahven/#comments Tue, 25 Sep 2007 06:16:27 +0000 nopoles http://luotiset.wordpress.com/2007/09/25/avaruusahven/ ]]>

Mitä tuumaa kala, kun se ei tiedä missä päin on alas ja missä ylös? Selkäuimarimonni tuntee olonsa kotoisaksi miten päin vaan, mutta parvi valkoleukatilapioita voi olla ihmeissään, kun kaverit uivat vastaan miten päin sattuu.

Vielä enemmän ihmeissään kalat voivat olla, kun ne palaavat tänään maan pinnalle. Tilapiaparvi on kellunut kaksitoista päivää painottomassa tilassa maata kiertävässä Sojuz-raketissa. Kalat lastasi rakettiin Euroopan avaruusjärjestö.

Kalat ovat poikasia, joiden kiihtyvyyttä ja painovoimaa tunteva korvan aisti on vielä kehittymässä. Tutkijat ennustavat, että painottomassa tilassa aisti herkistyy ja kuulokivielimet kasvavat erityisen suuriksi.

Ihmisellä huimausta ja tinnitusta aiheuttavan ménièren taudin otaksutaan johtuvan kuulokivielimen virheellisestä toiminnasta.

Avaruudessa seikkailevien kalojen hapensaannin turvaa erillinen pieni kasviakvaario. Tiukkaan tilaan suunniteltu biologinen suodatus pitää jätteet kurissa. Uintitilaa akvaarion melkein kolmellakymmenellä kalalla on vain kolme litraa. Valkoleukatilapia on valittu kokeeseen, koska se on sitkeä kala, joka selviää karuissakin oloissa.

Kirjoahven, poikastensa suuhautoja, suosittu ruokakala, koti-Afrikasta ympäri maailmaa levinnyt tulokaslaji; suursyömäri, pohjanmyllääjä, täystuho, mutta yhtäkaikki sympaattinen akvaariokala on ansainnut uuden arvonimen: avaruusahven.

Lähteet: Stafford, N. 2007: Fish in space help studies of balance disorders. Nature News 17.9. ja Euroopan avaruusjärjestö. European Space Agency, ESA: spaceflight.esa.int.

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M.

(Valkoleukatilapia: Oreochromis mossambicus; Selkäuimari: Synodontis nigriventris)

]]> http://luotiset.wordpress.com/2007/09/25/avaruusahven/feed/ 0 nopoles http://luotiset.wordpress.com/2007/08/17/suuri-kimalaispuu/ http://luotiset.wordpress.com/2007/08/17/suuri-kimalaispuu/#comments Fri, 17 Aug 2007 11:49:05 +0000 nopoles http://luotiset.wordpress.com/2007/08/17/suuri-kimalaispuu/ ]]>

Kuka kukin on ja mitä missä milloin? Uunituore julkaisu kertoo kaiken tämän, kimalaisista. Suuresta kimalaisten sukupuusta voi tutkia paitsi kuka on sukua kenellekin, myös mitä kimalaisten kehityshistoriassa on tapahtunut, missä päin maailmaa kimalaiset ovat parhaiten edustettuina ja milloin mikäkin kimalainen on lajiutunut erilleen muista. Edustettuna sukupuussa ovat melkein kaikki maailman kimalaiset, yli kaksisataa lajia.

Sukupuu perustuu dna-vertailuihin. Vahvistusta dna-puulle saatiin myös kimalaisten ulkoisten piirteiden vertailusta. Tutkijat onnistuivat lukemaan koko kimalaisjoukolta viiden geenialueen sisällön. Neljä geenialuetta oli suhteellisen hitaasti muuttuvia solun tuman geenejä, joihin on kirjautunut luotettavasti vanhojenkin kimalaissukujen historiaa, viides, solun mitokondrion geeni taas on riittävän nopea selvittämään läheisten sukulaislajien suhteita. Dna-tiedot asetettiin riviin ja järjestykseen ja syötettiin lopuksi supertietokoneelle, joka urakoi esiin perinnöllisen aineksen kanssa yhteensopivan sukupuun.

Sukupuu paljastaa, että kimalaisten väritys ei aina kerro kimalaisten sukulaisuudesta mitään. Esimerkiksi merenrantaniittyjen sympaattinen sammalkimalainen on lämpimän oranssin-ruskea. Osa sen sukulaisista, kuten peltokimalainen ja juhannuskimalainen pukeutuu samoihin värisävyihin, mutta esimerkiksi hevoskimalainen on tyylikkäästi harmaantunut ja mustakimalaisen kaikkinaista mustuutta korostaa räikeän oranssi takaruumis. Kivikkokimalainen puolestaan on kuin ilmetty mustakimalainen, mutta kuuluukin eri alasukuun.

Samalla kimalaislajillakin voi olla useita värimuotoja, esimerkiksi hevoskimalaisissa ja sorokimalaisissa on mustanpuhuvia melanistisia muotoja. Kaikki loiskimalaiset ovat sukua keskenään, mutta muistuttavat kukin omaa emäntälajiaan hämäystarkoituksessa. Sukupuu tarjoaa myös maantieteellisiä pohdittavaa: miksi sammalkimalaisen lähin sukulaislaji elääkin Kiinassa?

