Seuraa 
Viestejä2875

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?

  • ylös 0
  • alas 0

Kommentit (20)

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875

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?

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla

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

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

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.

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

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.

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
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.

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

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?

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.

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
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.

Obscured evolutionist2
Minäkun luulin että ketju käsittelee savolaisten korkkiruuvien käsittelyä..



ee oo toevoo...

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875

No joo lol jne, mutta nyt tuli page break ja pelkään että Mei Long missaa sen takia edelliselle sivulle jääneen viestini hänelle.

PeterH
No joo lol jne, mutta nyt tuli page break ja pelkään että Mei Long missaa sen takia edelliselle sivulle jääneen viestini hänelle.

En missaa.
Lukaisin sen kyllä jo aiemmin, mutten vielä ehtinyt vastailla.

PeterH

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.

Hankala kysymys. Alkionkehityksen alkuvaiheessa kaikki solut ovat vielä identtisiä ja erikoistuvat vasta myöhemmin. Kuitenkin ilmeisesti solujen kohtalo on jo gastrulaatiovaiheessa (suun ja peräaukon syntyvaiheessa) määrätty - muutenhan deuterostomien ja protostomien välillä ei olisi mitään eroa.
Sekä protostomeilla että deuterostomeilla erilaistuneiden solujen kerroksia on aluksi kolme: ektodermi, mesodermi ja endodermi, nimiensä mukaisesti ulkoa sisäpuolelle lueteltuna. Nämä ovat kuitenkin vielä tuossa vaiheessa identtiset vatsa- ja selkäpuolella, etu- ja takapäässä eläintä, joten sen ei pitäisi vaikuttaa. Solujen kohtalo on siis gastrulaatiovaiheessa jo tätä pidemmällekin määrätty. Sitä en osaa sanoa, kuinka ne tarkalleen ottaen on määrätty.
Joka tapauksessa nämä alkuperäiset solukerrokset voivat vaeltaa hyvinkin eri osiin eläintä niin, että esimerkiksi sisimmätkin suoliston hermot ovat alunperin ulointa solukerrosta, ektodermiä. Ne eivät siis välttämättä aseta rajoituksia sille, millaisia elimiä voi muodostua. Joku muu asettaa ne rajoitukset, mutta niiden selvittämiseen tarvitaan enemmän kuin nopeaa googlausta.

"Ontelojättihyönteiset" ovat kyllä biologisesti mahdottomia siksi, etteivät hyönteiset - tai muutkaan niveljalkaiset - ole kehittäneet tukirankaa, joka voisi kasvaa kantajansa mukana. Onteloselkärankaiset sen sijaan voisivat ainakin periaatteessa olla ihan mahdollisia. Tai ontelonilviäiset? Kotilot ja nautilukset ovat joka tapauksessa oikeaan suuntaan. Vilkaistaanpa niitä vähän tarkemmin.

PeterH

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 ovat kiitettävän mystinen ryhmä. Ne ovat niin monimuotoisia, että edes yleistä anatomiaa on hankalaa kuvailla. Lajeja tunnetaan näköjään yli sata tuhatta, sekä maalla, makeissa vesissä että meressä. Mitään puutetta menestyksestä ei siis ole ollut, vaikka suurikokoiset maalajit puuttuvatkin.
Joka tapauksessa, useimmilla nilviäisillä on pää, yksi jalka ja sisälmyspussi, jota ympäröi vaippa (tosin simpukoilta puuttuu pää, ja mustekaloilla vastaavasti jalka on haarautunut kahdeksaksi). Nilviäisillä oli alun perin ulkoinen tukiranka, joka on osalta lajeista kadonnut (etanat, mustekalat), osalla muuttunut sisäiseksi (kalmarit, seepiat - niiden ruumiin sisällä oleva "seepiansuomu" on se, mitä tukirangasta on jäljellä). Simpukoilla, kotiloilla ja nautiluksella, sekä tietenkin jo kadonneilla ammoniiteilla ja belemniiteilla, on ulkoinen tukiranka.
Kuvassa nilviäisen "perusmalli" Wikipediasta.

