Kambrikauden meriä hallitsivat pöyristyttävän monimuotoiset selkärangattomat. Koreilijoiden seassa luikki meidän selkärankaisten esimuoto: vaatimaton "sillifile".


Koreilijoiden seassa luikki meidän selkärankaisten esimuoto: vaatimaton "sillifile".




Kambrikauden matalat meret kihisivät elämää. Kauden alussa noin 540 miljoonaa vuotta sitten nimittäin käynnistyi "kambrin räjähdys" eli selkärangattomien eläinten ensimmäinen suuri monimuotoistuminen.

Meren pohjalla ryömi kuoriaan raahaten etanoiden ja simpukoiden isovanhempia. Siellä peuhasi monenmoisia niveljalkaisia eli nykyisten rapujen ja hyönteisten varhaisia sukulaisia nivelikkäine kitiinipanssareineen. Tuoreina tulokkaina koipiaan kokeilivat muun muassa siiramaiset trilobiitit, joista myöhemmin tuli pohjaeläinten valtaryhmä kymmeniksi miljooniksi vuosiksi.

Meressä oli uimareitakin, kuten meduusan kaltaisia polttiaiseläimiä sekä katkaravun kaukaisia sukulaisia.
Uiskentelipa siellä myös meidän selkärankaisten arkkivaari tai esiäiti: vaatimaton, kolmisenttisen sillifileen näkoinen Haikouichthys.


"Sillifileellä" kallo ja aivot

Jo pitkään on tiedetty että selkärankaisten suku ulottuu kauas 500 miljoonaan vuoden taakse. Sekä nykyeläinten geenien vertailu että muinaiseläinten fossiilit viittaavat siihen, että selkärankaiset erkanivat omaksi kehityslinjakseen jo kambrikauden alkaessa.

Erityisen vakuuttavaa näyttöä selkärankaisten ryhmän alusta esitettiin Nature-lehdessä vuonna 2003, kun tutkijat kuvailivat Kiinan varhaiskambrikautisesta Chengjiang-löytöpaikasta kaivetun upean HaikouIichthys-fossiilin.
Harvinaisen siististi kivettyneiden ruumiinosien perusteella ollaan aika varmoja siitä, että eläin kuuluu kallollisiin selkäjänteisiin. Nykyisin tätä ryhmää edustavat selkärankaiset eli kalat, sammakot, matelijat, linnut ja nisäkkäät, jälkimmäisten joukossa muun muassa me ihmiset.

Monet Haikouichthyksen piirteet paljastivat sen sukulaiseksemme. Sillä oli muihin aikalaisiinsa verrattuna edistyksellinen hermosto: alkeellinen selkäydin ja sen etupäässä aivojen kaltainen pullistuma. Pullistumaa ympäröi rustoinen kallo. Selkäydintä tukivat alkeelliset selkänikamat ja selkäjänne eli nestepaineen ryhdistämä tupellinen solukkosauva. Haikouichthyksellä oli silmät ja hajuaistin ja ehkä myös jonkinlainen korva.

Kallollisuus siis osoitti Haikouichthyksen selkärankaisten lähisukulaiseksi. Sen sijaan selkäjänne esiintyy ainakin jossain yksilönkehityksen vaiheessa selkärankaisten ohella sellaisilla otuksilla kuin meritähdet ja vaippaeläimet. Tätä joukkoa nimitetään paitsi selkäjänteisiksi myös jälkisuisiksi, sillä meitä yhdistää samanlainen yksilönkehitys, jonka seurauksena lopullinen suu kehittyy eri päähän kuin peräaukko. Selkäjänteisiä yhdistävät myös kaksikylkisymmetria, jaokkeellinen ruumiinrakenne ja ainakin sikiövaiheessa esiintyvät kiduskaaret.

Joskus selkäjänne muistuttaa meitä olemassaolostaan selkävaivoissa. Meillä selkärankaisilla selkäjänne korvautuu sikiönkehityksen aikana selkäytimellä ja -rangalla ja jää vain nikamien välilevyjen ainekseksi. Välilevyn pullistumassa selkäjänneperäinen aines tunkeutuu sitä ympäröivän tiukemman sidekudoksen läpi nikamavälistä.


