Suoraksi väännetty ihminen

Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005

Jos geenimanipulaatiolla onnistuttaisiin saamaan aikaan ihminen, joka on muuten täysin ihminen, mutta ei olisi "kääntynyt nurinpäin" kuten ihmiset ja nisäkkäät perinteisesti: näköhermot eivät menisi ristiin, näkökeskus olisi edessä eikä takana, aivopuoliskot hallitsisivat sitä puolta kehosta jossa itse ovat, verkkokalvon hermot kulkisivat verkkokalvon takana kuten mustekaloilla, miehen siemenjohtimet menisivät suorinta reittiä pisteestä A pisteeseen B, ja kaikki muutkin vastaavat evoluution homeoottiset omituisuudet olisi korjattu pois...

... niin olisiko se silloin enää ihminen? Miten hänen tietoisuutensa, suorituskykynsä ja älykkyytensä poikkeaisi tavallisesta - jos mitenkään?

Sivut

Kommentit (20)

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005

Voisi ehkä kuvitella että näkö olisi parempi? Verkkokalvo saisi selkeämmän kuvan kun hermot eivät olisi tiellä (sokea täplä puuttuisi), ja näköhermon reitti aivoihin olisi lyhyempi. Tällä saisi ehkä muutaman millisekunnin lisää "prossutehoa" näkökeskukseen?

Vierailija

Tässä mennään jo niin hypoteettiselle tasolle, että jossittelu on kantava voima.

Luulen, että nämä rakenteen "parantelut" tuskin vaikuttaisivat ihmisen psyykeeseen sen enempää kuin se, että toisella sattuu olemaan siniset ja toisella ruskeat silmät. Tietenkin tämä riippuu ihan geenimuuntelun tasosta, sillä nykyisellään ei vielä osata ihan niin hyvin vaikuttaa alkionkehitykseen, jotta näitä rakenteita voitaisiin alkaa muuttelemaan miten mieli tekee.

Tai mistäpä sitä tietää..

Pikku Gen
Seuraa 
Viestejä3210
Liittynyt2.6.2005

Minulle tuli otsikoinnista lähinnä mieleen ihminen, jonka selkäranka (siis fyysinen, ei moraalinen) olisi suoraksi väännetty. Eikös silloin ihmisen olisi mahdoton pitää päätään suorassa?

"Ubi est actio hic?" Missä täällä on säpinää?

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005

Googletin vähän lintujen ja kalojen aivoista, ja näköjään eivät vain nisäkkäät, vaan kaikki selkärankaiset ovat nurinpäin kääntyneitä. Hermosto menee ristiin, vasen aivopuolisko ohjaa oikeaa, näköhermot risteävät.

Liittyisikö tämä siihen mutaatioon joka sai selkäjänteiset eroamaan niveljalkaisista? Niveljalkaisillahan raajat ja ovat "vatsapuolella", kun taas selkärankaisilla raajat lähtevät selästä ja kääntyvät vatsapuolelle. Ravun näkökulmasta antiloopit kävelevät nurinpäin. Ehkä tämä nurinpäin kääntyminen myös väänsi keskushermoston ristiin?

Nilviäisillä taas on thäydelliset silmät. Näköhermot menevät verkkokalvon takaa eikä niillä ole sokeaa täplää. Aivokurkiainen vain puuttuu, joka lonkerolla on oma aivolohko, joten kuudes lonkero ei välttämättä tiedä mitä seitsemäs tekee.

Onkohan "suora nisäkäs" edes biologisesti mahdollinen? Vai vaatiiko selkäranka sikiönkehityksessä tuon ristiin menemisen?

Geeneissä on kaikenlaisia hassuja esteitä nimittäin. Esimerkiksi nisäkkäiden selkärangan nikamien lukumäärä ei voi vaihdella, sillä mutaatiot nikamageenissä altistavat syövälle ja mutantit kuolevat ennenaikaisesti (tätä tutki Frietson Galis, jos kiinnostaa googlettaa). Lintujen ja matelijoiden nikamien määrä taas voi vaihdella vapaasti.

