Sopivat suojat primitiiviseen nisäkäsraajaan

21.11.2013

Kirjoitin jutun varpaiden lukumääristä, juoksemisesta ja kengistä. Sijoitin sen juoksublogiini. Laitan tänne tiedeblogiinkin linkin tuohon juttuun, koska ujutin siihen mukaan aika paljon evoluutiobiologiaa. Tästä lähtee: Apina, antilooppi ja hevonen juoksivat kilpaa…


Rattus

6.6.2013

Työblogissa fylogenetiikkaa työkavereista (: Kuka kukin on rotista.


Luonnon oma GMO eli DNA goes retro II

27.3.2013

”Perinnöllisen dna:n siirtyminen lajista toiseen on luonnotonta”? Ei ole. Esimerkiksi bakteereilla dna:n siirtyminen lajista toiseen siirtyminen on arkipäivää. Antibiootille vastustuskykyinen bakteeri voi syntyä, kun yksi laji nappaa toiselta lajilta dna:ta, jossa on sopiva geeni.

Dna:n siirtymistä lajista toiseen tapahtuu monisoluisilla eläimilläkin. Uuden tutkimuksen mukaan neljäsosa (!) lehmän ja muiden märehtijöiden perimästä saattaa olla alunperin lähtöisin käärmeiden dna:sta (Walsh ym. 2013).

Samaa dna:ta käärmeessä, lehmässä, pussiliito-oravassa, tamaanissa, vesinokkaeläimessä ja...? Kuva: Walsh ym. 2013. Huomaa pieni huolimattomuus: tutkijoiden omia koodeja on unohtunut joihinkin oksan haaroihin (BovB_ACo, RTE1X_SP...).

Samaa dna:ta käärmeessä, lehmässä, pussiliito-oravassa, tamaanissa, vesinokkaeläimessä ja…? Kuva: Walsh ym. 2013 (pieni moka kuvassa, tutkijoiden omia koodeja on unohtunut joidenkin lajinimien eteen).

Samanlaisen dna:n löytyminen käärmeistä ja lehmistä ei tarkoita, että käärmeen omia geenejä tai mitään muita käärmeille tarpeellisia dna:n osia olisi tässä tapauksessa siirtynyt lehmään, tai päinvastoin. Itse asiassa, käärmeet sen paremmin kuin lehmätkään eivät tee tällä dna:lla yhtään mitään.

Mitä kummaa dna:ta sitten on siirtynyt käärmeestä lehmään? Mitä on siirtynyt nahkiaisesta kaloihin, joissa nahkiainen loisii (Kuraku ym. 2012)? Mikä on space invader -avaruushyökkääjä, jonka kopioita on oudosti puoliapinoiden, jyrsijöiden, lepakoiden, tanrekkien, pussieläinten, liskojen ja sammakoiden perimässä (Pace ym. 2008)?

Näissä invaasioissa on kyse ”itsekkäästä” dna:sta, transposoneista, dna:n palasista, jotka yleensä kopioituvat dna:ssa lajin sisäisesti, mutta onnistuvat joskus loikkaamaan eliölajista toiseen.

Käärmeelle ja lehmälle yhteinen transposoni on tarkemmin sanottuna retrotransposoni tai lyhyemmin retroelementti. Retroelementit kopioituvat rna-välivaiheen kautta. Ilmeisesti tämä rna voi siirtyä lajista toiseen kun esimerkiksi punkki puree ensin käärmettä ja sitten lehmää, tai kun nahkiainen pureutuu kalaan.

Eläinten perimässä on geenejä, joiden avulla rna kopioituu takaisin dna:ksi ja voi tulla liitetyksi mukaan seuraaviin sukupolveen periytyvään dna:han. Kyseiset geenit puolestaan ovat eläimen perimään jo aiemmin pesäpaikkansa tehneiden retroelementtien geenejä.

Kun retroelementin dna on hypännyt lajista toiseen, se voi alkaa kopioutua uudessa ympäristössään – tai sitten ei. Ihan mitä tahansa perimän dna:ta ei tietenkään käännetä rna:ksi, vaan kääntäminen vaatii oikeanlaiset tunnistus- ja säätelyjaksot ympärilleen.

Walsh ym. (2013) löysivät geenipankkia seuloessaan BovB-nimisiä retroelementtejä oudosti jakaantuneena eläinryhmiin, jotka eivät ole toisilleen erityisen läheistä sukua: käärmeistä, liskoista, pussieläimistä, nokkaeläimistä, norsuista ja sen sukulaisista ja hevosista.  Joissain eläinryhmissä nämä retroelementit ovat älyttömän yleisiä ja joissain harvinaisia.

Nerokas veto oli tutkia, löytyisikö kyseisiä retroelementtejä punkeista, jotka purevat sekä matelijoita, että nisäkkäitä ja voisivat näin toimia välittäjinä elementtien hypätessä lajista toisiin – ja löytyihän niitä myös punkeista.

Kaunista; hullun lailla kopioituvaa geenipätkää on siellä täällä eläinryhmissä, jotka eivät ole toisilleen sukua ja samaa geenipätkää on myös punkeilla, jotka purevat näitä eläimiä.

Tapaus selvitetty? Ei ihan, sellainen kauneusvirhe teoriassa on, että retroelementtejä löytyi vähän turhankin laajasti eläinkunnasta, myös lajeilta, joita on aika vaikea linkittää punkinpuremateoriaan: merisiilien ja silkkiperhosen perimässäkin näyttäisi olevan BovB-elementtejä. Mitä pirua ne siellä tekevät?

Snake and ticks - käärme ja punkkeja

Amblyomma-suvun punkkeja tunkemassa pytonin suomujen alle. Kuva © Eric Vanderduys 2012. Julkaistu kuvaajan luvalla.

Miksi sitten BovB-retroelementti on lähtenyt kopioitumaan hullun lailla märehtijöissä ja suomumatelijoissa, mutta ei muissa eläinryhmissä, joissa sitä kuitenkin todistettavasti on. Tähän tutkijoilla ei ole hypoteesia. Minulla on!

Hypoteesiini liittyvät lyhyet retroelementit, märehtijöiden BovA-sukuiset ja matelijoiden CR1 sinet. Nyt juttu menee kuitenkin jo sen verran tekniseksi ja yksityiskohtaiseksi, että taitaa olla laittaa aiheen tarkempi märehtiminen kommentteihin  jonkun tosi innostuneen genetiikkanörtin löydettäväksi (voisi muutan olla ihan julkaisukelpoista kamaa edelleen tämä…).

Viitteet:

Kolkkala, M. 2000: Retroposonit märehtijöiden perimässä. Pro gradu. Helsingin yliopisto. Yritin lyödä läpi retrotransposonille vähän lyhyempää nimeä retroposoni. Termiä ”retroposon” käytettiin joissain vanhoissa artikkeleissakin, tosin vähän kirjavassa merkityksessä. Mutta mihinkä se ehdotus yhdestä gradusta etenisi, olisi pitänyt jaksaa tehdä oma tieteellinen artikkeli.

