Kissan ja koiran serkku taas näyttää kuusenkävyltä. Nisäkkäiden sukupuussa moni oksa on mennyt uusiksi.

Teksti: Helena Telkänranta

Kissan ja koiran serkku taas näyttää kuusenkävyltä. Nisäkkäiden sukupuussa moni oksa on mennyt uusiksi.

Julkaistu Tiede -lehdessä 9/2012 

Kaguaani on meikäläisiä

Me ihmiset kuulumme kädellisten lahkoon yhdessä ihmisapinoiden, häntäapinoiden ja puoliapinoiden kanssa. Meitä seuraavaksi lähimpinä sukupuussa ovat erikoiset liitäjät ka­guaanit.

Kaguaanit olivat pitkään nisäkkäiden luokittelijoille täysi mysteeri. Nämä aasialaiset, pienen kissan kokoiset eläimet liitävät etu- ja takajalkojensa välissä olevan ihopoimun varassa puusta toiseen kuin liito-oravat, mutta muuten niiden ruumiinrakenteella ei ole paljonkaan tekemistä liito-oravan kanssa. Osa tutkijoista koetti sijoittaa niitä nisäkkäiden sukupuuhun kuka minnekin, muun muassa lepakoiden lähisukulaisiksi. Toiset taas myönsivät, ettei heillä ole aavistustakaan, mihin ne kuuluvat.

Nyt vastaus on löytynyt lähempää kuin odotettiinkaan. Kaguaanit ovat meidän kädellisten lähimmät elossa olevat sukulaiset.

Sitä seuraavalta paikalta löytyvät tupaijat eli vanhalta nimeltään puupäästäiset, joita jo ruumiinrakenteensakin perusteella oli pidetty kädellisten lähisukulaisina. Sitä seuraavalle oksalle on aikaisemmin soviteltu muun muassa lepakoita, mutta uusimman tiedon mukaan meidän kädellisten lähimmät sukulaiset kaguaanien ja tupaijojen jälkeen ovat jyrsijät ja jäniseläimet. Yhteistä näille ryhmille on puissa kiipeily – paitsi jäniseläimille, jotka laskeutuivat puusta jo kauan ennen ihmisen esi-isiä.

Etenkin rotta on sekä älykäs että sosiaalinen otus, mutta moni ei silti äkkiseltään pitäisi jänistä tai myyrää erityisen läheisenä sukulaisenamme. Eikö ihmisten ja apinoiden serkkujen pitäisi olla jollain tavalla älykköjä niidenkin?

Älykkyys on kuitenkin evoluutiossa asia, joka muuttuu joustavasti. Sukupolvien mittaan äly voi lisääntyä tai vähentyä, ja usein sen väheneminen on eläimille hyödyksi. Äly ei siis ole evoluution jalo päämäärä, vaan kukin eläin on luonnonvalinnassa päätynyt älykkyystasolle, joka sopii sen elinympäristöön ja elintapoihin.

Valaan esi-isä uskalsi kastaa sorkkansa

Valaiden tarina on yksi uuden sukupuun yllätyksistä. Jo aiemmin arveltiin, että valaiden ja delfiinien maalla elänyt kantamuoto oli sukua sorkkaeläimille, kuten peuroille ja antiloopeille. Nyt uusi sukupuu siirtää valaat suoraan sisään perheeseen.

Valaiden esi-isä oli sorkkaeläin, joka eli eoseenikaudella noin 50 miljoonaa vuotta sitten. Tuolloin sorkkaeläinten sukupuussa oli jo kolme muutakin haaraa: yhdestä kehittyivät kamelit, toisesta siat ja kolmannesta märehtijät, kuten lehmät, lampaat, hirvieläimet ja antiloopit.

Valaiden esi-isällä oli jo tuossa vaiheessa viehtymys veteen, ja pian sen jälkeläiset jakautuivat kahteen sukuhaaraan. Toisesta kehittyivät virtahevot, ja toiset taas uskaltautuivat vähitellen yhä syvemmälle mereen. Tuolloisella esi-isällä ei ollut aavistustakaan, mihin se vielä johtaisi.

Valaiden nopea muodonmuutos nelijalkaisista maaeläimistä merten jättiläisiksi on hyvä esimerkki siitä, miten evoluutio voi toimia pikakelauksella, jos jossain on runsas ravintovarasto odottamassa ottajaansa.