Väritystä paremmin kimalaisten sukulaisuus voi selvitä katsomalla niitä kasvoista kasvoihin. Melkein kaikki jakautuvat sukupuussa kahteen suurryhmään: pitkä- ja lyhytnaamaisiin kimalaisiin. Kasvonpiirteet liittyvät kimalaisten erilaistumiseen kukkien mukaan, kuinka syvältä kukan torvesta mesi on ongittava. Yllätyksen tarjoaa pieni ja tavanomaisen näköinen sorokimalainen. Se ei suostu kuulumaan kumpaankaan suurryhmään, vaan edustaa yksin ihan omaa vanhaa evoluutiolinjaansa.

Suomessa kimalaisten kirjo on parhammillaan, meiltä tunnetaan yli kolmekymmentä lajia ja ne edustavat melkein kaikkia kimalaisten suuria alasukuja. Esimerkiksi tavallinen kesymehiläinen on kotoisin lämpimistä maista, eikä meillä villinä pärjää. Kimalaiset viihtyvät hyvin viileissä oloissa. Lapin karuimmilla paljakoillakin käy kesällä melkoinen hyörinä, kun pohjoisiin oloihin erikoistuneet kimalaiset keräävät kukista meden ja siitepölyn talteen. Kimalaisten taktiikkaan kuuluu perustaa pesä joka kevät uudelleen. Varhain keväällä kaikki kimalaiset ovat suuria, koska vain kuningattaret ovat talvehtineet. Ne ovat liikkeellä etsimässä ruokaa ja pesäpaikkaa. Työläiset ovat kuningattaria pienempiä ja elävät vain yhden kesän. Loppukesästä kukilla alkaa partioida tavallistakin värikkäämpiä ja pörröisempiä kimalaisia. Jos sellaisen uskaltaa ottaa käteen, huomaa, että se ei pistä. Värikäs, pistimetön kimalainen on koiras, kuhnuri, jonka elämäntehtävä on vain parittelu. Syksyllä koiraat työläisten tavoin kuolevat pois.

(C) luotiset.wordpress.com – Mikko Kolkkala

Kommenteissa suomalaisten kimalaisten kuka kukin on

Lähde: Cameron, S. A., Hines, H. M. ja Williams, P. H. 2007: A comprehensive phylogeny of the bumble bees (Bombus). Biol. J. Linn. Soc. 91: 161-18

Jos Kotona maailmankaikkeudessa ja Avoin tie tappelisivat, kumpi voittaisi? Kokeillaan, otetaan nyrkkeilymatsi. Annetaan nuoremman kirjan (vanhemman kirjoittajan; Valtaoja 2004) aloittaa:

”niin evoluutio kuin kulttuurievoluutiokin vievät yksinkertaisesta monimutkaiseen, karkeasta hienosyiseen, mekaanisesti ennalta määrätystä yllättävään vapauteen: suunta on selkeä” (Avoin tie, s. 15, kursivointi alkuperäinen)

”kulttuurievoluution keskimääräinen suunta on yhtä selvä kuin biologisen evoluutionkin: yksinkertaisesta monimutkaiseen, karkeasta hienosyiseen, niukkuudesta runsauteen; ylöspäin, ei alaspäin. Välillä notkahdetaan, joudutaan harhateille tai peräti umpikujaan, mutta koskaan ei palata takaisin alkuun” (Avoin tie, s. 114)

Sitten iskuvuoro nuoremmalle kirjoittajalle (Valtaoja 2001). Tämä huomaa vanhemman suojauksissa heikkouksia:

”Yksinkertaisemmista eläimistä kehittyy väistämättä monimutkaisempia. Kehitysoppi on kehitystä, eihän sitä herranjestas muuten kehitysopiksi sanottaisikaan! Väärin, väärin. Lähes kaikki, ellei sitten ihan kaikki.” (Kotona maailmankaikkeudessa s. 105)

”Evoluutio etenee sattumanvaraisesti, vailla päämäärää, eikä kerran valitulta tieltä voi kääntyä takaisin.” (Kotona maailmankaikkeudessa, s. 74)

”Jos elämä syntyikin nopeasti, niin selvästikään sillä ei ollut kiirettä kohti monimutkaisempia, meidän sovinistisen kielenkäyttömme mukaan ”korkeampia”, elämänmuotoja.” (Kotona maailmankaikkeudessa, s. 114)

Tekninen tyrmäys! Vanhempi Valtaoja tuijottelee kanveesissa ”tiikereitä ja dahlioita” (Kotona maailmankaikkeudessa s. 98). Kulttuurievoluutiolla voi olla selkeä suunta, ehkä, mutta että biologisella evoluutiolla olisi? Höpö, höpö. Nuorempi Valtaoja kuuntelee tunnettua fossiilien tutkijaa, mutta välttää vielä hutilyönnit:

” ’Uskotko että kompleksisuus on kasvanut evoluution myötä’… ’Totta kai! Mutta moni ei halua myöntää sitä, pelkäävät että teleologinen prinsiippi, ennalta määrätty tarkoitusperä, nostaa rumaa päätään’ ” (Morris, S. C., Kotona maailmankaikkeudessa, s. 300)

Kompleksisuus on kasvanut, selvä se, mutta on väärin päätellä tästä, että biologisella evoluutiolla olisi suunta.