Mutta leukoja ei vielä ollut

Aivan täysin Haikouichthys ei sentään vastannut varsinaisia selkärankaisia. Aistinelimet olivat vaatimattomammat, siltä puuttuivat leuat, ja parillisten, tukirangallisten evien sijasta sillä oli pariton, pehmeä selkä- ja pyrstöevä. Selkäjänteisten kriteerit se täytti hyvin. Sillä oli symmetriset vasen ja oikea kylki, jaokkeiset lihakset ja selvät kiduskaaret.

Kiduskaaret olivat yksi kiinalaisfossiilin kiinnostavimmista osista, sillä aiemmin tunnetuissa saman lajin kivettymissä niitä ei ollut säilynyt. Tämä löytö osoitti niiden kehittyneen jo kambrikauden alkupuolella. Ne toimivat syömävälineinä eläimillä, joilla ei vielä ollut leukoja. Kiduskaarten värekarvat ohjasivat vettä kaarien rakoihin, missä limakalvo keräsi vedestä ravinteita.


Kambrin lajit säilyivät pitkään

Haikouichthyksen löytöpaikan Chengjiangin fossiilit kerrostuivat suunnilleen 15 miljoonaa vuotta aikaisemmin kuin kuuluisa Burgess Shale Kanadassa. Jälkimmäinen sai mainetta muun muassa paleontologi Stephen Jay Gouldin suositun kirjan Ihmeellinen elämä (Art House 1991) ansiosta.

Aikaerosta huolimatta Chengjiangissa ja Burgess Shalessa on monia samoja niveljalkaisia ja nilviäisiä. Näyttää siltä, että monet kambrikauden lajit elivät pitkään. Ekosysteemit olivat vakaita, eivätkä lajit olleet kovin herkkiä kuolemaan sukupuuttoon.

Myös Burgess Shalesta on tunnistettu yksi selkäjänteinen: Pikaia, sekin sillifileen näköinen ja muutaman sentin mittainen uimari. Silläkin oli selkäydin ja selkäjänne sekä jaokkeinen lihaksisto.


Oudot selkärangattomat hallitsivat

Selkärankaisten yksitoikkoisen samankaltaiset prototyypit siis uiskentelivat kambrikauden vesissä samoihin aikoihin kun eriskummalliset selkärangattomat rehottivat suorastaan pöyristyttävän monimuotoisina.

Mikseivät selkärankaiset saaneet kummallisia ruumiinmuotoja ja uusia ekologisia rooleja? Ilmeisesti selkärangattomat vain olivat niin ylivoimaisia innovaattoreita. On hyvä muistaa, että vaikka selkärankaiset tuntuvat nykyisin "hallitsevan" suuren kokonsa ja aktiivisuutensa takia, selkärangattomat niveljalkaiset ovat yhä lajirikkain ryhmä. Selkärankaisia on kaikista eläinlajeista vain viisi prosenttia.

Kambrin alun meressä komeiltiin muodoilla muttei koolla. Sekä Burgess Shalen että Chengjiangin selkärangattomat olivat enimmäkseen pienikokoisia, muutaman senttimetrin mittaisia. Joitakin poikkeuksia sentään oli. Niveljalkaisiin kuulunut jättiläispeto Anomalocaris kasvoi jopa 60-senttiseksi.

Toisaalta suurimmalla osalla kambrikauden menestyjistä oli suojanaan kuori. Selkäjänteisillä oli alkeellinen sisäinen tukiranka, mutta ulkopuolelta ne olivat haavoittuvan pehmeitä. Uimareinakin ne olivat vielä kömpelöitä: siis helppoja saaliita. Vasta evien kovettumisen ja sivuevien kehittymisen myötä esimuodoistamme tuli ketteriä, kalamaisia polskijoita.


Massasukupuutto sekoitti pakan

Selkärankaiset alkoivat monimuotoistua vasta siluurikaudella kymmeniä miljoonia vuosia myöhemmin. Tilaa tuli, koska siluurikautta edeltänyt ordoviikkikausi päättyi maapallon toiseksi tuhoisampaan massasukupuuttoon, jossa satoja selkärangattomien heimoja kuoli kokonaan sukupuuttoon.

