Kekomuurahaiset rakentavat koko heimonsa komeimmat pesät, joista suurimpiin mahtuu  miljoona asukasta. Unni Pulliainen ja Heikki Helanterä tutkivat kekoa Tvärminnen eläintieteellisen aseman lähistöllä. Kuva: Sami Kilpiö
Kekomuurahaiset rakentavat koko heimonsa komeimmat pesät, joista suurimpiin mahtuu miljoona asukasta. Unni Pulliainen ja Heikki Helanterä tutkivat kekoa Tvärminnen eläintieteellisen aseman lähistöllä. Kuva: Sami Kilpiö
Työläisten tärkeä tehtävä on pitää huolta pesän jälkeläisistä. Valkoiset pullerot ovat toukkia, paperimaiset pötköt koteloita, joista muutaman viikon päästä kuoriutuu aikuinen muurahainen. Kuva: Sami Kilpiö
Työläisten tärkeä tehtävä on pitää huolta pesän jälkeläisistä. Valkoiset pullerot ovat toukkia, paperimaiset pötköt koteloita, joista muutaman viikon päästä kuoriutuu aikuinen muurahainen. Kuva: Sami Kilpiö
Heikki Helanterä ja Unni Pulliainen tarkastelevat koeasetelmiaan. Tekopesissä punaisen muovin alla muurahaiset luulevat, että on pimeää, ja touhuavat omiaan. Kuva: Sami Kilpiö
Heikki Helanterä ja Unni Pulliainen tarkastelevat koeasetelmiaan. Tekopesissä punaisen muovin alla muurahaiset luulevat, että on pimeää, ja touhuavat omiaan. Kuva: Sami Kilpiö

Kekojen ja kantojen kuhinaa on seurattu liki 30 vuotta.

Huoneessa leijuu pistävä lemu. Harva tunnistaa hajun, mutta jos sen lähdettä saisi maistaa, moni muistaisi elämyksen lapsuuden kesiltä. Piti kuoria ohut oksa, työntää se muurahaispesään ja antaa maustua hetki. Sitten sitä kuului vetää hitaasti huulten välissä ja nauttia, kun kirpeys kutitteli suuta.

Pikantti maku tulee muurahaishaposta, jonka avulla muurahaiset puolustautuvat. Paljain silmin voi nähdä, kuinka hyönteinen istuu kippurassa takaruumiinsa päällä ja tähtää vihollista. Tämä saa päälleen väritöntä, kirvelevää nestettä.

Tymäkästi hajustettu tila on Helsingin yliopiston eläintieteellisellä asemalla Tvärminnessä, joka taas sijaitsee Hankoniemen kantapään kohdalla.

Pöydillä on parhaillaan kahden myrmekologin eli muurahaistutkijan koeasetelmat: tuhansia loviniskamuurahaisia, kekomuurahaisia ja mustamuurahaisia kipsistä valmistetuissa, lokeroihin jaotelluissa ja läpinäkyvällä punaisella kalvolla peitetyissä laatikoissa. Koska muurahaiset eivät näe punaista, tekopesässä on niiden mielestä yhtä pimeää kuin oikeassa.

Sisäsiittoisuus heikentää

Myrmekologian ryhmä on toiminut Tvärminnessä 1980-luvulta asti. Sen ansiosta lähisaarten muurahaisyhteiskunnat kuuluvat paitsi Suomen koko maailman parhaiten tunnettuihin. Professori Liselotte Sundström on seurannut populaatiota 26 vuotta. Aika vastaa muurahaiskuningattaren elinikää, joka voi olla 30 vuotta.

Kuningattaret pysyttelevät yleensä omalla saarellaan. Tutkimuksen aineistoon on kuulunut 197 kuningatarta, ja niistä vain 18 nuorta on häälennollaan siirtynyt pois synnyinsaareltaan pesän paikkaa etsiessään. Koiraat ovat liikkuneet pikkuisen enemmän: 202 tarkkaillusta yksilöstä 46 on muuttanut saaresta toiseen.

Saaren vaihtajat ovat yhteiskuntiensa kaukomatkaajia. Suurin osa muurahaisista ei levittäydy naapurustoa, alle sataa metriä, kauemmaksi.

Yhteiskuntien sisäsiittoisuus on lisääntynyt runsaassa parissakymmenessä vuodessa. Sundströmin mukaan tämä heikentää pesien elinkelpoisuutta monella tavalla: Kuningatar onnistuu entistä harvemmin uuden pesän perustamisessa. Pesät elävät aiempaa lyhyemmän ajan ja tuottavat etenkin uusia kuningattaria vähemmän kuin ennen. Lisäksi koiraat syntyvät aiempaa pienempinä ja työläisten immuunivaste on tavallista heikompi.

