Tiedetiistai

Uusi tiedekanava YouTube’issa:

https://www.youtube.com/channel/UC3zfeCMZhkpQZdM0kC9x4ew/videos

Ensimmäinen jakso: ’Kalat ja ”kalat” elämän sukupuussa”

 

Advertisement

Genomiparvi eli lukemista linnuista

Ohhoh, nyt tuli lukemista linnuista. Tutkijaporukka julkaisi tänään kahdeksan(!) artikkelia Science’issa(!) ja 20(!) artikkelia muissa lehdissä (Zhang ym. 2014).

Guardianin jutusta pääsee varmaan vähän alkuun…

Katsotaanpas:
-200 tutkijaa 20 maasta
-Koko genomi selvitetty 45 lintulajista
-Yhdeksan supertietokonetta rouskutti dna-datasta sukupuuta käyttäen prosessoriaikaa yhteensä 400 vuotta
-Flamingot ovat melko melko lähellä kyyhkyjä ja jalohaukat melko lähellä papukaijoja
-Linnut hukkasivat geenien perusteella hampaansa reilut sata miljoonaa vuotta sitten
-Eri linturyhmät ”keksivät” laulamisen toisistaan riippumatta
-Lentokyvyttömien lintujen viimeinen yhteinen esi-isä oli hurja petolintu
-”Pingviinigeenejä” löydetty

Viite: Zhang, H, Jarvis, E, D. Thomas, M. ja Gilbert, P. 2014: A flock of genomes. Science 6215:1308-1309

 

Jurassic world – tiede etenee, elokuva taantuu

Tehtiin sitten uusi dinosauruselokuva.

Olisi ollut mahdollisuus tehdä jotain tällaista, mutta isommin:

Uudesta elokuvasta voi katsoa jo traileria. Se ei lupaa hyvää.

Alkuperäisessä Jurassic parkissakin oli virheensä – tahattomat ja tahalliset – mutta se teki hienon työn näyttämällä dinosaurukset aktiivisina, nopeina ja monimuotoisina eläiminä – sílloin vielä uutta ja jännittävää tietoa.

Nyt olisi ollut tilaisuus näyttää kaikki se uusi ja jännittävä mitä dinosauruksista ja muista muinaisista matelijoista on saatu selville viimeisten parinkymmenen vuoden aikana.

Rahasta ei olisi ollut kiinni. Elokuvan budjetti lienee isompi kuin kaikkien maailman yliopistojen paleontologian osastojen kymmenen vuoden budjetit yhteensä.

Vähintäänkin olisi voinut antaa petodinosauruksille höyhenet.

Ei annettu. Tältä näyttävät:

Sen sijaan tehtiin sinivalasta isompi mosasaurus yleisöakvaarioon polskimaan. 

Kuva: @Traumador

Tehtiin myös hybridejä, eiväthän dinosaurukset ”enää” ole tarpeeksi siistejä ja hurjia sellaisinaan?

Hyvä tietää, ettei kannata mennä elokuviin (paitsi jos trailerista on jostain syystä jätetty pois kaikki jännä ja kiinnostava).

Sen sijaan voi lukea uunituoreen jutun uudesta notosauruksesta, isoimmasta sellaisesta mikä toistaiseksi on löydetty (Liu ym. 2014). Ei haittaa vaikkei oikein tiedä mitä notosaurukset olivat, en minäkään tiennyt. Tästä oppii. (Ovat plesiosaurusten – joutsenliskojen ja sellaisten – sukulaisia.)

Ravintoverkko, fylogeneettinen puu, paleogeografinen kartta – oikein sydäntä lämmittää, tämä on tiedettä!

Viite: Liu ym. 2014: A gigantic nothosaur (Reptilia: Sauropterygia) from the Middle Triassic of SW China and its implication for the Triassic biotic recovery. Nature. Open access: pdf.

Seuraa Jurassic World -keskustelua Twitterissä.