Kuraku, S. Qiu, H ja Meyer, A. 2012: Horizontal transfers of Tc1 elements between teleost fishes and their vertebrate parasites, lampreys. Genome Biol. Evol. 4: 929-936

Pace, J. K., Gilbert, C., Clark, M. S. ja Feschotte, C. 2008: Repeated horizontal transfer of a DNA transposon in mammals and other tetrapods. Proc. Natl. Acad. Sci. 105: 17023-17028

Walsh, A. M., Kortschak, R. D., Gardner, M. G., Bertozzi, T. ja Adelson, D. L. 2013: Widespread horizontal transfer of retrotransposons. Proc. Natl. Acad. Sci. 110: 1012-1016


Kirjojen kulttuurievoluutiota III – eli laiskaa kesäkirjoittelua

4.2.2013

Tällä ei nyt niin kauheasti ole itse asian kanssa tekemistä, mutta täytyyhän sitä joskus päästä vähän elvistelemäänkin.” (Esko Valtaoja: Kaiken käsikirja: Mitä jokaisen tulisi tietää, s. 87)

Suhtautumiseni Valtaojan kirjaan on kaksijakoinen. Tärkein ensiksi: on mahtavan hienoa aina kun joku kirjoittaa luonnontieteeseen painottuvan populaarikirjan suomeksi, varsinkin jos kirjoittaja on itse pätevä tutkija, osaa kirjoittaa sujuvaa tekstiä ja on kiinnostunut laajasti muistakin aloista kuin omastaan. Pienellä kielialueella on selvää, ettei tiedekirjoitushommalla elä, joten innostusta on oltava kirjoittamisessa mukana. Huono puoli on, että Valtaoja ei ole tällä kertaa ehtinyt tai jaksanut tehdä järin hyvää kirjaa.

Kaiken käsikirjan ensiselailussa tuli olo, että kestänköhän edes lukea koko kirjaa, mutta järjestin sitten niin, että oli käytännössä pakko (tiesin joutuvani olemaan viikon verran sairaalassa, enkä ottanut juuri muuta lukemista mukaan…)

Tunnen kirjoittajan vain tämän kirjojen kautta, en ole koskaan nähnyt Valtaojaa livenä ja televiosiossakin muistaakseni vain kerran, jossain lastenohjelmassa (katson aika vähän televisiota). Sosiaalinen media pullauttelee aika ajoin Valtaojan lehtijuttuja luettavaksi (tykkään niistä yleensä). Valtaojan ja piispa Pihkalan yhteisiä kirjoja en ole lukenut, koska en ole kiinnostunut uskonnoista. (Lisäys: katsoin telkkaria.)

Aloitan arviointini seitsemännestä luvusta, koska se on minusta ehkä kirjan paras, luvun nimi on Historia. Luku tarjoilee virkistävää, sopivasti provosoivaa tekstiä. On mukava ajatella, että historiankirjoissa kerrotaan lähinnä siitä kuinka apinalaumat riitelevät resursseista.

Historialuku alkaa johdannolla: ”Maailmanhistoriassa on ollut vain neljä todella merkittävää tapahtumaa: Homo sapiensin synty Afrikassa, lähtö alkukodista levittäytymään ympäri maailman, maanviljelyksen keksiminen ja tieteen keksiminen.” Heh, juuri tällaista olennaisen tiivistämistä mukava pilke silmäkulmassa Kaiken käsikirjalta kaipaisin.

Jos vähän saivartelen sanoilla, noista neljästä vain viimeinen on historiaa, muut ovat esi-historiaa, niistä ei ole säilynyt kirjoitettua tietoa (ei ole ollut mitä säilyä). Mutta niin ajatellen tuo on oikeastaan vielä parempi: Maailmanhistoriassa on vain yksi todella merkittävä tapahtuma: tieteen keksiminen (ja tiede on saanut selville nuo kolme esihistoriallista merkittävää tapahtumaa). Aikaskaalan kaventaminen tosin johtaa kysymään, että eivätkö vaikka kirjapainotaidon tai, vähän varhaisempi, taiteen keksiminen ole todella merkittäviä tapahtumia? Vaimon(?) taidegallerian puksuna on mukava puuhastella, mutta ei taiteilu nyt sentään kosmologialle vertoja vedä?

Ihmiskunnan todellinen historia on kertomusta siitä, mitä tapahtui ihmisille, ei siitä mitä tapahtui vallanpitäjille ja heidän suunnitelmilleen maailman tai joen vastakkaisen rannan valloittamiselle.” Valtaoja pistää keisarit ja diktaattorit tyylikkäästi oikeaan mittakaavaan, häviämään jo naurettavien muutamien satojen vuosien jälkeen pieniksi kuriositeeteiksi ja sitten unohduksiin. Ehkäisypillerin keksijän esittäminen Hitleriä merkittävämpänä ihmisenä on hieno veto. Uskontojen perustaminenkin on (toivottavasti) pikkuhiljaa jäämässä pois muodista, niin että jos lukija mielii mukaan Valtaojan mainitsemaan ”Ihmiskunnan 100 suurinta” -kirjan  tuleviin painoksiin, tieteily lienee varmin uranvalinta (taiteilemallakin voi tietysti yrittää ohittaa vaikka Jeesuksen).

Viides luku nimeltä Elämä on myös aika huippu (kunnes kosahtaa vanhaan ongelmaan eli fylogeneettisten puiden väärinymmärtämiseen). Elämän tarinasta piirtyy elokuva-analogian kautta mukavan päätön ja todenmukainen tarina: ”pitkän ja huolellisen juonikehittelyn jälkeen päähenkilöt ovat lopultakin päätyneet ensimmäisille treffeilleen, kumartuvat juuri suutelemaan, ja PAM! Valtava räjähdys, ja savun ja pölyn laskeuduttua jäljellä ei ole enää pariskuntaa, ei itseasiassa koko ravintolaa eikä kaupunkiakaan”. Edistystä on tapahtunut Avoin tie -kirjasta, jossa Valtaoja harhautui ajattelemaan, että biologisella evoluutiolla olisi selkeä suunta yksinkertaisesta monimutkaiseen.

Sitten se kosahdus. Elämän sukupuiden väärin ymmärtäminen on niin yleinen ongelma ammattibiologeillekin, en meuhkaa siitä tässä pitkään (kiinnostuneille: Miten tulkita sukupuita ihan väärin). Sanottakoon vain että tällaisen lauseen: ”Keskimääräinen älykkyystaso on kasvanut aina uuden oksanhaarauman kasvaessa elämän sukupuuhun”  voi kirjoittaa vain joku, joka ei ymmärrä, miten elämän sukupuita tulkitaan. Vastaava virhe oli jo Valtaojan ensimmäisessä kirjassa Kotona maailmankaikkeudessa (arkkien ja muun elämän sukulaisuus, s. 93), joka muuten on tähänastisista kirjoista sekä syvällisin että hauskin. Erään planeetan ihmeitä -blogi korjailee tyylikkäästi Valtaojan tämän kertaisia sekoiluja sukupuiden ja älykkyyden kehityksen kanssa.

Hillis plot

En malttanut olla lisäämättä tällaista kuvaa… Kysymys mikä nykyisistä eliöistä on lähinnä jotain varhaista (kehittymättömintä) oksanhaaraa palautuu lopulta triviaaliksi matemaattiseksi kysymykseksi: mikä ympyrän kehän pisteistä on lähinnä ympyrän keskipistettä…? Kuvasta sopii yrittää demonstroida ”älykkyystason keskimääräistä kasvua jokaisessa puun oksanhaaraumassa”. Kasvien kohdalla sukupuuta esimerkiksi on tosi monta haaraumaa, kasvien täytyy olla jo älyttömän fiksuja…? (Tutki kuvaa suurempana.)

