Kumpi oli ensin, aivot vai leuat? Entä kohtu vai maitorauhaset? Ihmisen anatomia muistuttaa pitkästä evoluutiosta, joka on toisinaan edennyt yllättävässä järjestyksessä. Ja moni osa on yllättävän vanhaa perua.



Julkaistu Tiede -lehdessä 11/2009

Älli on sijainnut päässä alusta asti. Kallon suojaamat aivot ja selän tukirangan suojaama selkäydin oli jo varhaisimmilla tunnetuilla oman pääjaksomme eli selkäjänteisten edustajilla kambrikaudella yli 500 miljoonaa vuotta sitten. Tuolloinen kallo oli tosin nykyistä pehmeämpi, sillä se oli luun sijasta rustoa.


Silmätkin oli jo varhaisimmilla selkäjänteisillä yli 500 miljoonaa vuotta sitten, mutta kolmen näköpigmentin värinäkö on tuoretta perua. Se kehittyi vasta muinaisille ihmisapinoille kymmenien miljoonien viime vuosien aikana.


Haju- ja makuaistimme ovat samaa muinaista sarjaa. Jo varhaisimmilla selkäjänteisillä oli fossiilien anatomiasta päätellen kemikaaliaistin.


Kova luu syntyi alun perin hammaskäyttöön. Muinaisimmat tunnetut luut ovat alkeellisten kalojen hampaita kambrikaudelta 500 miljoonan vuoden takaa eli ajalta, jolloin kaloilla ei vielä ollut muuta kovaa tukirankaa. Niillä ei ollut haukkaavia leukojakaan, mutta hampaille on käyttöä leuattomassa imukuppisuussakin, kuten nykyiset nahkiaiset osoittavat.


Haukkaavat leuat kehittyivät kalojen kiduskaarista siluurikaudella lähes 450 miljoonaa vuotta sitten. Rakenteiden tehtävä ei muuttunut ihan niin paljon kuin kuulostaa, sillä aluksi kiduksia oli käytetty hengityksen ohella ravinnon siivilöintiin. Toki nyt tuli mahdolliseksi hyökkäävämpi elämäntyyli. Saaliin ei enää tarvinnut olla kertanielaisukokoa.


Kätevää, kun etuhampailla voi puraista leipää ja takahampailla jauhaa sen. Eri muodoillaan eri tehtäviin erikoistunut hammaskalusto ilmaantui dinosaurusten jaloissa kirmailleille hiirimäisille alkunisäkkäille noin 150 miljoonaaa vuotta sitten.


Jos sopraanolaulu kuulostaa sinusta hienolta, muista lämmöllä kiduskaaria. Niistä kehittyivät leukojen lisäksi muun muassa välikorvan kolme kuuloluuta Niistä yksi, jalustin, oli saanut tehtävänsä jo yli 350 miljoonaa vuotta sitten, kun kaloista kehittyi maaeläimiä; kuuntelu ilmassa oli erilaista kuin veden sisällä. Kaksi muuta, vasara ja alasin, kuitenkin kehittyivät vasta matelijoiden leukojen osista, jotka siis ovat kiduskaarten perua nekin. Uudet kuuloluut ilmaantuivat nisäkkäiden edeltäjille nisäkäsliskoille permikaudella eli juuri ennen dinosaurusten aikaa, runsaat 250 miljoonaa vuotta sitten. Vasara ja alasin mahdollistivat entistä korkeampien äänten kuulemisen.


Kaula ei ehkä vaikuta kummoiselta keksinnöltä, mutta ei sellaista nähty ennen kuin kalan ja sammakkoeläimen välimuodoilla devonikaudella vajaat 400 miljoonaa vuotta sitten. Kaloilla ei tyypillisesti ole erillistä hartiaa, vaan rintaevät ovat kytköksissä pään luihin.


Eväruodoilla olisi vaikea näpytellä tietokonetta, solmia kengännauhoja tai roikkua liaanissa. Monipuolisesti liikkuva ranteen ja sormien yhdistelmä alkoi kehittyä kalojen ja sammakkoeläinten välimuodoille vajaat 400 miljoonaa vuotta sitten.


Keuhkot kehittyivät, kun kaloista polveutui sammakkoeläimiä noin 400 miljoonaa vuotta sitten.


Lihaksilla sätkivät jo varhaisimmat selkäjänteiset yli 500 miljoonaa vuotta sitten.


Suolikin niillä oli.
Samoin sydän ja verisuonia.
Jonkinlaisia munuaisen esimuotojakin todennäköisesti oli verta suodattamassa, sillä sellaisia on jopa nykyisillä madoilla.


Myös selkänikamien iskunvaimentajina toimivat pehmeät välilevyt muistuttavat runsaan 500 miljoonan vuoden takaisista kantamuodoistamme. Niillä nimittäin oli tukenaan nestepaineen ryhdistämä selkäjänne. Välilevyt ovat rakenteellisesti sitä perua.


Sukupuolirauhaset oli nekin jo yli 500 miljoonan vuoden takaisilla kantamuodoillamme.


Kun iho menee kylmässä kananlihalle, ihokarvoitus yrittää pörhistyä muinaiseen lämmitystehtäväänsä. Karvat kehittyivät matelijoiden ihon keratiinisista lisäkkeistä, suomuista, kuten lintujen höyhenetkin. Karvat kuitenkin kivettyvät niin harvoin, ettei tiedetä, koska eli ensimmäinen karvainen eläin. Ainakin myöhemmin kuin ensimmäiset matelijat, jotka elivät hiilikaudella yli 300 miljoonaa vuotta sitten.


Maitorauhaset ovat nisäkkäille tyypillisiä ihon ja ihonalaiskudoksen rauhasia hiki- ja talirauhasten tavoin. Ne kehittyivät varhaisille nisäkkäille tai ehkä jo nisäkäsliskoille, mutta ajankohtaa ei tiedetä. Joka tapauksessa viimeistään niille nisäkkäille, jotka elivät dinosaurusten aikana yli 180 miljoonaa vuotta sitten. Ainakin jo tuolloin eli nisäkkäisiin kuuluvien nokkaeläinten kantamuotoja, jotka nykylajeista päätellen imettivät poikasiaan. Siihen aikaan poikaset kuoriutuivat vielä munista.


Sikiö kasvaa nisäkkäiden omalaatuiseen tapaan kohdussa sen sijaan, että munisimme munia, kuten valtaosa eläinkunnasta. Kohtu, johon muodostuu sikiötä ruokkiva istukka, kehittyi varhaisille nisäkkäille dinosaurusten aikana, ehkä noin 140 miljoonaa vuotta sitten. Suunnilleen silloin eli istukallisten ja istukattomien nisäkkäiden vanhin yhteinen kantamuoto. Jälkimmäisiä ovat pussieläimet, joiden poikasta ruokkii jo sikiövaiheessa istukkaveren sijasta emon maito, ja nokkaeläimet, jotka munivat munia.


Luinen lantio on yksi syy siihen, että ihmisen synnytystie on niin ahdas. Lantio on kuitenkin välttämätön, sillä ilman tukevaa luuyhteyttä selkärangan ja jalkojen välillä ihminen ei voisi kävellä. Luinen lantio ilmaantui, kun kaloista kehittyi sammakkoeläimiä vajaat 400 miljoonaa vuotta sitten.


Kahdella jalalla tallustivat jo miljoonien vuosien takaiset apinaihmiset. Tapa saattaa olla ihmisapinoilla hyvinkin muinainen ja on todennäköisesti simpanssimaista rystykävelyä vanhempi keksintö, mutta tarkkoja juuria ei tunneta.