Sopulin synty

Tunturisopuleita ei elä muualla kuin Fennoskandinaviassa. Hyvänä sopulivuonna Suomenkin lappi vilisee tunturisopuleita, sitten ne tuntuvat katoavan taas vuosiksi kuin maan nieleminä. Jossain ne kuitenkin aina sinnittelevät. Uuden tutkimuksen mukaan tunturisopulia ei luultavasti lannistanut edes jääkausi (Lagerholm ym. 2014).

 

Kuva: Wikipedia

 

Siperiasta tunturisopuli ei ole meille tullut, se tiedettiin jo ennestään. Siperiansopuli on ihan oma lajinsa, se on eronnut tunturisopulista jo ennen viimeisintä jääkauden kylmää vaihetta (sillä ei myöskään ole yhtä iloisen värikäs turkki kuin tunturisopulilla).

Jäljelle jäi kaksi vaihtoehtoa: joko tunturisopulit ovat seuranneet mannerjään reunaa eteläisempään Eurooppaan ja Venäjälle ja sieltä takaisin tänne pohjoiseen – tai ne ovat olleet täällä koko ajan!

Skandinaviaa etelämpänä tai Kuolan niemimaata idempänä tunturisopuleita enää ole*, mutta useistakin paikoista etelästä ja idästä on säilynyt nykypäivää asti 12 000 – 48 000 vuoden takaa tunturisopulien leukaluita. Vanhat luut saatiin kertomaan jännittävää tarinaa sopulien historiasta, kun niistä saatiin eristettyä ehjänä säilynyttä dna:ta.

Tutkimuksessa selvisi, että nykyiset (samoin kuin muutamat jääkauden huipun jälkeen 3 000 – 8 000 vuotta sitten Norjassa eläneet) tunturisopulit ovat keskenään perinnöllisesti lähellä toisiaan. Venäjältä ja Siperiasta löydetyt jääkauden huippua ennen eläneet tunturisopulit olivat muuntelevampia ja kaikki varsin erilaisia kuin nykyiset sukulaisensa.

Tulokset tukevat vahvasti sitä jännittävämpää vaihtoehtoa, että tunturisopulit ovat eläneet Skandinaviassa koko jääkauden kylmän jakson yli. Mannerjää peitti silloin Skandinaviaa paksuna kerroksena, mutta jossain – mahdollisesti Andøyan saaren tienoilla Pohjois-Norjassa – on ilmeisesti ollut suojaisampi jäätön alue, jossa sinnikäs sopulipopulaatio on pärjännyt läpi kylmien vuosituhansien.

Lähde: Lagerholm, V. K., Sandoval-Castellanos, E., Ehrich, D., Abramson, N. I., Nadachowski, A., Kalthoff, D. C., Germonpré, M., Angerbjörn, A., Stewart, J. R. ja Dalén, L. 2014: The origin of Norwegian Lemming. Mol. Ecol. 23: 2060-2071.

*PS. Nyt on jääkausi!

Elämme parhaillaan ”interglasiaalia” eli jääkauden lämmintä välijaksoa. Jos nykyinen jääkausi jatkaa viimeaikaista rytmiään, niin kenties Suomikin on parinkymmenen tuhannen vuoden (=”kilokalenterivuoden”) päästä taas jään peitossa. Ehkä joskus taas Keski-Euroopassa ja Venäjällä vilistää tunturisopuleita.

Hieno tutkimus! Pelkästään se, että tuhansia vuosia sitten eläneiden eläinten perimää saadaan selvitettyä on yhä vaan älyttömän siistiä ja jo sellaisenaan julkaisemisen arvoista. Voin vain kuvitella tutkijoiden keskenään lyömien ylävitosten määrää kun pleistoseenikautisista sopuleista alkoi irrota käyttökelpoista dna:ta!

Artikkeli on kirjoitettu tyylikkäästi tieteen pelisääntöjen mukaan. Tieteessähän ei ole ”totuutta” on vain käytännössä täysin varmoja asioita kuten ”nykyiset lajit ovat kehittyneet varhaisemmista” ja ”kuu ei ole juustoa”) ja eriasteisesti epävarmempia asioita. ”Sopulit eivät saapuneet meille Siperiasta”, on hyvin varma tieto. ”Sopulit selvisivät täällä jääkauden huipun yli” on varsin varma tieto sekin, mutta vaihtoehtoista hypoteesia, että ”sopulit saapuivat tänne sittenkin etelästä ja idästä” ei voi vielä sulkea pois.

