Marmorirapu levisi akvaariosta valloittajaksi. Kuva: Sina Tönges
Marmorirapu levisi akvaariosta valloittajaksi. Kuva: Sina Tönges

Kaikki marmoriravut ovat naaraspuolisia klooneja, ja yksikin yksilö pystyy panemaan alulle uuden populaation.

Eräässä akvaariossa sattui onnettomuus. Sen jälkeen kymmenjalkainen, vain naaraista koostuva mutanttilaji alkoi vallata maailman makeita vesiä. Reilussa vuosikymmenessä otus kloonasi itsensä lukemattomiksi kopioiksi, jotka levittäytyivät läpi Euroopan ja Afrikan.

Tämä kuulostaa kauhuelokuvan juonelta. Se on kuitenkin todennäköisesti tosi tarina marmoriravusta, Procambarus virginalis, joka on muuttunut lemmikistä vahingolliseksi vieraslajiksi. Tapahtumien kulku on selostettu Science-lehdessä.

Viisi vuotta sitten molekyyligeneetikko Frank Lyko Saksan syöpätutkimuskeskuksesta Heidelbergistä kiinnostui marmoriravusta. Se on aika hiljattain vaihtanut lisääntymistapansa suvullisesta partenogeneettiseksi eli neitseelliseksi.

Nykyisin lajin kaikki yksilöt ovat naaraita ja synnyttävät uusia yksilöitä kloonautumalla.

Lyko näki tässä prosessin, joka muistuttaa tavallisten solujen muuttumista loputtomasti monistautuviksi syöpäsoluiksi. Niinpä epigenetiikan ja syövän tutkija ryhtyi selvittämään marmoriravun perimää. Hän aikoo käyttää saamiaan tietoja siihen, että rakentaa mallin syöpäkasvaimen varhaisesta kehittymisestä.

Lyko ja hänen kollegansa hankkivat 11 marmorirapua eri puolilta maailmaa ja lukivat niiden genomit. Lisäksi he tutkivat erityisen tarkasti yhtä monen madagascarilaisen marmoriravun geenejä. Perimän kuvauksen julkaisi Nature Ecology & Evolution.

Marmoriravulla on 21 000 geeniä kuten ihmiselläkin. Toisin kuin useimmilla muilla eläimillä, sen soluissa on kahden kromosomiston sijaan kolme 92 kromosomin sarjaa.

Kaksi sarjoista on lähes identtisiä, mutta kolmas poikkeaa muista. Niin samanlaiset kuin erilainen kromosomisto ovat kuitenkin versioita, jotka ovat peräisin mutantin Procambarus fallax -lajiin kuuluvilta vanhemmilta.

Lykon ryhmä hahmotteli, millainen onneton sattuma jossain maailman akvaariossa sai aikaan mutantin. Kaksi Procambarus fallax -rapua eri puolilta maapalloa päätyi samaan lasiastiaan. Toisella täytyi olla epänormaali sukusolu, jossa oli kaksi kopiota kromosomeista lisääntymissoluissa tavallisen yhden sarjan sijaan.

Liitosta syntyi uusi laji. Yleensä uuden lajin kehittyminen vie pitkän ajan. Tällä kertaa se tapahtui hetkessä. Se on harvinaista eläimillä mutta ei kasveilla.

Selvä merkki lajiutumisesta on se, että P. fallax -lajin urokset eivät enää kykene hedelmöittämään marmoriravun mätimunia. Tämä paljastui bioRxiv-verkkojulkaisussa vuonna 2015 ilmestyneessä tutkimuksessa.

Koska naarasmutanttien naaraspuoliset jälkeläiset ovat kookkaita, vahvoja ja tuotteliaita, ne syrjäyttivät heikommat ravut.

Evoluutiobiologi Gerhard Scholtz Humboldt -yliopistosta Berliinistä on seurannut marmoriravun nopeaa levittäytymistä. Hänen mukaansa eri puolilta Eurooppaa ja Afrikkaa pyydettyjen yksilöiden dna-analyysit osoittavat, että kaikki marmoriravut ovat samanlaisia klooneja.

Tutkijat ajoittivat tuhoisan parittelun vuotta 1995 edeltävälle ajalle. Silloin saksalaiset lemmikkieläinkauppiaat tunnistivat ensimmäiset isot kloonit. Niitä pidettiin P. fallax -lajin muunnoksina tai alalajeina, ja niistä tuli nopeasti suosittuja erikoisuuksia kotiakvaarioissa.

Jostain ne sitten livahtivat luontoon. Se käy helposti, koska vastakuoriutuneet, pienet ja läpikuultavat poikaset voivat huomaamatta ajautua lappoputkeen, kun akvaarion vettä vaihdetaan.

Marmorirapu viihtyy lämpötilaltaan ja happamuudeltaan erilaisissa vesissä. Laji lisääntyy ja kasvaa parhaiten 18–25-asteisessa vedessä, mutta se selviää elossa paljon kylmemmässä. Siitä on havaintoja jopa lammikoista, jotka jäätyvät talvisin.