Ihmislajien evoluutio on Kaiken käsikirjassa esitetty hyvin. Valsteen (2012) Ihmislajin syntyä on luettu tunnollisesti ja hyvä niin. Valsteen tekstin tiivistelmään ei ole paljon lisäämistä, on turhaa elvistelyä mainita kahdessakin kohtaa ehtineensä jo nähdä (”Naturea ja Scienceä tarkoin seuraavana”) jotain erilaisia lukuja Valsteen kirjaan verrattuna (simpanssin, bonobon ja ihmisen linjojen erkaantumisajankohdat) – varsinkin kun luvut menevät pieleen. ”Simpanssit ja bonobot […] paiskasivat kättä vain kaksi miljoonaa vuotta sitten.” Naturejutussa, jossa bonobon perimä julkaistiin arvioidaan simpanssin ja bonobon erkanemisajankohdaksi noin miljoona vuotta ja mainitaan luvun olevan sopusoinnussa useimpien aikaisempien tutkimusten kanssa (Prüfer ym. 2012, juttua pitää jaksaa lukea kolmannelle sivulle asti).

Alkuräjähdykseen ja maailmankaikkeuden kehitykseen on käytetty kaksi lukua ja hyvä niin, aihe on älyttömän kiehtova tämän oman alansa Valtaoja hallitsee. Kelpo tekstiä, ainoa mikä aina häiritsee tällaisissa, on kosmologien kevytmielinen suhtautuminen äärettömän käsitteeseen, sitä ei kunnioiteta tarpeeksi. Tästäkin olen kirjoittanut aiemmin sen verran, että riittäköön tässä, että en ymmärrä miten edes ”N-ulotteinen superasukki” kykenisi havaitsemaan vähempiulotteisia äärettömiä universumeja kokonaisuudessaan (”kuplina”); emme mekään voi havaita ääretöntä yksiulotteista viivaa. Ääretön on kuitenkin jotain mitä ei voi havaita ja minkä olemassaoloa ei voi ikinä todistaa.

Kuva: Wikipedia

Antropista periaatetta Valtaoja varoo mainitsemasta ja puhuu aihetta liipatessaan vähän itsensä kanssa ristiin: ”Pienessä mielessäni epäilen, että maailmankaikkeudella on tarkoituksensa, ja ainakin yksi sen tarkoituksista on tuottaa tänne eläviä olentoja, jotka pystyvät olemaan tietoisia maailmankaikkeudesta”  ja myöhemmin: ”On tietysti helppo ajatella, että ilman älyä maailmankaikkeudessa ei olisi paljonkaan järkeä. Miksi panna pystyyn koko suurenmoinen show, jos ei ole katselijoita? Niin houkuttelevalta kuin tällainen ajatus tuntuukin, ainakin minusta itsestäni se ei ole perusteltavissa – tai ainakaan kukaan ei ole esittänyt järkeenkäypiä perusteluja, mystiikka sikseen.” Jos tietoisuus ja äly katsotaan suunnilleen samaksi asiaksi, niin Valtaoja epäilee siis maailmankaikkeudelle jotain tarkoitusta, jolle ei ole järkeenkäypiä perusteita. Kieltämättä antropinen periaate on älyttömän kinkkinen aihe. (Ehkä aihetta käsiteltäisiin siinä ”Metafysiikan perusteet osa XLVII:ssä”, mikä Valtaojan tekisi mieli dumpata roskakoriin…)

Valtaoja valittaa (oikeutetusti) kuinka älytön huuhaa ja hömppä lainailee nykyisin energian, säteilyn ja ulottuvuuksien kaltaisia fysiikan termejä kuulostaakseen uskottavammalta. Valtaoja itse on lukenut ilmeisesti hindulaisuudesta, eikä malta olla lainaamatta termejä sieltä, ”Shiva tanssii” Järjestyksen kasvu -luvusta alkaen kirjassa vähän joka paikassa.

”Ei sitä suppeampaa suhteellisuusteoriaakaan jaksaisi taas selittää”? Kaiken käsikirjassa ei mainita suppeampaa suhteellisuusteoriaa!

Yhden kappaleen keskellä suppeampaa suhteellisuusteoriaa vähän piileskelee kvanttifysiikan ja yleisen suhteellisuusteorian seassa: ”Kaikella on syynsä. Kahdessa paikassa ei voi olla yhtä aikaa. Torpan mummokin tietää, että jokin joko on tai ei ole. Aika kulkee tasaisesti ja on sama kaikille. Identtiset kaksoset ovat samanikäisiä. Mennyt on mennyttä ja tulevaisuus tulevaa. Asiat tapahtuvat tietyssä järjestyksessä. Yhdensuuntaiset viivat eivät koskaan kohtaa. Fyysikko  vain pudistelee päätään ja hymyilee kärsivällisesti: sori vaan, mutta todellisuus ei nyt satu olemaan arkijärjen mukainen”. Torpan mummolle puistellaan päätä ja hymyillään, mutta ei sitten tällä kertaa yritetäkään kertoa millainen suppeamman suhteellisuusteorian kuvaama todellisuus on.

Kirjassa on häiritsevää alentavuutta, professoritason älykkyydellä (s. 115) kerrotaan asioita ja oletetaan lukijan hämmästyvän:  ”Heh heh, paljastit juuri korttisi: olet naiivi realisti”. Arkijärjen vastaiset kvanttifysiikka ja etenkin suppeampi suhteellisuusteoria oletetaan kyllä lukijalle tutuksi kauraksi, mutta arkijärjen vastainen solipsismi oletetaan sitten jostain syystä lukijalle ”tyrmäysiskuksi”, josta ei ole ikinä ennen kuultukaan. (”Å samma på svenska, kieliviisastelijat!” Keksiikö joku, mitä tuo heitto tarkoittaa solipsismin yhteydessä sivulla 19?)

Kaikkiaan kirjan idea on hyvä, suomeksi tällaista ei ole vielä tehty (jos ei Markus Kajon ”Ihmisen käsikirjaa” lasketa…). Vanhasta muistista tulee paikoin oikein hyvää juttua, mutta ”yritys tiivistää kaikki olennainen maailmasta ja ihmisestä, aineesta ja hengestä, pariin sataan sivuun” jää melko vaisuksi yritykseksi. Mihinkään ei oikein jakseta paneutua kunnolla, kirjan hyvän rungon päälle liimaillaan satunnaisen oloisesti sitä sun tätä enemmän tai vähemmän aiheeseen liittyvää; osa aasinsilloista on niin heikkoja, että aasit putoavat jokeen.

Hyviä juttuja

Viimetorstailaisuus”, eli ei voi todistaa, etteikö maailmaa luotu viime torstaina. Russell näemmä käytti aikamäärettä viisi minuuttia, mutta viime torstai kuulostaa mukavammalta.

Täällä tapahtuu kaiken aikaa yhä kummallisempia asioita: pimeyteen ilmestyy sokaisevana loistavia kaasupalloja, ja hieman myöhemmin avaruuden pölyhiukkaset takertuvat toisiinsa ja kasvavat kivimöykyksi, jonka pinnalla kiiluvasilmäiset apinat hyppäävät alas puusta ja alkavat rakentaa kuuraketteja.”  Osuvaa tiivistämistä, mukavia sanoja, tämä on Valtaojaa parhaimmillaan.

E-ELT = ”eurooppalaisten ältsin suuri teleskooppi” 🙂

Ei niin hyviä juttuja

jumalat kyrpiintyvät” Ei toimi ruma sana kirjoitetussa tekstissä, ei; ältsin suuri teleskooppi oli mukavampaa huumoria minusta, makukysymys tietysti.

Muuten, jos rusina liikkuu mummon pullassa sitä ei kannata syödä.” Ai, mikä siellä pullassa sitten on?

