perjantai 20. syyskuuta 2019

Rakastettava karvaloviniska

Hyönteiset herättävät monenlaisia ajatuksia. Monilla on ötököitä kohtaan vaistomainen ja syvään juurtunut vastenmielisyys. Mutta jos ötökkäkammosta pääsee yli, hyönteiset ovatkin tavattoman kiehtovia. Niiden käyttäytyminen on monipuolista, ja ne selviävät monista vaaroista, kuten pedoista tai kärpäslätkän huitaisuista. Tai monet eivät selviä, syöminen tai syödyksi tuleminen on paljon yleisempää ja selvemmin näkyvillä kuin isompien eläinten kohdalla. Eräät hyönteiset muodostavat monimutkaisia yhdyskuntia, joissa tuntuu olevan pitkälle viety työnjako ja ihailtava järjestys ja kurinalaisuus. Ja kuitenkin niiden päänupeissa on mitättömän pienet aivot. 

Olen juuri lueskellut Katja Bargumin ja Heikki Helanterän teosta "Suuri suomalainen muurahaiskirja" (Minerva 2019). Jo kirjassa esiintyvien muurahaislajien nimet ovat kiehtovia. Tutkijat saavat joskus kunnian nimetä harvinaisempia lajeja, joita tavallinen kansa ei pane merkille. Nuo nimet kuvastavat jopa jonkinlaista hellyyttä tai kiintymystä. Kuten karvaloviniska, tupsukekomuurahainen tai varjotuoksukeltiäinen. Muurahaislajeja on Suomessa noin 60. Enemmän kuin tulisi ajatelleeksi, mutta mehän huomaamme vain yleisimmät lajit. Koko maailmassa on noin 22 000 muurahaislajia, se on arvio, koska läheskään kaikkia ei ole vielä löydetty.

Muurahaisten maailma ottaa tutkijat pauloihinsa. Siellä tulevat elämän peruslainalaisuudet hyvin esille. Eri lajeja ja yksilöitä on paljon, niitä on helppo tutkia ja niiden elämänkaari on lyhyt. Erialaiset muuttumisen ja mukautumisen muodot ilmenevät tukijan kannalta sopivan nopealla aikaskaalalla. Aivan keskeinen tutkijan metodi on evoluutionäkökulma. Erialiset muodot ja käyttäytymisen piirteet ovat syntyneet luonnonvalinnan kautta, sopeutumina ympäristöpaineisiin ja lajien väliseen kilpailuun. Mutta niille annetut selitykset eivät aina ole yksinkertaisia tai suoraviivaisia. Jokin hyödyllinen ominaisuus voikin olla myös haitta pitkällä tähtäimellä tai olosuhteiden muuttuessa.

Hyvä esimerkki on siivet. Hyönteisen ideaan kuluu tietty perusrakenne: jaokkeinen ruumis, kolme paria jalkoja ja kaksi paria siipiä. Lajikohtaisia sopeutumia kuitenkin esiintyy. Siivet ovat herkät ja alttiit vaurioille. Jos laji on kehittyessään siirtynyt elämään maan alle kaivamiinsa käytäviin, siivistä on haittaa. Siksi pistiäisten lahkossa muurahaiset ovat luopuneet siivistä. Kun keksiruumiissa ei enää tarvita isoja siipilihaksia, se on kutistunut ja muurahaisten niskasta on tullut taipuisa. Näin muurahainen pystyy työskentelemään tehokkaasti leuoillaan ja kantamaan taakkoja selässään. 

Mutta miksi lisääntymistä hoitavat kuningattaret ja koiraat ovat kuitenkin siivellisiä? Tai miksi toiset pistiäiset, kimalaiset asuvat maan alla mutta osaavat silti lentää. Eräät lentävät hyönteiset, kovakuoriaiset ovat muuttaneet etummaisen siipiparin panssariksi, jonka alle ne voivat laskostaa suojaan herkät lenninsiivet. Kovakuoriaiset möyrivätkin usein myös maan alla. Ne ovat monipuolisia, siksikö myös lajirikkain hyönteislahko?

Muurahaisia tutkitaan monin tavoin: niiden ulkonäköä, liikkumista, anatomiaa ja niiden erittämiä aineita. Eräät menetelmät ovat aika hauskoja. Miten lasketaan suuressa keossa asuvien muurahaisten määrä? Pyydystetään umpimähkään esimerkiksi muutama sata muurahaista, värjätään ne myrkyttömällä ja hajuttomalla väriaineella, ja päästetään vapaaksi. Jonkin ajan kuluttua pyydystetään uudelleen joukko muurahaisia, ja lasketaan, moniko niistä on värjätty. Siitä voidaan laskea koko keon asukasmäärä. Muurahaiskekoja voidaan tieteen nimissä eristää tai siirtää osia niistä koepesiksi laboratorioon. Muurahaisten touhuja kekojen pimeydessä voi niitä häiritsemättä seurata punaisessa valossa, koska muurahaiset eivät näe punaista. 

