Kirjoitukset avainsanalla evoluutio

Nightwishin laulaja Floor Jansen kohtaamassa tiktaalikia, muinaiskalaa, joka pystyi punnertamaan. Kuvakaappaus kappaleen Endless forms most beautiful virallisesta musiikkivideosta.

Tervetuloa huimalle pyhiinvaellusmatkalle omiin juuriimme.

Evoluution yleistajuistamisessa on tänä vuonna tullut apuun sinfoninen metalli. Parhaillaan Amerikan-kiertueella oleva Nightwish julkaisi eilen kappaleestaan Endless forms most beautiful musiikkivideon, joka on tekstitetty. Se auttaa seuraamaan laulun huimaa sukellusta omaan muinaisuuteemme englantilaisen evoluutiobiologin Richard Dawkinsin mainion kirjan The ancestor’s tale hengessä.

Dawkinsin kirja on eräänlainen pyhiinvaellus: ”A pilgrimage to the dawn of life”, kuten jo teoksen alaotsikko kertoo. Dawkins sanoo ottaneensa rakenteeseen idean 1300-luvulla eläneen englantilaisen Geoffrey Chaucerin klassikosta Canterburyn tarinoita. Siinä kerrotaan erilaisten ihmisten aiemmista vaiheista heidän yhteisellä vaelluksellaan pyhimyshaudalle Canterburyyn.

Dawkinsin versiossa nykyisen eliökunnan edustajat lähtevät lähisukuisten ryhminä vaeltamaan kohti yhteistä evolutiivista muinaisuutta. Vaelluksen näkökulma on meissä nykyihmisissä: muut eliöryhmät liittyvät joukkoomme sitä mukaa kuin peruutamme siihen esihistorian vaiheeseen, jossa elää viimeinen yhteinen kantamuotomme.

Peruutusnäkökulman Dawkins kertoo valinneensa siksi, että se on tieteellisin, biologisesti järkevin kulma. Evoluution näkee jälkiviisaudella, mutta eteenpäin sitä ei voi ennustaa, koska evoluutiolla ei ole ennalta määräytynyttä suuntaa.

Sopeutumiskyky jatkuvasti muuttuvaan ympäristöön ratkaisee, mihin evoluutio milloinkin vie, ja jos muutokset olisivat olleet hiemankin erilaisia, tulokset voisivat olla jotain aivan muuta kuin nyt. Omana aikanaan kukin laji, joka pärjää, on sopeutunut silloisiin oloihin, ei välimuoto kohti jotain tulevaa. Kala, joka alkoi kävellä, ei halunnut siirtyä tulevaisuudessa maalle vaan sopeutui aikansa matalikkojen oloihin.

Samaan aikaan kuitenkin pätee se, että kukin laji, jollei kuole sukupuuttoon, muodostuu välimuodoksi entiselle ja jollekin tulevalle. Tämä pätee meihin nykyihmisiinkin. Kaukaisen tulevaisuuden näkökulmasta olemme olleet välimuotoja, jollemme ole kuolleet sukupuuttoon jälkeläisiä jättämättä.

Kun Dawkins käynnistää aikakoneensa, ensimmäisessä sukupuun muinaishaarassa meidät kohtaavat simpanssit, toisessa gorillat ja kolmannessa orangit. Tällöin ollaan vielä puun oksiston äärimmäisissä kärkihaaroissa, ja siksi aluksi tapaamme aivan lähilajeja. Runkoa kohti edettäessä vauhti kuitenkin kiihtyy nopeasti ja kohdattavat tulevat yhä erilaisemmiksi. 11. tapaamisessa kohtaamme esimerkiksi virtahepoja ja 26. jo heinäsirkkoja. Lopulta tarvitaan vain 39 kohtaamista, jotta päästään nykyihmisestä bakteereihin.

Kohtaamisia Dawkins nimittää sanalla rendezvous. Vastaavasti sanoilla ”unfolding rendezvous” johdattaa laulun kuuntelijaa Tuomas Holopaisen sanoitus.

Nightwishin jäsenet ovatkin haastatteluissa kertoneet, että tämä kappale ja koko samanniminen tämänkeväinen albumi juontavat säveltäjä-sanoittaja-kosketinsoittaja Tuomas Holopaisen kiinnostuksesta Dawkinsin kirjoihin.

(Basisti Marco Hietala vitsaili Youtubessa näkemässäni kiertueen ensikonsertissa, että kappaleen nimi voisi yhtä hyvin viitata maahantulotarkastuksen loputtomaan lomakkeentäyttöön.)

Dawkins itsekin saatiin mukaan projektiin, niin että esimerkiksi tässä videoversiossa laulun alkuun on sijoitettu Dawkinsin lukema sitaatti evoluutioteorian isän Charles Darwinin Lajien synty -kirjan lopusta: ”From so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved.

Juuri rendezvous’n mainitsemisen edellä laulunsanoissa käväistään Dawkinsin pyhiinvaellusmatkan 8. tapaamisessa: ”look at yourself in the eyes of aye-aye”. Silloin olemme edenneet ihmisapinoista ja apinoista jo puoliapinoihin ja meitä pällistelee muun muassa ai-ai  eli sormieläin, madagaskarilainen öisten metsien kiipeilijä.

Laulussa  seuraavaksi tervetulleeksi toivotetaan ”the shrew that survived”. Shrew eli päästäinen saattaisi viitata kaikkien nykynisäkkäiden viimeiseen yhteiseen kantamuotoon, päästäismäiseen alkunisäkkääseen, joka eli dinosaurusten alkuaikoina ja jota Dawkins muistelee 15. kohtaamisessa.

Tove Jansson -fanina kuitenkin mieluummin ajattelen, että laulussa shrew viittaisi kädellisten kantamuotoihin, puupäästäisen eli tupaijan (tree shrew) kaltaisiin otuksiin, joita kättelemme jo Dawkinsin 9. tapaamisessa. Omissa mielikuvissani nimittäin yhdistän aina nuo puissa vilistäneet pikkuruiset ja pitkähäntäiset esivanhempamme muumipeikkojen esi-isään, jonka Muumipeikko kohtaa yksin valvoessaan kirjassa Taikatalvi

Sitten pääsemmekin jo vetisiin juuriimme laulun kohdassa ”to see the tiktaalik take her first walk”. Tiktaalik oli kala, joka eli 375 miljoonaa vuotta sitten, ja sillä oli kalaksi melko maaeläinmäisiä ominaisuuksia: krokotiilimäisen litteä kallo, kääntyvä niska ja kyky punnertaa lihaksikkailla rintaevien varsilla.

Tiktaalikin fossiilin löysi kollegoineen yhdysvaltalainen paleontologi Neil Shubin Kanadan Ellesmerensaaresta 2000-luvun alussa. Shubin kertoo fossiilista ja sen kytköksistä itseemme mainiossa kirjassaan Your inner fish. Dawkinsin kirjassa varsieväiset kalat tavataan 19. kohtaamisessa.

Laulun kohta ”witness the birth of flight” voi viitata moneenkin kohtaamiseen, sillä eriasteinen lentokyky on kehittynyt eläinkunnassa moneen kertaan. Kädellisten lähisukulaiset kaguaanit (9. kohtaaminen yhdessä puupäästäisten kanssa) ovat liitäjiä, lepakot (11. kohtaaminen) räpyttelijöitä. Lentäminen on nisäkkäillä jopa yllättävän tavanomainen ominaisuus, sillä lajimäärältään lepakot kuuluvat runsaimpiin nykynisäkkäisiin.

Näkyvimpiä päivätaivaan lentäjiä ovat linnut (16. kohtaaminen), jotka tiukan polveutumishistoriallisesti eli kladistisesti luokitellen ovat lentäviä dinosauruksia. Liitäjiä kuuluu myös 16. kohtaamisen ryhmiin liskot ja käärmeet (unohtamatta niiden räpytteleviä muinaisserkkuja lentoliskoja) sekä viuhkaeväisiin kaloihin (20. kohtaaminen).

Kaikkein varhaisimmat lentäjät lienevät kuitenkin olleet lentäviä hyönteisiä (26. kohtaaminen).

Laulussa mainitaan myös ruohonkorsi ”blade of grass” sekä havupuu ”father pine”, jotka liittyvät pyhiinvaellukseen muiden kasvien myötä 36. kohtaamisessa.

Tiuhimmaksi laulun tieteellinen termistö tiivistyy kohdassa, jossa Nightwishin nykyinen kultakurkku Floor Jansen laulaa ”deeper down in Panthalassa a eukaryote finds her way”. Sen ymmärtääkseen pitää tuntea biologian ohella myös geologista historiaa.