Hienovarainen vihje, että tilanne saattaa olla monimutkaisempi kuin tutkimuksen perushypoteesit olettavat saatiin siitä, että yksi 8000 vuoden ikäinen Norjasta löytynyt sopuli näytti dna:nsa mukaan olevan siperiansopulin tyyppinen – tai sitten ei – dna:ta saatiin yksilöstä selville vain pieni pätkä ja kaikki muut paikan näytteet olivat selkeästi skandinaavisia tunturisopuleita. On kuitenkin aivan olennaista, että tällainen mahdollinen poikkeus sääntöön tuodaan julkaisussa selvästi esille.

Ai niin ja kerrankin termiä basaalinen taksoni on käytetty oikein 🙂 Sopulipopulaatio, joka on kuollut kauan sitten on todellakin basaalisempi kuin sellainen, joka on vielä olemassa.

Kryptisiä jerboja Saharassa

Video korvajerboista – tällaisia eläimiä on oikeasti olemassa!

Korvajerbot saatiin kuvattua Gobin autiomaassa Mongoliassa. Etsin aina tilaisuuksia ottaa tämä videopätkä esiin ja nyt sellainen tuli, kun jerboista julkaistiin uusi jännittävä tutkimus.

Tutkimuksen kohteena olivat Saharan liepeillä elävät Jaculus jaculus -jerbot. Tutkijat epäilevät, että Jaculus jaculus -nimellä kulkeekin kaksi eri lajia. Vaaleampi laji eläisi hiekkaisilla seuduilla ja tummempi kivikkoisilla alueilla.

Jerbojen väri ja ympäristön väri tosiaan näyttivät kulkevan tiukasti käsi kädessä – korrelaatio löytyi vanhoista museoon säilötyistä jerbon nahkoista (+ muutamasta auton alle jääneestä jerbosta) ja niitä 30-40 vuotta tuoreemmista satelliittikuvista.

Sukupuuanalyysissä jerbot ryhmittyivät värin mukaan kauniisti kahdeksi ryhmäksi. Vähän liiankin kauniisti…

Kymmenen pistettä ja superjerbomerkki sille, joka löytää kuvan sukupuusta Jaculus jaculusten seasta tekstin lupaaman Jaculus orientaliksen.

Viiden pisteen vihje: artikkelin leipätekstistä löytyy Jaculus orientalikselle koodi.

Kolmen pisteen vihje: tätä koodia ei löydä sukupuusta, vaikka sitä pyörittelisi silmänsä kipeiksi.

Yhden pisteen vihje: artikkelin rinnalla julkaisusta teknisestä lisämateriaalista löytyy toisenlaisia koodeja, joita voi verrata ensimmäisenlaisiin koodeihin…

Kun Jaculus orientalis lopulta löytyi, se oli puussa väärässä paikassa – Jaculus jaculusten seassa. Sukupuuanalyysit alunperin tehneen Maija Karalan mukaan Jaculus orientalis asettui kyllä oikeasti kiltisti Jaculus jaculusten ulkoryhmäksi. Kirjoittajat olivat ilmeisesti itsekin menneet sekaisin kryptisistä koodeistaan.

Seuraavaksi voi siirtyä pohtimaan, miksi osalle Jaculus jaculuksille ei turkinväriä ei ole kuvaan merkattu ja osalle on, on vaikka sitä ei oikeasti ole tiedetty!

Sääli kun hyvän tutkimuksen tulokset esitellään huonosti. Puuttuvaa tietoa ja (kiinnostavia!) poikkeusyksilöitä on artikkelissa lakaistu maton alle piiloon, että tulokset näyttäisivät äkkivilkaisulla kauniimmilta.

Lähde: Boratyński, Z., Brito J. C., Campos J. C., Karala, M ja Mappes T. 2014: Large spatial scale of the phenotype-environment color matching in two cryptic species of African desert jerboas (Dipodidae: Jaculus). PLoS One 9: e94342: pdf.