Huomasin, että omat tietoni muurahaisten lisääntymisestä olivat hieman vääriä. Pesässä on kuningatar, ja useimmiten niitä on monta. Kuningattaren munimista hedelmöitetyistä munista kehittyy työläisiä. Kun on aika lisääntyä, kuningatar munii hedelmöittämättömiä munia, joista tulee koiraita. Mutta joskus myös työläiset saattavat munia vaikka se on enemmän tai vähemmän luvatonta. Koko järjestelmä on mutkikas, erityisesti jos pesässä on useita kuningattaria. Lisääntymisen kontrollin eri muodot (syömällä "vääriä" munia) säätelevät yhteiskunnan kehittymistä ja laajentumista.

Muurahaiset viestivät hajujen ja houkutusaineiden eli feromonien avulla. Erityisen tärkeää on tunnistaa oman pesän asukit. Muurahaiset myös kuulevat.  Joillain muurahaisilla on hyvä näkö. Suomalaiset kekomuurahaiset eivät suunnista pelkästään hajujälkien avulla, vaan ne osaavat liikkua metsässä näköaistin avulla, ne tunnistavat puunlatvojen muodot. Kekomuurahainen on muutenkin  kiinnostava: hyvissä olosuhteissa se rakentaa kokonaisen keoista muodostuvan kaupunkien verkoston, joita yhdistävät vahvat polut. Niiden asukkaat ovat tietenkin sukua toisilleen, koska kaupungit ovat yhden pesän laajentumisen tulosta.

Jokseenkin kaikki muurahaiset rakentavat pesiä, joiden asukasluku vaihtelee muutamien satojen laumoista miljoonakaupunkeihin. Jopa tropiikin vaeltajamuurahaisetkin rakentavat tilapäisiä pesiä levähdys ja turvapaikoikseen. Nuo kuningatarta ja toukkia ympäröivät pesät muodostuvat elävien muurahaisten kehoista.

Muurahaisten yhteiskuntaelämä on tietenkin niiden kiinnostavin piirre. Nuo yhteisöt käyttäytyvät kuin suuri, monimutkainen eliö. Kuningattarien toiminta vaikuttaa vahvasti koko yhteisöön, mutta myös yhtä tärkeää on muiden pesän asukkaiden osuus. Tietenkään yhteisön älykkäältä ja tarkoituksenmukaiselta vaikuttava toiminta ei perustu keskitettyyn kontrolliin, vaan se nousee kaikkien jäsenten yhteisvaikutuksen kautta. Tällaista ilmiötä sanotaan parviälyksi. Yhteisön jäsenet ovat suuressa määrin luopuneet riippumattomuudestaan, ne ovat kuin koneen osia. Ne myös uhrautuvat yhteisen edun nimissä pesää puolustaakseen. Työläiset ovat jopa uhranneet lisääntymiskykynsä, mikä on erittäin suuri uhraus Miten evoluutio on voinut tuottaa tällaisen sopeutuman, eikö sen tavoitteena ole maksimoida selviytyminen? 

Epäitsekkyydestä ei siinä ole kysymys. Vastaus piilee genetiikassa, kuningatar ja työläiset ovat sisaruksia. Siksi yhteisön säilyminen parantaa kaikkien sen jäsenen geenien menestystä uhrauksista huolimatta. Tätä sanotaan sukulaisvalinnaksi. Samasta syystä eläimet puolustavat pentujaan ja liikkuvat usein sukulaisista koostuvissa laumoissa. Yhteiskuntahyönteisten tutkiminen auttoi ymmärtämään tärkeän evoluution piirteen.

Muurahaisten yhteiskunnat valottavat toistakin kiinnostavaa genetiikan piirrettä. Useissa yhteisöissä on myös sotilaita, joiden tehtävä on puolustaa pesää. Kuningattaret, työläiset ja sotilaat ovat sisaruksia, niillä on sama perimä. Miten ne kehittyvät erilaisiksi? Osoittautuu, että DNA ei olekaan eliön rakennepiirros, vaan sen geenit toimivia aktiivisesti. Ympäristötekijöiden vaikutuksesta tietyt geenit aktivoituvat, se ratkaisee, tuleeko munasta kuningatar, sotilas vai työläinen. Tämä aktivoituminen riippuu käytännössä yhteisön elinkaaren tilanteessa. 
 
Muurahaiskeko on kuin kaupunki, ja suurkaupungeissa asuu monenlaista väkeä. Osa työläisistä on vastoin yleistä luuloa laiskureita, ne eivät tee lainkaan työtä. Itse asiassa ne ovat resurssi kriisitilanteiden varalta. Muurahaiskeoissa voi asua vakituisen kansan lisäksi orjiksi otettuja toisen lajin muurahaisia, karjaa (kirvoja), erilaisia loisia ja petoja, sekä asukkaita, jotka muuten vain asuvat vieraina muurahaisten keoissa aiheuttamatta erityistä vaivaa. Kuulostaa tutulta.