Vastasyntyneillä lapsilla aivot vievät kaksi kolmannesta [energiasta] – uskomaton suhdeluku, kun ajattelee, että ne rääpäleet eivät osaa kuin kolme temppua, rääkymisen, kakkimisen ja tissin lutkuttamisen.” Totta, professorit osaavat paljon enemmän temppuja. Jos yksilönkehitystä aletaan tekstissä miettiä, niin vähän voisi minusta tosissaankin valaista sitä mieletöntä prosessia, kun vauvan aivot ottavat hallintaan valtavaa uutta informaatiotulvaa ja järjestelevät sitä itse itseään ohjelmoiden hallittavaan ja ymmärrettävään muotoon.

”Ei nyt oikein jaksais”?

En ole vielä ehtinyt lukea kirjaa [Dalai Laman ”Mind and life”], mutta eiköhän se putkahda esille uskontoa käsittelevässä luvussa

Kuukauden ahkera työ ja kolme- neljäkymmentä vuotta sitten opitun mieleen palauttaminen varmaan riittäisi […] mutta taidanpa antaa olla
[sähköheikon vuorovaikutuksen teoriasta].

Kenties jokin pani hyvin nuoren kosmoksen laajenemaan inflatorisesti […]  en edes yritä heitellä tähän lukuja

”[…] maailmankaikkeutemme voi olla seurausta […] vaikkapa toisiinsa törmäävistä braaneista. (Mikä on braani? Sillä ei ole oikeastaan mitään merkitystä […]).

Juutuin tähän kohtaan useaksi päiväksi koettaessani keksiä keinoa kuvata fysiikan nykyisiä perusteorioita edes jotenkin ymmärrettävällä ja lyhyellä tavalla. Aivan turhaan, tietysti; suomeksikin löytyy monia kokonaisia kirjoja, jotka koettavat kuvata kvanttifysiikkaa ilman matematiikan apua – mutta se on loppujen lopuksi mahdotonta

Pyyhe kehään, takkaan tuli ja makkaraa paistamaan…?

Minä, minä, minä…

Esko Valtaojan Kaiken käsikirja kertoo aika paljon – Esko Valtaojasta. Näköispatsasta mietitään taas (tälla kertaa ei sentään planeetan kokoista), irrallisille heitoille moottoripyörällä ajelusta tai kilon sianpotkan syömisestä en keksi muuta merkitystä kuin vihjata lukijalle, että kirjoittaja on Äijä. Valtaoja vertaa melkein vastasyntynyttä maailmankaikkeuttakin itseensä: ”suhteessa sama kuin jos minusta olisi otettu kuva Kemin keskussairaalassa viisitoista tuntia syntymäni jälkeen”. Kuulostaisi mukavammalta sanoa, että ”sama kuin sinusta, arvon lukija, olisi otettu kuva viisitoista tuntia syntymäsi jälkeen” (ikäkorjaus pitäisi vain tehdä). Jos teoksen nimi on niin mahtava kuin Kaiken käsikirja, sen pitäisi kestää aikaa niin pitkälle tulevaisuuteen, että kellään ei ole enää aavistustakaan miltä Esko Valtaoja näytti vanhana, saati vauvana.

”On tässä kierretty muutakin kuin tahkoa”?

Työmatka La Palman tähtitornille, kirjoittamassa taiteilija- ja tutkijaresidenssissä eteläisessä Italiassa, vaeltamassa Grand Canyonissa…

Berliinissä Valtaoja näkee oluttuopin kuivuvassa vaahdossa jotain syvällistä, mutta ei oikein osaa päättää mitä. ”Ihan shelvää tamilhin kielishtä kirjoitushta täshä, hips, eikush shittenkin elämän shynty”?

Virheitä

Muita merkittäviä virheitä kuin sukupuiden väärin ymmärtämisen en huomaa, jotain pientä aina.

Jäkälät eivät ole kasveja.

North Sentinel Island… Siellä elävät maailman viimeiset aidosti kivikautiset metsästäjä-keräilijät”; pokkana vaan: ”maailman viimeiset”. Kukaan ei ole varma minkä verran kontakteja Amazonin alueen ja Papua-Uuden-Guinean viimeisillä metsästäjä-keräilijäheimolla on ollut muuhun maailmaan, mutta varmasti joukossa on yhtä aitoja kuin mainitulla saarellakin.

[Aine, energia, voimat, paikka ja aikaovat mitä ilmeisimmin olemassa naiiveimmallekin realistille” – vähiten naiiville realistille, kai?

Halle Berry

Jos laitettaisiin vierekkäin oranki, gorilla, simpanssi ja Halle Berry – viimeksi mainittu tietysti ilman vaatteita – objektiivinen tutkija ei voisi välttyä johtopäätökseltä, että ihmisen ja ihmisapinoiden väliset erot ovat pienempiä kuin apinoiden keskinäiset erot. (Halle Berryn kohdalla objektiivisuuden säilyttämisessä voisi tietysti olla omat ongelmansa.)” Kiitos, ymmärsin tämän yskän jo ensimmäisestä lauseesta, oikeastaan ymmärsin sen jo aikaisemmista kirjoista. Tekstissä olisi muutenkin tiivistämisen varaa ihan virketasollakin (kustannustoimittajan hommia, kai): ”Tule tänne ja juttele kanssani, tai jos se ei saa sinua vakuttuneeksi, voin vaikka vetää sinua turpiin jos ei muu auta”.

Tiivistelmä

Kirjasta jää vähän sellainen olo, että ”pakkohan sekin oli vääntää ja uhrata kesälomapäivistä kolme tuntia kirjoittamiseen; kun oli ne apurahatkin tullut saatua”.

Aiemmat arviot

Kirjojen kulttuurievoluutiota I – Kotona maailmankaikkeudessa ja Avoin tie: kurkistuksia tulevaisuuteen

Kirjojen kulttuurievoluutiota II – Ihmeitä: kävelyretkiä kaikkeuteen

Kuvat

Maailmankaikkeuden kehitys: Wikipedia
Elämän kehitys: http://www.zo.utexas.edu/faculty/antisense/tree.pdf

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


Kumpi oli ensin

5.10.2012

muna vai kana? Muna.

Munia nyt oli tiuittain jo esimerkiksi trilobiiteilla, kambrikaudella, viidettäsataa miljoonaa vuotta ennen kanojen ja muiden kotkotusten syntyä.

Okei, okei, täsmennetään kysymystä, että saadaan siitä kiinnostavampi: kumpi oli ensin, kana vai kananmuna?

Vastaan kysymykseen, mutta otetaan ensin pieni tehtävä: määrittele kana.

Määritelty? Hyvä. Ajattele kaikkien aikojen ensimmäistä määritelmäsi täyttävää kanaa (viisi sekuntia riittää hyvin)… Ensimmäisen kanasi äiti oli epäilemättä hyvin kanamainen kanalintu, mutta se ei voinut täyttää kanan määritelmää eikä siksi voinut munia kananmunia.

Kana oli siis ensin.

Top top, mietitään vielä. Ensimmäisellä kanalla oli ehkä myös sisaruksia. Olivatko ne kanoja? Kaikkiko vai vain osa niistä?

Nykyiset kanat ovat kaiketi ensimmäisen (villin punaviidakko-) kanan jälkeläisiä, joten ensimmäisen kanan piti myös lisääntyä – kenen kanssa? Mitä lajia kukko oli? Olivatko ”risteytyksessä” syntyneet kananpojat kanoja? Jos isiä oli useita, riippuiko poikasten kanuus siitä, mikä kukko oli minkäkin poikasen isä?