Vierailija
PeterH

Liittyisikö tämä siihen mutaatioon joka sai selkäjänteiset eroamaan niveljalkaisista? Niveljalkaisillahan raajat ja ovat "vatsapuolella", kun taas selkärankaisilla raajat lähtevät selästä ja kääntyvät vatsapuolelle. Ravun näkökulmasta antiloopit kävelevät nurinpäin. Ehkä tämä nurinpäin kääntyminen myös väänsi keskushermoston ristiin?

Ai pahus, olipa erinomainen pointti. Tämä on niitä "miksen tuota itse tajunnut"-hetkiä.

Selkärankaisethan ovat nurinpäin kääntyneitä jo alkionkehityksen alkuvaiheessa. Protostomeilla, joita ovat mm. niveljalkaiset ja nilviäiset, hedelmöityneen munasolun kehityksen alkuvaiheet ovat tarkasti määräytyneitä, ja solujen jakautumistapa on spiraalimainen. Näiden otusten alkion alkusuusta (blastopore) kehittyy suu. Sen sijaan deuterostomeilla, joita ovat selkäjänteisten lisäksi piikkinahkaiset, alkion kehityksen alkuvaiheet johtavat säteittäissymmetriseen möhkäleeseen, jonka solujen paikat eivät ole tarkasti määräytyneitä. Näiden alkusuusta kehittyykin peräaukko, ja suu kehittyy erikseen ilmaantuvasta syvennyksestä.
En löytänyt tästä äkkiseltään tarkempaa tietoa, mutta muun anatomian perusteella tuntuisi loogiselta, että uusi suu kehittyy "väärälle" puolelle niin, että siitä, mistä tulisi protostomin selkä tuleekin deuterostomin vatsa.

Näin Wikipediassa:

Tämä vaikuttaa luonnollisesti eri solutyyppien sijaintiin alkion myöhemmissä kehitysvaiheissa. Niveljalkaisilla jalat tosiaan lähtevät vatsasta, mutta niillä myös tärkein ruumiin etupäästä takapäähän kulkeva hermo kulkee parittaisena vatsapuolta pitkin. Ne siis ovat siinäkin suhteessa toisin päin. On mahdollista, että myös aivoihin kulkevien hermojen nurinkurisuus on seurausta tästä, mikäli keskushermosto ei ole kääntynyt muun ruumiin mukana.

Tämä kuulostaa melkoiselta mutaatiolta, ja vieläpä muutokselta päällisin puolin huonompaan suuntaan, mikäli protostomien version voidaan turvallisesti olettaa olevan alkuperäinen tila. Eihän sen tosin mikään pakko ole ollut tapahtua kerralla. Toisaalta sen kokenut eläinkään tuskin oli paljon pientä, kaksikylkistä meduusantapaista kummoisempi: Ediacara-faunaan (555 mya) kuuluva Kimberella saattaa olla esimerkki siitä, miltä varhaiset kaksikylkiset saattoivat näyttää ennen kahden suuren suvun jakautumista.
Jos ruumiin eri osat ja solutyypit ovat vähemmän erikoistuneita, arvelisin suurempien mutaatioiden olevan mahdollisia ilman elinkyvyn menettämistä. Esimerkkinä vaikkapa kasvit, joilla voi olla massiivisia yksittäisen mutaation tuottamia kasvutavan muutoksia tai koko genomin moninkertaistumisia, joita keskivertoselkärankainen ei kestä mitenkään.

Lähteenä kirja Functional anatomy of the vertebrates: an evolutionary perspective.
Lisälukemista (Wikipedia on tämän aihepiirin kohdalla poikkeuksellisen laadukas):
http://en.wikipedia.org/wiki/Embryologi ... h_and_anus
http://en.wikipedia.org/wiki/Bilateria

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005

Kiitos aiheen valaisusta, erinomainen postaus Mei. Tämähän taitaa sitten tarkoittaa sitä että "suora ihminen" ei ole biologisesti mahdollinen, sillä se ei olisi deuterosomi. Evolutiivinen käänne tapahtui jo niin kauan sitten.

Toisaalta.... voisihan sitä tietty spekuloida että jos geenitekniikka ja solubiologia kehittyvät eksponentiaalisin jättiharppauksin ja lopulta geenien aktivoituminen ja alkionkehitys pystytään ohjelmoimaan vapaasti, Uusi Suora Ihminen voisi olla ehkä joskus tehtävissä. Mutta se menee jo filosofian puolelle.

