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 
Viestejä36476
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
Ihotulosteen anturin voi pestä pois vedellä. Kuva: McAlpine group / University of Minnesota
Ihotulosteen anturin voi pestä pois vedellä. Kuva: McAlpine group / University of Minnesota

”Kätevä kuin Sveitsin armeijan linkkuveitsi”, kehuu tutkija.

Anturi on tulostettu ensi kertaa suoraan iholle 3d-tulostimella. Tällainen tuloste voi esimerkiksi aistia ympäristön kemiallisia aineita.

Tulosteeseen voi liittää aurinkokennot. Valmistajan eli Minnesotan yliopiston mukaan tekniikka sopisi esimerkiksi sotilaille.

”Tulostimen voi ottaa repusta ja printata sillä anturin tai muun elektroniikan suoraan iholle. Tulostin olisi kätevä kuin Sveitsin armeijan linkkuveitsi”, sanoo Minnesotan yliopiston apulaisprofessori Michael McAlpinen PhysOrg-verkkojulkaisussa.

Menetelmän julkaisi Advanced Materials -lehti. Yliopiston video näyttää, kuinka elektroniikka tulostuu iholle.

"Tämän voi tehdä kannettavalla ja kevyellä tulostimella, joka maksaa alle 400 dollaria (330 euroa)”, sanoo McAlpinen.

Tulostin mukautuu käden pieniin liikkeisiin konenäön avulla.

”Vaikka yrittäisi kuinka pitää kättä paikallaan, käsi liikkuu hieman. Kädet ovat muutenkin erilaisia”, sanoo McAlpinen.

Konenäkö seuraa käden liikkeitä pienten merkkipisteiden avulla. Tulostukseen laite käyttää mustetta, joka on valmistettu hopeahiutaleista. Se kovettuu huoneenlämmössä. Yleensä 3d-tulosteet täytyy kovettaa korkeissa lämpötiloissa.

Kun haluaa tulosteen pois kädestään, voi sen irrottaa pinseteillä tai huuhtoa pois vedellä.

Arkielämässä iholle printattavalla biotulosteella voisi hoitaa haavaa. Tutkijat ovat jo kokeilleet haavan hoitoa hiirillä.

Myös ihonsiirto voisi onnistua. Joskus iholle ehkä tulostuu ”biomustetta”. Musteessa on uusia ihosoluja, jotka korvaavat sairaan ihon.

Tietoisuus ei ole vakaa tila vaan vaihtelee alati. Se tarjoaa tilaisuuksia oudoille aistimuksille. Kuva: iStock

Muinaisen kalliotaiteen kuvajaiset tuotti muuntunut tietoisuus. Se syntyy meidänkin aivoissamme.

Kalliotaidetta tehtiin kaikilla asutuilla mantereilla kymmeniätuhansia vuosia. Suomestakin sitä tunnetaan yli viidentuhannen vuoden takaa.

Jos olet joskus katsellut kuvia näistä maalauksista tai uurroksista, olet varmaan pannut merkille, kuinka samankaltaisia ne ovat maailman eri puolilla.

Kaikkialla kiveen on laadittu ristikoita, siksakkeja, aaltoviivoja, täpliä, kaaria ja spiraaleja. Yhtä lailla yleismaailmallisia ovat eläimet, ja joka puolella on kuvattu paljon myös ihmisiä.

Ihmisissä huomiota kiinnittää yhtäläinen kahtalaisuus. Osa toimittaa selvästi arkisia askareita, osa kokee jotain yliluonnollista. Heillä saattaa olla linnun pää, peuran sarvet tai leijonan häntä.

Menneisyytemme tutkijoilla on selitys samankaltaisuuteen. Se löytyy aivoistamme.

Tietoisuus on universaali

Tietoisuuden syvintä olemusta etsitään yhä, mutta yksi asia näyttää selvältä: aivomme tuottavat kaikille yhteistä tajunnan sisältöä.

Esihistoriallista ihmismieltä tutkiva Steven Mithen laskee, että universaali tietoisuus syntyi noin 50 000–60 000 vuotta sitten, samoihin aikoihin, kun meidän nykyisten ihmisten esivanhemmat purkautuivat Afrikasta maailmalle. Silloin aivorakenteissa tapahtui muutoksia, jotka mahdollistivat uudet kollektiiviset innovaatiot.

Kalliotaiteessa tämä näkyy aiheiden samanlaisuutena.

Yhteiset sisällöt syntyvät muuntuneessa tietoisuuden tilassa, jossa aivot tuottavat kuvia ihan itsestään, ilman visuaalisia ärsykkeitä. Tutkijat kutsuvat sisäsyntyisiä aistimuksia entoptisiksi kuviksi, mutta he eivät osaa vielä sanoa, miten aivot niitä tarkkaan ottaen tekevät. Se tiedetään, että havainnot etenevät vaiheissa abstrakteista kuvioista hallusinaatioihin ja että aivot ovat mukana laajalti.

Kuka vain voi kokea

Myös se on käynyt tutkimuksissa ilmi, että entoptisia havaintoja voi syntyä kenen tahansa päässä.

Tilaisuuksia tarjoaa tietoisuuden häilyvyys. Tajuntamme ei näet ole vakaa vaan vaihtelee tilasta toiseen. Erityisen altis harha-aistimuksille tietoisuus on silloin, kun se on kääntynyt sisäänpäin, itseen.

Entisaikain samaanit näkivät oman kulttuurinsa pyhiä ja pahoja, me voimme nähdä enkelin, kuolleen omaisen tai hirviön. Yhdysvaltalaistutkimuksen mukaan yliluonnolliset aistimukset ovat yleisiä. Sellaisen on kokenut joka toinen maailman ihminen.

 

Lue lisää

Huhtikuun Tiede-lehdessä on pitkä artikkeli, jossa kalliotaidetta tutkiva psykologi Mauno Niskanen valaisee universaalin tietoisuuden ja entoptisten aistimusten syntyä.

Jos aihe kiinnostaa, käy ostamassa paperilehti tai iPad-digilehti.

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea artikkelin kirjautumalla tilaajatunnuksillasi Digilehdet-palveluun.

Ellet ole vielä aktivoinut digilukuominaisuutta, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.

Ellet ole tilaaja, voit hyödyntää maksutonta tutustumistilausta, joka tarjoaa neljän viikon lukuoikeuden Tiede-lehden artikkeleihin.

Pääset tekemään tilauksen klikkaamalla tätä artikkelilinkkiä.