Lentää vai jäädä

Dosentti Heikki Helanterä on kiinnostunut muurahaisten sosiaalisuudesta. Parhaillaan hän tutkii, miten kuningattaret käyttäytyvät pesissä, joissa niitä on monia. Miljoonan työläisen keossa kuningattaria voi olla jopa tuhat.

Kilpailevatko kuningattaret keskenään vai tekevätkö yhteistyötä? Saako toisten kuninkaallisten läsnäolo ne munimaan enemmän vai vähemmän? Yrittävätkö ne vaikuttaa kemiallisesti toistensa lisääntymiseen?

Juuri hänen muurahaisensa ruiskuttavat happoaan eläintieteellisen aseman kipsipesissä. Hänen kokeissaan kuningattarien pinnasta uutetaan hajuja, lisätään niitä pesään ja seurataan, mitä tapahtuu. Hajut ovat feromoneja, joiden avulla kuningattaret kommunikoivat keskenään ja työläisten kanssa. Helanterä vasta analysoi tuloksia, mutta jotain vipinää hajut kyllä saavat kuningattarissa aikaan. 

Monen kuningattaren pesissä osa kuningattarista ei lähde häälennolle, vaan jää pesään. Siellä ne parittelevat yhteiskunnan omien tai muualta lentäneiden koiraiden kanssa.

Väitöskirjantekijä Sanja Hakala pyrkii selvittämään, mitkä tekijät laukaisevat tällaisen käyttäytymisen. Pesässä pysyminen on kaksipiippuinen juttu: nuori kuningatar välttyy levittäytymisen ja parittelulennon riskeiltä, mutta saattaa joutua kovaan kilpailuun ja selkkauksiin kotioloissa.

Geenit eri tahdissa

Helanterällä on meneillään myös geneettinen tutkimus siitä, miten eri lailla kuningattaren ja työläisen geenit toimivat. Molemmat ovat naaraita, sillä koiraat ehtivät lyhyen elämänsä aikana kokea vain yhden kevään. Ne lentävät kerran, parittelevat kuningattaren kanssa ja kuolevat pois.

”Koska geenit ovat samat, täytyy niiden toiminnassa olla eroa. Tämä on kuitenkin monimutkainen asia. Sellaisia geenejä ei löydy, jotka olisivat aina jommassakummassa päällä ja toisessa käyttämättä. Ei siis voi sanoa, että nämä geenit tekevät työläisestä työläisen ja nämä kuningattaresta kuningattaren”, Helanterä selittää.

”Ei näytä hedelmälliseltä etsiä yksittäisiä geenejä. Niitä on tarkasteltava kokonaisuutena, jotta toiminnasta saa jotain tolkkua.”

”Geenit toimivat verkostoina, ja niiden toiminta on tilannesidonnaista, esimerkiksi ikä vaikuttaa siihen. Nuorilla kuningattarilla ja vastakuoriutuneilla työläisillä ovat aivan eri geenit aktiivisia kuin vuoden vanhoilla.”

Vieraat toukat syödään

Väitöskirjatutkija Unni Pulliainen tutkii, miten muurahaiset tunnistavat jälkeläiset. Koko yhteiskunnan toiminnan kannalta on tärkeää, että kaikki tietävät, mitkä munat, toukat ja kotelot ovat oman pesän jälkikasvua.

”Jos loiskuningatar tunkeutuu pesään ja alkaa munia, pesä voi puolustautua syömällä vieraat jälkeläiset.”

Loiskuningattariksi yrittäjiä on paljon, mutta ilmeisesti suuri osa niistä epäonnistuu. Onnistujiakin toki riittää, sillä joillain kekomuurahaisilla loisiminen on ensisijainen tapa perustaa uusi pesä.

Jotenkin jopa toukat tuntuvat osaavan erottaa vieraat. Tähän viittaa se, että ne käyttäytyvät eri lailla oman kuningattaren ja loiskuningattaren munia kohtaan. Miten toukat sen tekevät, ei tiedetä.

Aikuiset muurahaiset tunnistavat kotipesänsä asukkaat hajusta, mutta toukilla ei ole tuntosarvia, joissa muurahaisen haju- ja makuaistin yhdistelmä sijaitsee. Ehkä hajureseptorit sijaitsevat muualla kehossa, kuten joidenkin muiden hyönteisten toukilla.