S. J. Gould on verrannut evoluutiota humalaiseen, askel eteen, askel taakse. Ei siinä pitkälle pötkisi, jos yrittäjiä olisi vain yksi, totta, mutta kuvitellaanpa miljoonia humalaisia ”kehityksen” vuorenrinteellä. Annetaan kaiken kukkuraksi aikaa lähes loputtomasti. Olisipa kumma jos joku toikkaroija ei päätyisi sattumalta korkealle.Yhtä kumma olisi, jos suuri joukko ei polkisi kaiken aikaa lähellä vuoren juurta.

Eikä evoluutiolle saada suuntaa, vaikka mukaan otetaan luonnonvalinta. En ainakaan ole tietoinen tieteellisestä näytöstä sen puolesta, että valinta veisi useammin ylämäkeen kuin alamäkeen, miten ne sitten määritelläänkään. Esimerkiksi kissa-hiiri –leikki taudinaiheuttajien kanssa johtaa siihen, että usein kierretään pelkkää kehää.

Kysytään esimerkiksi loisten suurelta enemmistöltä kannattaako monimutkaistua vai yksinkertaistua? Tai kysytään älyllisen kehityksen kannattavasta suunnasta (meidän selkärankaisten) lähimmiltä sukulaisilta vaippaeläimiltä. Vaippaeläinhän vakuuttaa meille, että aivoja tarvitaan vain pienenä. Sitten niistä voi luopua ja mennä suulleen makaamaan merenpohjaan, missä on mukava viettää loppuikä vettä suodatellen.

Korkealla ”kehityksen rinteessä” asuu siellä täällä ”dahlioita ja tiikereitä”. Entä rinteen juurella? Siellä kuhisee. Meillä on edelleenkin vain pieni aavistus bakteerien tai elämän rajapinnan alittaneiden virusten huimasta kirjosta. Emme tunne edes bakteerilajeja, joita elää omissa mahoissamme saati sitten vaikka merissä ja maaperässä. Viime aikoina olemme saaneet selvitettyä suuresta joukosta tuntemattomia lajeja sentään geenisekvenssin tai pari ja oppineet, että yksinkertaisia otuksia on vieläkin enemmän kuin luulimme.

”Mutta jos ihmiskunnasta tulee yksi ja yhteen sulautunut, vailla eri rotuja ja ihon värejä, maailmasta ei enää löydy uusia Johanna Raunioita ja Halle Berryjä.” (Avoin tie, s. 150)

Mitä se Mendel keksikään?

Tehdään koe, risteytetään joukko johannaraunioita ja halleberryjä. Ai, ne ovat samaa sukupuolta? No, johannahalkoahoja ja chuckberryjä sitten. Kukaan lapsista ei ehkä muistuta kauheasti kumpaakaan vanhempaansa. Mutta kas kummaa, F2-polvessa alkaa jo näkyä ihan johannan ja chuckin näköisiä tyyppejä, joskin joku johanna saattaa olla yllättävän musikaalinen ja chuck hyvä hyppäämään pituutta.

Ikävien ominaisuuksien suhteenhan se olisi vain mukavaa, jos geenit olisivat yhteen sulautuvia. Perinnölliset sairaudetkin laimenisivat käytännössä olemattomiin ja ihmiskunnasta tulisi tosi tervettä porukkaa.

Mutta kun ei. Geenit ovat epäjatkuvia ja uusia yhdistelmiä riittää loputtomasti.

Eikä sovi unohtaa uusia mutaatioita.

”Luonnonvalinta ei enää toimi, kun kaikilla ihmisillä alkaa olla keskimäärin kaksi lasta… sopivimpien eloonjäämistä ei tapahdu… geeniperimä muuttuu enää sekoittumisen, ei valinnan kautta…” (Avoin tie, s. 146)

Mikäpä olisi sen somempaa, jos jokaisella olisi keskimäärin kaksi lasta; mitäpä muutakaan se tarkoittaisi kuin, että väkiluku pysyisi samana? (Väkiluvun kasvu on ihmiskunnan ongelmista ainoa, jonka suhteen olen pessimistinen.)

Saivartelu sikseen. Kirjoittaja tarkoittanee, että luonnonvalinta ei toimi, kun kaikilla alkaa olla tasan kaksi lasta. Uudelleen: mikäpä olisi sen somempaa! (Eiköhän tuota perimää sitä paitsi aikanaan opittaisi sopivasti peukaloimaankin, jos nyt hirmuinen hätä luonnonvalinnan puutteesta sattuisi joskus tulemaan.) Mutta niin ei vaan ikinä tapahdu, että kaikkien kelpoisuus olisi sama. Maailma ja geenit eivät ole sillä tavalla reiluja.

”kavahdamme todella luonnostamme sukurutsaa… koska se on haitallista lajin säilymisen kannalta” (Avoin tie, s. 14)

”Lajin”?

Ihan pieni ajatuskoe: jos ihmiskunnasta jäljellä olisi vain sisko ja sen veli, he kavahtaisivat todella luonnostaan sukurutsaa (jos olisivat viettäneet lapsuutensa yhdessä). Mutta mikä olisi lajin kannalta ainoa toivo?

Yksilölle sukurutsa on yleensä haitallista paljolti haitallisten väistyvien geenimuotojen takia.  Mutta luonto on täynnä poikkeuksia. Valtaojakin mainitsee Acarophenax -punkit, jotka eivät insestiä kavahda (Kotona maailmankaikkeudessa, s. 279).  Punkeilla ja pistiäisillä on omat ovelat konstinsa puhdistautua haitallisista väistyvistä geenimuodoista, kauniilla suomen kielellä “paternaalinen geenieliminaatio” ja “haplodiploidia”. Ei niistä tässä yhteydessä sen enempää, laitoinpahan vain kun tiedän hienoja sanoja.