Eoseenikaudella maailman meret kuhisivat kalaa ja planktonia, kuten jo satoja miljoonia vuosia sitä ennen. Niitä hyödyntämässä oli jo joitakin jättiläisiä – rantavesissä krokotiileja ja syvemmällä haita – mutta ruokapöydässä oli vielä runsaasti tilaa. Näissä oloissa luonnonvalinta suosii voimakkaasti niitä yksilöitä, jotka ovat apajien käyttämisessä hiukankin etevämpiä kuin lajikumppaninsa.

Parhaiden ystävien serkkua peittävät suomut

Koiralla ja kissalla on sukulainen, jota ei ensi silmäyksellä arvaisi edes nisäkkääksi. Muurahaiskävyt elävät Afrikassa ja Aasiassa, ja niiden suojapanssari saa ne näyttämään lähinnä kuusenkävyiltä. Kookkaimmat lajit ovat pienen koiran kokoisia, pienimmät painavat noin kilon.

Muurahaiskäpyjen suomut eivät ole luuta, kuten esimerkiksi kilpikonnien panssari, vaan keratiinia eli samaa ainetta kuin muiden nisäkkäiden karvat ja kynnet. Vaaran uhatessa kävyt kiertyvät kerälle samaan tapaan kuin siilit, jolloin pedon ihmeteltäväksi jää vain kova suomupintainen pallo.

Aikaisemmin muurahaiskävyt niputettiin samaan joukkoon kuin muut erityisen omituiset muurahaisia syövät otukset: panssarin peittämät vyötiäiset, jotka nekin kiertyvät pelästyessään palloksi, ja muurahaiskarhut, jotka puuhkamaisine turkkeineen ja putkimaisine kuonoineen näyttävät kuin kahdesta eri eläimestä rakennetuilta.

Muurahaiskäpyjen lähin sukulaisjoukko on kuitenkin petoeläinten lahko. Siihen kuuluvat muun muassa koiraeläimet, kissaeläimet, hylkeet ja karhut.

Petoeläinten ja muurahaiskäpyjen yhteinen esihistoria osoittaa, että ruokavalion muutos tapahtuu evoluutiossa melko helposti. Varhaisimmista nisäkkäistä monet söivät hyönteisiä ja hedelmiä. Myöhemmin jotkin sukulinjat erikoistuivat lihansyöntiin, toisille taas kehittyi heinä- ja lehtiravinnon hyödyntämiseen sopiva monimutkaisempi ruoansulatus. Erikoistuneiden kasvinsyöjien jälkeläisetkin saattavat joskus siirtyä lihan- ja kalansyöntiin, kuten valaiden sukulinjassa on käynyt. Lihaa syövistä karhuista puolestaan on polveutunut isopanda, joka syö lähes pelkästään bambua.

Norsuilla outo sukukokous

3–5-tonnisten norsujen lähimpiin sukulaisryhmiin kuuluvat 50–500-grammaiset kuonokkaat.

Kuonokkaat, joita ennen sanottiin myös hyppypäästäisiksi tai norsupäästäisiksi, ovat arkoja hyönteissyöjiä, jotka loikkivat kengurumaisesti takajaloillaan. Pitkään niiden uskottiin olevan päästäisten sukulaisia, joilla vain sattuu olemaan norsumainen kärsäntynkä. Nyt on paljastunut, että ne ovat norsun sukulaisia, joilla vain sattuu olemaan päästäismäinen koko.

Norsujen ja kuonokkaiden muutkin läheiset ovat joukkoa, jota ei heti ensimmäiseksi arvaisi kutsua samaan sukukokoukseen. Seireenieläimet eli entiseltä nimeltään merilehmät toivat muinaisille merimiehille mieleen merenneidot, ja nykyisten vähemmän yksinäisten merenkulkijoiden silmissä ne muistuttavat pieniä valaita.

Kultiaisten, tanrekkien ja termiittikaivajien ulkonäöstä kertovat niiden entiset suomenkieliset nimet: kultamyyrät, harjasiilit ja maasiat. Tamaanit taas näyttävät lähinnä ketteriltä ylikokoisilta marsuilta.