Ekosysteemien avainlajeja

Pulliainen saa muurahaistoukkien touhut kuulostamaan kiinnostavilta, vaikka maallikon mielestä ne vain olla möllöttävät. Pitää ajatella isosti, että ymmärtää niiden merkityksen. Noin kuukaudessa niistä tulee täysikasvuisia muurahaisia, ja muurahaiset kuuluvat niin sanottuihin avainlajeihin, koko ekosysteemin kannalta elintärkeisiin eliöihin.

Ne esimerkiksi kierrättävät ravinteita tehokkaasti, koska kuljettavat pesiinsä niin paljon maatuvia aineksia. Ne myös levittävät kasvien siemeniä ja toimivat pölyttäjinä. Ne ovat petoja, jotka syövät muita, ja saaliita, joita muut syövät.

Pohjoisella havumetsävyöhykkeellä muurahaiset muodostavat noin kymmenen prosenttia eläinbiomassasta, tropiikissa jopa 20, sanoo Liselotte Sundström.

Täällä meillä kekomuurahaisten keot ovat myös monen muun lajin asuinsijoja, koska lämpötila ja kosteus pysyvät niissä tasaisina. Pesissä majailee kuoriaisia, kastematoja, lyhytsiipisiä sekä kärpästen ja sinisiipiperhosten toukkia. Sinisiivet käyttävät muurahaisia hävyttömästi hyväkseen. Muurahaiset kantavat pesäänsä perhosentoukat, jotka alkavat syödä suihinsa muurahaisten toukkia.

 

Lue lisää

Heinäkuun 2016 Tiede-lehdessä on laaja artikkeli, jossa luontoon erikoistunut tiedetoimittaja Arja Kivipelto esittelee kaiken maailman muurahaisia ja niiden merkillisiä tapoja.

Jos aihe kiinnostaa, käy ostamassa painettu lehti tai iPad-digilehti.

Jos olet tilaaja, voit lukea artikkelin tilaajatunnuksillasi alla olevasta linkistä. Ellet ole vielä aktivoinut tunnuksiasi, löydät ohjeet täältä.

Planeetta imee 99 prosenttia siihen osuvasta valosta.

Tähtitieteilijät ovat löytäneet planeetan, joka on kuin itse pimeys. Kaukana Leijonan tähdistössä omaa tähteään kiertävä Jupiterin kokoinen Wasp-104b imee jopa 99 prosenttia siihen osuvasta valosta.

Tutkijat kirjoittavat arXiv-esijulkaisupalveluun ladatussa artikkelissaan, että Wasp-104b on ”mustempi kuin hiili”.

Wasp-104b on Jupiterin massainen kaasujättiläinen. Se kiertää emotähteään erittäin lähellä, lähempänä kuin Merkurius kiertää meidän Aurinkoamme. Planeetta tekee täyden kierroksen tähtensä ympäri alle kahdessa vuorokaudessa.

Tällaista tähden lähellä kiertävää kaasuplaneettaa kutsutaan kuumaksi jupiteriksi. Tähden säteily lämmittää planeettaa jopa tuhansiin asteisiin, mikä estää muun muassa pilvien muodostumisen planeetan päiväpuolelle.

Wasp-104b on lisäksi vuorovesilukittunut tähteensä, eli aina sama puoli planeetasta on tähteen päin. Toisella puolella vallitsee ikuinen yö.

Äärimmäisen musta väri johtuu siitä, että valoa heijastavia pilviä ei pääse muodostumaan. Sen sijaan planeetan kaasukehässä on kaliumia ja natriumia, jotka imevät valoa.

Tummuus ei estä meitä havaitsemasta planeettaa. Tämäkin planeetta löydettiin tarkastelemalla varjoa, joka muodostuu kun planeetta kulkee meistä katsoen tähtensä editse.

”Tähän asti tunnetuista mustista planeetoista sanoisin, että tämä menee top viiteen. Ehkä top kolmoseen”, pohtii tutkimusta johtanut astrofyysikko, tohtoriopiskelija Teo Mocnik englantilaisesta Keelen yliopistosta New Scientist -lehdessä.

Wasp-104b ei ole siis ainoa laatuaan. Tällaisia pikimustia planeettoja tunnetaan muutama muukin. Tummin kaikista on vuonna 2011 löydetty TrES-2b, joka heijastaa vain 0,1 prosenttia siihen osuvasta valosta. Sen kaasukehässä on muun muassa titaanioksidia valoa imemässä.