Se ei kaikkoa saastuneistakaan lutakoista. Se syö Lykon sanoin ”mitä vain”: mätiä lehtiä, etanoita, kalanpoikasia, pieniä kaloja ja hyönteisiä.

Tavallisesti kloonien menestymisen mahdollisuuksia pidetään heikkoina, koska niiltä puuttuu perinnöllisen vaihtelun antama kyky sopeutua uusiin tilanteisiin. Marmoriravun voittokulku viittaa siihen, ettei näin aina ole.

Lajin kolme kromosomisarjaa saattaa antaa sille kylliksi geneettistä vaihtelua, jonka avulla se onnistuu asettumaan monenlaisiin paikkoihin.

Partenogeneettinen laji saa etua siitä, että yksikin klooni pystyy panemaan alulle kokonaisen populaation. Marmorirapu saavuttaa sukukypsyyden noin neljän kuukauden iässä. Munien kehitys poikasiksi vie vain pari viikkoa.

Madagascarilla on lajille niin suotuisat olot, että sen menestys uhkaa tappaa sukupuuttoon seitsemän paikallista rapulajia.

Marmorirapu saattaa kantaa rapuruttoa. Leväsienen aiheuttama tauti on romahduttanut alkuperäiset jokirapukannat miltei koko Euroopassa. Se sairastuttaa täplärapujakin, kun nämä ovat stressaantuneita.

Marmorirapua on tavattu luonnonvesissä jo ainakin Ruotsissa, Saksassa, Italiassa, Hollannissa, Slovakiassa ja Japanissa. Biologi Zen Faulkes Texasin yliopistosta pitää nettisuillaan karttaa lajin levinneisyydestä.

Suomessa marmorirapua on aiemmin myyty eläinkaupoissa. Nykyisin EU luokittelee sen haitalliseksi vieraslajiksi, jonka maahantuonti, kasvatus, myynti, hallussapito ja ympäristöön päästäminen on kiellettyä.

jussipussi
Seuraa 
Viestejä40689
Liittynyt6.12.2009

Mutanttirapu leviää maailman vesiin kuin syöpä

Käyttäjä4499 kirjoitti: Hurjaa. Tulee mieleen korealaiset, joilla taitaa olla suppea geenipooli... erittäin suppea... mutta he eivät sentään leviä kuin syöpä. Miksi suomalaiset ei tule mieleen? ” Harvardin huippututkija valitsi työpaikaksi Helsingin – Suomi on sairauksia aiheuttavien geenien etsijälle aarreaitta Mark Daly aikoo tehdä Helsingistä perimän tutkimuksen piilaakson. ...SUOMESSA on ihmisen perimän tutkimukseen loistavat mah­dollisuudet. Samanlaisia ei ole muualla.” Suomi on...
Lue kommentti

Luonnonolojen synnyttämät kulttuurikuplat eriyttivät Suomen murteet, ehdottaa tutkimusryhmä.

Maamme murrejako on syntynyt osaksi luonnonolojen vaikutuksesta, ehdottaa ryhmä kielitieteen ja biologian tutkijoita Turun ja Tampereen yliopistoista.

Varhaiset suomalaiset ovat kehittäneet toistaan eroavia tapoja sopeutua paikallisiin oloihin ja hankkia niistä elantonsa. Tutkijoiden hypoteesin mukaan esimerkiksi erilaiset tavat viljellä maata ovat johtaneet yhteisöjen eriytymiseen, niin että myös niiden kielet erkaantuvat.

Tämä tuottaa murteita ja myöhemmin jopa kokonaisia uusia kieliä.

”Mekanismi voisi olla se, että jos ympäristön erot ovat suuria, ihmiset eivät ole niin paljon tekemisissä kuin, jos he elävät samanlaisissa ympäristöoloissa. Myös muuttoliike on voinut muotoutua luonnonolojen mukaan ”, selittää evoluutiobiologian tutkija Terhi Honkola Turun yliopistosta Helsingin Sanomien jutussa.

Ryhmien väliset kontaktit ja kommunikaatio saattavat ylläpitää yhteisöjen samankaltaisuutta ja pienentää murre-eroja.

Voisi helposti luulla, että maantieteellinen läheisyys lähentää puheenparsia.

Yllättävä havainto ryhmän tutkimuksessa kuitenkin oli, että koko Suomen murrejaossa maantieteellisellä etäisyydellä ei ole juuri mitään tekemistä sen kanssa, miten erilaisia murteet ovat.

Vierekkäisiin murrealueisiin kuuluvat voivat puhua hyvin erilaista murretta. Toisaalta samanlaista murretta voivat puhua ihmiset, jotka elävät eri puolilla maata.

Jyrkkä murreraja kulkee esimerkiksi Etelä-Pohjanmaan murteen ja niin sanotun savolaiskiilan välissä, vaikka puhujat elävät vieretysten.

Tilaisuuden levittäytymiseen antoi se, että savolaisten harjoittama kaskiviljely mahdollisti siirtymisen uusille asuinalueille helpommin kuin lännessä harjoitettu peltoviljely. Kaskiviljelijät raivasivat ja lannoittivat pellon polttamalla metsän.