Lisätään kysymykseen vielä dramatiikkaa laajentamalla sitä ihan vähän: kumpi oli ensin, lintu vai linnunmuna? (Tällä keinolla saadaan vastaukseen mukaan dinosaurukset, jotka ovat yleensä kaikkien mielestä makeita.)

Määrittele lintu (ihan makusi mukaan, voit huomioida höyhenet, siivet, geenit, ”epigeenit”;  ihan mitä vaan, mikä voisi tehdä linnusta yksikäsitteisesti linnun). Määritelty? Johtopäätös on selvä: kaikkien aikojen ensimmäinen lintu syntyi dinosauruksen munasta.

Ensimmäisen linnun ympärillä hääri paljon dinosauruksia, muita lintuja ei, määritelmän mukaan, vielä ollut. Aika monella ajan dinosauruksista oli höyhenet ja siivet, mutta ne eivät olleet lintuja. Vai olivatko? Hirveästi linnun näköisiä oli kyllä niistä aika moni minusta… Kuka saa päättää mikä on lintu ja mikä ei, häh?

Ratkaisevien erojen keksiminen linnun ja dinosauruksen välille on, rajatapauksissa, äärimmäisen keinotekoista, samoin ratkaisevien erojen keksiminen kanan ja sen kanamaisen esi-isälinnun välille.

Veteen piirrettyjä viivoja on. Välimuotoja on. Puuttuvia renkaita ei ole. Elämän ketju on katkeamaton (ja pitkä).

Kanaa ei voi määritellä. Munaa ei voi määritellä.

Kumpi oli ensin? Mu.

Aiemmin näillä palstoilla ratkotut supertärkeät/jonninjoutavat filosofiset kysymykset: Miksi jotain on sen sijaan ettei olisi mitään ja Mikä on elämän tarkoitus.

-Kolkkala, M. – luotiset.wordpress.com


Miten tulkita sukupuita ihan väärin

31.5.2012

Kuvan fylogeneettisen sukupuun mukaan Martialis heureka -niminen laji (kuvassa ylimpänä) on nykyään elävistä muurahaisista alkeellisin ja muistuttaa niistä eniten muurahaisten varhaista primitiivistä kantamuotoa.

No ei! Edellinen virke on hölynpölyä. Skeidaa. Non sequitur.

Otetaan esimerkin vuoksi toinen sukupuu. Jos edellisessä sukupuussa on kaikki haarat oikeassa järjestyksessä, niin seuraavassakin taatusti on:

Onko ylimpänä oleva otus alkeellisin tämän sukupuun lajeista? (Toivottavasti ei, se olen minä…)

Nykyiset muurahaiset ovat geneettisesti tasan yhtä kaukana muurahaisten ja ihmisten viimeisimmästä yhteisestä kantamuodosta kuin nykyiset ihmiset. Sama toisinpäin: nykyiset ihmiset ovat geneettisesti tasan yhtä lähellä muurahaisten ja ihmisten viimeisintä yhteistä kantamuotoa kuin nykyiset muurahaiset.

Martialis heureka ja muut muurahaiset ovat tasan yhtä kaukana tai lähellä viimeistä yhteistä esi-isäänsä. Ei ole järkeä sanoa jompaa kumpaa ryhmää toista primitiivisemmäksi.

Eikö tuon sukupuun oksien pitäisi olla eri pituisia”? Kyllä tietysti, jos oksien pituudelle olisi annettu joku merkitys ja kerrottu mikä se on – esimerkiksi että yksi senttimetri sukupuussa vastaa kymmentä miljoonaa vuotta (1). Kuvan sukupuussa oksien pituuksilla ei ole merkitystä.

On tavallista, että julkaistut fylogeneettiset puut ovat juuri tällaisia, niiden ainoa informaatio on oksien haarautumisjärjestys. Oksien pituuksien selvittäminen onkin ihan oma taiteenlajinsa ja vaatii fossiilien ajoittamista, molekyylikellojen kalibrointia ja muuta vaikeaa.

Oksien pituuden muuttaminen todenmukaisiksi ei tietenkään muuta puun haarautumisjärjestystä yhtään mihinkään. Martialis heureka ja jälkimmäisessä kuvassa ihminen ovat ja pysyvät puissa yhdellä puolella ja kaikki muut lajit toisella puolella.

Epäreilua, tuosta jälkimmäisestä sukupuusta puuttuu lajeja”? Niin puuttuu. Ensimmäisestäkin sukupuusta puuttuu lajeja. Kaikista sukupuista puuttuu lajeja. Vaikka näyttäisi siltä, että kaikki tutkimuksen kannalta olennaiset lajit on saatu sukupuuhun mukaan, siitä tuskin koskaan voi olla varma. Erityisesti sukupuuttoon kuolleita lajeja, joista kukaan ei tiedä mitään saattaa puuttua vaikka kuinka paljon.

Toiseen sukupuuhun voisi lisätä ihmisen ja muurahaisten väliin hirmuisen määrän eläviäkin lajeja. Se ei silti muuttaisi kuvassa jo mukana olevien lajien asemaa suhteessa toisiinsa. Milloin ikinä Martialis heurekan ja muiden muurahaisten viimeinen yhteinen kantamuoto sitten elikään, ovat Martialis heureka ja muut muurahaiset kehittyneet niistä ajoista tasan yhtä kauan. Sama pätee ihmiseen, muurahaisiin ja niiden viimeiseen yhteiseen kantamuotoon (joka on samalla tietysti kaikkien muidenkin selkäjänteisten  ja niveljalkaisten viimeinen yhteinen kantamuoto.)

Kai nyt jotkin nykyiset eliöryhmät ovat yksinkertaisempia ja alkeellisempia kuin toiset”? Yksinkertaisempia kyllä, alkeellisempia eivät.

Hyvin yleinen virhe on tulkita sukupuussa – syystä tai toisesta – vähälajisempi sisarryhmä ”alkeellisemmaksi”. Mitään elossa olevaa eliölajia ei voi pitää toista alkeellisempana, yhtä kauan kaikki elossa olevat eliöt ovat täällä maapallolla sinnitelleet ja kehittyneet (elämän alusta asti). Tämä tieto ei ole mikään uusi, mutta jotenkin huonosti sisäistetty.

Eliöt eivät odota jossain pakastimessa muuttumattomina sillä aikaa kun muut kehittyvät, vaan jokainen evoluutiolinja juoksee omaa kilpajuoksuaan – juoksee eteenpäin, taaksepäin tai ympyrää, mutta juoksee joka tapauksessa, taukoamatta.

”Eläviä fossiileja” ei ole olemassa. Kuka tietää mitä kaikkia biokemiallisia innovaatioita Latimerian sisuskaluissa on tapahtunut, kun se on niin hirmuisen pitkään hienosti pärjännyt. Molukkirapu voi olla pintapuolisesti tarkasteltuna pysynyt saman näköisenä älyttömän pitkään, mutta pinnan alla muutos on ollut jatkuvaa; molukkirapu kuolisi sukupuuttoon evolutiivisessa silmänräpäyksessä, jos se ei kaiken aikaa vastaisi loisten, tautien ja yleensä elävän ja elottoman ympäristönsä pienten ja suurten muutosten asettamiin paineisiin.