Toinen kiintoisa musta jättiläinen on Hat-p-7b. Sen yöpuolella sataa rubiineja ja safiireita, kun planeetan kaasukehässä oleva alumiinioksidi tiivistyy mineraalikiteiksi eli korundeiksi.

Vaikka nämä planeetat heijastavat äärimmäisen vähän valoa, on hieman harhaanjohtavaa verrata niitä hiileen, huomauttaa astrofysiikan professori Adam Burrows Princetonin yliopistosta. Ne eivät näyttäydy aivan pikimustina, vaan mitä luultavimmin Wasp-104b on hyvin tumman purppuran värinen. TrES-2b puolestaan on niin kuuma, että se hohtaa heikosti punaisena, kuin kekäle.

Planeetat löydettiin Kepler-avaruusteleskoopin avulla. Aurinkoa kiertävä Kepler-teleskooppi on tähän mennessä havainnut jo yli 2300 planeettaa muiden tähtien ympäriltä.

Kivikautisessa naudankallossa on reikä, jonka kuva näyttää sen sekä otsaluun ulko- että sisäpuolelta. Janan pituus vastaa kymmentä senttimetriä. Kuva: Fernando Ramirez Rozzi
Kivikautisessa naudankallossa on reikä, jonka kuva näyttää sen sekä otsaluun ulko- että sisäpuolelta. Janan pituus vastaa kymmentä senttimetriä. Kuva: Fernando Ramirez Rozzi

Länsi-Ranskasta löydetyssä yli 5 000 vuotta vanhassa lehmän kallossa oleva reikä on mitä todennäköisimmin porattu tarkoituksella.

Kallonporaus on ikivanha toimenpide. Esimerkiksi migreenin ja epilepsian uskottiin aiheutuvan pään sisällä mekastavista pahoista hengistä, ja kun kalloon porattiin tai raaputettiin reikä, nämä pirut pääsivät liihottelemaan matkoihinsa.

Arkeologinen todistusaineisto osoittaa, että ihmiset porasivat reikiä toistensa päihin jo yli 8 000 vuotta sitten. Toimenpiteestä jopa selvittiin hengissä jo kivikaudella.

Useassa vanhassa kallossa näkyy, että porausreikä on luutunut umpeen. Potilas on siis elänyt ainakin jonkin aikaa toimenpiteen jälkeen.

Nyt Ranskasta löydetty yli 5 000 vuotta vanha lehmän kallo viittaa siihen, että ihmiset ovat kenties harjoitelleet operaatiota eläimillä. Lehmän kallossa on ammottava reikä, jonka ympärillä on selvästi samanlaisia raapimisjälkiä kuin porauksen läpikäyneiden ihmisten päässä.

Atlantin rannalla Länsi-Ranskassa on muinoin ollut kivikautista asutusta, ja lehmän kallo kaivettiin siellä esille jo 1970–1980-luvun kaivauksissa.

Reiän ajateltiin tuolloin syntyneen kamppailussa toisen eläimen kanssa. Kenties toinen sarvipää oli puhkaissut lehmäparan kallon.

Kallon alun perin löytänyt tutkija pyysi kuitenkin muutama vuosi sitten kahta tutkijaa vilkaisemaan reikää lähemmin.

”Näimme hyvin nopeasti, että reikä on syntynyt kallonporauksesta. Se ei ole sarven jälki”, kertoo tutkija Fernando Ramirez Rozzi LiveScience-verkkolehdelle.

Totuus paljastui viimeistään elektronimikroskoopin alla, kun tutkijat näkivät kivityökalujen aiheuttamat raapimisjäljet reiän ympärillä.

Muinaiset ihmiset ovat siis ehkä harjoitelleet kallonporausta lehmällä. Tai kenties lehmäparka on kärsinyt jostain sairaudesta, jota on yritetty parantaa poraamalla sen päähän reikä.

Ei tiedetä, oliko lehmä elossa, kun reikä tehtiin. Joka tapauksessa se ei ole elänyt kovin pitkään operaation jälkeen, sillä reikä ei ole luutunut lainkaan.

Tutkijat pohtivat myös, olisiko reikä tehty osana jotain rituaalia. Heidän mielestään on kuitenkin todennäköisintä, että lehmä on toiminut aloittelevan kallonporaajan harjoituspotilaana ennen kuin vaarallista tekniikkaa on lähdetty soveltamaan ihmiseen.

Ranskasta on aiemmin löytynyt myös villisian kallo, jossa on samankaltainen reikä.

Tutkimuksen julkaisi Scientific Reports.