”Ihmisten kulttuuri on vaikuttanut siihen, millaisille alueille he ovat olleet valmiita siirtymään”, selittää suomen kielen yliopistonlehtori Unni-Päivä Leino Tampereen yliopistosta.

Kaskenpoltto on tutkijoiden mukaan yksi mahdollinen tekijä, joka selittää ajan oloon kehittynyttä jakoa itä- ja länsimurteisiin.

Kaskeamista harjoitettiin niin lännessä kuin idässä. Kuitenkin lännessä lähinnä raivattiin peltoja lehtimetsistä ja siirryttiin pian pysyvien peltojen viljelyyn.

Itä-Suomessa sen sijaan kaskenpoltto jatkui kauemmin. Läntiset viljelytekniikat eivät välttämättä sopineet sikäläisiin oloihin. Viljelty kaskiruis ja kaskeamisen menetelmät tuotiin idästä, sillä ne soveltuivat paremmin Itä-Suomen vaikeampaan maastoon.

Itä- ja länsimurteiden lisäksi kolmas suuri kupla löytyy pohjoisesta. Myös pohjoiset murteet on saattanut erottaa omaksi ryhmäkseen elinkeinojen erilaisuus. Karjatalous, metsästys ja kalastus soveltuivat Pohjois-Suomen oloihin paremmin kuin peltoviljely.

Murrerajan pohjoispuolella Keski- ja Pohjois-Pohjanmaan murteet ovat sanastoltaan lähellä Kainuun murretta.

”Vaikka Kainuun alkujaan asuttivat savolaiset, kontakteja rannikolle on ollut turkis- ja tervakaupan vuoksi niin paljon, että ne ovat lähentäneet näitä murteita toisiinsa”, Leino sanoo.

Kysely

Puhutko itäistä, läntistä vai pohjoista murretta?

Soikea ja litteä Dickinsonia katsotaan nyt kuuluvaksi eläinkuntaan. Kuva: Ilja Bobrovski/Australian National University
Soikea ja litteä Dickinsonia katsotaan nyt kuuluvaksi eläinkuntaan. Kuva: Ilja Bobrovski/Australian National University

Vienanmeren rannalta löytyneestä fossiilista paljastui eläimellisiä piirteitä.

Maailman varhaisin tunnettu eläin on nyt soikea ja litteä otus. Sen fossiilista paljastui kolesterolin ja muiden rasvojen jäänteitä, ja rasva on eläimen tunnusmerkki, tutkijat toteavat tiedotteessa.

Dickinsonia eli noin 558 miljoonaa vuotta sitten. Otus oli ensimmäisiä monisoluisia eliöitä.

Nämä muinaiset eliöt ovat olleet paleontologian suuria arvoituksia. Ediacarakauden oliot ovat Science-lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan ylipäätään niin merkillisiä, että niitä voisi pitää toiselta planeetalta tulleina.

Australialaisen Australian National Universityn video näyttää, miten fossiili löytyi ja miltä Dickinsonia ehkä näytti meressä uidessaan.

Dickinsoniat on luokiteltu vuosikymmenien aikana tutkijasta riippuen jäkäliksi, sieniksi, alkueläimiksi tai jopa jonkinlaiseksi kasvien ja eläinten välivaiheeksi. Tai evoluution umpikujaksi.

Nyt ne nousivat eläinkuntaan, kun tutkijat tarkastelivat luoteiselta Venäjältä Vienanmeren rannikolta löytynyttä fossiilia.

Siitä löytyi runsaasti kolesterolimolekyylejä, hyvin paljon enemmän kuin kerrostumista fossiilin ympärillä. Fossiili koostui suureksi osaksi rasvan jäänteistä.

Otus tarvitsi kolesterolia solukalvoihin, australialainen tutkija John Brocks kertoo New Scientistist -lehdessä. Dickinsonialla ei ole havaittu tukirankaa, joten sen keho oli ilmeisesti pehmeä.

Dickinsoniat kasvoivat jopa 1,4-metrisiksi, joskin löydettyjen yksilöiden koko on vaihdellut suuresti. Nyt voidaan sanoa, että suuria eläimiä eli runsaasti jo miljoonia vuosia aikaisemmin kuin on tähän asti arvioitu.

Ediacarakauden jälkeen kambrikaudella eläinkunta monipuolistui suorastaan räjähdyksenomaisesti.

Dickinsonian fossiileja löytyi ensi kerran Australiassa runsaat 70 vuotta sitten. Se paljastui eläimeksi vasta nyt, kun tutkija Ilja Bobrovski tutki hiekkakivestä löytyneen fossiilin ainesosia eikä rakenteita.

Australiasta löytyneet Dickinsoniat ovat kärsineet kovasta kuumuudesta ja eroosiosta. Tarvittiin fossiileja, joissa elollisen jäännökset olisivat säilyneet paremmin.

Bobrovski lensi helikopterilla Vienanmeren rannalle ”karhujen ja hyttysten maille”. Hän kuvailee roikkuneensa jyrkänteellä kymmenien metrien korkeudessa ja hakanneensa hiekkakivestä kappaleita löytääkseen haluamansa fossiilit.