Yksinään viihtyvä (yllä) ja vaeltava (alla) kulkusirkka. Kuvannut Compton Tucker, NASA.

Kulkusirkka on huikea esimerkki siitä miten ympäristö vaikuttaa geenien ilmentymiseen ja ulkonäköön.

Kulkusirkat ovat rauhallista porukkaa. Viisi-kuusisenttiset vihreänruskeat aikuiset tykkäävät elää rauhassa yksikseen ja ovat melko nirsoja ravintokasvien suhteen. Välillä sirkkojen päässä kuitenkin joku niksahtaa, ne laajentavat ruokavaliotaan ja kokoontuvat yhteen. Seuraavat sukupolvet muuttuvat ulkonäöllisestikin: pienemmiksi, keltaoransseiksi ja niiden aivot kasvavat. Parveilevat sirkat munivat vähemmän ja niiden munat sietävät vähemmän kylmyyttä.

Alun perin sirkkojen kahta eri muotoa pidettiin eri lajeina, mutta nykyään tiedämme, että kyse on vain ympäristön vaikutuksesta muuttuneessa geenien ilmentymisessä. (Tätä kutsutaan polyfeniaksi: sama perimä voi tuottaa kahta tai useampaa erilaista ilmiasua.)

Sirkkoja on tutkittu paljon, koska ne ovat merkittäviä tuholaisia. Kuten Dillon ja kumppanit Nature-artikkelissaan (maksumuurin takana) muotoilivat: ”Kulkusirkkojen suuret parvet voivat tuhota ruokasatoja raamatullisissa mittakaavoissa.” Tässä yhteydessä suuri parvi tarkoittaa oikeasti suurta parvea, jonka koko voi olla neliökilometristä satoihin neliökilometreihin. Parvi syö kaiken tieltään (tai ainakin kaiken sellaisen, joka kelpaa ihmisellekin) ja voi liikkua kymmeniä kilometrejä päivässä.

Evolutiivisesti parveilu on ratkaisu hetkelliseen ahtauteen: parveilu mahdollistaa leviämisen uusille vehreämmille laitumille. Mutta miten parveilu sitten käynnistyy? Tiedämme, että ainakin fyysisillä kohtaamisilla on vaikutuksensa: jos sirkkoja kosketellaan takajalkoihin, ne muuttuvat muutamassa tunnissa käytökseltään vaeltaviksi.  Muitakin mekanismeja on: sirkat, ja erityisesti sirkkojen suolistobakteerit, alkavat erittää feromoneja kuten serotoniinia ja dopamiinia, jotka lisäävät ja ylläpitävät vaelluskäyttäytymistä.

Kulkusirkkojen loinen voi kuitenkin sotkea tilanteen. Paranosema locustae -sieni (jonka lähisukulainen on mehiläspesiemme riesa) tunkeutuu sirkan suolistoon ja muuttaa suoliston mikrobiyhteisöä, jolloin bakteerien feromonituotanto pienenee. Loinen siis ajaa sirkkoja takaisin yksinäisyyteen – ja avaa mahdollisuuden kulkusirkkojen biologiseen torjuntaan.

Tarinassa on vielä merkittäviä aukkoja jäljellä. Vaellusten aikana loinen pääsisi leviämään tehokkaammin, koska vaeltavat sirkat syövät toisiaan ja toistensa ulosteita. Käyttäytymisen muuttuminen johtaa loisen kannalta heikompaan tulokseen,  mikä ei kuulosta sopeutumalta. Voisiko kyse olla sirkan puolutusmekanismista: kun bakteerilajisto muuttuu, se on merkki tartunnasta ja on aika lopettaa vaellus.

Sirkkojen kehityksestä tiedetään melko paljon, mutta vieläkään ei tiedetä mikä muutos sirkkojen hermostossa tekee sirkoista sosiaalisia. Tähän tekijään jos pääsisi kiinni, sirkkalaumoista olisi helppo päästä eroon. Tilannetta ei helpota se, että kulkusirkkalajeja on toistakymmentä ja näiden kehitysmekanismit ovat osittain erilaiset.

FAO:n sivuilta voi seurata nykyistä sirkkatilannetta ja löytyy sieltä muutama kulkusirkkareseptikin.

Kommentit (5)

psv
Liittynyt27.11.2013
Viestejä241

Tuo äärimmäisen mielenkiintoinen ilmiö, jossa ikään kuin uusi geeniryhmä alkaisi hallita paitsi käyttäytymistä, myös ulkonäköä, pakottaa kysymään ja yrittämään jotenkin selittää ko. tapahtumaa.

Yksi avainkohta saattaisi olla luonnonvalinnan putoaminen valtaistuimeltaan ja suurimmaksi osaksi korvautuminen random genetic drift -tapahtumilla.

http://sandwalk.blogspot.fi/

What Neutral Theory tells us is that a huge number of mutations are neutral and there are far more neutral mutations fixed by random genetic drift that there are beneficial mutations fixed by natural selection. The conclusion is inescapable. Random genetic drift is, by far, the dominant mechanism of evolution.

The revolution is over and strict Darwinism lost. We now know that random genetic drift is an important mechanism of evolution and there's more to evolution than natural selection. Unfortunately, this blatantly obvious fact is not understood by the vast majority of people and teachers. There are even many scientists who don't understand evolution.