District 9 -elokuvassa esiintyneet rapuihmisetkin taitavat toistaiseksi olla todennäköisempiä kuin suora ihminen. Ja ne olisivat muuten deuterosomeja, eli luonnostaan suoria.

Vierailija
PeterH
Kiitos aiheen valaisusta, erinomainen postaus Mei. Tämähän taitaa sitten tarkoittaa sitä että "suora ihminen" ei ole biologisesti mahdollinen, sillä se ei olisi deuterosomi. Evolutiivinen käänne tapahtui jo niin kauan sitten.

Kiitoksia.

Näinhän se taitaa olla. Ainakin koko ihmisen alkionkehitys pitäisi rakentaa kokonaan uudestaan, jos sen haluttaisiin tapahtuvan protostomien tapaan. Tuskinpa se on oikeasti tarpeenkaan. Saattaahan olla, että juuri tämän eron vuoksi protostomit eivät ole kyenneet tuottamaan suuria maaeläimiä: niillä ei ole sopivassa kohdassa kulkevaa hermoa, jonka ympärille sisäinen tukiranka voisi kehittyä. Ulkoisella tukirangalla taas pärjää erinomaisesti jos on pieni, mutta kovin kummoiseen koon kasvuun se ei riitä.
Protostomejahan ovat niveljalkaisten lisäksi sukkulamadot, laakamadot, rataseläimet, nilviäiset ja nivelmadot, sekä joukko pienempiä merissä eläviä ryhmiä, joiden sukulaisuussuhteita ei oikein tunneta. Näiden joukossa suurin elävä maaeläin lienee nelikiloinen rosvorapu (Birgus latro). Kivihiilikautinen Arthropleura oli parimetrinen, mutta kyllähän sekin kalpenee selkärankaisten rinnalla.

Tästä ei tietenkään voi päätellä, että protostomeissa olisi mitään vikaa. Nehän dominoivat miljoonalla tunnetulla lajillaan edelleen kaikkia maapallon ekosysteemeitä, vaikka suurten eläinten virkoja hoitavatkin deuterostomit muutaman kymmenen tuhannen lajinsa voimin.

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005
Mei long
Saattaahan olla, että juuri tämän eron vuoksi protostomit eivät ole kyenneet tuottamaan suuria maaeläimiä: niillä ei ole sopivassa kohdassa kulkevaa hermoa, jonka ympärille sisäinen tukiranka voisi kehittyä. Ulkoisella tukirangalla taas pärjää erinomaisesti jos on pieni, mutta kovin kummoiseen koon kasvuun se ei riitä.

Johtuukohan se oikeasti tuosta? Miksi ulkoinen tukiranka olisi heikompi kannattamaan painavaa massaa kuin sisäinen?

Muistan nimittäin lukeneeni jostain että ainoa tekijä joka rajoittaa niveljalkaisten kokoa on niiden tapa hengittää. Hyönteiset eivät voi kasvaa tiettyä yläraja suuremmiksi sillä niiden hengitysaukot eivät enää toisi riittävästi happea sisäelimille. Milläs maailmankaudella se olikaan kun oli niitä siipien kärkiväliltä 30-senttisiä jättiläissudenkorentoja; oli siis mahdollista sen vuoksi että Maan ilmakehän happipitoisuus oli silloin korkeampi.

Vierailija
PeterH
Johtuukohan se oikeasti tuosta? Miksi ulkoinen tukiranka olisi heikompi kannattamaan painavaa massaa kuin sisäinen?

Varmaan oleellisimpana syynä on se, että ulkoinen tukiranka - ainakaan tuo niveljalkaisten kehittämä malli - ei kasva. Se täytyy siis vaihtaa joka kerta, kun se käy pieneksi. Koska isolla eläimellä myös tukirangan täytyisi olla melkoisen massiivinen, hukkaan menisi joka kerta valtava määrä energiaa. Kasvaminen ei siis kertakaikkiaan kannata, jos suurikokoisten eläinten lokeroista kilpailevat jo energiatehokkaammat selkärankaiset.

Ulkoisena kuorena olevassa tukirangassa on muitakin epäkäytännöllisyyksiä suuren koon kannalta: se ei esimerkiksi kannattele sisäelimiä ja muita pehmeitä kudoksia samalla tavalla kuin ruumiin sisällä olevat luut.