Kommentti

Yritin käyttää jutussa pelkästään nisäkkäiden nimistökomitean suosituksia jerbojen nimiksi, mutta en pystynyt… Vaihdoin osan tieteellisiksi nimiksi.

Korvajerbon jätin, se on upea nimi.

”Jerbo” yleensäkin on minusta kyllä oikein hyvä ehdotus yleisnimeksi, englannin kielessä käytetty ”jerboa” on suomeksi hankala taivutettava. Mikä olisi esimerkiksi jerboasta monikon partitiivi? ”Jerbo’oita”? Vai ”jerboia” (vertaa boa -> boia)?
.
Jaculus jaculukselle on ehdotettu nimeä pohjoisafrikanjerbo. Nimi ei paras mahdollinen, koska Pohjois-Afrikassa on muitakin jerboja. Nimen kanssa ei kannatakaan hätäillä, koska laji splitattaneen tulevaisuudessa kahdeksi eri lajiksi. Englanniksi Jaculus jaculus on Boratyńskin ym. (2014) artikkelissa African Desert Jerboa, mikä on parempi ja kuvaavampi kuin lajista myös käytetty nimi Lesser Egyptian Jerboa.

Jaculus orientalikselle ehdotettu nimi isoegyptinjerbo on huono ehdotus ensinnäkin, koska laji elää laajalti muuallakin Pohjos-Afrikassa kuin Egyptissä; toiseksi, koska nimi vihjaa siihen, että laji olisi egyptinjerbon läheinen sukulainen, mitä se ei ole (- ja kolmanneksi, koska ”iso-” etuliite on äärimmäisen tylsä, mutta se on tietysti makukysymys).

Onneksi on tieteelliset nimet! Tässä vielä kootusti uudet (tai ei enää niin uudetkaan) nimiehdotukset ja tieteelliset nimet:

”Korvajerbo”: Euchereutes naso
”Pohjoisafrikanjerbo”: Jaculus jaculus
”Isoegyptinjerbo”: Jaculus orientalis
”Egyptinjerbo”: Allactaga tetradactyla

Nisäkkäiden nimistökomitea on jääräpäisyydellään ja keskusteluista kieltäytymisellään aiheuttanut nisäkkäiden suomenkielisiä nimiä tarvitseville enemmän haittaa kuin hyötyä. Vastustus epäonnistuneille ehdotuksille on ollut niin suurta, että vanhoja nimiä ja uusia ehdotuksia on käytetty uusissa kirjoissa, lehdissä ja ohjelmissa iloisesti sekaisin tai pari eri nimiversiota samalle nisäkkäälle mainiten.

Maailman erilaisimmat linnut

”Kaakkuri on maailman 16:nneksi erilaisin lintu.”

Onko tuollaisessa väitteessä mitään järkeä?

On!

Ainainen valituksen aiheeni on ollut kuinka nykyisten eliöiden evolutiivisissa sukupuissa yksinäisiksi omiin oksanhaaroihinsa jääviä eliöitä tai eliöryhmiä tulkitaan ”varhaisiksi”, ”basaalisiksi” tai, vielä pahempaa, ”alkeellisiksi” tai ”primitiiviksi”, vaikka ne eivät sitä ole – vaan erilaisia!*

”Erilainen” –sanan superlatiivimuoto on aika harvinainen, mutta otan sen tästedes käyttöön. Esimerkiksi ”nokkaeläimet ovat erilaisimpia nisäkkäitä” tiivistää hienosti sen, että nokkaeläimet ovat olleet pitkään muista nisäkkäistä erossa omana sukulinjanaan, mutta niiden kehitys ei ole pysähtynyt mihinkään vaan jatkunut yhtä kauan kuin muidenkin nisäkkäiden.

Erilaisin lintu on se joka poikkeaa kaikista muista linnuista keskimäärin eniten. Vertailukelpoiset mittarit lintujen erilaisuudelle löytyvät lintujen dna:n perusteella laadituista evolutiivista sukupuista, joiden haarautumisten ajankohdat on saatu ajoitettua fossiilien avulla.

Uudessa tutkimuksessa vertailtiin kaikkia maailman 9993 nykyistä lintulajia (Jetz ym. 2014; tarkennus: molekyyliaineistoa löytyi vertailtavaksi 6663 lajista, loput 3330 lintulajia lisättiin sukupuuhun valistuneella arvauksella).

Kunkin lintulajin erilaisuus muihin verrattuna laskettiin lähtemällä liikkeelle puun juuresta, lintujen yhteisestä esi-isästä, laskemalla jokaisesta oksasta kuinka moni oksankärki (nykyinen lintu) jakaa tuon oksan (oksa edustaa niiden yhteistä esi-isää) ja painottamalla oksan pituutta tuon lajien lukumäärän mukaan – mitä pienempi lajilukumäärä sitä isompi arvo. Näin pitkä yksinäinen muista riippumaton evoluutio antoi ison erilaisuusarvon.

Kaakkuri oli 9993 linnun joukossa komeasti sijalla 16.

Mikä sitten oli erilaisten lintujen kolmen kärki? Tässä se tulee:

1. Rasvakehrääjä
2. Kuroli
3. Hoatsin

Lähde: Jetz, W., Thomas, G. H., Joy, J. B., Redding, D. W., Hartmann, K. ja Mooers, A. O. 2014: Global distribution and conservation of evolutionary distinctness in birds. Curr. Biol. 24: 1-12.

Hyvä kirjoitus aiheesta Wiredissä.

Lisäys:

Kalasääski meni minulta ihan huomaamatta, se on maailmanlistalla seitsemäntenä, vielä kovempi laji kuin kaakkuri.

Koskahan joku keksii lintupinnakisan, jossa pisteitä saa havaittujen lintujen erilaisuuden mukaan (sensu Jetz ym. 2014)? 🙂

Keskivertolinnusta saisi 6,2 miljoonaa pistettä, erilaisuuslistan kärjestä rasvakehrääjästä 72,8 miljoonaa ja ”samanlaisimmasta” linnusta 0,8 miljoonaa (harmi kyllä, jutussa ei kerrota, mitkä ovat samanlaisimpia lintuja).

Kalasääski ja kaakkuri olisivat kovia, yli 50 miljoonan pisteen lintuja – samaa tasoa kuin sihteeri, ruskopökkelökehrääjä, strutsi tai kenkänokka.

Tiedettä söpöistä hiirimakeista

Päläpälä pölöpölö päläpälä pölöpölö… söpön näköiset hiirimakit… pölö.

Joskus voi tieteellisen artikkelin pitkässä ja teknisessä otsikossa olla palkitseva yllätys (Yang ja Yoder 2003).

Upeita kuvia hiirimakeista: ei käy kiistäminen, söpöjä ovat.

Otsikon teknisyys on oikeutettua, koska itse artikkelikin on tekninen. Se käsittelee molekyylikellojen eri tahtiin tikittämisen ongelmaa lajiryhmien ikää määritettäessä. Dna:n muutosnopeus voi vaihdella eliöiden välillä, geenien välillä ja tietenkin myös saman geenin eri osien välillä.

Artikkelissa päädytään suosittelemaan useiden geenien tiedon yhdistämistä ja useita kalibrointipisteitä – fossiilien perusteella ajoitettuja kiintopisteitä evoluutionopeuden mahdollisten erojen arvioimiseksi.

Söpöjen hiirimakien dna-kello näyttää tikittävän hiukan nopeammin kuin vaikka muiden kädellisten. Dna:ta hiirimakien tutkimiseen tosiaan on tarvittukin, 1970-luvulle asti lajeja tunnistettu yksi, sitten huomattiin, että niitä on kaksi melko erilaista muotoa. Vuonna 2000 tutkittiin tarkemmin ja huomattiin, että, kas, näitähän on yhdeksän lajia! Nopeampi evoluutiokello huomioidenkin hiirimakien viimeistä yhteistä esi-isää saa hakea yhtä kaukaa menneisyydestä kuin ihmisen ja simpanssien viimeistä yhteistä esi-isää.