Nilviäisten tukiranka poikkeaa taas koostumukseltaan täysin hyönteisten tai selkärankaisten vastaavasta. Se on vaipan solujen erittämää proteiinien ja kitiinin seosta, jota kalsiumkarbonaatti vahvistaa. Ilmeisesti sekään ei pysty eläimen kasvun mukana juuri muuttamaan muotoaan, vaan entisen päälle vain kasvatetaan yhä uusia kerroksia. Se on siis kuollutta ainetta, ei elävää kudosta kuten luut. Niinpä sisäinen tukiranka ei ole, eikä kenties voikaan olla, yksinkertaista "suomua" kummoisempi. Ulkoista tukirankaa taas joudutaan kasvattamaan kierteisenä liian pieneksi jääneiden kammioiden sarjana, kuten kotiloilla, tai yhä uusina limittäisinä kasvurenkaina, kuten simpukoilla tai maljakotiloilla.
Nautilus käyttää tyhjät kammionsa nerokkaasti hyödyksi pumppaamalla niihin kaasua, jolla se säätelee kelluvuuttaan.

Maalla elävät nilviäiset ovat riippuvaisia jatkuvasta kosteudesta, tai suojautuvat kuivumiselta kuorensa sisään. Ne siis eivät ole ainakaan toistaiseksi onnistuneet kehittämään keinoa eristää itsensä kuivumiselta, eivätkä ne olekaan maalla kovin menestyneitä, vaikka kosteilla seuduilla yleisiä ovatkin. Osalla kotiloista on kyllä varsin kelvolliset keuhkot, joten hapenotosta maan valloitus tuskin on kiinni. Tosin se, että kotiloilla on keuhkot ei millään muotoa tarkoita, että sellaiset voisivat kehittyä vaikkapa mustekalalle, yhtään sen enempää kuin siivet linnulla tarkoittavat siipien mahdollisuutta sammakolle.

Nivelikkäät jalat kuitenkin joka tapauksessa puuttuvat, ja nilviäisen anatomiasta sellaisia olisi melko hankalaa kehittääkin. Ulkoinen tukiranka on kuitenkin kaikilla lajeilla ei-vaihdettava ja varsin yksinkertainen, vaikka nivelkotiloilla siinä jotakin nivelten tapaista onkin:

Maapallon villi tulevaisuus-kirjassa herkutellaan ajatuksella maalle siirtyvistä pääjalkaisista. Siinä ei tosin anneta paljonkaan painoa otusten fysiologisen mahdollisuuden pohtimiselle. Kirjan maatursailla ei ole minkäänlaista tukirankaa, vaan ainoastaan hyvin vahvoja ja jäykkiä lihaksia, joilla ne pystyvät liikkumaan maalla hitaasti, mutta varmasti. Ehkä sekin olisi mahdollista, joskin epäilen sitä. Maapallolla ei nytkään ole ainuttakaan etanaa suurempaa maaeläintä, jolla ei olisi jonkinlaista tukirankaa, eikä sellaisia tunneta fossiiliaineistostakaan.

PeterH
Seuraa 
Viestejä2875

Jestas, kiitos vastauksestasi. Oikein kuvat ja kaikki. Tuo valaisi ja opin siitä paljon - mutta oikeastaan niin perusteellisesti ettei aiheesta nouse mieleeni enää uusia kysymyksiä. Ainakaan toistaiseksi.

Tuo kuvan kävelevä maanilviäinen vaikuttaa aika mahdottomalta tosiaankin. Ei pelkkä lihaksista muodostuva raaja voi kannatella kovin suurta painoa. Ei kielen tai norsun kärsänkään työntövoima ole kovinkaan kummoinen.

Kilpikonna lienee ainoa eläin jolla on kasvamaan kykenevä sisäinen sekä ulkoinen tukiranka. Ja se asettaakin omat rajoituksensa konnan liikkuvuudelle. Paitsi tietysti jos sattuu olemaan teinimutanttininja.