PeterH
Muistan nimittäin lukeneeni jostain että ainoa tekijä joka rajoittaa niveljalkaisten kokoa on niiden tapa hengittää. Hyönteiset eivät voi kasvaa tiettyä yläraja suuremmiksi sillä niiden hengitysaukot eivät enää toisi riittävästi happea sisäelimille.

Tuo hengitysmenetelmä onkin varmaan tärkein rajoittava tekijä, vaikkei mielestäni aivan ainoa olekaan. Hyönteisten hengitys tosiaan nojaa lähes kokonaan ilman passiiviseen kulkeutumiseen ruumiin sisällä kulkeviin hengitysputkiin. Niiden veri ei kuljeta lainkaan happea soluille, vaan toimii pelkästään ravintoaineiden kuljetuksessa.
Sen sijaan terrestriset äyriäiset ovat ohittaneet molemmat rajoitukset: hengittämiseen ne ovat kehittäneet kidusten ja keuhkojen välille sijoittuvan elimen, joka kulkee nimellä branchiostegal lung, ja happea kuljettaa meidän hemoglobiiniamme vastaava kuparipohjainen molekyyli. En tiedä, mikä tekijä rajoittaa vaikkapa terrestristen taskurapujen koon kasvua, mutta niihin todennäköisesti pätevät eri tekijät kuin hyönteisiin tai hämähäkkeihin.

PeterH
Milläs maailmankaudella se olikaan kun oli niitä siipien kärkiväliltä 30-senttisiä jättiläissudenkorentoja; oli siis mahdollista sen vuoksi että Maan ilmakehän happipitoisuus oli silloin korkeampi.

Kivihiili- ja permikausillahan niitä oli. Meganeura ja muutama muu saman Protodonata-ryhmän suku saavutti yli 70 sentin siipien kärkivälin. Pakko viilata pilkkua sen verran, että nämä otukset eivät olleet sudenkorentoja (Odonata) vaan muodostivat aivan oman ryhmänsä, jota arvostettu hyönteistutkija David Grimaldi ehdottaa kutsuttavaksi ihastuttavalla nimellä "griffinflies". Suomeksi se voisi olla vaikka... louhenkorennot?

Kivihiili- ja permikausilla ilmakehän happipitoisuus oli tosiaan nykyistä korkeampi, siinä 23-33 % nykyisen 21 % sijaan. Lisäksi paleontologi Peter Wardin mukaan myös ilmakehän tiheys oli tuolloin korkeampi, sillä myös hiilidioksidi- ja todennäköisesti metaanipitoisuus oli huomattavasti nykyistä korkeampi. Sekin olisi voinut auttaa jättikorentoja lentämään. Lämpimällä ilmastollakin on ehkä ollut osuutensa.
Saattaisivathan tuollaiset jättiläishyönteiset olla teoriassa mahdollisia nykyäänkin, mutta sopeutumiskykynsä äärirajoilla ne eivät olisi erityisen kilpailukykyisiä: niinpä nykyisten hyönteisten ei ole kannattavaa kehittyä niin suuriksi, että joutuisivat kilpailemaan asemastaan lintujen kanssa.

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005

Kiitos jälleen valaisevista teksteistäsi.

Mei long
Varmaan oleellisimpana syynä on se, että ulkoinen tukiranka - ainakaan tuo niveljalkaisten kehittämä malli - ei kasva. Se täytyy siis vaihtaa joka kerta, kun se käy pieneksi.

Toisaalta kilpikonnan ei tarvitse vaihtaa omaa ulkoista tukirankaansa. Eli keinot periaatteessa ovat olemassa, vaikkei niitä niveljalkaisilla esiinnykään. Onko kilpikonnan kuori kovettuneita suomuja, vai onko se osa luustoa? *lunttaa Wikipediasta* Ahaa, molempia näköjään.

se ei esimerkiksi kannattele sisäelimiä ja muita pehmeitä kudoksia samalla tavalla kuin ruumiin sisällä olevat luut.