Yksi elävä eliö ei ole toista alkeellisempi, mutta eliön tietty piirre voi olla toisen eliön piirrettä alkeellisempi. Sitähän se lajien kehitys on, että yhdessä evolutiivisissa linjassa kehittyy ja valikoituu jokin uusi ominaisuus ja toisessa säilyy tämän ominaisuuden varhaisempi muoto (mutta kehittyy vastaavasti muita uutuuksia). On ihan mahdollista että jotkin Martialis heurekan säilyneet primitiiviset piirteet selittävät tämän evoluutiolinjan vähälajisuutta, mutta se ei tee Martialis heurekasta primitiivistä muurahaislajia.

Muurahaisia on yllä esitetyn ensimmäisen sukupuun mukaan kaksi sisarryhmää, toisessa on Martialis heureka ja toisessa ovat sitten muut muurahaiset (2). Tässä tapauksessa toisessa sisarryhmässä on paljon enemmän lajeja kuin toisessa (toistaiseksi niitä tunnetaan tasan yksi).

Vain sisarryhmät ovat vertailukelpoisia, kun mietitään mitkä piirteet ovat varhaisempia ja mitkä niistä kehittyneitä. Ei ole järkeä verrata vaikkapa lintuja ja nisäkkäitä ja pohtia kumpi on varhainen ja kumpi kehittynyt ominaisuus turkki vai höyhenet, koska linnut ja nisäkkäät eivät ole sisarryhmiä (lintujen ja nisäkkäiden viimeisellä yhteisellä kantamuodolla ei ollut turkkia eikä höyheniä).

Primitiivinen ominaisuus ei tarkoita, että se olisi huono. Varhaisempi piirre voi olla jotain hienompaa ja monimutkaisempaa kuin kehittyneempi uutuus. Kehitys on harhaanjohtava sana, kun puhutaan biologisesta evoluutiosta. Luonnonvalinta suosii usein kehitystä kohti yksinkertaisempia ja alkeellisemmalta vaikuttavia piirteitä, tai kiertää kehää suosien välillä sitä ja välillä tätä. Loisimiseen erikoistuvien eliöiden degeneroituminen piirteettömiksi ”madoiksi” on kehitystä. Sekin on kehitystä, että strutsit ovat kadottaneet siipensä, valaat jalkansa ja vaippaeläimet aivonsa. Martialis heureka on kadottanut silmänsä. Muiden muurahaisten hienot silmät ovat primitiivinen piirre Martialis heurekaan sokeuteen verrattuna.

Usein harhaudutaan kiinnittämään jonkin (tyypillisesti sukupuussa vähälajisemman) lajiryhmän primitiivisiin piirteisiin ja tuomitsemaan niiden takia itse lajit primitiivisiksi. Nokkaeläinten kohtuuttomasti huomiota saanut varhainen piirre on lisääntyminen munimalla. Vähemmän painoa on yleensä annettu kehittyneille ainutlaatuisille piirteille kuten sähköaistille, kymmenelle sukupuolikromosomille ja vesinokkaeläimen nokkamaiselle kuonolle ja myrkkykannukselle.

Ihmiseltä löytyy primitiivisiä piirteitä siinä missä muiltakin eliöiltä. Esimerkiksi hevoseen verrattaessa viisi varvasta ja sormea ovat primitiivinen nisäkäsominaisuus ja yksivarpainen kavio siitä kehittynyt uusi ratkaisu (hevosen koko paino yksien varpaankynsien varassa). Silti kukaan ei sano ihmistä alkeellisemmaksi kuin hevosta (yleensä, en tiedä mitä hevoset ovat mieltä asiasta). Tietysti ihmiselläkin on myös hienoja kehittyneitä piirteitä, kuten kyky kirjoittaa ja lukea blogeja.

Yksi syy siihen, että sukupuita tulkitaan usein väärin on niiden laatijoissa. Sukupuiden oksat ryhmitellään usein niin, että vähälajiset sisarryhmät sijoitetaan sukupuun toiseen laitaan ja runsaslajiset toiseen (ladderized tree; 3). Esimerkiksi tämän jutun ensimmäinen muurahaissukupuu on juuri tällainen ”tikapuu-puu”. Tulos on kieltämättä nätti, mutta asiaa hyvin tuntematon tulkitsee helposti vähälajisen reunan ”alkukantaiseksi” ja runsaslajisen ”kehittyneeksi”.

Osasyyllisiä ongelmaan ovat tietokoneohjelmat, joiden oletusarvona on tällainen kaunis, mutta helposti harhaanjohtava puu. Parempi oletusarvo olisi puu, joka on ryhmitelty satunnaisesti. Ehkä vielä parempi oletus olisi siksakkipuu, jossa vähälajisempia ja runsaslajisempia sisarryhmiä ryhmitellä keskeltä alkaen aina vuoronperään oikealle ja vasemmalle (zig-zag rotation).

Peliversio nisäkkäiden evoluutiopuusta

Ympyränmallinen puu olisi periaatteessa hyvä tapa esittää sukupuita – yksikään laji ei näyttäisi olevan muita ylempänä tai alempana – mutta tällaisten puiden vika on, että niitä on aika hankala hahmottaa. Ympyräratkaisu voi toimia, jos tilaa puulle on käyttää kokonainen pöytä, kuten minulla oli kerran tilaisuus tehdä tiedekeskuksessa (kuva yllä).

Sukupuiden oksia voi pyöritellä myös ihan itse haluamallaan tavalla yrittäen välttää harhaanjohtavia järjestyksiä. Yhdessä jutussani sijoitin purppurasuuhautoja -nimisen kalan (tai isomman ryhmän johon se kuuluu) kaikissa sukupuissa aina ylimmäksi ja korostin sitä vielä purppuranpunaisella värillä. Tämän uskalsi tehdä, koska kukaan ei (kai) kuvittele, että purppurasuuhautoja on maailman kehittynein kalalaji (vaikka hieno laji onkin).

Yksityiskohta nisäkäspuusta, keskimmäisenä palapelin palana on peili

(1) Mahdollinen merkitys kuvataan oksien pituudella, oksien leveydellä ei ole juuri koskaan muuta merkitystä kuin taiteellinen vaikutelma (sukupuusta on hirmu vaikea saada selvää, jos sen leveys on puoli millimetriä tai sata kilometriä).

(2) En luottaisi vielä liikaa tähän sukupuuhun, Leptanillinae-porukka voi loppujen lopuksi kuitenkin olla se oikea ulkoryhmä kaikille muille muurahaisille ja Martialiksen paikka olla jossain niiden muiden muurahaisten joukossa – yksilajiset, muille kaukaista sukua olevat ryhmät ovat fylogeneettisille analyyseille hankalia tapauksia.

(3) Jokaiseen fylogeneettisen oksanhaaraan voi kuvitella pallonivelen, oksia voi pyöritellä vapaasti ilman että puun antama informaatio muuttuu.