Kausien vaihteessa maapallon ilmasto muuttui lämpimämmäksi ja merissä tapahtui suuria muutoksia. Aiempien laajojen jäätiköiden sulaminen kohotti vedenpintaa. Syntyi paljon matalia laguuneja. Siluurikaudella meriin ilmestyivät myös ensimmäiset koralliriutat.

Sukupuuttojen ohella selkärankaisten tietä tasoitti se, että merenpinnan nousu ja koralliriutat loivat aivan uudenlaisia ympäristöjä. Lisäksi tietyt mutaatiot selkärankaisten perimässä mahdollistivat uudenlaisen kehityksen. Nykyeläinten geenivertailujen perusteella arvioidaan, että yksilönkehitykseen vaikuttava geeniperhe nimeltä Dlx kahdentui noihin aikoihin. Tämä monipuolisti hermostoa ja sai rustoisen tukirangan kehittymään luustoksi. Selkärankaisista tuli siluurikauden merien vikkeliä ja rotevia petoeläimiä.


Kalat saivat pedon leuat

Siluurikauden selkärankaisista teki varteenotettavia petoja myös se, että kaloille kehittyi tuolloin ensi kertaa puruleuat. Lisäksi kalat saivat jäykät sivuevät, joilla on hyvä ohjailla uintia.

Kalojen leuat kehittyivät suun lähellä olevasta kiduskaariparista, jota edempänä olleet kaaret hävisivät kokonaan. Leukojen taakse jääneiden viiden kiduskaaren tehtävät muuttuivat: niistä tuli pelkästään hengityselimiä.
Myöhempien, maalle siirtyvien selkärankaisten kiduskaarista kehittyi kurkun ja pään rakenteita.


Vanhoilla geeneillä uudenlaisia eläimiä

Selkärankaisten evoluutiossa muuntuivat siis hurjasti niin liikkumisvälineet, tukiranka kuin syömis- ja hengittämiselimetkin. Uusia rakenteita varten ei kuitenkaan välttämättä tarvittu uusia geenejä. Näin vihjaavat viimeaikaiset tutkimukset genomin muutosten vaikutuksesta ruumiinrakenteeseen.

Yksi esimerkki on Naturessa julkaistu tutkimus, jonka mukaan selkärankaisten kaikenlaisten evien kasvua ohjaavat aivan samat geenit, vaikka itse evät syntyisivät täysin eri soluryhmistä. Sama geeni vain käynnistyy eri kaloissa eri paikoissa. Esimerkiksi hain rintaeviä tuottavat geenit ohjaavat myös sen selkä- ja vatsaevien sekä nahkiaisen selkäevän kehitystä.

Parittomat selkä- ja vatsaevät ovat evoluution muinaisia keksintöjä, rintaevät tuoreempia. Ilmeisesti rintaevät saivat alkunsa, kun jo olemassa olevan eväkasvun geenit aktivoituivat uudessa paikassa. Näin evoluutio voi pikku säädöillä tuottaa nopeasti mutta vanhoin keinoin aivan uusiakin ruumiinrakenteita.


Suvi Viranta-Kovanen on paleontologi.

Hyvä harrastus – ja helppo. Lukemista löytyy aina. Kuva: Shutterstock

Kieli rikastuu, ajattelu syvenee ja sosiaalinen taju kehittyy.

Tietokirjan järki on selvä: saa tietoa, jolla jäsentää maailmaa ja vaientaa mutuilijat. Riittävästi tietoa hankkimalla tulee asiantuntijaksi, ja sillä on selvä hyötyarvo.

Entä missä on fiktion lukijan tulosvastuu? Mitä itua on kuluttaa aikaansa tuntitolkulla hatusta vedettyjen ihmisten hatusta vedettyihin edesottamuksiin? Paljonkin: romaani tai novelli opettaa toimimaan muiden ihmisten kanssa.

Fiktio simuloi sosiaalista maailmaa, esittää asiaa tutkinut Toronton yliopiston psykologian professori Keith Oatley. Niin kuin lentosimulaattori opettaa lentotaitoja, sosiaalisten tilanteiden simulaattori – romaani – opettaa sosiaalisia taitoja.

Kokeet vahvistavat, että fiktiota lukeneet tajuavat paremmin so­siaalisia kuvioita kuin tietotekstiä lukeneet. 