En ole muuten varma kuinka hyvin luutkaan varsinaisesti kannattelevat sisäelimiä, eikö pikemminkin kyse ole sidekudosonteloista jotka on "ripustettu" luihin? Samanlainen rakenne voisi hyvin kehittyä myös ulkoiseen tukirankaan. Tai miksei jopa kova kuoren aineksesta rakentunut ontelo/kennorakenne, joka myös lisäisi koko rakenteen yleistä jäykkyyttä. Tämä on tietenkin vain spekulointia sillä ei kai tuollaista ole maapallolla kehittynyt? Ellei sitten selkärankaisten kalloja lasketa tällaiseksi.

Eikä kalloakaan tarvitse vaihtaa uuteen nisäkkään kasvaessa. Mutta ilmeisesti luut vaativat että niiden ympärillä on pehmeää kudosta, jotta osteoklastit ja -blastit pystyvät muokkaamaan luuta kasvun mukaan?

Vierailija

Juu, luiden ympärillä ja sisällähän tosiaan on soluja, joiden ansiosta luut kasvavat ja muotoutuvat sujuvasti. Siksi niitä ei tarvitsekaan vaihtaa. Myös kilpikonnien ulkoinen tukiranka kasvaa, koska se on samaa luuta ja sarveisainetta kuin muillakin selkärankaisilla.
Niveljalkaisten kitiinistä tai muista polymeereista koostuva ulkoinen panssari sen sijaan ei kasva, vaan kasvaakseen eläimen on pakko luoda kuorensa. En tarkkaan tiedä miksi näin on oltava, mutta ilmeisesti kuoren on tosiaan mahdotonta kasvaa, sillä niin ei yhdelläkään niveljalkaisella tapahdu.

PeterH

En ole muuten varma kuinka hyvin luutkaan varsinaisesti kannattelevat sisäelimiä, eikö pikemminkin kyse ole sidekudosonteloista jotka on "ripustettu" luihin? Samanlainen rakenne voisi hyvin kehittyä myös ulkoiseen tukirankaan.

Periaatteessa, jos ulkoista tukirankaa ei tarvitsisi vaihtaa. Koska se täytyy, sisäelinten sidekudospussit olisi sitä varten irrotettava tukirangasta, eikä se ainakaan kuulosta kovin yksinkertaiselta prosessilta.
Myös tuo ehdottamasi kennorakenne voisi olla nerokas, mikäli tukiranka voisi kasvaa. Selkärankaisten kallo ja selkäranka lienevät lähinnä vastaavia.

PeterH
Mutta ilmeisesti luut vaativat että niiden ympärillä on pehmeää kudosta, jotta osteoklastit ja -blastit pystyvät muokkaamaan luuta kasvun mukaan?

Luun sisälläkin on kyllä soluja, joten luulen ettei se ole välttämätöntä. Hampaat ja sarvet taitavat kasvaa aika hyvin ilman ympäröivää pehmeää kudosta.

Vierailija
Mei long
Hampaat ja sarvet taitavat kasvaa aika hyvin ilman ympäröivää pehmeää kudosta.



Eivätkös ne nimenomaan puske sieltä pehmytkudoksen sisältä, ulkona olevan osan ollessa "kuollutta"?

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875
Liittynyt20.9.2005
Mei long
Myös tuo ehdottamasi kennorakenne voisi olla nerokas, mikäli tukiranka voisi kasvaa. Selkärankaisten kallo ja selkäranka lienevät lähinnä vastaavia.

Taitaa kuitenkin olla niin että selkäranka ja kallo vaativat tuon alkiokehityksen nurinpäin kääntymisen (deuterostomi), eikö kerrosten pidä olla tietyssä järjestyksessä jo alkuvaiheessa jotta rakenne voi syntyä? Voi siis olla että "ontelojättihyönteiset" eivät ole biologisesti mahdollisia.

Millainen nilviäisten rakenne sitten oikeastaan on? Ne eivät ole niveljalkaisia, mutta silti ovat protostomeja. Niillä voi olla sekä sisäinen (tursaat) että ulkoinen (kalmarit) tukiranka, jota ei tarvitse vaihtaa. Miksei ole olemassa jättikokoisia maanilviäisiä, joilla olisi sekä sisäinen että ulkoinen tukiranka?

Nilviäiset eivät taida kuitenkaan pystyä kehittämään nivelikästä rakennetta, kuten niveljalkaiset ja selkärankaiset. Voi olla hankalaa tallustella maassa fletkulonkeroilla.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat