Siellä ne roikkuvat pässilläkin. Kuva: Wikimedia Commons
Siellä ne roikkuvat pässilläkin. Kuva: Wikimedia Commons

Roikkuvien kivespussien arvoitus sai uuden ratkaisun, kun etologi kiinnostui soutajien siemennestevuodoista.

Siinä ne killuvat. Keinuvat puolelta toiselle vain ohuen nahkapussin suojassa, alttiina potkuille, kolhuille ja pedon hampaille.

Miksei evoluutio ole saanut näin keskeistä ja herkkää elintä mahdutetuksi kehon sisään? Onko sattunut suunnitteluvirhe?

Kysyttäessä monet tutkijat antavat roikkukivesten mysteerille yli sata vuotta vanhan selityksen: ne roikkuvat pysyäkseen viileämpinä. Siittiöiden ihannelämpötila on 4–5 astetta alempi kuin ruumiinlämpö, joten evoluutio joutui pudottamaan kivekset pussiin takajalkojen väliin.

Siittiöitä kuumottaa?

Viilennysväitteen todisteluketju on peräisin Cambridgen yliopiston biologilta Joseph Griffithsiltä.

Griffiths teki vuonna 1890 pienen viillon terrierien vatsanahkaan, tunki niiden kivekset ruumiin sisään ja ompeli viillon kiinni. Kun hän viikon päästä tarkisti tilanteen, kivekset olivat surkastuneet eikä siittiötuotannosta näkynyt merkkiäkään.

Griffiths arveli, että tuotannon hiipuminen johtui liian korkeasta lämpötilasta.

Myöhemmin, 1920-luvulla, Chicagon yliopiston professori Carl Moore esitti, että kivesten humpsahtaminen ruumiin ulkopuolelle tapahtui samoihin aikoihin kuin kehittyivät ensimmäiset tasalämpöiset eläimet: nisäkkäiden ja lintujen kantamuodot ja mahdollisesti jotkin dinosaurukset.

Mooren mukaan siittiöt olivat alun perin sopeutuneet vaihtolämpöisten eläinten viileyteen ja siksi lämmöstä muodostui niille ongelma. Eläimet, jotka pudottivat kivekset pussiin, lisääntyivät tehokkaimmin, ja siitä syystä ominaisuus vakiintui.

Lintujen sisällä pärjäävät

On hämmästyttävää, miten hyvin viileiden kivesten hypoteesi on kestänyt aikaa, sillä monien tutkijoiden mielestä se ei kestä kriittistä tarkastelua. Ei nimittäin ole mitään syytä, miksei evoluutio olisi voinut optimoida siittiötuotantoa korkeampaan lämpötilaan.

Esimerkiksi lintujen kivekset ovat ruumiin sisällä, vaikka niiden ruumiinlämpö on korkeampi kuin nisäkkäillä. Myös norsujen kivekset ovat ruumiin sisällä, vaikka niiden ruumiinlämpö on korkeampi kuin esimerkiksi gorilloilla, joiden kivekset roikkuvat pussissa.

Jotkut tutkijat ovatkin ehdottaneet, etteivät kivekset roiku ulkona siksi, että ne jo alun perin tarvitsivat viileää. Ehkä ne ovat sopeutuneet viileyteen vasta roikkumisaikanaan.

Arvoitus tihenee, kun katsotaan kivesten evoluutiota nisäkkäiden sukupuussa. Joillakin lajeilla kivekset jäävät ruumiin sisään lähelle kasvunsa alkupaikkaa eli munuaisten luo. Joillakin kivekset laskeutuvat vähän matkaa mutta jäävät silti sisäisiksi. Joillakin ne laskeutuvat ihmisistä tuttuun ulkoiseen kivespussiin.

Soutajista vinkki

Jos roikkukivesten mysteeri tuntuu tätä sukupuuta vasten entistä sekavammalta, se ei ole ihme. Tutkijat olisivat saattaneet pähkäillä asiaa vuosikausia, jollei ratkaisu olisi alkanut hahmottua 1990-luvun puolivälissä täysin sattumalta.

Tuolloin Birminghamin yliopiston etologin Michael Chancen silmiin osui sanomalehtiuutinen, jonka mukaan Oxfordin ja Cambridgen yliopistojen soutajien virtsanäytteistä oli soutukilpailun jälkeen havaittu eturauhasen erittämää siemennestettä. Kovassa soutuliikkeessä alavatsaan kohdistunut paine oli puristanut rauhasesta nestettä, ja sitä oli päätynyt virtsaputkeen.

Chance alkoi miettiä, mitä olisi tapahtunut, jos kivekset olisivat olleet ruumiin sisällä. Nehän olisivat voineet vahingoittua. Tämä oivallus johti niin sanottuun laukkateoriaan.

Pomppijat ulkoistivat

Chance jaotteli nisäkkäät ensin kahteen ryhmään sen mukaan, roikkuvatko niiden kivekset ulkona vai eivät, ja katsoi sen jälkeen eläinten liikkumistapaa.
Suuri osa sisäkiveksisistä lajeista liikkuu verkkaisesti ja elää rauhallista elämää.

Norsut, termiittikaivajat ja virtahevot eivät pompi ympäriinsä. Siilit ja myyrätkään eivät punnertele tavalla, joka aiheuttaisi voimakasta painetta alavatsaan.

Sen sijaan monet roikkukiveksiset lajit juoksevat, taistelevat ja hyppivät ja rutistavat vatsalihaksiaan. Sisäkiveksisten merinisäkkäidenkin ainoita ulkokiveksisiä poikkeuksia ovat merinorsujen kaltaiset lajit, joiden koiraat mittelevät rajusti kuivalla maalla.

Chancen teoria on uskottava siksi, että evoluution on vaikea saada aikaan yhtä muutosta ilman jonkin muun muuttumista samalla. Kun kivekset putosivat pussiin ruumiin ulkopuolelle, eläimet vapautuivat juoksemaan, taistelemaan, painimaan ja hyppimään aivan uudella tavalla.

Pomppijat päästivät kiveksensä pussiin. Sen sijaan rauhallisemmille liikkujille ulkona roikkuvat kivekset olivat enemmän haitta kuin hyöty. Jos ne olivat kehittyneet roikkukiveksisistä esimuodoista – kuten monet olivat – ne palauttivat kiveksensä takaisin ruumiin sisään.

Jani Kaaro on vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Edessä tai takana, sisällä tai ulkona

Nisäkkäiden sukupuusta löytyy monenlaisia kivesratkaisuja.

Ihmisten, kissojen, koirien, hevosten ja monien muiden nisäkkäiden kivekset roikkuvat.

Pussieläinten kivekset roikkuvat peniksen edessä, eivät takana.

Norsujen ja termiittikaivajien kivekset pysyvät syntysijoillaan lähellä munuaisia.

Siilien, tapiirien, virtahepojen, valaiden, delfiinien, mursujen ja muurahaiskäpyjen kivekset laskeutuvat vähän matkaa mutta jäävät ruumiin sisään.