—

Eihän tämä ihan reilua ole arvostella kirjaa vain edellisten lainausten perusteella (”kirjoita itse parempi, jos olet niin viisas”?). Biologiahan on vain pieni sivujuonne Avoin tie -kirjassa. Mutta koska kirjoittaja kuittailee varsin ahkeraan biologeille (Kotona maailmankaikkeudessa s. 98, 113 ja 120), niin pieni vastakuittailu sallittaneen. Yritin pysyä lestissäni enkä lähtenyt ruotimaan kirjojen tähtitiedeosuutta.

Kotona maailmankaikkeudessa on hyvä ja viihdyttävä kirja, eikä Avoimessä tiessäkään paljon ole moittimista. Mikäpä ettei kosmoksen ihmeistä olisi kiehtovaa lukea. Rönsyjä molemmissa kirjoissa riittää joka suuntaan fysiikan ulkopuolellekin. Ei siinä mitään, rönsyt ovat pääosin ihan hauskoja (ja tämä arvostelu rönsyilee ainakin yhtä pahasti). Huonot vitsit taitavat tosin olla suomalaisten populaarifyysikkojen ammattitauti (vertaa K. Enqvist).

Sokerina pohjalla otetaan matsiin vielä jokerilyöjä (onko se sallittua nyrkkeilyssä?): Stephen Webb. Webbin teos ”Missä kaikki ovat” käsittelee Valtaojan lempiteemoja: elämää ja sen mahdollisuuksia maapallolla ja muualla linnunradassa. Tässä kirjassa rönsyt pysyvät hallinnassa; Fermin paradoksi toimii punaisena lankana, jonka avulla Webb niputtaa yhteen kiehtovan aiheen toisensa jälkeen. Biologiaosistakaan ei löydä moittimista, jos ei sitten se, että perusjutut ovat asiallisia jopa kuivakkuuteen saakka. Ihan sivumennen kirja toimii huippuhyvänä johdantona tieteelliseen ajattelutapaan. Särmä linja pitää loppuun saakka niin hyvin, että kirja tuntuu jopa aavistuksen tylyltä.

Ottelun lopputulos:

1. Webb
2. Valtaoja 2001
3. Valtaoja 2004

Uusi haastaja populaaritieteen kehään: Valtaoja 2007

-M. Kolkkala. Kriitikkoa saa kritisoida.

Lähteet:

Valtaoja, E. 2004. Avoin tie. Kurkistuksia tulevaisuuteen. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 275 s.

Valtaoja, E. 2001: Kotona maailmankaikkeudessa. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 333 s.

Webb, S. 2005: Missä kaikki ovat? Viisikymmentä ratkaisu Fermin paradoksiin ja maan ulkopuolisen elämän arvoitukseen. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa ry, 333 s. Suom. Karttunen, H. – Alkuteos: Webb, S. 2002: If the universe is teeming with aliens… where is everybody? Fifty solutions to the Fermi paradox and the problem of extraterrestrial life. Springer-Verlag New York Inc. 288 s.

Norsuilla meni joskus hyvin. Norsueläimiä tunnetaan fossilien perusteella kolmisensataa ja ne pärjäsivät hienosti miljoonia vuosia. Nyt norsuja on jäljellä enää kolme lajia. Viimeisimpiä sukupuuttoon kuolleita norsuja oli mahtava mastodontti.

Mastodontti

Hyvin pakastettu poskihammas Pohjois-Alaskasta auttoi ajoittamaan norsujen historiaa. Mastodontti, joka hampaalla pureskeli, eli radiohiiliajoituksen mukaan vähintään 50 000 vuotta sitten, geologisen todistusaineiston mukaan jopa 100 000 vuotta sitten.

Hampaan juuresta saatiin eristettyä dna:ta. Selvittämällä satatuhatvuotista perimää onnistuneesti, tutkijat löivät laudalta vanhan dna:n ennätykset.

Mastodontin perimää on yritetty selvittää aiemminkin. Tutkijat päättelivät kuitenkin, että aiemmin julkaistu mastodontti-dna on todellisuudessa peräisin muiden eläinten näytteistä, joita laboratoriossa oli käsitelty tai jopa näytteitä käsitelleistä ihmisistä.

Mastodontin dna:ta luettiin kerralla kunnon pätkä: koko mitokondrion dna, noin 17000 nukleotidia. Vanhan dna:n tutkiminen onkin helpointa aloittaa solussa kelluvien mitokondrioiden perimästä, koska niitä on kymmeniä kopioita per solu. Riittävän pitkä dna-pala on siten todennäköisemmin säilynyt ehjänä kuin tuman varsinaisissa kromosomeissa, jossa kutakin dna-jaksoa on vain kaksi.

Toisen sukupuuttoon kuolleen norsun, mammutin kohdalla perimää on saatu selvitettyä jo aiemmin. Dna-sukupuussa mammutti asettui intiannorsun viereen, sen lähimmäksi sukulaiseksi. Afrikkalaisten norsujen linja näyttää lähteneen omille teilleen hieman aiemmin, dna:n ja fossiilien perusteella pääteltynä noin seitsemän tai kahdeksan miljoonaa vuotta sitten. Mastodonttien suku on tutkituista norsuista selvästi vanhin, noin 25 miljoonan vuoden ikäinen.