Kommenteissa kaksi hienoa fylogenetiikan ammattitermiä selitettynä

Lähteitä (ja lähdekritiikkiä…):

Gregory, T. R. 2008: Understanding evolutionary trees. Evol. Educ. Outreach 1: 121-137.  Tästä hienosta jutusta sain ison osan kuvituksesta, kun pidin joskus pari luentoa fylogeneettisistä puista ja niiden tulkinnasta. PDF

Krell, F.-T. ja Cranston, P. S. 2004: Which side of the tree is more basal? Syst. Entomol. 29: 279-281. Täältä hieno sitaatti: ”When a tree is rooted, it has a base. Everything near that base is basal. A clade branching off near the base is a basal clade, isn’t it? Does this make sense? No, it doesn’t.”  PDF

Rabeling, C. Brown, J. M. ja Verhaagh, M. 2008: Newly discovered sister lineage sheds light on early ant evolution. Proc. Nat. Acad. Sci. 105: 14913-14917. Martialis heurekasta alunperin raportoinut juttu, josta on peräisin tämän jutun muurahaisten sukupuuta esittävä kuva. Tämäkään artikkeli ei selviä puhtain paperein raportoinnista, vaan käyttää toistuvasti sellaisia järjettömiä termejä kuin ”most basal extant lineage” puhuessaan vähälajisemmasta sisarryhmästä  (vertaa: Krell ja Cranston 2004 – Systematic Entomology’in tämä muurahaisten fylogeniajuttu ei olisi tainnut mennä tällaisena läpi, vaikka arvostettuun PNAS:iin meni että heilahti). Sen pohtiminen, että onko esimerkiksi lymyilevä maan alla eläminen muurahaisilla varhainen basaalinen piirre on kyllä ihan järkevää.  PDF

Lopuksi vielä harjoitustehtävä: Seuraavat sukupuut on piirretty kaikki oikein. Etsi kustakin puusta varhaisin (basaalisin) eliöryhmä.*



* Vihje: sellaista ei ole.

Kolkkala, M. – luotiset.wordpress.com


Purppurasuuhautoja ja sen sukulaiset

3.6.2011

Tarkkailin muutaman viikon akvaariossa purppurasuuhautojia (Pseudocrenilabrus nicholsi). Lyhyen tuttavuuden aikana ehdin hyvin muistaa miksi pidän kirjoahvenista; purppurasuuhautojat olivat heti ensi minuuteista alkaen eloisia, uteliaita ja rohkeita kaloja. Akvaarion lähelle ei voinut edes hiippailla, saati laittaa sinne jotain syötäväksi kelpaavaa, ilman että kalat olisivat huomanneet ja singahtaneet paikalle.

Sitten käärmekalat söivät meidän kivat pikkukalat*.

Isompia yksilöitä (tai uutta akvaariota) odotellessa on tyydyttävä purppurasuuhautojien osalta teoriaan…

Kirjoahvenkirjoa: purppurasuuhautojakoiraan värejä ovat keltainen ja violetti, aikuisena väritys voimistuu ja täydentyy kirkkaalla punaisella.

Luonnossa purppurasuuhautojia elää vain keskellä Afrikkaa Kongon eli entisen Zairen vesissä. Kalan kotiseuduille ei ole oikein voinut järjestää tutkimusretkiä sotien takia**. Luonnonvaraisista purppurasuuhautojista ei tiedetäkään oikein mitään ja laboratorioissa tutkittujen yksilöiden ”kotiseutu” on ollut akvaariokauppa (Katongo ym. 2005, Koblmüller ym. 2008). Kaikki purppurasuuhautojista kiinnostuneet tutkijat eivät ole löytäneet lajia edes kaupasta (Salzburger ym. 2005).

Purppurasuuhautojan läheisin sukulaislaji on kohtalaisen todennäköisesti (parin mitokondrio-dna -pätkän mukaan) akvaarioharrastajien vanha tuttu kirjosuuhautoja (Katongo ym. 2005, Koblmüller ym. 2008). Saman suvun kolmas laji messinkisuuhautoja on enemmän purppurasuuhautojan näköinen (Salzburger ym. 2005), mutta sille kaukaisempaa sukua. Muita läheisiä sukulaislajeja purppurasuuhautojalle ei ole vielä tieteellisesti kuvattu, mutta messinkisuuhautojan muotoja jaetaan jatkossa varmasti useampaan lajiin ja joukkoon lisätään luultavasti myös Haplochromis machadoi -niminen kala, joka dna:n perusteella kuuluu messinkisuuhautojien porukkaan (Koblmüller ym. 2008).

Purppurasuuhautoja on sukunsa ainoa laji Keski-Afrikassa; kirjosuuhautojan alueita ovat sekä Itä- että Pohjois-Afrikka ja messinkisuuhautojan aluetta Etelä-Afrikka.

Purppurasuuhautojan suvulle suhteellisen läheisiä, mutta selvästi erillisiä porukoitaan ovat Astatoreochromis-suvun kirjoahvenet ja toinen ryhmä, johon kuuluu tällä hetkellä Serranochromis ja pari muuta sukua. Suomenkielisiä nimiä näillä kaloilla ole eikä niiden tietellisiä nimiäkään kannata välttämättä opetella – ne muuttuvat luultavasti vielä moneen kertaan, kun kirjoahventen systematiikka tulee paremmin haltuun. Outojen kalojen tieteelliset nimet eivät sellaisenaan paljon kerro; onneksi internetti on keksitty niin, että voi katsoa miltä esimerkiksi Astatoreochromikset näyttävät.

Neljäs purppurasuuhautojien ja kumppanien sukulaisryhmä on syypää siihen, että tutkijat ovat niin kiinnostuneita näistä kaloista. Ryhmään kuuluu joukko Tanganjika-järven kirjoahvenia (Tropheus-suvun keisarit  ja muu Tropheini-sukukunta), kaikki Malawi- ja Viktoria-järvien kirjoahvenet ja joukko lajeja joista ja pienemmistä järvistä. Tässä ”superhaplo”-ryhmässä (”modern Haplochromines”; Salzburger ym. 2005) kiinnostavaa on – siis sen lisäksi, että ne ovat nättejä ja kivoja kaloja – se, että lajeja on tolkuttoman paljon***.

Kuvan sukupuussa on ”superhaplojen” kolme suurta suurten järvien ryhmää ja, ettei puu näyttäisi liian yksinkertaiselta, kaksi lajia suurten järvien lähiympäristöstä: Haplochromis squamipinnis elää Edward- ja George-järvissä Ugandassa ja sinisuuhautoja (Astatotilapia burtoni) Tanganjika-järven ympäristön joissa ja Kivu-järvessä ja on löytänyt tiensä soisille rannoille itse Tanganjika-järveenkin.

Syvää ja vanhaa rotkojärveä Tanganjikaa on arveltu kaikkien Itä-Afrikan kirjoahventen alkukodiksi (Salzburger ym. 2005). Tämä teoria on riippuvainen siitä onko sukupuut ajoitettu oikein, todellisuus saattaa olla monimutkaisempi (Genner ym. 2007, Schwarzer ym. 2009); pitäisikö ajoituksessa luottaa fossiileihin vai mannerlaattoihin – ovatko kirjoahvenet voineet ylittää suolaisia meriä?

Yksi pulma Itä-Afrikan kirjoahventen liikkeiden selvittämisessä on, että kukaan ei tarkkaan tiedä koska Afrikassa on ollut vettä ja missä. Afrikassa on syntynyt ja hävinnyt isojakin vesistöjä; muinaisjärvi Makgadikgadissa (luuliko joku, että kalojen tieteelliset nimet ovat vaikeita…?) on kenties ollut ihan yhtä hurja lajikirjo kuin tämän hetkisissä suurissa järvissä (Joyce ym. 2005). Edellä mainittu Serranochromis-porukka on luultavasti syntyjään Makgadikgadista. Nykyisin järven paikalla on Kalaharin suola-aavikkoa.

Viktoria-järven alue puolestaan on ollut joskus ihan hiljattain, ehkä vain 15 000 vuotta sitten, enemmän tai vähemmän kuivillaan. Nykyinen Viktoria on Belgian kokoinen järvi. Viktoria-järven nuoruus tekee sen sadoista kirjoahvenlajeista kiinnostavia, mutta samalla hankalia tutkittavia; lajit ovat niin läheisiä sukulaisia keskenään, että niistä on vaikea saada tolkkua dna:n perusteellakaan. Viktoria-järven kirjoahvenilla ei toistaiseksi ole suomenkielisiä nimiä ja tieteellistä kuvausta odotellessa monen lajin nimi on tyyliä Haplochromis ”sitä sun tätä”.