Viite: Yang, Z. ja Yoder, A. D. 2003: Comparison of likelihood and Bayesian methods for estimating divergence times using multiple gene loci and calibration points, with application to a radiation of cute-looking mouse lemur species. Syst. Biol. 52: 705-716.

Kommentti

Eläinten söpöyspohdintaani rottablogissa.

Vankiluikeron sukulaisia?

Ole sitkeä ja jatka lukemista seuraavan sanan jälkeenkin: ”pharyngognathy”… hauskempia sanoja on tulossa!

Seuraavassa mietitään kirjoahventen läheisintä sukulaista ja kerrotaan mitä kummaa ovat nieluleuat?

Tieteellisten artikkelien pelkät otsikot ovat toisinaan niin teknisiä ja pitkiä, että satunnainen selailija tuskin tulee lukeneeksi edes sitä loppuun saati, että alkaisi lukea itse artikkelia.

Onneksi joku voi lukea kryptisen otsikonkin takana piilevän jutun ja todeta sen erinomaisen kiinnostavaksi. Ilkka Tuunainen (2014) raportoi kaikkea kiinnostavaa yhdestä kirjoahvenartikkelista, jonka otsikkoon on ahdettu paljon termejä ja asiaa (Wainwright 2012).

Kirjoahvenien lähimpiä sukulaisia ovat ehkä vankiluikerot. Jos jotakuta ei jostain syystä tämä tieto kiinnosta, niin ehkä sentään kiinnostaa se, että mitä ihmeitä ne vankiluikerot ovat? Pisteet kalojen nimistökomitealle tästä nimestä! Kuva vankiluikerosta -raidallinen luikerohan se on.

Vankiluikeroiden asema kalojen sukupuussa on uudenkin tutkimuksen jälkeen epävarma. Vankiluikeroita oli tutkimuksessa vain yksi laji (kaikkiaan niitä on kaksi) ja se oli varsin kaukaista sukua kaikille muille tutkituille kaloille, tällaisten yksinäisten pitkien oksien oikeaan paikkaan tökkääminen evolutiivisessa sukupuussa on ennenkin osoittautunut hankalaksi.

Voi olla, että kirjoahventen läheisimmiksi sukulaisiksi osoittautuvat lehväkalat, joita tutkimuksessa oli mukana kaksi Etelä-Amerikkalaista lajia. Lehväkalat ja kirjoahvenet olisivat sikälikin uskottava sisarryhmä, että ne ovat molemmat makeanveden kaloja toisin kuin esimerkiksi vankiluikerot.

Nyt pääsemmekin termiin pharyngognathy – se tarkoittaa, että nielulla voi pureskella ruokaa. Nieluleuat ovat kirjoahventen ja niiden sukulaisten tunnusmerkillinen piirre. Kun pureskelu hoituu nielussa suu on vapaa kehittymään evoluution kuluessa muihin tehtäviin, esimerkiksi sellaiseksi hienoksi tötteröksi kuin kuvan lehväkalalla. 

Viitteet:

Tuunainen, I. 2014: Kirjoahventen sukulaisuussuhteista muihin kaloihin. Ciklidisti 1: 21-22. (Samassa lehdessä oli juttua myös parista niin hienon näköisestä kirjoahvenesta, että en malta olla laittamatta niistä tähän kuvaa: helmikuonoahven ja hohtotimanttiahven.)

Wainwright, P. C., Smith, L., Price, S. A., Tang, K., Sparks, J. L., Ferry, L. A., Kuhn, K. L. ja Near, T. J. ym. 2012: The evolution of pharyngognathy: A phylogenetic and functional appraisal of the pharyngeal jaw key innovation in Labroid fishes and beyond. Syst. Biol. 61: 1001-1027.

Oliko dinosaurusten aikaan jo kirjoahvenia?

Tyypillinen ”yleiskirjoahven” Astatotilapia latifasciata Kjoga- tai Nawampasajärvestä Ugandasta. Surullista kyllä, tämäkin laji on ehkä jo kuollut sukupuuttoon luonnosta. Kuva: Mikko Kolkkala 1999.