Niin, ja pangoliinit ja vyötiäiset tietysti kanssa, mutta niiden suojakilvet ovat sen verran joustavia etteivät ne varsinaisesti tue eläintä.

PeterH
Jestas, kiitos vastauksestasi. Oikein kuvat ja kaikki. Tuo valaisi ja opin siitä paljon - mutta oikeastaan niin perusteellisesti ettei aiheesta nouse mieleeni enää uusia kysymyksiä. Ainakaan toistaiseksi.

Heh, no kiitoksia. Paljon tässä oppii itsekin, kun alkaa etsiä oikeaa tietoa muistikuvien tarkennukseksi.

PeterH

Tuo kuvan kävelevä maanilviäinen vaikuttaa aika mahdottomalta tosiaankin. Ei pelkkä lihaksista muodostuva raaja voi kannatella kovin suurta painoa. Ei kielen tai norsun kärsänkään työntövoima ole kovinkaan kummoinen.

Näinpä. Ainakaan nykyisenkaltaiset lihakset eivät pystyisi sitä kannattelemaan. Tietenkin sille voisi kehittyä muuntuneista lihaksista jokin ihan uudentyyppinen sisäinen tukiranka, mutta se vaatisi jo melkoista evolutiivista innovaatiota. Esitin ajatuksen fiksummalle puoliskolleni, joka ideoi jonkinlaisia kalkkeutuneista jänteistä muodostuvia paaluja. Taipumattomilla raajoilla varustettu otus olisi kyllä tavattoman kömpelö, mutta pysyisi sentään pystyssä. Vähän niin kuin tämän hetken kävelevät robotit.

PeterH

Kilpikonna lienee ainoa eläin jolla on kasvamaan kykenevä sisäinen sekä ulkoinen tukiranka. Ja se asettaakin omat rajoituksensa konnan liikkuvuudelle. Paitsi tietysti jos sattuu olemaan teinimutanttininja.

Ei kilpikonna ihan ainoa taida olla, vaikkei muita vastaavia maaeläimiä enää nykyään olekaan elossa.

Kalojen suomuthan ovat luuta, joten kaloilla mitä ilmeisimmin on kyky kasvattaa luuta ihonsa päälle. Useimmilla on vain suomut, mutta monnikaloilta suomut puuttuvat kokonaan. Eräät niistä ovat sen sijaan kehittäneet luisen haarniskan. Esimerkiksi imumonneilla, panssarimonneilla ja okamonneilla on kyljissään limittäiset luulevyt, jotka suojaavat kalan täydellisesti, mutta ovat sen verran irti toisistaan, että eläin voi jonkin verran taivuttaa ruumistaan. Kömpelöitähän nuo monnit silti ovat panssarittomiin sukulaisiinsa verrattuna.
Tässä näkyvät esimerkiksi juovaokamonnin (Platydoras costatus) panssarit:

Devonikauden varhaisista kaloista monet olivat suojautuneet hyvinkin tukevilla luupanssareilla. Esimerkiksi käsivarsikaloilla (Antiarchi) oli rustoinen sisäinen tukiranka, mutta ulkopuolella luuta olikin niin paljon, että koko elikko muistutti lähinnä laatikkoa jolla on silmät. Niillä oli myös kalamaailmassa ainutlaatuiset nivelikkäät rintaevät, josta ryhmä onkin saanut suomenkielisen nimensä (nimi lienee Mikko Haaramon ideoima). Tässä ryhmän ilmeisesti menestyksekkäin edustaja, yli sadan lajin voimin kaikille mantereille aikanaan levinnyt Bothriolepis. Tällainen näkyvyys on fossiiliaineistossa todella harvinaista.