Panthalassaksi nimitetään Tyyntämerta edeltänyttä suurta muinaismerta, joka alkoi muodostua jo monisoluisten eliöiden alkuaikoina ja vielä esinisäkkäiden ja varhaisten dinosaurusten aikana ympäröi supermanner Pangaiaa. Panthalassan syvyyksissä monimuotoistuivat ja sieltä alkoivat valloittaa maata kaikki eukaryootit eli aitotumaiset. Niihin kuulumme me ja kaikki monisoluiset eli paljain silmin näkyvät nykyeliöt.

Merkittävä osa nykyisistäkin aitotumaisista on kuitenkin mikroskooppisia yksisoluisia, ja sellaisista ryhmämme tietysti alkuaan kehittyi. Siihen vaiheeseen päästään 37. kohtaamisessa.

Sopivasti laulussa esiintyy myös ”Mother Eve”, jonka tulkitsen raamatullisen sijasta biologisesti kaiken nykyisen elämän yhteiseksi esiäidiksi. Tämä viimeinen yhteinen kantamuoto eli last universal common ancestor esiintyy lyhenteellään ”LUCA” myös saman Nightwish-levyn toisessa kappaleessa: komeassa biologisessa rockoopperassa The greatest show on Earth. Siitä kirjoitin aiemmassa postauksessani.

Kommentit (2)

MrKAT
Liittynyt16.3.2005
Viestejä2236

Seura 17/2015:ssa..

 http://seura.fi/2015/04/23/nightwish-uudella-tiella/

..vihjataan että jäsen Troy Donockley olisi nimenomaan ohjannut Holopaisen kiinnostuksen Dawkinsiin ja evoluutioon, mutta sitten sanotaan että tarkemmin tietoa nettiseurassa (seura.fi) ja sitä en pääsekään näkemään koska lisämaksumuuri..   (#¤%#¤¤¤#%)#).

Homeopatia-skandaali A-talkissa: https://www.youtube.com/watch?v=qXLTz5LhHMU

ksuomala
Liittynyt30.3.2014
Viestejä1034

Luin aluksi tuon otsikon että "Nightwish, Dawkins ja TikTak" . Hetken aikaa ihmettelin että miten tuo viimeksi mainittu liittyy asiaan :)

Evoluution ihme saa ansaitsemansa ylistyksen Nightwishiltä.

Niin pitkään kuin muistan, olen suhtautunut evoluutioon tunteellisesti. Miten lumoavan ihmeellinen on ollut elämänmuotojen kirjo alkumeren hyytelömäisistä mikrobimatoista kambrikauden eriskummallisiin niveljalkaisiin, sitten ensimmäisiin haukkaaviin ja myöhemmin punnertaviin kaloihin, ja maalle munijoiden kehittymiseen puissa kiipeilijöiksi ja sieltä laskeutujiksi. Samaan aikaan prosessi on biokemiallisessa, fysiologisessa ja ekologisessa johdonmukaisuudessaan kutkutellut älyäni. Evoluutio, sattuman ja välttämättömyyden summa, on yhtä aikaa väistämätöntä ja ihmeellistä. Tämä yhdistelmä osaltaan kannusti minua opiskelemaan biologiksi.

Siksi Nightwishin uutuuslevy, jo nimellään Charles Darwinin tekstiin viittaava Endless Forms Most Beautiful solahtikin äänimaisemaani kuin yli talven odotettu muuttolintujen kevätkonsertti. Levyn päättävä 24-minuuttinen rockooppera The Greatest Show On Earth on vaikuttava ylistyslaulu evoluution ihmeelle ja sopisi kaikkien nykyajan biologien tunnusmusiikiksi.

Soiton, laulun ja puheen lisäksi teoksessa esiintyy muun muassa eläinten ääniä ja aaltojen kohinaa. Mielessäni näinkin koko äänimaiseman evoluutiosta kertovan elokuvan soundtrackina.

Teoksen sanat löytyvät tuolta. Nimi The Greatest Show On Earth varmaankin viittaa biologi Richard Dawkinsin samannimiseen kirjaan evoluution todisteista.

Ensimmäinen osa Four Point Six viitannee maapallon ikään miljardeina vuosina. Matkan aloittaa pieni sinnikäs kosketinsoitinkuvio, jonka välillä keskeyttävät massiiviset jyrähdykset. Tulkitsen kuvion alkuelämäksi, joka murhaavista asteroidipommituksista huolimatta orastaa uudestaan ja uudestaan ja lopulta juurtuu pysyväksi. Laulutekstin Archaean viittaa arkeeiseen aioniin eli maapallon (Gaea) elämän ensimmäiseen kauteen.

Levyyn puheroolissa osallistuva Richard Dawkins lukee ajatuksen siitä, miten kaikki tämä lopulta saa ymmärtäjän, kun syntyy älykäs elämänmuoto: ”After sleeping through a hundred million centuries we have finally opened our eyes…” Sata miljoonaa vuosisataa eli kymmenen miljardia vuotta viitannee maailmankaikkeuden tähänastiseen ikään, vaikka onkin siitä hieman alakanttiin.

Toisessa osassa kuvataan elämän syntyä ja alkutaivalta. ”Goldilocks zone” tarkoittaa edullisia lämpöoloja aurinkokunnan elinkelpoisella vyöhykkeellä, missä Maa kiertää. Sanonta Kultakutrivyöhyke viittaa satuun, jossa Kultakutrin mielestä karhujen yksi puurolautasellinen oli liian kuuma, yksi liian kylmä ja yksi juuri sopiva. ”Enter LUCA” viittaa varhaiseliöön, joka oli kaiken elävän viimeisin yhteinen kantamuoto, last universal common ancestor.

Lucan ja muiden varhaiseliöiden ominaisuuksia voimme koettaa päätellä lukemalla nykyeliöiden dna:ta. ”There’s writing in the garden, leading us to the mother of all.”

Yksi elävien solujen avainominaisuus alusta asti on ollut ympäristön aistiminen ja aistimuksiin reagoiminen: ”Ion channels welcoming the outside world…”

Kolmannessa, ihmisestä kertovassa, osassa esitetään kiehtova huomautus: me kaikki nykyiset eliöt olemme katkeamattoman menestyjien ketjun jälkeläisiä. ”Not a single one of your fathers died young.”

”Little Lucy of the Afar” viittaa kuuluisaan, Lucyksi nimettyyn afarinapinaihmisen fossiiliin, joka löytyi Etiopian Afarista. Apinaihmiset (Australopithecus) saattoivat olla ihmisen suvun (Homo) kantamuotoja.

Lajeilla on taipumus kuolla sukupuuttoon, ja ihmiskunnan tulevaisuudesta laulu esittää siihen sopivan vision – tosin sen voinee tulkita myös ajatukseksi yksittäisen ihmisen elämän lyhyydestä: ”one day’ll cease to be.” Toisaalta sitä ennen ihminen ”had a dream to understand – – gave birth to poetry”. Ja hänellä oli kova halu jättää itsestään jälki: ”We were here!”

Neljännessä osassa ihminen pyrkii ymmärtämään, ja äänessä on jälleen Dawkins, joka aloittaa yllättävällä väitteellä: ”We are going to die, and that makes us the lucky ones.”

Selitys tulee saman tien: ”Most people are never going to die because they are never going to be born. The potential people who could have been here in my place but who will in fact never see the light of day outnumber the sand grains of Sahara. – – We privileged few, who won the lottery of birth against all odds – –.”

Viidennessä eli päätösosassa Dawkins siteeraa Darwinin Lajien synnyn päätössanoja: ”– – from so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved.”

(Tekstiä korjattu: 9.5.2015 vaihdettu "etelänapinat" apinaihmisiksi, joka on Tiede-lehden yleensä käyttämä nimitys.)

Kommentit (1)

vihersuvakki
Liittynyt27.2.2015
Viestejä358

Dawkinssin kirjoista varmasti lempikirjani on nimenomaan Maailman hienoin esitys.

 

Sen sijaan, että keskityttäisiin jonkinlaiseen kiistaan, niin pääpaino on nimenomaan luonnon ihmeellisyyksien esittelyssä, joka avaa toisenlaisten ihmisten mielenkiintoa ja kunnioitusta monimutkaista ja värikästä luontoa ja luonnontiedettä kohtaan.

 

Erittäin hyvä tyylivalinta Dawkinssilta.

Olen feministi ja tuomitsen sekä radikaalifeministien vihateot ja feministeihin kohdistuvat vihateot. Onneksi kaikki feminismikritiikki ei ole vihaa eikä kaikki feministit vihaa, ääripäiden touhua.

Tiede voi viedä harrastajansa ennenkokemattomiin maailmoihin vähän samaan tapaan kuin hyvä romaani tai elokuva. Yksi suosikeistani on maapallon yli miljardin vuoden takainen ”lasagnemaailma”, jossa merien huomiotaherättävin piirre olivat vallitsevan elämänmuodon eli bakteerien rakentamat riutat. Muuta silminnäkyvää kuin ne sekä vedessä kelluvat mikrolevämassat ei senaikaiseen elämään kuulunutkaan.

Ai miten niin ”lasagnemaailma”? Bongasin termin viime talvena maapallon historiaa esittelevästä geologi ja tietokirjoittaja Ted Nieldin kirjasta Supercontinent. Muinaismerien pohjaan kerrostui vuoroin ”lasagnekastiketta” eli limaa erittävää bakteerikasvustoa ja vuoroin sen päälle vedestä takertuvia kalkkihiukkasia, ”lasagnelevyä”. Kun kalkkilevy hautasi alemmat bakteerit, levyn päälle kertyi uusi limainen bakteerikerros ja sitten taas kalkkia. Näin rakenne toistui lasagnemaisesti.

Lasagnemaisille kasvustoille on virallisempikin nimi: stromatoliitit. Niiden kulta-aika alkoi jo noin 3,5 miljardia vuotta sitten ja kesti siis noin 2,5 miljardia vuotta. Mikrobiologina olen aina tuntenut stromatoliitteja kohtaan jonkinlaista sympatiaa. Ne esiintyivät jo ensimmäisessä Tiede-lehteen kirjoittamassani jutussa (Bakteerit, menestystarina vailla vertaa, Tiede 2000 3/1994, s. 22–25).

Kaikki hyvä loppuu aikanaan, ja niin kävi lasagnemaailmallekin. Sen alamäki alkoi siis noin miljardi vuotta sitten, mutta hiipuvanakin se toimi vielä alustana noin 600 miljoonan vuoden takaiselle ediacara-eliöstön maailmalle, jota on raamatullista Edenin puutarhaa mukaillen nimitetty myös Ediacaran puutarhaksi. Se oli monisoluisten eläinten ensimmäinen kukoistus, outojen litteiden, ilmeisesti liikuntakyvyttömien pohjaotusten maailma, joka lepäsi ”lasagnejalustalla”.

Lasagnemaailman (ja siinä sivussa ediacaramaailman) lopullinen tuho seurasi vasta noin 540 miljoonaa vuotta sitten alkaneen kambrikauden aattona. Silloin kehittyivät ensimmäiset liikkuvat – ja kaivavat – monisoluiset eläimet. Jotkin olivat jalattomia matoja, toiset monijalkaisia kipittäjiä, mutta kaikki toivat ihan liikaa liikettä jo muutenkin hiipuvan lasagnemaailman rauhaan. Ne mylläsivät merenpohjaa niin, etteivät bakteerit enää voineet peittää sitä häiriintymättöminä mattoina.

Sittemmin stromatoliitit ovat sinnitelleet enää äärioloissa: poikkeuksellisen suolaisissa merenlahdissa, joissa mikään muu ei elä. Yhdysvaltalaisen Woods Holen merentutkimuslaitoksen tutkijat rinnastavat tämän siihen kuin dinosauruksista vaeltelisi yhä yksinäisissä laaksoissa jokunen velociraptor.

Omassakin maailmassamme bakteerit toki ovat edelleen lukumäärältään ja ekologisilta vaikutuksiltaan eliökunnan valtiaita, mutta nykyisin niiden toiminta on pääosin silminnäkymätöntä.

Mutta entä se lasagnemaailman miljardin vuoden takainen alamäki? Nyt ehkä saatiin selville, mistä se alkoi. Woods Holen tutkijat syyttävät siitä Pnas-lehdessä ja laitoksen tiedotteessa amebamaisia huokoseläimiä eli foraminifereja. Vaikka ne ovat yksisoluisia, nekin ovat kaivajia: ne kaivavat valejaloillaan. Stromatoliittikasvustoon päätyessään ne sotkevat sen pilalle ja tyrehdyttävät kasvun.

Huokoseläimet ovat monelle Tove Jansson -fanille tuttuja Muumilaakson marraskuusta, jossa homssu Tuhto lukee tietokirjasta huokoseläinten eräistä versioista, nummuliiteista. Homssun kuvitelmissa yksi niistä kasvaa hirviömäiseksi: ”Hän mietti levottomana, mihin nummuliitti saattaisi ryhtyä omin päin, se oli liian suuri ja liian vihainen ja aivan tottumaton olemaan suuri ja vihainen.”

Ehkä bakteerit olisivat ajatelleet ensimmäisistä huokoseläimistä tämänsuuntaisesti, jos bakteerit osaisivat ajatella.

Minun käy joskus bakteereita vähän sääliksi. Ensin yli kaksi miljardia vuotta rauhallista yksisoluismaailman megacityjen rakennusta pitkin maailman meriä. Sitten tulee potkiva ja nieleskelevä aitotumainen, joka kaataa rakennustelineet, ja geologista tuokiota myöhemmin sen monisoluiset isosiskot ja -veljet stumppaavat godzillamaisesti koko cityt.

Lopuksi vinkkinä, että jos haluat jatkaa monisoluisten perinnetta ja kävellä stromatoliittien päällä, voit tehdä sen Helsingin keskustassa. Yliopiston Porthania-rakennuksen alakerran lattia on kahden miljardin vuoden ikäistä kalkkikiveä, jossa näkyy stromatoliittirakenteiden halkileikkauksia monikerroksisina kehäkuvioina.

Kommentit (18)

Pentti S. Varis

Lienevätkö bakteerit olleet tuohon aikaan yhtä älykkäitä kuin nykyään? Kuvassa nykyaikaisia bakteereja

http://www.google.fi/search?q=bacteria+pictures&tbm=isch&tbo=u&source=un...

Bakteerit siis vallitsivat ensi alkuun kivettyen lopulta stromatoliiteiksi

http://www.google.fi/search?q=stromatolites+pictures&tbm=isch&tbo=u&sour...

Ediacara ei vaikuta päältä katsoen kovin älykkäältä (struktuurirunsaalta)

http://www.google.fi/search?q=ediacara+pictures&tbm=isch&tbo=u&source=un...

Mutta ainakin sen mahdolliset sukulaiset kuten sienieläimet ja meduusat, ovat jo varsin strukturirikkaita

http://www.google.fi/search?q=sponges+pictures&hl=fi&tbm=isch&tbo=u&sour...

http://www.google.fi/search?q=cnidaria+pictures&tbm=isch&tbo=u&source=un...

Foraminifera on äärimmäisen kiinnostava eläintyyppi

http://www.google.fi/search?q=foraminifera&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa...

Sekä bakteerien että Ediacaran ja huokoseläinten esi-isät oletetussa evoluutiossa taitavat olla vain hypoteettisia - samoin kuin kamrin räjähdyksessä syntyneiden olioiden

http://www.google.fi/search?q=cambrian+explosion+animals+pictures&tbm=is...

Mieleen tulee väkisin Massimo Piattelli-Palmarinin idea eliöistä alkuaineiden jaksolliseen järjestelmään verrattuna kokoelmana. Tällöin ei esi-isiä välttämättä olisikaan, vaan luonto olisi ottanut suoraan sille tarjoutuvat muodot - lajeja vain verraten vähän muunnellen.

Vastaava ajatus olisi yleisen suhteellisuusteorian yhtälöiden ratkaisujen invarianttisuus ja diskreettisyys, mutta ennen muuta ainutlaatuisuus - ilman väliumuotoja.

Kyseessä olisi siis makromutaatioiden sarja valmiina odottavasta muodosta toiseen. Makromutaatio ei perustuisi suinkaan sattumaan, vaan genomin kognitiiviseen kykyyn, joka on jo bakteereilla, ja luonnon kaikki elementit yhdistävään matematiikkaan..(Feynmanin polkuintegraaliin ja pienimmän vaikutuksen periaatteeseen).

Petri Riikonen

Silminnäkyvät muodot ovat ihmisen näkökulmasta kiinnostavia, ja siitä näkökulmasta itsekin tuon blogipostaukseni kirjoitin. Toisaalta noihin muotoihin pohjautuva variaatio on vain yksi pieni osa luonnon monimuotoisuudesta eikä välttämättä ollenkaan merkittävin.

Itse asiassa mikrobiologina olen sillä kannalla, että biokemiallinen variaatio on merkittävämpää. Siis aineenvaihdunnan erilaiset biokemialliset reaktiosarjat. Niissä bakteerit ovat koko eliökunnan historian ajan olleet johtavia innovaattoreita. Esimerkiksi yhteyttäminen valon energialla ja hapen käyttö energiantuotannon tehostamiseen ovat alkuaan bakteerien keksintöjä, ja aitotumaiset ovat saaneet nämä kyvyt vain omaksumalla muinaiset bakteerit soluelimikseen: viherhiukkasiksi ja mitokondrioiksi.

Lisäksi bakteerit ovat keksineet biokemiallisia tapoja hyödyntää miltei mitä tahansa ainetta, mitä luonnosta löytyy. Siihen verrattuna aitotumaisten ja varsinkin meidän monisoluisten aineenvaihdunnan kirjo on hyvin köyhää. Ajattelisin, että luonnon biokemiallinen "älykkyys" on valtaosin bakteereissa ja me monisoluiset aitotumaiset olemme vain aineenvaihdunnallisesti melko yksitoikkoisia variaatioita monisoluisuuden teemasta.

Pentti S. Varis

Petri: "bakteerit ovat koko eliökunnan historian ajan olleet johtavia innovaattoreita. Esimerkiksi yhteyttäminen valon energialla ja hapen käyttö energiantuotannon tehostamiseen ovat alkuaan bakteerien keksintöjä, ja aitotumaiset ovat saaneet nämä kyvyt vain omaksumalla muinaiset bakteerit soluelimikseen: viherhiukkasiksi ja mitokondrioiksi."

Niinhän se tosiaan on. Jotenkin tulee tunne, että tässäkin bakteerien innovatiivisessa kehittymisessä koko maailmankaikkeuden yhdistävä Feynmanin polkuintegraali, pienimmän vaikutuksen periaate ja termodynamiikan 2. laki (a`la Arto Annila) ovat olleet taustavaikuttajina.

Nythän bakteerien genomista on löydetty bakteerikollektiivin toimintamoodeja sääteleviä geenipiirejä, joita uskaltaisin nimittää kognitiivisiksi piireiksi. Veikkaan (koska olisi kai liioiteltua sanoa tätä hypoteesiksi), että ne ovat myös hermostollisten olioiden kognitiivisten prosessien alkumuotoja. Hermosähköimpulssit ja muut (muistaakseni usein itsesimilaarit) aivojen fysiologiset tasot vain palvelevat genomien bakteeriperäisten kognitiivisten piirien toimintaa.

Mutta bakteereilla on pikku apulaisia, bakteriofageja! Nyt on saatu selville, että bakteerien hengissäsäilymiskykyä edistävä antibioottiresistenssi johtuu suureksi osaksi bakteriofagien niille suolistossa lahjoittamista resistenssiä aiheuttavista geeneistä

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130610133539.htm

http://www.google.fi/search?q=bacteriophages+pictures&tbm=isch&tbo=u&sou...

Edellisessä viestissäni muistin vähän väärin ja oikaisin Piattelli-Palmarinin hypoteesia. Oikeasti hänen hypoteesinsa sanoi, että tulevaisuudessa luokkien seinällä on alkuaineiden jaksollista järjestelmää muistuttava säätelygeenien kytkentöjä kuvaava taulu.- Yhä uusista "roskageeni-tyypeistä" onkin löydetty edustajia, joilla on jokin jopa merkittävä (ja usein yllättävä) funktio genomin ja sen aktiivisen ympäristön säätelyssä

Janne Laiho

Tämä oli hyvä kirjoitus. Tunnetta tieteeseen. Itselle on aina ollut kiehtovaa ajatella noita ajanjaksojen pituuksia. Pari miljardia vuotta perusduunia, ja kun on tietyt työkalut hallussa niin sitten räjähtää. Joskus tuleemieleen verrata tuota ihmisen kehitykseen; ensin satoja tuhansia vuosia perusjuttuja ja juurien kaivamisen opettelua, ja kohta meillä onkin leivänpaahdin ja internetti. Mutta mitä tästä eteenpäin? Ei kai ole syytä olettaa että tämä oli tässä.

MrrKAT

Suomessa nähtävästi löytyy fossiiloituneina:
-Tohmajärvellä on 1800 milj. vuotta vanhoja syanobakteerifossiileita.
-Perämeren suunnalla Muhoksessa on 1300 milj. vuotta vanhoja yksisoluisia fossiileita
-Perämeren suunnalla Hailuodossa on Ediacara-kauden n. 600 milj. v. vanhoja syanobakteeririhmoja.
(Ilmeisesti noita löytyy vain kairaamalla syvältä, paikan päällä kävellen joutuu turvautumaan mielikuvitukseen).

Tässä viimeisestä on valokuva sivulla 23
http://www.lounaisluonto.net/julkaisut/LHL/LHL69.pdf
(vuodelta 1983, väittää sinileviä kasveiksi s. 18, oliko tuohon aikaan vielä kasveja eikä bakuja?)

PekkaP

Teiskon hiilipussit lienevät vielä vanhempia, mikäli niiden eloperäisyys on vahvistettu.

"Hiilipusseja, "arvoituksellisia säkkejä", löydettiin 1800-luvun lopulla Aitolahden Myllyniemen fylliittikallioista. Hiilipussit olivat merkittävä löytö, sillä Suomen kallioperästä ei ole juurikaan löydetty elollisen luonnon merkkejä. Niiden läpimitta on 3-45 cm ja ne sisältävät eloperäistä hiiltä. Tällä perusteella niitä on epäilty alkeellisten levien jäänteiksi.
Hiilipussien iäksi on arvioitu noin 2 miljardia vuotta, jolloin ne kuuluvat maailman vanhimpien fossiilien joukkoon."

http://www.google.fi/url?sa=t&rct=j&q=teiskon%20hiilipussit&source=web&c...

Petri Riikonen

MrrKAT, kirjoitit: "vuodelta 1983, väittää sinileviä kasveiksi s. 18, oliko tuohon aikaan vielä kasveja eikä bakuja?"

Ilmeisesti kaikenlaiset bakteerit on ainakin jossain luokitteluperinteessä niputettu kasvikuntaan. Itselleni on jäänyt mieleen tuollainen luokittelu yhdestä lapsuuteni ensimmäisistä luontotietokirjoista, Tammen vuonna 1967 kustantamasta Luonnon kultaisesta kirjasta, joka perustuu yhdysvaltalaiseen alkuteokseen.

Kirja on yhä hyllyssäni, ja sen sivulla 142 lukee otsikon "Kasveja jotka eivät ole vihreitä" alla muun muassa näin: "Kasveja, joiden täytyy saada ravinnokseen elimellisiä aineita, sanotaan toisenvaraisiksi. Sadasta toisenvaraisesta noin 99 on sieniä. Bakteerit esim. ovat toisenvaraisia. Ne ovat niin pieniä, että niitä ei näe ollenkaan ilman voimakkaasti suurentavaa mikroskooppia. Koko kasvi on vain yksi solu, mutta monesti ne ovat yhdistyneet ketjuiksi."

Saman kirjan sivulla 128 on kasvikunnan sukupuu, jonka tyvessä lukee sekovartiset ja sekovartisten kohdalta lähtevät haaroina sienet ja levät. Ja sienten haaraan on sivuhaaraksi merkitty bakteerit, levien haaraan sivuhaaraksi sinilevät. Eli yhteyttävät bakteerit on tuossa erotettu muista bakteereista mutta kaikki on luettu kasvikuntaan.

Jos joku sattuu olemaan perehtynyt tähän luokitteluhistoriaan, olisi kiva kuulla aiheesta lisää. Oliko bakteerien luokittelu kasveiksi aikanaan vallitseva käytäntö, koska se alkoi ja milloin siitä luovuttiin?

Petri Riikonen

Katsoin sittenkin tuota luokitteluasiaa saman tien itse, ainakin nyt ensi hätään englanninkielisestä Wikipediasta.

http://en.wikipedia.org/wiki/Monera

Olettaen että tuo Wikipedia-artikkeli on pääpiirteissään luotettava, bakteerien luokitteluhistoria on ollut aika mutkikas. Bakteerien löytäjä 1600-luvulla luokitteli ne eläinkuntaan. 1800-luvulla jotkut noudattivat 1700-luvulla vakiintunutta eliökunnan luokittelun kahtiajakoa eläinkunta/kasvikunta ja lukivat bakteerit kasveihin. Mutta jo 1800-luvulla esiintyi toinen luokittelu, jossa bakteereille annettiin oma kuntansa eläinten ja kasvien rinnalle. Eliökunnan jako tumallisiin ja alkeistumaisiin (bakteerit) tuli 1920-luvulla, mutta ilmeisesti vanhat luokittelut kummittelivat vielä pitkään. Ja vuonna 1977 virisi idea eliökunnan nykyisestä kolmijaosta tumallisiin, bakteereihin ja arkkeihin.

Noin siis tuon Wikipedia-artikkelin mukaan. En lähtenyt nyt tsekkaamaan tietoja muualta.

Pentti S. Varis

Onkohan stromatoliiteissa myös arkkien jäänteitä; bakteereilla ja arkeilla (ja mahdollisesti myös kasveilla) lienee ollut yhteinen esi-isä, joten niitä on voinut elää samaan aikaan. Bakteerit ja arkit ovat päällisin puolin niin samannäköisiä, että arkkeja pidettiin ennen ilman muuta bakteereina. Varmaan joskus 60-luvulla puhuttaessa kuumaa tai muita erikoisia olosuhteita, kuten esim. suolaisuutta kestävistä bakteereista saatettiin tarkoittaa juuri arkkeja. 1977 Carl Woese osoittikin, että arkkien geneettinen rakenne oli täysin erilainen kuin bakteerien. (Bakteerit ovat geeniensä puolesta jopa lähempänä ihmistä kuin arkkeja!)

http://www.google.fi/search?q=pictures+of+archaea&tbm=isch&tbo=u&source=...

http://www.ucmp.berkeley.edu/archaea/archaea.html

http://www.teachoceanscience.net/teaching_resources/education_modules/ma...

Sekä bakteereilla että arkeilla (kuten myös kaikkien olioiden soluilla) on sisuksissaan useita viruksia. Yllättävää on, että viruksista voi olla isännälleen jopa hyötyä (esim. bakteerit voivat saada viruksilta geenejä, jotka lisäävät vastustuskykyä!)

Mistä sitten virukset ovat peräisin? Viruksen aihioita on mahdollisesti syntynyt monella tavalla (mm. isännän genomista lohkeamalla) minkä jälkeen ne ovat edelleen kehittyneet lateraalien geenien siirtymien avulla. Uudenlaisia viruksia syntyy yhä - todennäköisesti lateraalin geenien siirtymisen tai genomin sisäisen uudelleenjärjestelyn avulla.

Viruksista tunnetaan tarkemmin lähinnä vain fagit, mutta fagit ovat todellisuudessa vain pieni virusten osajoukko. Viruksia ei yleensä pidetä elävinä olentoina toisin kuin arkkeja ja bakteereja, koska virukset eivät pysty lisääntymään muulalla kuin isäntäeliön sisässä.

Bakteerien genomin "kognitiivisten" piirien äskettäin löydyttyä näkemys viruksista, joiden geeneissä ko. piirejä voisi myös olla, voisi muuttua epä-elollisista rajoittunutta elollisuutta kohti. Joidenkin virusten genomikin on jopa suurempi kuin joidenkin bakteerien.

http://www.google.fi/search?q=virus+pictures&tbm=isch&tbo=u&source=univ&...

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=experts-where-did-virus...

Anonyymi

Miten voimakkaat vuorovesi-ilmiöt ovat sitten sallineet seesteisen lasagnemeren? Luulisi että niiden turbulenssi olisi vaikuttanut suurimpaan osaan kasvustoa, jättäen vain seilaavan lautan keskelle valtamerta?

Petri Riikonen

Hyvä kysymys. En tiedä, miksi vuorovesivirtaukset eivät häiritse stromatoliittikasvustoa niin kuin eläimet. Mutta nykyisetkin stromatoliitit pärjäävät vuoroveden kanssa. Tässä esimerkki Bahamalta. Subtidal on se alue, joka paljastuu vedestä vain matalimpien laskuvesien aikana, intertidal paljastuu ja peittyy aina vuoroveden vaihdellessa:

"These three settings, subtidal sites in tidal passes, subtidal sites in sandy embayments, and intertidal sites along sandy beaches, are three very different types of habitats for stromatolites communities. None the less, stromatolites are complex communities of cyanobacteria that have found a way to adapt and change to their surroundings."
http://jrscience.wcp.muohio.edu/fieldcourses01/PapersMarineEcologyArticl...

Pentti S. Varis

Syanobakteerien muodostamat stromatoliitit voisivat ehkä kehittyä lujiksi bakteerien oppiessa jotenkin pitämään kiinni toisistaan esim. bakteerista bakteeriin kulkevien "köysien" avulla.Bakteerien älykkyys varmaan riittäisi keksimään keinot.

Kiinnostava on äskettäin meristä löydetty muovisfääri (plastisphere), tuhansien erilaisten bakteerien, kasvien ja levien asuttamat pienet muovipalat. Tutkijoita kiinnostavat erityisesti niiden funktiot ja vaikutukset ekosysteemiin.

Ainakin jotkut bakteerit syövät tai muuten hajoittavat muovia, jolla asuvat. Toiset bakteerit taas syövät toisia bakteereja jne.

Syödäänkö muovisfääriä? Mitä bakteerit ja muovi silloin vaikuttavat syöjiin? Kulkeutuvatko muovit bakteereineen merien halki vai vaipuvatko ne lopulta pohjaan? Muodostavatko ne terveysriskin ihmiselle? Muovisfäärissä asuu monia tuntemattomia bakteereja ja ainakin joitakin taudinaiheuttajia sekä myrkyllisiä leviä.

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130627142549.htm

Pentti S. Varis

Kambrin räjähdys, joka seurasi ediacara-vaihetta, on tällä hetkellä tieteen polttopisteessä, koska nyt on ilmestynyt kaksikin tuota ajanjaksoa perusteellisesti analysoivaa teosta, lievästi ID-henkinen Darwins Doubt ja normaalitieteen mukainen parhaiden asiantuntijoiden kirjoittama the Cambrian Explosition.

Tavallisuudesta poiketen Stephen C. Meyerin lievästi ID-henkinen teos on saanut paljon kehuja normaalitiedettä edustavilta professoreilta ja ID-proponentit ovat puolestaan lämpimästi suositelleet the Cambrian Explosition -kirjaa.

http://www.amazon.com/Darwins-Doubt-Explosive-Origin-Intelligent/dp/0062...

http://synergieweb.net/the-cambrian-explosion-the-construction-of-animal...

Myös arkkidarwinisti, biokemian professori Larry Moran on äskettäisessä blogissaan todennut, että "IDioottien" joukossa on todellisia tiedemiehiä.

Geologisesti pienen ajan (n. 40 milj. vuotta) kestäneessä kambrin räjähdyksessä syntyneen monipuolisen eläimistön ilmituloa ei ole onnistuttu vakuuttavasti selittämään darwinistisella pienten muutosten skenariolla.
Tarvittaisiin ehkä nopeita makromutaatioita. Tiede saattaa kuitenkin tarjota uuden, yllättävän näkökulman kambrin räjähdykseen ja evoluutioon yleensäkin. Se on kuuluisien aivo- ja tietoisuustutkijoiden Tononi ja Koch kehittämä integroitu informaatio

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=a-theory-of-consciousness

Tononin ja Kochin integroitu informaatio merkitsee tietoista tilaa. Eri tietoisuudentilat ovat aivojen eri osissa muodostuneita informaatiotiivistymiä. Tietoisuudentila on tällöin ehkä käsitettävä objektiivisena maailmanelementtinä pikemmin kuin subjektiivisena kokemuksena (vrt. neutraali monismi).

Integroidun informaation idea soveltuu hyvin myös yleisiin solukollektiiveihin (etenkin genomikollektiiveihin) ja niiden evoluutioon. Kuten tietoisuudentilojen tapauksessa, myös evoluutiossa vähäiset reunaehtojen muutokset saavat aikaan suuresti toisistaan poikkeavia informaatiotiivistymiä ja niiden mukaisia evoluution askeleita. Voidaan kuitenkin olettaa, että informaatiolla ja sen tiivistymillä on jotkut loogis-matemaattistyyppiset säännöt, jotka rajoittavat informaation ja sen indusoiman evoluution vain määrätyntyypisiin moodeihin, joita edustavat kulloisetkin eliöluokat.

(Ymmärrän, että tarjoamani blogikommentti ei taida oikein kuulua asiaan, joten..)

Pentti S. Varis

Bakteerit eivät kuhise ainoastaan stromatoliiteissa, vaan kaikki eläimet ja kasvit ovat monien erilaisten bakteerien ja muiden mikro-organismien kansoittamia. Monet bakteerit ovat isännälleen hyödyllisiä ja tärkeitä.

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/07/130718142417.htr

Hologenomi merkitsee olion genomin ja oliota iholla, suolistossa jne. kansoittavan mikrobiotan genomeja yhdessä. Hologenomi vaikuttaa aivojen kehitykseen, immuunisuusjärjestelmään, ruoansulatukseen, henkilökohtaiseen ominaistuoksuun ja moneen muuhun asiaan.

But evidence of the impact that these microbes have on their hosts continues to grow rapidly in areas ranging from brain development to digestion to defense against infection to producing bodily odors.

Nyt ymmärretän myös, että sikäli kuin luonnonvalinta toimii, sen kohteena on hologenomi. Niinpä esimerkiksi koiraan ja naaraan mikrobiotan joidenkin bakteerien genomin samankaltaisuus tai erilaisuus ratkaisee jälkeläisten elinkykyisyyden.

http://www.google.fi/search?q=bacterial+genome+pictures&tbm=isch&tbo=u&s...

Tätä on tutkittu manipuloimalla jewel wasp -nimisen ampiaislajin suoliston mikrobiotan muutamien bakteerien genomia. Mitä samankaltaisempia mikrobiotan bakteerien genomit olivat, sitä elinkykyisempiä jälkeläisiä syntyi.

http://www.google.fi/search?q=jewel+wasp+pictures&tbm=isch&tbo=u&source=...

Aarne Rantala

Eliöiden luokittelusta:
Eikös se mennävuosien 'kansakoulun luonnonopin' luokittelu lähtenyt ihmisestä, niin että ihmistä eniten muistuttavat eliöt luokiteltiin tarkemmin, ja lopuille aina keksittiin sopiva 'roskakori' ?
Lähimpänä ihmistä ovat nelijalkaiset, jotka jaettiin nisäkkäisiin, lintuihin, matelijoihin ja sammakkoeläimiin - kaksi ensimmäistä lienee nykyistenkin käsitysten mukaan ihan järkeviä ryhmiä, mutta lopuissa on vähän roskakorin vikaa. Loput selkärankaiset - niin suulliset kuin suuttomatkin - sysättiin roskakoriin nimeltä kalat, ja loput eläimet - eli eläinkunnan enemmistö - selkärangattomien roskakoriin.
Kaikki muut eliöt sitten kuuluivat kasvikuntaan, josta taas erotettiin pari putkilokasvien ryhmää paljas- ja koppisiemenisiksi, ja sitten loput tumalliset - muut kasvit, sienet, ruskeat levät, jnpp. - samoin kuin bakteerien ja arkkien domainit kokonaisuudessaan sysättiin itiökasveihin.

Teiskon hiilipusseista:
Muistaakseni Arvo Matiston Corycium-raportin (GTK:n julkaisu 268 vuodelta 1974) mukaan hiilipusseista on löydetty kohtuullisen tunnistettavia bakteerisolun jäänteitä, tosin varsin niukasti. Aiheesta lienee käyty melkoinen väittely 1950-luvun alussa, mukana mm. Kalervo Rankama ja Harmon Craig. Mikroskooppisia solunjäänteita niistä taidettiin osata etsiä vasta sen jälkeen kun Tyler ja Barghoorn olivat löytäneet (1953) ja julkaisseet (1954 ja 1965) Gunflintin paremmin säilyneet mikrofossiilit.

Aarne Rantala

Korjaus: Loput selkärankaiset – niin leualliset kuin leuattomatkin – sysättiin ..

Asiantuntija rakastaa ammattitermejä, joita maallikko kavahtaa. Loistoesimerkki tuli vastaan Naturen uutisessa erään liskolajin koko perimän lukemisesta. Tekstin mukaan tämä oli ensimmäinen kerta, kun koko genomin selvittämisen kohteena oli non-avian reptile, ei-lintumainen matelija.

Miksi ihmeessä matelijasta pitää sanoa, että se on ei-lintumainen, ihmettelee varmaankin moni ei-biologi. Vastaus on mielestäni hyvä demonstraatio ammattitermien ominaisuuksista yleisemminkin.

Niin lintujen kuin liskojen perimä kiinnostaa, koska tutkijat haluavat verrata ihmisiä ja muita nisäkkäitä rinnakkaisiin kehityslinjoihin: sellaisiin eläimiin, jotka juontavat samoista kantamuodoista kuin varhaisimmat nisäkkäät. Meidän, lintujen ja liskojen yhteiset kantamuodot olivat dinosauruksia vanhempia matelijoita. Joidenkin lintujen perimä on jo luettukin, mutta koska linnut kehittyivät erikoistuneista dinosauruksista ja liskot ovat omaa, dinosauruksia vanhempaa linjaansa, liskot antavat paremman kuvan siitä, millaisia näiden kehityslinjojen yhteiset geenit olivat. Siksi liskon genomi kiinnostaa evoluution tutkijoita erityisesti.

Kaikki tämä tulee evoluutiosta kiinnostuneelle biologille mieleen, kun hän kuulee termin ei-lintumainen matelija. Samalla hänelle tulee mieleen, että termi on johdonmukainen, koska vaikka tasalämpöisistä nykyeläimistä sekä nisäkkäät että linnut ovat kehittyneet matelijoista, vain linnut on nykyisin johdonmukaista luokitella matelijoiden jatkumoon. Matelijamaisesti ne munivat nykyisinkin munia, ja niiden höyhenpeite on suora johdos matelijoiden suomupeitteestä. Nisäkkäät ovat erilaistuneet pidemmälle omaan suuntaansa.

Tämä kaikki tulee siis termistä mieleen biologille – mutta hyvin todennäköisesti ei maallikolle eli minkä tahansa muun alan edustajalle. Sama juttu on kaikkien vastaavien ammattitermien kanssa.

Spesialistille kukin termi on näppärä, koska hän tuntee termin määritelmän ja lisäksi termi aktivoi hänen aivoissaan termiin kytkeytyvien muistikuvien verkon, kokonaisen siihen liittyvän maailman. Siksi termi on spesialistille sekä täsmällinen että rikas. Maallikolle se ei ole kumpaakaan. Ilman selityksiä ammattitermit ovat vain painolastia.

Tämä ammattitermien toimiminen eri tavoin spesialisteilla ja maallikoilla aiheuttaa käytännössä muun muassa sen, että maallikolle on mahdotonta kertoa mitään tiedeasiaa niin täsmällisesti kuin spesialistille. Taustatietämyksen puute tekee rajat, joille ei vain voi mitään.

Tiedelehtityössä olen joskus törmännyt spesialisteihin, jotka eivät hahmota tätä, vaan uskovat, että maallikotkin tulevat sitä autuaammiksi, mitä täsmällisempiä termejä tekstissä esiintyy. Niin se ei kuitenkaan ikävä kyllä toimi. Voi olla, että jotkin tärkeimmät termit kannattaa mainita ja määritellä, mutta yleisesti ottaen parhaiten puree kaikille yhteinen arkikieli.

Kommentit (13)

Tiina Aumala

Minä tunnen ainakin yhden paleontologin, jolta tulisi aika kärkevä kommentti, mikäli joku väittäisi nisäkkäiden kehittyneen matelijoista. Olen tainnut kerran itsekin joutua tällaisen kommentoinnin kohteeksi, joten tiedän nyt nisäkkäiden olevan synapsideja, matelijoiden sauropsideja, ja yhteinen esimuotomme oli varhainen vesikalvollinen. Tässä on taustalla myös evoluutioon perustuva kladistinen luokittelu, jossa kukin eliö kuuluu siihen ryhmään, josta on kehittynyt, aina ja ikuisesti. Matelijasta kehittynyt lintu ei siis koskaan lakkaa olemasta matelija, eikä nisäkäskään kykene millään kehityskikalla muuttumaan esimerkiksi ei-luukalaksi tai ei-selkäjänteiseksi. Selvästi erikoistermein halutaan viestiä juuri tätä sukulaisuussuhteita havainnollistavaa luokittelujärjestelmää, mutta viesti menee hukkaan, ellei kladistiikka ole ennestään tuttua.

Petri Riikonen

:D Tiina, kiitos oppitunnista! Tämä vahvistaa perusväitettäni: edes väärän alan biologi (luin pääaineena mikrobiologiaa) ei välttämättä tunne alan muiden haarojen termien kaikkia nyansseja vaikka olisikin ollut jossain määrin kiinnostunut tuosta muusta haarasta.

Tunnustan, ettei kladistinen luokittelu ollut minulle kuin hämärästi tuttu asia. Siksi en ihan loppuun asti näköjään tajunnut, miten täsmällinen luokittelutermi tuo ei-lintumainen matelija lopulta oli.

Yhtä asiaa kuitenkin nyt ihmettelen. Eikö kladistisessa luokittelussa nisäkkäiden kantamuotoja tosiaan lueta matelijoiksi? Pidetäänkö synapsidien suomenkielistä nimitystä "nisäkäsmäiset matelijat" harhaanjohtavana?

Tiina Aumala

Matelijoiden (Reptilia) tarkasta kladistisesta määritelmästä on väännetty jonkin verran kättä, mutta selvää on, että raja matelijoiden ja ei-matelijoiden välille vedetään varhaisiin vesikalvollisiin. Niiden fossiileista ei aina voi varmuudella sanoa, kuuluvatko ne matelijoihin vai nisäkkäisiin johtaneeseen kehityslinjaan. Yhden määritelmän mukaan matelijoihin lasketaan kaikki vesikalvolliset, jotka ovat läheisempää sukua hietasisiliskolle ja niilinkrokotiilille kuin ihmiselle.

Nisäkkäiden kehityslinjan varhaisia muotoja tarkoittava "nisäkäsmäinen matelija" tai "nisäkäsmatelija" periytyy kladistiikkaa edeltävältä ajalta, jolloin suunnilleen mikä tahansa suomupeitteinen muniva maaeläin kelpasi matelijaksi. Englanninkielisessä maailmassa korvaavaksi termiksi on ehdotettu nimikkeitä "proto-mammal" eli esinisäkäs tai "stem-mammal" eli kantanisäkäs. Itse en pitäisi nisäkäsmatelijaa niin kovin pahana mokana verrattuna harmillisen yleiseen sanahirviöön "nisäkäslisko", joka kladistisesti ajatellen suunnilleen yhtä pahasti pielessä kuin "nisäkäslintu". :P

Petri Riikonen

Kiitos täsmennyksistä! Nyt minusta tuntuu, että alan päästä kärryille. Eli koen alkavani hahmottaa, ettei "nisäkäsmäisiä matelijoita" ainakaan kladistisesti luokitellen ole johdonmukaista lukitella matelijoiksi.

Mutta silti kai voi periaatteessa sanoa, että nisäkkäät (tai nisäkkäisiin johtavan kehityslinjan jäsenet) kehittyivät matelijoista, eikö?

Kirjoitathan varhaisista vesikalvollisista, että "niiden fossiileista ei aina voi varmuudella sanoa, kuuluvatko ne matelijoihin vai nisäkkäisiin johtaneeseen kehityslinjaan". Jos paleontologi pääsisi aikakoneella varhaisten vesikalvollisten aikaan, niin kaipa hän käytännössä luokittelisi matelijoiksi nekin, joista nisäkkäiden linja aikanaan lähtee?

Vai onko pointti se, että tuota varhaisryhmää ei kladistisessa luokittelussa pidä nimittää matelijoiksi, vaan sille pitää (koska jälkiviisaina tiedämme, että siitä on kehittynyt jälkeläisiä, jotka muodostavat polyfyleettisen ryhmän) antaa oma nimi, vaikkei varhaisryhmä olisi anatomisesti erotettavissa matelijoista?

Anakonda

Miten mahtavat lepakot soveltua tähän keskusteluun? On arvioitu, että jopa 20% nisäkäslajeista on lepakoita.
Lepakko lentää ja se on myös nisäkäs. Onko nimike "nisäkäslintu" pielessä myös lepakoiden suhteen?

Vanquish

Lepakot ovat siipijalkaisia, ainoita lentäviä _nisäkkäitä_. Ne ovat tasalämpöisiä (joskin kykenevät hyödyntämään ympäristön lämpötilaa). Synnyttävät eläviä poikasia, jotka ovat kasvaneet kohdussa. Lepakon siivissä on edelleen hahmotettavissa eturaajojen luusto, joista siivet ovat kehittyneet. Itse en siis ole minkään alan asiantuntija, mutta lepakkoon ei millään muotoa voida liittää sanaa lintu.

P.S.V.

Uusi genetiikka (vuosina 2010-2011) on jännittävintä, mitä tieteessä kenties koskaan on tapahtunut Mutta kieli, jolla uusista tuloksista kerrotaan, ei ole omiaan tekemään maallikkoa kovin autuaaksi. Alla näyte asiantuntijalle aivan selvästä selostuksesta:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21857920
CONCLUSION:
This study has identified stably expressed ECGs on the OS epithelial regions for effective qPCR results in genes of interest. The results from this study are broadly applicable to quantitative reverse transcription PCR studies on human OS epithelium and provide evidence for the use of PPIA-RPLP0 ECGs pair in quantitative reverse transcription PCR across the OS epithelium.

Monissa artikkeleissa on paljon termejä, joista vain arvaamalla voi tietää, onko kyseessä eläin, geeni, geeniperhe, kehon paikka tai muuta sellaista. Onneksi on olemassa Science Daily ja joukko blogisti-professoreita.

Timo

Matelijat ja nisäkkäät eivät nykykäsityksen mukaan ole samaa linjaa vaan näitä yhdistävä viimeinen yhteinen lenkki on ennen näitä joten ei voitane sanoa että nisäkkäät kehittyivät matelijoista.

Hyvä sivusto maalikolle josta voipi tarkistaa missä mennään: http://www.tolweb.org/Amniota/14990

Tiina Aumala

Varhaisia vesikalvollisia ei voi määritellä matelijoiksi muuttamatta joko matelijan tai vesikalvollisen määritelmää. Matelijoille oli kehittynyt uusia tunnusmerkillisiä ominaisuuksia, joita niiden vesikalvollis-esivanhemmilla ei ollut, samoin esinisäkkäille. Niiden perusteella ne voi tunnistaa eri kehityslinjoiksi, ja luonnollisesti niiden puuttuessa fossiilista tunnistus jää epävarmaksi. Olennainen kysymys onkin siten, miksi matelijoiksi on määritelty vain ne eläimet, joilta löytyvät tietyt uudet tunnusmerkilliset piirteet.

Tietääkseni on harkittu myös vaihtoehtoa määritellä matelijoiksi kaikki vesikalvolliset. Tosin siinä tapauksessa me ihmisetkin olisimme matelijoita. Ehkäpä tarkoitus oli antaa ryhmälle hieman tarkoituksenmukaisempi määritelmä rajaamalla edes nisäkkäät pois. Luulenpa, että on myös haluttu välttää vesikalvollisten ryhmän täydellistä hävittämistä elämän sukupuusta.

Euronjuuston Jarno (maisterism...

Jos spesialistin ja maallikon välisessä ymmärtämättömyydessä noustaan hieman biologian ja paleontologian tasolta yleisemmälle tasolle... ja vieläpä downgreidataan asiantuntijatasosta, spesialisteista, yleissivistävän koulutuksen käyneisiin vs. merkonomeihin niin huomataan esim. seuraavaa:

Lehdessä mainostetaan hiusten kosteutta ylläpitävää kiinnettä, jossa tärkeänä ainesosana on ksylitoli. Silti merkonomin rustaamassa mainostekstissä lukee "alkoholiton". Tarkoittanee etanolitonta, ei alkoholitonta, sillä onhan ksylitolikin alkoholi.

Vaikuttaako saivartelulta? Ei millään pahalla, mutta vaatii aikamoista kiinnostusta myös juuri Riikosen tai Aumalan ilmeisesti omimpia tutkimusaloja kohtaan, että satunnaisessa artikkeliluennassa viitsisi häiriintyä omasta ymmärtämättömyydestä käsittettä "ei-lintumainen matelija" kohtaan. Moinen käsite on aika vaivatonta ohittaa päätellen, että kyseessä on jokin tieteenalan sisällä vallitseva luokittelukriteeri, jonka syvempi luonne ei voisi keskivertoa akateemisestikaan koulutettua kansalaista vähempää kiinnostaa.

Yllä käyty Riikosen blogin kommentointi rinnastuu hieman erikoistuneemmalla tasolla käydyksi saivarteluksi siitä, pitäisikö hiuskiinnemainoksessa käyttää termiä alkoholiton, kun kyseessä on ksylitolia sisältävä tuote.

Petri Riikonen

Tiina ja Timo, kiitos antamistanne tiedoista! Ne ovat toimineet minulle herätteinä. Tämä aihepiiri alkoi nyt kiinnostaa sen verran paljon, että otin yhteyttä alan spesialisteihin Helsingin yliopistossa ja koetan selvittää, millaista nimistöä meidän Tiede-lehdessä kannattaa käyttää nisäkkäiden edeltäjistä, jotta olemme sekä mahdollisimman ajan tasalla että mahdollisimman yleistajuisia. Kun päädymme johonkin perusteltuun tulokseen, niin kerron täällä blogissakin, mikä se on. Tässä saattaa mennä ensi viikkoonkin.

Jarno, nämä saattavat kuulostaa saivarteluilta, mutta tiedettä yleistajuistavassa lehdessä joudumme koko ajan tekemään valintoja tällaisissa asioissa. Samakin termi eri asiayhteydessä voi tulla ymmärretyksi eri tavoin. Tuossa ksylitoliesimerkissäsi veikkaisin, että valtaosa ihmisistä kosmetiikan kohdalla ajattelee "alkoholia" aineena, joka toisaalta haihtuu tehokkaasti mutta myös kuivattaa ihoa ja "alkoholittomuutta" tuollaisen aineen puuttumisena. Siis vaikka tietäisikin ksylitolin kuuluvan alkoholeihin. Siksi pidän mainostekstin terminvalintaa "alkoholiton" ihan toimivana, vaikka se kemiallisesti ottaen onkin virheellinen. Tuota mieltä olen siis kosmetiikkamainoksen kohdalla. Mutta Tiede-lehden omissa teksteissä en ehkä menisi nimittämään ksylitolipitoista tuotetta alkoholittomaksi (ellei sitten kosmetiikka-aiheen kohdalla vastaavin perustein kuin tuossa mainoksessa).

Petri Riikonen

Tässä vihdoin se lupaamani uusi nimityskäytäntö, jota alan suosittaa Tiede-lehdelle.

Tämä on ollut lehtemme kannalta hyödyllinen keskustelu, koska sen kuluessa totesin, että esimerkiksi oma nimistöajatukseni on alkanut hieman vanhentua. Vielä omana opiskeluaikanani 1980-luvulla oli tapana puhua, että nisäkkäät kehittyivät matelijoista, jotka kehittyivät sammakkoeläimistä, jotka kehittyivät kaloista. Sittemmin on kuitenkin yleistynyt kladistinen luokittelu, jossa kukin sukupuun haara nimetään tyvestään alkaen niin, että kaikki haaran myöhemmät oksat kuluvat tyvessä nimettyyn ryhmään. Tiukan kladistisessa luokittelussa esimerkiksi nimityksiä matelija, sammakkoeläin tai kala ei voi käyttää siten kuin edellä listasin, koska silloin luokittelisimme itsemmekin kaikkiin noihin ryhmiin.

Hankaluutena on, että kladistiseen luokitteluun ei ole toistaiseksi kehitetty oikein havainnollista suomenkielistä nimistöä. Tiukan kladistisesti ajatellen polveutumisnimistö menee hankalaksi: nisäkkäät kehittyivät varhaisista vesikalvollisista, jotka kehittyivät varhaisista nelijalkaisista, jotka kehittyivät varhaisista selkärankaisista ja selkäjänteisistä.

Minusta meidän kannattaisi lehdessämme käyttää nimistöä, joka on niin ajan tasalla kuin mahdollista mutta samalla myös maallikon korvaan niin kuvaava kuin mahdollista: mielellään viestiä jotakin eläinten ulkonäöstä. Esimerkiksi "vesikalvollinen" ei varmaankaan sano mitään. Siksi keskustelin viime viikolla Helsingin yliopiston muinaiseläinasiantuntijoiden kanssa: paleontologian professori Mikael Forteliuksen ja hänen oppilaittensa muinaiseläinspesialisti Mikko Haaramon ja luokitteluspesialisti Laura Säilän.

Heillä kellään ei ollut havainnollista, maallikolle sopivaa koko polveutumislinjan nimistöä tarjolla. Mutta heidän kommenteistaan ja omasta pohdinnastani olen päätynyt seuraaviin suosituksiin nisäkkäiden edeltäjien nimistä:

- Nisäkkäät kehittyivät esinisäkkäistä. (Mieluummin kuin "nisäkäsmäisistä matelijoista", ja ei koskaan "nisäkäsliskoista".) Nisäkkäitä ja esinisäkkäitä voi nimittää yhteisnimellä nisäkäslinjalaiset.
- Esinisäkkäät kehittyivät varhaisista nelijalkaisista eli sammakkoeläinten kaltaisista nelijalkaisista. Olemusta kuvailevana nimityksenä voi mielestäni edelleen käyttää myös termiä sammakkoeläimistä. (Fortelius heitti vitsinä, että "jälkikaloista".)
- Varhaiset nelijalkaiset kehittyivät kaloista. Tuo on puhtaasti olemusta kuvaileva nimitys mutta siinä mielestäni näppärä. Ja käyttäisin nimitystä kala ihan ensimmäisiin selkäjänteisiin (niihin sillifileen näköisiin otuksiin) saakka.

Pääasiallisena uutuutena tuossa olisi siis meidän kannaltamme se, että nimitystä "matelija" käytettäisiin entistä säästeliäämmin.

Ehkä paleontologian alalle aletaan kaivata vastaavaa suomenkielisen nimistön toimikuntaa kuin on ollut nykylinnuissa ja nykynisäkkäissä. Mutta koetetaan toistaiseksi pärjätä näillä.

P.S.V.

Jonkin kehittyminen jostakin on tullut entistä ongelmallisemmaksi. Geenikeskeisyyden kaudella se oli niin helppoa: geeni muuttui satunnaisesti ja onnekkaat, uusia ulottuvuuksia saaneet mutantit muodostivat vähitellen uuden eläinlajin. Nyt on kaikki olennainen muuttunut (Sean Carroll, hox-geenit ym.) ja biologit ihmeissään, vaikka tietämättömyyden syvyyttä ei välttämättä voikaan julkaista artikkelissa.Tietyt perinteiseen darwinismiin lukkiutuneet blogistit ovat lähellä hermojen menetystä, kun toiset, aika monet, biologit näkevät edessä olevan paradigman muutoksen. Se on kuitenkin varmaa, että uuden lajin synty edellyttää ensisijaisesti massiivisen regulaattorijärjestelmän muuttumista. Ja evoluutio on osoittautunut monessa kohdin merkillisen "ennakoivaksi"; satojen miljoonien vuosien kuluttua tarvittavat taidot (kuuluisana esimerkkinä kalan kädet ja jalat) ovat jo siinä vaiheessa valmiudessa. Laakkoeläimellä, joka ei kehity, on monen kehittyneen eläinlajin tarvitsemia geenejä:

http://www.tiede.fi/keskustelut/post1622776.html#p1622776

Ihmisellä ja ilmeisesti muillakin nisäkkäillä taas geneettisesti hyvin tärkeä DNA:n metylaatiotila pestään kertaalleen pois ja kokonaan uusi muodostetaan. Miksi? Ja eräs pieni vesieläin sekoittaa kaikki geeninsä ja lopulta pullauttaa 75% niistä pois.

Geenikeskeisyyden kaudella pidettiin varmana, että geenit eivät tarkoituksellisesti reagoi ulkoisiin vaikutuksiin (vaikka Barbara McClintock, Nobel 1983, todisti jo 40-luvulla asian olevan toisin). Geneetikko James A. Shapiro on jo muutama vuosi sitten luetellut kymmeniä geenikeskeisyyden kauden central dogman vastaisia tapauksia.

Kaiken uuden tiedon huomioon ottaen herää kysymys, onko enää täysin mielekästä puhua jonkun lajin kehittymisestä jostakin toisesta lajista; asia pitäisi ehkä nähdä luonnon syvemmän tason ilmiönä, omituisena lainalaisuutena. Vaikka samaa ilmiötä voi, kuten fysiikassa, ehkä kuvata usealla "ajatusformalismilla", yksi huomionarvoinen evoluutiovisio on kotimainen:

http://www.helsinki.fi/~aannila/arto/