Mammutti

Mastodontit olivat ilmiselvästi norsuja toisin kuin esimerkiksi sireenieläimet tai tamaanit, jotka tiedetään norsujen lähimmiksi elossa oleviksi sukulaisiksi. Sireenieläimet, kuten manaatit ovat sopeutuneet vesielämään. Ne ovat suuria eläimiä ja hyvällä tahdolla ehkä aavistuksen muistuttavatkin ulkonäöltään elefanttia. Afrikkalainen tamaani sen sijaan näyttää enemmän murmelilta kuin norsulta. Manaatit ja tamaanit ovat tehneet pesäeron norsuihin kuutisenkymmentä miljoonaa vuotta sitten.

Joidenkin tutkijoiden haaveena on herättää mammutti tai muu sukupuuttoon kuollut otus joskus uudelleen henkiin. Nykytekniikalla sellainen on vielä tieteistarinaa vaikka eliön koko perimä ihmeen kaupalla saataisiinkin selville. Vielä enemmän tieteistarinaa on dinosaurusten henkiin herättäminen. Miljoonien vuosien ikäisen dna:n pienenkin ehjän palan löytäminen on toistaiseksi osoittautunut toiveajatteluksi.

Norsuja

(C) luotiset.wordpress.com – teksti: M. Kolkkala, kuvat: Lea Heikkinen.

Lähteet:

Rohland, N., Malaspinas, A. S., Pollack, J. L., Slatkin, M., Matheus, P. ja Hofreiter, M. 2007: Proboscidean mitogenomics: chronology and mode of elephant evolution using mastodon as outgroup. PLoS Biol.: e207.

http://www.elephant.se/

”Vasempaan, oikealle, kaksi kertaa vasempaan ja vielä oikealle…” Kekomuurahaiset osaavat laboratoriokokeen mukaan kertoa jopa näin monen risteyksen tarkkuudella minkä polkujen päästä ruoka löytyy.

Labyrintti muurahaisille

Mehiläiset viestivät hienostuneesti tanssimalla mistä suunnasta ja kuinka kaukaa mettä on saatavilla. Muurahaisilta vastaavaa tiedonvälitystä ei toistaiseksi tunneta.

Muurahaisten tiedetään löytävän ravintoapajalle yksinkertaisesti seuraamalla sinne palaavia pesäkumppaneita tai niiden jättämiä hajujälkiä. Laboratoriossa nämä mahdollisuudet estettiin.

Tiedustelija siirrettiin ravintolähteelle ja sen annettiin retkeillä pesän ja ravinnon väliä ja ”keskustella” tuntosarvilla ryhmänsä muiden muurahaisten kanssa kunnes sen onnistui innostaa ne valmiiksi lähtemään mukaan.

Kun 5-8 muurahaisen porukka sitten oli lähdössä ensimmäistä kertaa matkaan, itse värväri poistettiin joukosta. Veden päälle sijoitettu polkuverkosto oli tällä välin vaihdettu puhtaaseen ja hajuttomaan. Palkkiota ei enää laitettu oikeankaan polun päähän, ettei ruuan hajun perusteella löytäisi perille. Palkkion muurahaiset saivat vasta, kun löysivät onnistuneesti perille.

Tien kaksihaaraisen polunristeyksen oikeaan haaraan osasivat tutkimuksen mukaan kertoa ryhmälleen kaikki värvärit ja parhaat tiimit suunnistivat oikeaan suuntaan kuudenkin polunristeyksen yli. Sattumalta onkin tällöin jo vaikea löytää perille, kun reittivaihtoehtoja on 64.

Miten muurahaisten tiedonvälitys teknisesti tapahtuu, on toistaiseksi arvoitus. Mutta jos tutkijoiden päätelmät osoittautuvat päteviksi, muurahaisten kielellä voi kertoa monimutkaisempia asioita kuin aiemmin on uskottu.

Lähde:

Reznikova, Z. 2007: Dialog with black box: using information theory to study animal language behaviour. Acta Ethol. 10: 1-12.

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M., Photo: Zhanna Reznikova (published here with permission from the author).

]]> http://luotiset.wordpress.com/2007/07/19/puhuva-muurahainen/feed/ 1 nopoles tiedustelija.jpg http://luotiset.wordpress.com/2007/07/18/nelikulmainen-mato-on-meduusoiden-sukua/ http://luotiset.wordpress.com/2007/07/18/nelikulmainen-mato-on-meduusoiden-sukua/#comments Wed, 18 Jul 2007 04:33:32 +0000 nopoles http://luotiset.wordpress.com/2007/07/18/nelikulmainen-mato-on-meduusoiden-sukua/ ]]>

Sammaleläimet ovat outoja otuksia. Sammaleläinten loiset ovat vielä oudompia. Littoistenjärven terveet, loisettomat kulkusammaleläimet johtivat outojen matojen sukuselvitykseen. Myxozoa-pääjakson loiseläinten dna geenipankissa olikin todellisuudessa peräisin niiden isännistä.

Buddenbrockia-suvun matojen geenien vertailu valikoimaan muiden eliöiden geenejä toi esiin sukupuun, jossa polttiaiseläimet olivat matojen lähimpiä sukulaisia. Buddenbrockia näyttäisi olevan madoksi muuttunut meduusa.