Eli periaatteessa ihoa peittävä luukuori ulkoisena tukirankana näyttää olevan ihan mahdollinen ja sopivissa oloissa toimivakin ratkaisu. Se vain tekee kantajansa kovin jäykäksi ja kömpelöksi, ellei sitten ole todella pienikokoinen. Luupanssarilla varustetuista kaloista pari-kolmisenttiset kääpiö- ja nuolimonniset ja saman kokoluokan pikkuimumonnit ovat varsin vikkelän oloisia, suuremmat sukulaisensa eivät niinkään. Näitä voi käydä ihmettelemässä livenä lähimmässä akvaarioliikkeessä.

Nyt kun aloin selvittää asiaa, myös pangoliineilla (joita kyllä kutsuisin mieluummin vanhalla nimellään muurahaiskävyiksi) ja vajaahampaisilla (mm. vyötiäiset) esiintyy osteodermejä, ihon pinnan luutumia. Normaalistihan nisäkkäiden suomut ovat keratiinia, samaa sarveisainetta kuin matelijoiden ja lintujenkin suomut. Näillä panssaroiduilla lajeilla niitä ilmeisesti vahvistavat luutumat. Glyptodonttien, vyötiäisten sukupuuttoon kuolleiden serkkujen, kuorihan oli niin kova, että se todennäköisesti toimi myös ulkoisena tukirankana. Niiden panssari näyttää koostuneen likimain kokonaan osteodermeistä.

Triaskautiset plakodontit taas kehittivät omin päin niin massiivisen luupanssarin, että päälle päin niitä voisi äkkiseltään luulla merikilpikonniksi. Ilmeisesti ne tekivät tämän suojautuakseen muilta merimatelijoilta, sillä varhaisilla lajeilla ei panssaria ole. Myöhemmin kilpikonnat plagioivat tämän idean omaan käyttöönsä. En tosin äkkiseltään löytänyt tietoa siitä, onnistuivatko nekin kilpikonnien tapaan siirtämään lapaluunsa kulkiluiden sisäpuolelle (mikä onkin kilpikonnien omituisin sopeuma). Kuvassa Henodus.

Varmasti koko joukko muitakin mielikuvituksellisesti kaksoistukirankaisia selkärankaisia on aikojen varrella elänyt. Kun kaiken lukemansa vain muistaisi. Eikä suurimmasta osasta ole tietenkään jäänyt fossiiliaineistoon jälkeäkään. Dinosauruksissahan tätä kirjoa totta kai on, ankylosaurien ollessa ääritapauksia. Niidenkin ihoa peittävät osteodermit yhdessä keratiinisuomujen kanssa.

Ilmeisesti kuitenkin sisäinen tukiranka on selkärankaisille liikkumisen ja koon kasvamisen kannalta pätevämpi, ja ulkoinen lähinnä suojautumiskeino silloin, kun nopeutta tai piiloutumistaitoa ei riitä. Etenkin maalla ulkoinen tukiranka on melkoisen raskas, kuten kilpikonnien, glyptodonttien ja plakodonttien kömpelöstä ulkonäöstä voi päätellä. Vedessä se ei ole yhtä suuri rasite, ja haarniskoidut kalat ovatkin olleet varsin menestyksekkäitä. Esimerkiksi imumonneja tunnetaan tätä nykyä yli 600 lajia, ja toinen mokoma on todennäköisesti vielä löytämättä.

Niveljalkaisille on ulkoisen tukirangan suhteen luultavasti etuna pienen koon lisäksi se, että kitiini taitaa olla aika lailla kevyempää kuin luu. Jos voitaisiin jotenkin yhdistää kitiinin keveys ja luun kyky kasvaa, saataisiin aikaan melkoisen ylivoimainen tukirangan rakenne. Avatar-leffassa muuten tällainen olikin: elokuvan Pandora-kuun eläinten luut olivat hiilikuitua. Harmi kyllä en osaa sanoa mitään siitä, kuinka uskottava aine hiilikuitu olisi biologisessa mielessä - eli onko ylipäätään mahdollista, että erikoistuneet solut tuottaisivat sitä. Osaisiko joku sanoa?

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Suosituimmat