Kuvan sukupuussa on purppurasuuhautojan suvun (Pseudocrenilabrus), ”superhaplojen” ja lähiryhmien mahdollinen sukupuu. Puuta ei ole vielä luotettavasti ratkaistu, joten oikea haarautumisjärjestys voi olla jokin toinenkin. Yhteistä kaikille sukupuun kaloille on, että ne ovat (maternaalisia) suuhautojia. Mätimunat kehittyvät naaraan suussa ja äidin suu toimii turvapaikkana vielä poikasillekin. ”Superhaplot” ja Astatoreochromikset sopisivat sikäli hyvin toisilleen kaikkein läheisimmiksi sisarryhmiksi, että niiden molempien koirailla on mätimunia jäljittelevät – tai oikeastaan niitä liioittelevat – täplät peräevässä (Salzburger ym. 2005). Kalojen peräevien täplät eivät ehkä äkkiseltään kuulosta maailman merkittävimmältä asialta, mutta niin paljon näitä täpläeväisä kaloja arvostetaan, että niille on omistettu kokonainen lehti.

Tuhannen taalan kysymys on tietysti, miksi yhdessä puun sukuhaarassa on kaksituhatta lajia, kun muissa lajeja on vain muutama hassu. Suuhautominen ja ehkä munatäplätkin ovat voineet auttaa lajeja pärjäämään, mutta eivät riitä selitykseksi superlajiutumiselle. Monet muutkin kirjoahvenet, esimerkiksi Etelä-Amerikan tonkijat, ovat ihan itsenäisesti ”keksineet” suuhautomisen, mutta niiden lajimäärä ei ole räjähtänyt. Afrikan järvien mahtava koko ei sekään riitä yksinään selitykseksi hurjalle lajiutumiselle; järvissä on monia muitakin kalaryhmiä kuin kirjoahvenia, mutta niiden lajimäärät ovat ihan maltillisia. Todennäköisimmin superhaplojen lajiutumisessa on paljolti kyse kalojen ”muodista” (lue: sukupuolivalinnasta) – siitä minkä värisiä koiraat ovat ja voivat olla ja minkä värisistä koiraista naaraat synnynnäisesti tykkäävät.

Kirjoahvenlajeja on paljon, mutta ei ole mitenkään selvää millä mittareilla menestystä evoluutiossa pitäisi mitata. (Jos lajimäärä olisi ainoa mittari, esimerkiksi kovakuoriaiset ja parasitoidit pistiäiset olisivat enemmän ”maailman valtiaita” kuin dinosaurukset tai nisäkkäät ikinä.)

Kuvan puussa on yhdistetty kaikki tässä jutussa aiemmin käsitellyt puut ja lisätty vielä pari oksaa. Tanganjika-järven muihin kuin Tropheini-kirjoahveniin kuuluu useita akvaarioharrastajien suosikkisukukuntia (esimerkkilajeina vaikkapa kultakoruahven, nenäsulkahautoja, pilkkuturpa-ahven, linjavaljasahven ja pahkakirjoahven). Tanganjika-järven sukukuntien väleihin kuuluisi taas kerran erinäisiä heikosti tunnettuja jokien ja pienten järvien lajeja, ja yksi Tanganjika-järven kirjoahvenlaji ei sovi tähän puuhun ollenkaan, mutta ehkä ei niistä sen enempää, outoja kalalajeja on tullut tähän juttuun jo tarpeeksi…

Sukupuun uloin haara on kaikille tässä jutussa käsitellyille kaloille kaikkein läheisin sisarryhmä. Tätä kunniakasta paikkaa pitää todennäköisesti (sekä mitokondrion että tuman geenipätkien tukemana) hallussaan tilapiasuku nimeltä Tilapia (sensu stricto); muita kaloja, kuten ”avaruusahventa” ei oikein tilapioiksi sopisi kutsuakaan (Schwarzer ym. 2009).

Sukupuujuttua voisi tietysti jatkaa koko Afrikkaan – kuinka kaukana vastaan tulisivat esimerkiksi palettikalat ja timanttiahvenet – ja edelleen kaikkiin muihinkin kirjoahventen asuttamiin maanosiin ja muinaiseen Gondwana-mantereeseen asti. Ehkä kuitenkin säästän tarinan ihan kaikista kirjoahvenista johonkin toiseen kertaan.

* En ainakaan muuta selitystä keksi mihin purppurasuuhautojani katosivat. Tiesin kyllä että on riski laittaa pieniä kirjoahvenia samaan altaaseen käärmekalojen kanssa, vaikka nekin olivat pentuja vielä, mutta toiveajattelin, että purppurasuut kasvaisivat nopeasti suupalaa isommiksi. Purppurasuuhautojia ei alunperinkään ollut kuin kaksi, kun kaupassa ei ollut enempää jäljellä.

** Offtopic: Miten ihmisjoukot ovat niin pöljiä, vaikka ihmiset ovat yleensä ihan mukavia?

*** Olisi aika metkaa, jos Suomessa olisi yhdessä järvessä kaksi ja puolisataa lajia ahvenia, seuraavalla järvellä olisi kahdeksansataa lajia lisää (eikä yhtään samaa kuin edellisessä) ja kolmannessa järvessä olisi vielä viisisataa uutta lajia. Okei, epäreilua, pelkässä Tanganjikassa on 70 kertaa enemmän vettä kuin Suomen järvissä yhteensä (laskin), mutta on niitä kirjoahvenlajeja Itä-Afrikassa silti älyttömän paljon.

Viitteet:

Genner, M. J., Seehausen, O., Lunt, D. H., Joyce, D. A., Shaw, P. W., Carvalho, G. R. ja Turner, G. F. 2007: Age of cichlids: new dates for ancient lake fish radiations. Mol. Biol. Evol. 24: 1269-1282

Joyce, D. A., Lunt, D. H., Bills, R., Turner, G. F., Katongo, C., Duftner, N., Sturmbauer, C. ja Seehausen, O. 2005: An extant cichlid fish radiation emerged in an extinct Pleistocene lake. Nature 435: 90-95

Katongo, C., Koblmüller, S., Duftner, N., Makasa, L. ja Sturmbauer, C. 2005: Phylogeography and speciation in the Pseudocrenilabrus philander species  complex in Zambian rivers. Hydrobiol. 542: 221-233

Koblmüller, S., Schliewen, U. K., Duftner, N., Sefc. K. M., Katongo, C. ja Sturmbauer, C. 2008: Age and spread of the haplochromine cichlid fishes in Africa. Mol. Phylogenet. Evol. 49: 153-169

Salzburger, W., Mack, T., Verheyen, E. ja Meyer, A. 2005: Out of Tanganyika: Genesis, explosive speciation, key-innovations and phylogeography of the haplochromine cichlid fishes. BMC Evol. Biol. 5: 17

Schwarzer, J., Misof, B., Tautz, D. ja Schliewen, U. 2009: The root of the East African cichlid radiations. BMC Evol. Biol. 9: 186

(C) Kuvat: Afrikan kartta on artikkelista Salzburger ym. 2005, muut kuvat ovat omiani. Etsin sukupuiden piirtämiseen näppärää ohjelmaa ja löysinkin kivan: TreeGraph2.

(C) Teksti: Kolkkala, M.luotiset.wordpress.com