Dna:ta sukulaisuuden selvittämiseen tarvittiin koska evoluutio on tehnyt loisesta hyvin pelkistetyn mallin. Sillä ei ole suuta, silmiä, korvia, aivoja, suolta – ei mitään mistä tietäisi mikä on etupää ja mikä takapää.

Polttiaiseläinten ruuansulatusontelo madolta puuttuu, mutta vihjeenä sukulaisuudesta sillä on samankaltaisia rakenteita kuin meduusojen ja polyyppien polttiaissolut.

Muilla madonmuotoisilla otuksilla on kyljet, vasen puoli ja oikea puoli. Buddenbrockia on symmetrinen toiseenkin suuntaan, sillä on samanlaiset pitkät lihakset neljällä kantilla. Kylkiä tai ylä- ja alapuolta ei voi erottaa toisistaan.

Mato on dna:ltaankin niin erikoinen ja geenipankki vielä monen otuksen kohdalla niin puutteellinen, että sukupuun laatiminen vaati melkoista kikkailua. Ihan yksinkertaisissa analyyseissä polttiaiseläimet eivät matojen lähimmiksi sukulaisiksi suostuneet. Myxozoa-pääjakson muiden kummajaisten tarkempi analyysi vasta vahvistanee lopullisesti mikä Buddenbrockia oikein on matojaan.

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M.

Lähde: Jimémez-Guri, E., Philippe, H., Okamura, B., ja Holland, P. W. H. 2007: Buddenbrockia is a Cnidarian worm. Science 317: 116-118.

Poliisi puree ja pistää ja – jos muu ei auta – syö lapsesi. Brasilian kaakaoviljelmien liki puolitoista senttimetristen Pachycondyla-muurahaisten pesissä sääntöjä valvovat poliisit ovat poikkeuksellisen ärjyjä.

Muurahaisyhteisön sääntöihin kuuluu yleisesti, että vain kuningattarien sopii lisääntyä. Muut naaraat toimivat työläisinä: lastenhoitajina, vartijoina ja metsästäjinä. Työläisten erikoistuminen poliiseiksi on uusi havainto tutkijoille.

Muurahaistyöläisillä on kiusaus tehdä poikajälkeläisiä, jos vain mahdollista. Se voi onnistua ihan omin päin neitseellisesti, koska koirasmuurahaisilla on vain yksi kappale kutakin kromosomia.

Työläisten yhteinen etu on valvoa, ettei koiraskuhnureita synny liikaa. Muurahaisten perinnöllisyyden kommervenkkeihin kuuluu, että veljet ovat työläisille rakkaampia verisukulaisia kuin kanssaduunarien pojat. Mieluummin siis vain kuningatar lisääntyköön.

Kaikkien ei tarvitsisi mustasukkaisesti vahtia kaikkien lisääntymistä, jos osa erikoistuisi valvomaan sääntöjä. Juuri näin näyttää peli toimivan Pachycondyla-muurahaisilla. Työläisille tarjoutui tilaisuus kokeilla lisääntymistä omin päin, kun tutkijat eristivät osan niistä kuningattarista. Kävi niin, että kuningattaren seurassa olleet työläiset palauttivat nämä tuhlaajatytöt voimakeinoja käyttäen ruotuun kun ne taas kotiutettiin. Kanssatyöläisten lisääntymisyrityksissä syntyneitä munia syötiin suurematta surutta, kuningattaren munia kunnioitettiin sentään enemmän.

Merkittävää kyllä, useimpia työläisiä tuhlaajasiskot tai niiden munat eivät kuitenkaan hetkauttaneet suuntaan tai toiseen. Ne kävivät vain pikaisesti ihmettelemässä mitä pesään oikein viskellään ja palasivat takaisin omiin töihinsä töihin. Likainen työ jäi niistä enemmän pitäville – muurahaisten omille poliisivoimille.

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M.

Lähde: van Zweden J. S., Fürst M. A., Heinze J. ja D’Ettorre P. 2007: Specialization in policing behaviour among workers in the ant Pachycondyla inversa. Proc. R. Soc. B 274: 1421-1428.

Vanhat luut kertovat: kanat löysivät Amerikan ensin. Arkeologien esiin kaivamien kananjäänteiden radioaktiivisen hiilen osuus kertoi, että kotkottajia hoidettiin Chilessä todennäköisesti jo satakunta vuotta ennen Kristoffer Kolumbuksen rantautumista Amerikkaan 1492.

Kanojen varhainen maihinnousu selittää havainnot, joiden mukaan Etelä-Amerikan inkat olivat päteviä kananhoitajia 1532 Francisco Pizarron saapuessa tuhoamaan heidän valtakuntaansa.

Thor Heyerdahlin ja kumppanien seikkailu osoitti, että kevytrakenteisella lautalla voi ylittää Amerikan ja Polynesian välisen tuhansien kilometrien merimatkan. Polynesia kansoitettiin todennäköisesti Kaakkois-Aasiasta, mutta seilasivatko polynesialaiset Amerikkaan kanoja kyydissään?

Saadakseen vanhoista kananluista irti kaiken mahdollisen tutkijat uskoivat niistä pari arvokasta palasta dna-eristyksen eksperteille. Nämä onnistuivatkin lukemaan pätkän yli 600 vuotta vanhaa kanan dna:ta.