Aiheesta lisää:
Esiäiti polski oudossa seurassa, Tiede 5/2008, s. 32-36, tai tiede.fi/arkisto
Löytyi fossiili - ihminen vai apina?, Tiede 8/2008, s. 24-27, tai tiede.fi/arkisto
Richard Dawkins, The ancestor\'s tale. A pilgrimage to the dawn of life (Phoenix 2005)
Neil Shubin, Your inner fish. The amazing discovery of our 375-million-year-old ancestor (Penguin Books 2009)

Suomalaistutkija havaitsi, että maaseudun monimuotoinen luonto saattaa suojata koiria allergialta. Se antaa tukea biodiversiteettihypoteesille.

Kaupunkilaiskoirilla on enemmän allergioita kuin maaseudulla asuvilla. Vähiten allergioita on koirilla, jotka elävät maalla maalaismaiseen tapaan monilapsisessa, muitakin eläimiä omistavassa perheessä ja saavat ulkoilla vapaasti kotipihalla.

Tällaisia asioita koirista Jenni Lehtimäki sai selville väitöstutkimuksessaan, josta Helsingin Sanomat kertoo jutussaan.

Ihmisistä tosin ei samanlaista yhteyttä löytynyt allergioiden ja asuinpaikan väliltä.

Lehtimäki testasi biodiversiteettihypoteesia. Sen mukaan immuunijärjestelmämme häiriintyy ja allergian tapaiset tulehdusperäiset sairaudet lisääntyvät, kun ympäristön monimuotoisuus hupenee ja me altistumme entistä vähemmille luonnon mikrobeille.

Väitöskirja koostui neljästä tutkimuksesta, joista kaksi käsitteli lapsia ja kaksi lemmikkikoiria.

Kummassakaan lapsitutkimuksessa ei löytynyt merkittävää yhteyttä allergioiden ja ihon mikrobien tai luonnon monimuotoisuuden välillä.

Toisin oli lemmikkien laita. Koiranomistajille suunnatun kyslytutkimusken mukaan sairaimpia olivat kaupunkilaiskoirat, joista noin 17 prosentilla oli allergiaa. Maalla osuus oli viitisen prosenttia.

”Kysely osoittaa ensimmäistä kertaa urbaanin ympäristön ja muun nisäkkään kuin ihmisen allergian välisen yhteyden”, Lehtimäki kertoo.

Vielä selvemmän näytön tarjoaa neljäs tutkimus, johon osallistui yhteensä 170 labradorinnoutajaa ja suomenlapinkoiraa.

Se paljasti, että eniten allergioista kärsivät kaupungissa esimerkiksi kerrostalossa asuvat koirat, joilla on ”urbaani elämäntyyli”. Niiden hoidosta vastaa yksi ihminen, joka harrastaa monenlaista ja lenkkeilee paljon koiran kanssa.

Harvinaisimpia allergiat ovat maalaiseen tapaan maalla elävillä koirilla. Niiden iholla on viljalti ympäristöstä peräisin olevia bakteereja.

Lehtimäki ihmettelee, miksi ympäristön ja allergian yhteys tuli ilmi koirilla muttei lapsilla.

”Allergia on monimutkainen sairaus ja ihmiselämä on monimutkaista, mikä saattaa piilottaa ympäristön vaikutuksen”, hän miettii.

Täysin piiloon ihminen ei kuitenkaan jäänyt. Kyselytutkimuksessa paljastui, että jos allergia vaivaa koiraa, omistajakin on todennäköisesti allergikko. Tämä johtuu epäilemättä jostain yhteisestä tekijästä koiran ja omistajan elämäntavoissa tai ympäristössä.

”Maaseutumaisessa ympäristössä koiran ja ihmisen elimistö altistuu mikrobeille, jotka jollakin tavalla tukevat immuunijärjestelmän toimintaa”, Lehtimäki toteaa.

Kysely

Uskotko biodiversiteettihypoteesiin?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.