Kuitenkin tämä joukko kuuluu yhteen ja muodostaa yhden nisäkkäiden sukupuun vanhimmista itsenäisistä haaroista. Nykylajien keskinäinen erilaisuus johtuu siitä, että ne ovat vain pieni jäänne aiemmasta kukoistuksesta.

Vaikka koko on silmiinpistävä ominaisuus, se muuttuu evoluutiossa melko helposti. Norsujen ja kuonokkaiden lisäksi hyvä esimerkki on kissaeläinten kehittyminen niin leijoniksi kuin useiksi kotikissaa pienemmiksi villikissalajeiksi.

Kasvun tai kutistumisen helppous johtuu siitä, että edellisestä sukupolvesta poikkeavaan kokoon ei tarvita muutoksia kovin monissa geeneissä. Usein ei edes yhdessä geenissä, koska koon harppauksia voi seurata jo pelkästä geeninsäätelyn muutoksesta.

Esimerkiksi raajojen luiden kasvua ohjaavat geenit voivat jälkeläisellä olla aivan samat kuin sen vanhemmilla, mutta jos luiden kasvu jatkuu muuttuneen geeninsäätelyn takia pidempään, jälkeläisestä voi tulla vanhempiinsa verrattuna melkoinen honkkeli.

Helena Telkänranta on eläintieteeseen erikoistunut tutkija, tiedetoimittaja ja tietokirjailija sekä Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Sukupuuta mullistaa dnaNykyinen käsitys nisäkkäiden sukulaisuussuhteista perustuu dna-tutkimuksen nopeaan kehitykseen. Se on tuonut uusia työvälineitä paitsi rikostutkijoille ja lääkäreille myös lajien sukulaisuussuhteita selvittäville biologeille. Juuri he ovat löytäneet meidän lentävät sukulaisemme ja muutenkin myllänneet nisäkkäiden sukupuuta – eivätkä yksinomaan sitä. Uusien menetelmien seurauksena sukulaisiaan ovat joutuneet vaihtamaan monet elolliset olennot bakteereista kasveihin ja eläimiin.

Luut tarjoavat taustatietoa

Aiemmin valtaosa luokittelijoiden salapoliisityöstä perustui eläinlajien luuston, hampaiden ja muun ruumiinrakenteen vertailuun. Aina ei kuitenkaan ole helppo päätellä, osoittaako kahden lajin samanlainen hammasmäärä tai kuonon muoto sukulaisuutta vai ympäristön ja ravinnon samankaltaisuutta.

Lisää luu- ja hammastietoa saadaan muinoin eläneiden eläinten fossiileista. Fossiiliaineisto on kuitenkin täynnä aukkoja, koska eläimen päätyminen fossiiliksi on paljon harvinaisempi tapaus kuin loton päävoitto. Yleensä muut eläimet ja maaperän mikrobit popsivat vainajan viimeistä hiukkasta myöten. Vain sattumien summa, joka yleensä alkaa eläimen peittymisellä esimerkiksi mutavyöryn alle, säilyttää edes yksittäisiä hampaita halki vuosimiljoonien.

Molekyylit tarkentavat vertailut

Evoluution tutkijoiden uusinta työvälinettä, molekyylisystematiikkaa, pidetään luotettavimpana tähänastisena keinona ratkoa eläin-, kasvi- ja muiden eliölajien sukulaisuussuhteita. Se perustuu eri lajien välisten perinnöllisten erojen ja yhtäläisyyksien kartoittamiseen, useimmiten keräämällä niiden dna:sta toisiaan vastaavia osia vertailtaviksi.

Dna-jaksoja voidaan ottaa joko solujen tumasta, missä on suurin osa geeneistä, tai solujen pikkuisista voimalaitoksista mitokondrioista. Mitä useampia dna:n osia verrataan, sitä tarkempi kuva saadaan lajien sukulaisuusasteesta.

Molekyylisystematiikan edistyksestä huolimatta viimeistä sanaa ei ole vielä sanottu. Vaikka nisäkkäiden sukupuu pääpiirteissään näyttää jo selvältä, muutama oksankärki saattaa hyvinkin vielä vaihtaa paikkaa. Jos näin käy, todennäköisimmin seuraava hienosäädön kohde ovat lepakot. Dna:nsa mukaan ne kuuluvat joukkoon, jonka muut jäsenet ovat sorkka-, kavio- ja petoeläimet, muttei tiedetä, mikä näistä on lepakoille lähin.