Suvaitsevaisuus kasvaa

Kuvitteellisesta tarinasta on sekin ilo, että pääsee väliaikaisesti jonkun toisen nahkoihin. Samastuminen tarinan henkilöön voi muuttaa lukijan käyttäytymistä ja pistää asenteet uusiksi, ovat kokeillaan osoittaneet Ohion yliopiston tutkijat.

Samastumisella on vaaransa. Romaanin aiheuttama itsemurha-aalto koettiin 1700-luvun lopulla, kun nuoret onnettomat miehet matkivat Johan Wolfgang von Goethen päähenkilön tekoa Nuoren Wertherin kärsimyksissä.

Ohiolaistutkimuksessa vaikutus oli rakentavampi: kun nuoret aikuiset olivat lukeneet tarinan miehestä, joka meni äänestämään, he menivät hanakammin vaaliuurnille vielä viikon kuluttua lukemisesta. He olivat saaneet kansalaishyvetartunnan.

Valkoihoisten suvaitsevaisuutta taas kasvattivat tarinat, joissa päähenkilö osoittautui homoseksuaaliksi tai afroamerikkalaiseksi. Lukijoilta karisi myös stereotypioita. Tämä kuitenkin edellytti, että päähenkilön ”erilaisuus” paljastui vasta tarinan myöhemmässä vaiheessa ja lukijat olivat ehtineet asettua hänen nahkoihinsa.

Stressi väistyy

Kun uppoutuu lukemaan, maailman meteli jää kauas ja paineet hellittävät. Tuttu tunne, josta on myös tieteelliset näytöt: lukeminen poistaa stressiä.

Terveystieteen opiskelijat saivat Yhdysvalloissa tehdyssä tutkimuksessa lukeakseen netistä ja aikakauslehdestä poimittuja artikkeleita, jotka käsittelivät historiallisia tapauksia ja tulevaisuuden innovaatioita. Aihepiirit olivat siis kaukana tenttikirjojen pakkolukemistosta.

Puolentunnin lukutuokio riitti laskemaan verenpainetta, sykettä ja stressin tuntua. Huojennus on yhtä suuri kuin samanpituisella joogahetkellä tai televisiohuumorin katselulla. Mikä parasta, apu löytyy helposti, lukemista kun on aina saatavilla.

Sanasto karttuu

Kirjoitettu kieli on ylivoimaisesti suurempi uusien sanojen lähde kuin puhuttu. Erot lasten sanavaraston runsaudessa voi johtaa suoraan siihen, miten paljon he altistuvat erilaisille teksteille, vakuuttavat lukemisen tutkijat Anne Cunningham ja Keith Stanovich.

Tiuhimmin uutta sanastoa kohtaa tieteellisten julkaisujen tiivistelmissä: tuhatta sanaa kohti harvinaisia on peräti 128. Sanoma- ja aikakauslehdissä harvinaisten sanojen tiheys nousee yli 65:n ja aikuisten kirjoissa yli 50:n.

Lastenkirjakin voittaa sanaston monipuolisuudessa televisio-ohjelman mennen tullen. Lapsilukija kohtaa kirjassa yli 30 harvinaista sanaa tuhatta kohti, kun aikuisten telkkariviihdettä katsoessa niitä tulee vastaan 23 ja lastenohjelmissa 20.

Juttelukaan ei pahemmin kartuta sanavarastoa. Aikuispuhe sisältää vain 17 epätavallista sanaa tuhatta kohti.

Syntyy omia ajatuksia

Ihmisen aivoja ei ole ohjelmoitu lukemaan. Kun taito kehittyi 5 500 vuotta sitten, näkemiseen, kuulemiseen, puhumiseen ja ajatteluun rakentuneet alueet alkoivat tehdä uudenlaista yhteistyötä.

Nyt olemme jälleen uudenlaisen lukukulttuurin alussa. Verkkolukeminen on tullut jäädäkseen, ja jotkut pelkäävät, että tyhmistymme, kun totutamme aivomme ärsyketulvaan ja pikaselailuun netissä. Tiedonvälitys on lisääntynyt räjähdysmäisesti mutta niin myös häly.

Syventyvän lukemisen kohtalosta kantaa huolta professori Maryanne Wolf Tufts-yliopistosta. Tapaa näet kannattaisi vaalia. Aivokuvaukset paljastavat, että paneutuva lukija käyttää laajasti molempia aivopuoliskojaan. Hän ei vain vastaanota kirjoittajan sanomaa vaan vertaa sitä aiemmin hankkimaansa tietoon, erittelee sitä ja rakentaa omaa ajatteluaan. Pintalukijalla ei tähän ole aikaa.

Mikko Puttonen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2012 

Täysin raittiiden suomalaisnuorten osuus on moninkertaistunut vuosituhannen alusta.

Nuoruus raitistuu, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Nuorten alkoholin käyttö kasvoi vuoteen 1999, joka oli myös kaikkein kostein vuosi. Silloin vain joka kymmenes yhdeksäsluokkalainen ilmoitti, ettei ollut koskaan käyttänyt alkoholia.

Sittemmin täysin raittiiden osuus on moninkertaistunut, ilmenee vuoteen 2015 ulottuneesta eurooppalaisesta, nuorten päihteidenkäyttöä käsittelevästä Espad-tutkimuksesta.

Jopa muut eurooppalaiset jäävät jälkeen. Suomessa täysin raittiita 15–16-vuotiaista nuorista on joka neljäs, kun Euroopassa heitä on keskimäärin joka viides.

Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen THL:n erikoistutkija Kirsimarja Raitasalo kollegoineen on ­koettanut tunnistaa niitä nuoruuden muutoksia, jotka voisivat selittää humalan hiipumista.

Ratkaisevaa näyttää olleen ainakin se, että alaikäisten on yhä vaikeampi saada alkoholia. Nykynuoret kokevat sen selvästi hankalammaksi kuin aiemmat ikäpolvet.

Kauppojen omavalvonta on osaltaan tehonnut. Kassoilla kysytään kaikilta alle 30-vuotiaan näköisiltä papereita.

Vanhemmat ja muutkin aikuiset ovat tiukentaneet asenteitaan nuorten juomiseen.

”Tietoisuus alkoholin haitoista on ehkä lisääntynyt. On tullut paljon tutkimustietoa esimerkiksi siitä, miten alkoholi vaikuttaa nuorten aivojen kehitykseen”, Raitasalo pohtii.

Nuorten omakin maailma on muuttunut toisenlaiseksi. Älylaitteet, pelit ja sosiaalinen media kyllästävät arkea. Pussikaljoittelu joutuu kilpailemaan monen muun kiinnostavan ajanvietteen kanssa ja on ehkä osittain hävinnyt niille.

Juovuksissa olemisesta on ehkä tullut myös tyylirikko. Nuoret eivät enää näytä arvostavan kännissä örveltämistä.

Kysely

Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä25796
Liittynyt16.3.2005

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Käyttäjä4809 kirjoitti: Eiköhän syy ole -90 luvulla alkaneen laman menetetyt työpaikat ja samalla supistettu koulutus, minkä seurauksena vuodestä -99 alkaen vanhemmilla ei enää ole ollut niin paljon rahaa annettavaksi nuorisolle. Sekä myös nuorisolle soveltuvien työpaikkojen vähentyminen ja samaan aikaan tapahtunut kohtuuton vuokrien nousu, vasinkin pääkaupunkiseudulla. En tiedä, mutta en usko rahaan. Esimerkiksi kilju, 10 % juoma joka maksaa joitain senttejä litralta, tuntuu olevan...
Lue kommentti
molaine
Seuraa 
Viestejä1189
Liittynyt3.8.2011

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

En kyllä usko, että rahalla on iso merkitys ja veikkaan, että käytettävissä olevat rahat on vain kasvaneet, jos verrataan vaikka omaan nuoruuteen. Ei viina suomessa ole niin kallista, etteikö köyhälläkin olisi varaa dokailla. Oma junnu ei läträä lainkaan viinan kanssa. Iso osa kavereistakaan ei, vaikka osa ilmeisesti jonkin verran lipittelee. Kyllä nuorten asenteet on mielestäni muuttuneet ihan selkeästi. Ehkä alkoholipolitiikka on toiminut? Kotoa ei meillä kyllä tällaista ole opittu...
Lue kommentti

Panterarosa: On selvää, että "Partitava kisaa kurupati-kuvaa" ei oikein aukene kehitysmaalaisille N1c- kalmukinperseille.