Vertailuksi selvitettiin dna:ta joukosta polynesialaisia ja muun maailman kanoja ja kas, dna näytti samanlaiselta polynesialaisissa kanoissa ja Chilen arkeologisessa löydössä. Kanojen matka Polynesiasta Amerikkaan tuli siis vahvistettua?

Ei tullut, pienestä aineistosta ei saa aikaiseksi luotettavaa sukupuuta. Muinaisen dna:n selvittäminen ei ole helppoa ja perinnöllistä vaihtelua on kanoilla vähän. Normaalisti hyvin muuntelevasta mitokondrion dna-alueesta löytyi kanojen välillä eroja vain yhdeksästä kohdasta noin neljästä sadasta mahdollisesta. Mutta kun aihe on tarpeeksi kiehtova, heikkokin näyttö otetaan vastaan.

Polynesiasta on löytynyt varhaisia merkkejä amerikkalaisista viljelykasveista ja Amerikasta vastaavasti polynesilaistyylisten kalastusvälineiden ja kanoottien jäänteitä. Kananluut ja -dna antavat lisää painoa teorialle, jonka mukaan polynesialaiset löysivät veneillään Amerikkaan ennen Kolumbusta, mutta ihan vedenpitäväksi kanatkaan eivät vielä teoriaa todista.

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M.

Lähde: Storey, A. A., Ramirez, J. M., Quiroz, D., Burley, D. V., Addison, D. J., Walter, R., Anderson, A. J., Hunt, T. L., Athens, J. S., Huynen, L. ja Matisoo-Smith, E. A. 2007: Radiocarbon and DNA evidence for a pre-Columbian introduction of Polynesian chickens to Chile. Proc. Natl. Acad. Sci. 104: 10335-10339.

kanat.jpg

Koskemattomassa Amazonin sademetsässä seikkaileva voi yllättäen tupsahtaa kummallisen yksipuoliseen metsikköön. Puut kasvavat alueella säännöllisesti kuin joku olisi ne paikalle istuttanut ja jokainen niistä on samaa Duroia-suvun mataralajia.

Luonnonkirjon hupenemisen huomaa myös hyönteisistä. Kaikkialla vilisee kyllä muurahaisia, mutta ne ovat kaikki yhtä ja samaa Myrmelachista-suvun lajia.

Yhteistyö lajien välillä pelaa. Muurahaiset pesivät puun varta vasten niille kasvattamissa oksien kammioissa ja suojaavat kasveja vastavuoroisesti niiden vihollisilta.

Amazonin paikallisten asukkaiden tarinoissa syypää salaperäisiin yksipuolisiin metsiköihin on Chuyachaqui, paha henki, jolla on sekä sorkka että ihmisen jalka. Tutkijoilla puolestaan on ollut hiukan kuivakampi teoria, jonka mukaan Duroia-puu tukahduttaa muiden puiden kasvun alueellaan.

Pahan hengen metsikön arvoitus ratkesi, kun muurahaiset paljastuivat metsureiksi. Ne karsivat tehokkaasti alueelle pyrkivät puut jo taimina puremalla ja ruiskuttamalla niihin happoa – vain Duroia-puun taimet ne jättävät rauhaan. Ärhäkkä muurahaislaji pitää huolen myös siitä, että vieraat muurahaiset eivät niiden metsikköön tunkeile.

Muurahaisten metsätyömaa voi laajentua tuhannen neliömetrin kokoiseksi. Urakka on pienille metsureille kova. Tutkijat arvioivat, että muurahaiset ovat voineet tehdä töitä samalla paikalla satoja vuosia.

Työvoimasta muurahaisilla ei onneksi ole pulaa. Yhdellä metsälaikulla saattaa uurastaa miljoonia työläisiä sekalaisissa tehtävissä. Tuhannet kuningattaret pitävät puolestaan huolen uusien sukupolvien syntymisestä.

Paikallisesta runsaslukuisuudestaan huolimatta metsänhoitajat ovat vain pieni osa Amazonin sademetsän massiivisesta muurahaismäärästä. Vaaka heilahtaisi epäröimättä muurahaisten puolelle vaikka toiseen puntariin kerättäisiin kaikki sademetsän linnut, nisäkkäät ja muut maalla elävät selkärankaiset.

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M.

Lähde: Frederickson, M. E., Greene, M. J. ja Gordon, D. M. 2005: ‘Devil’s gardens’ bedevilled by ants. Nature 437:495-496.

Tämän jutun kärki on tässä. Ai­nakin pitäisi olla. Lehtiartikkelissa ensimmäinen lause on tärkein. Sen tar­koitus on houkuttaa luke­maan eteenpäin tiivistämällä nasevasti jutun sisältö. Tie­teellisillä artikkeleilla on tapana houkutta­a heittämään itsensä paperi­koriin, vaikka aihe olisi lukijaa kiinnostava. Missä tiede­juttujen kärki piileskelee?

Tiedettä voi olla vaikea ymmärtää, kun käsiteltävät asiat ovat vaikeita. Tieteen syvällinen ymmärtäminen voi vaatia matemaattisia taitoja ja joskus tiede haastaa jopa arkijärjen. Mutta usein syy on vain kankeassa kielessä, kun tieteellisestä artikkelista ei tahdo saada tolkkua. Itse asia voi paljastua ihan ymmärrettäväksi ilman matemaattisia tai muita erityistaitoja.