Sirkka kuten mikä tahansa eläin tai eläinkollektiivi on siis suurimmaksi osaksi random genetic drift:in tuote, ei suinkaan luonnonvalinnan. Tästä ei olisi kuin pieni askel siihen, että sana "random" käsitettäisiin vain epistemologisesti; emme vain sattuisi tietämään, mistä syystä mikäkin alleeli on olemassa, vaikka sillä olisikin liki pakottava syy.

Mikä sitten kyseinen syy voisi olla? Tietysti Arto Annilan evoluutioteorian vaatima energiamaisema, jonka muodoista ja energiatiheyksistä ja niitä pienimmän vaikutuksen periaatteen mukaisesti fotonivirtoina tasoittavista tapahtumista kaikki konkreettinen kumpuaa.

Niinpä myös genomi kaikkine osineen määräytyy liki deterministisesti ja ilmenee energiakvanttien mereen muodostuneena monimutkaisena "häkkyränä", esimerkiksi juuri sirkkana.

Vielä täytyy olettaa, että biodiversiteetin muodostumisella on täysin määrätyt "kanavat", joita pitkin kunkin lajin evoluutioprosessi voi edetä, toisin sanoen luonnon muodoilla ja käyttäytymisellä on vain muutama diskreetti mahdollisuus tulla oleviksi. Denton on tainnut viitata  juuri tähän

http://www.rtforum.org/lt/lt117.html

Tuomas Aivelo
Liittynyt3.1.2014
Viestejä189

Ei kyse ole välttämättä uusista geeneistä, vaan geenien säätelystä! Eikä neutraaleista mutaatioista, koska noissa mutaatioissa varmasti tapahtuu kelpoisuuserojen syntymistä. Olet ymmärtänyt Larry Morania väärin: suuri(n) osa mutaatioista on neutraaleja, koska ne eivät tuota muutosta yksilön ilmiasussa. Jos muutos tapahtuu, se todennäköisesti ei ole neutraali. Polyfenismi tuottaa käsitteellistä ongelmaa vain jos pitäytyy tiukassa geenivalinnan maailmassa - mikä on kuraa, yksilöitähän tässä ollaan.

psv
Liittynyt27.11.2013
Viestejä241

http://fi.wikipedia.org/wiki/Polyfenismi

Minulle sattui tosiaan ajatusvirhe, kun en huomioinut lainkaan, että kyseessä on polyfenismi. Esitin vain yhden mieleen tulleen summittaisen arvion, miten eliölajit ylipäänsä kehittyisivät.

Kun onkin kyse geenien säätelystä, asia tuntuu sitäkin kiinnostavammalta. 

psv
Liittynyt27.11.2013
Viestejä241

Olipa hieno ohjelma. Pakottavana heräsi ajatus, että eivät ainakaan vanhalle biologialle niin tavalliset Just-So-Storyt pysty antamaan ymmärtämisen tunnetta. Tulee mieleen, että tuollaisiin tapahtumiin on voinut johtaa vain ohjattu evoluutio.

Maailmankaikkeus on ilmeisesti ohjatun evoluution tulos. Ohjaava tekijä, olevaisen koodisto, on ollut läsnä, ilmeisesti sisältynyt jo alkuräjähdykseen. Se on sanellut luonnon fysikaalisia tapahtumia hallitsevat (meille ilmeisesti tuntemattomat) lait, jotka puolestaan ovat aikojen kuluessa muovanneet maailmankaikkeuden. Sitten koodisto on käynyt läpi metamorfoosin ja alkanut ohjata elämän evoluutiota. Se on tuottanut lakiensa mukaisia diskreettejä verkostoja, voimaverkostoja. Voimaverkoston voimat eivät ole olleet yksin sähkömagneettisia, vaan esimerkiksi kymaattisia Chladnin levy yksinkertaisena esimerkkinään

https://www.google.fi/#q=hans+jenny+cymatics

Voimaverkostot ovat tulleet ilmi absorboidessaan asianmukaiset aineet verkoston solmuiksi (jotka nekin ovat tunnetusti ainakin neljä erilaista voimaa sisältäviä voimaverkkoja). Alkuräjähdyksestä seurannut kosminen evoluutio ja elämän synnystä seurannut  biologinen evoluutio ovat siis suuren metamorfoosin kaksi vaihetta.

Tosin on myös mahdollista, että Arto Annilan visio, johon elämän synty ei lainkaan kuulu, pätee, jolloin olevaisen ilmitulon aiheuttava metamorfoosi on hidas siirtymä, jolla ei ole lainkaan jyrkkää rajaa.

Ajatus tuntuu varmaan monesta mielettömältä. Verkosto eliön perustana auttaisi kuitenkin ymmärtämään geenien säätelyn ja proteiinien tuoton vuorovaikutuksen sekä ohjautumisen oikeisiin paikkoihin eliössä. Sen valossa voisi myös ymmärtää eliöt toisaalta reunaehtojen avaruuden itseorganisoituvina järjestelminä.

Seuraa 

Kaiken takana on loinen

Tuomas Aivelo on ekologian ja evoluutiobiologian tutkija Zürichin yliopistossa. Hän karkaa arjestaan tutkimaan punkkeja ja metsämyyriä Alpeille, pohtimaan biologian oppimista tai ihan vain ihastelemaan loisia.

Teemat

Blogiarkisto

2015
2014