”Ensin me nostatamme pö­lyä ja sitten valit­amme, ettemme näe mitään”, irvaili George Berkeley filosofeja. Samaa voisi sanoa toisinaan tutki­joista. Tieteellisten artikkelien ym­mär­tämistä vaikeuttavat hankalat sanat, pas­siivi­nen tyyli ja kömpelösti muotoillut virk­keet.

Hankalien sanojen määrä on kasvanut tie­teellisissä julkaisuissa jatkuvasti. Sata vuotta sitten tiedejulkaisujen ja sanomalehtien kieli eivät juuri eronneet toisistaan. Nyky­päivän tiedelehtien jutut pursuavat ­lehti­kielelle tuntemattomia sanoja.

Hankalat sanat ovat osin väistämätön seu­raus tieteen erikoistumisesta. Tieteen uudet löydöt ja niiden selitysmallit tarvitsevat uusia sanoja, että niistä voidaan puhua. Tutkijan on tehtävä kompromis­seja tiiviin ilmaisun ja yleisen ymmärrettä­vyyden välillä.

Tiedelehdet ovat huomanneet erikois­sanaston tuomat hankaluudet lukijoille. Esi­merkiksi Nature ja Science -lehdissä on va­rattu tilaa artikkeleille, joissa tutkijat tarkas­televat vasta julkaistujen artikkelien sisältöä yleistajuisella kielellä. Hankalien sanojen ymmärtämistä helpottavat myös tiedelehtien verkkoversiot, jotka tarjoavat linkkejä sanas­toihin ja sivuille, joista löytyy täydentävää tietoa teknisistä yksityis­kohdista.

Tieteellisen kirjoittamisen peruspahe on turha passiivin käyttö (”hypsolysobin ha­vait­tiin parantavan vehnän kasvua”). Passiivin käytön perinteeseen tottuneesta voi tuntua, että aktii­vinen kieli on turhaa itsekorostusta. Eikö asian pitäisi puhua eikä tutkijan?

Aktiivin käyttö ei kuitenkaan tarkoita, että virkkeet olisi pakko aloittaa tekijöillä ”minä” tai ”me”, vaikka niidenkin käyttö on sallittua (”havaitsimme, että vehnän kasvu parani hypso­lysobilla”). ”Miksi ei anneta asioiden puhua puolestaan kirjaimellisesti?”, kysyy Hel­singin yli­opiston tutki­joille tieteellisen kirjoit­tamisen taitoa opettava Carolyn B. Norris. Subjektin ei tarvitse olla tutkimuksen tekijä, se voi olla esimerkiksi käytetty mene­telmä tai tulos (”hypsolysobi paransi vehnän kasvua” tai ”vehnän kasvu parani hypso­lysobilla”).

Onneksi yhä useammat tieteelliset julkaisut ovat alkaneet suosia aktiivia lausemuotoa. Kitkettäväksi jää enää sitkein tieteellistä kir­joittamista vaivaava pahe, virkkeiden köm­pelö muo­toilu.

Seuraava virke kertoo itse mitä vikaa siinä on: ”virke, jossa tekijän ja teonsanan vä­liin on ahdettu paljon sanoja, on vaikea ym­märtää.” Kun lukija huomaa virkkeen tekijän ”virke…”, hän alkaa automaattisesti odottaa mitä sille tekijälle mahtaa tapahtua. Viimein odotus palkitaan: ”…on vaikea ymmärtää”. Hyvä, mutta mitä siinä välissä taas sanottiinkaan? Hetki pitää miettiä ennen kuin virke avautuu.

Ongelmaa ei ole, jos virke on lyhyt. ”Hyvää – sanoi mustapartainen mies – päivää” – pakinoitsija Ollin klassi­nen lau­sahdus vuodelta 1943 jää epäilemättä mieleen kerta­lukemalla. Mutta usein ”mustapartaisen miehen” paikalle tieteelliseen tekstiin on sijoitettu pitkät pätkät olennaista asiaa. Lukijan on jatkuvasti pysähdeltävä ja poukkoiltava taaksepäin ymmärtääkseen mistä on kyse.

Tieteelli­set artik­kelit on perinteisesti jao­teltu osiin: tiivistelmä, johdanto, ai­neisto ja menetelmät, tulok­set ja tu­losten tarkastelu. Tutkijat ovat oppineet tämän kaavan hyvin: asiat löytyvät sieltä, mistä nii­den odottaakin löytyvän. Mutta yhtä tärkeää on, että asiat löytyvät luontevilta paikoiltaan pienemmässä mitta­kaavassa, virkkeiden sisältä.

Seuraavan virkkeen alku on hyvässä tekstissä aina tavalla tai toisella loogista jatkoa edelli­sen virkkeen lopetukselle. Sujuva virke etenee vanhasta ja tutusta kohti uutta ja tunte­ma­tonta. Ei ole sattumaa, että lastenloru ei mene ihan näin: ”Onnimanni oli ennen, matikka Onnimannista, maitopyörä matikasta, pytikkä maitopyörästä…” Lapsikin ymmärtää milloin juttu kuulostaa hyvältä. Tutkijoilla olisi paljon opittavaa lapsilta.

Kolkkala, M. 2003. Tiedeviestintäkurssi, Helsingin yliopisto (pienin muutoksin)