Yksi tieteen ratkaisemattomista kysymyksistä kuuluu näin: miksi kirjoahvenia elää siellä missä niitä elää (ja ei elä siellä missä niitä ei elä)?

Tehtävään olisi kyllä valmiina oikein kaunis ja looginen vastaus: kirjoahvenet ovat kehittyneet muista kaloista muinaisella Gondwanamantereella ja ovat päätyneet nykyisiin elinpaikkoihinsa seilaamalla (hyvin hitaasti) Gondwanamantereen palasten päällä tämän niiden asuttaman jättimantereen pikkuhiljaa hajotessa.

Gondwanamantereen palasia kutsutaan nykyään Afrikaksi, Etelä-Amerikaksi, Madagaskariksi ja Intiaksi (1) – kirjoahvenia elää nykyisin juuri Afrikassa, Etelä-Amerikassa, Madagaskarilla ja Intiassa, ei muualla (2). Yhteensattumaako? Tuskin?

Etelä-Amerikassa elää satoja kirjoahvenlajeja. Kuvassa Cichlasoma festae tiikerikirjoahvenia, edessä naaras, takana koiras. Kuva: Cikhliden Midden Amerika

Paitsi että…

Ensinnäkin, missä ovat fossiilit? Yksikään löydetty kirjoahvenen fossiili ei ole Gondwanan aikainen, ei lähellekään.

Todisteiden puuttuminen ei tietenkään ole puuttumisen todistamista. Fossiloituminen on järisyttävän harvinainen ja erikoinen ilmiö, kyllä. Fossiiliaineisto on ja tulee aina olemaan pahasti puutteellinen, selvä se.

Mutta kun kaikenlaisten muiden Gondwanamantereella eläneiden kalojen kuin kirjoahventen fossiileja on löytynyt yllin kyllin. Niitä on löytynyt niin paljon, että kaiken todennäköisyyden (Friedman ym. 2013) mukaan kirjoahventen fossiilejakin olisi pitänyt jo löytyä, jos kerran niitä kerran eli jo Gondwanamantereella vähän joka puolella.

Yhdenkin riittävän vanhan kirjoahvenen fossiilin löytäminen ihan mistä vaan Gondwanan rippeiltä riittäisi: kirjoahvenia oli todistettavasti Gondwanamantereella, tapaus ratkaistu. Pulma on, että tilalle ratkaistavaksi tulisi toinen yhtä visainen salapoliisitehtävä: kirjoahventen ”molekyylikello” jätättäisi siinä tapauksessa pahasti – pitäisi selvittää mikä olisi pielessä niiden dna:han perustuvassa iänmäärityksessä.

Kirjoahventen syntymisen ajankohtaa voidaan arvioida vertaamalla eri kirjoahvenlajien dna:ta keskenään ja edelleen muiden kalojen ja muiden eläinten dna:han. Mitä laajemmin ja perusteellisemmin kirjoahventen dna:ta on tutkittu, sitä varmemmalta alkaa näyttää, että tämä hieno ryhmä kaloja on vielä nuori – niin nuori, että Gondwanamanner oli jo ihan pirstaleina, kun kirjoahvenet kehittyivät muista kaloista.

Uusi tutkimus (Friedman ym. 2013) ajoittaa dna-aineiston avulla kirjoahventen synnyn alle 65 miljoonan vuoden taakse. Silloin elettiin kiinnostavia aikoja, juuri 65 miljoonaa vuotta sitten meteoriitti putosi ja päätti muiden dinosaurusten paitsi lintujen elämän ja aika monen muunkin eliölajin elämän – ja samalla koko pitkän liitukauden.

Mikäs ongelma siinä sitten on, jos kirjoahvenet näyttävät syntyneen vasta tuolloin dinosaurusten tuhon jälkeen? Ongelman nimi on meri.

Kaikki nykyiset tuhannet kirjahvenlajit ovat makean veden kaloja. Muutama laji pärjää murtovedessä, mutta merivedessä ei yksikään. Dinosaurusten sukupuuton aikoihin Afrikan ja Etelä-Amerikan välillä oli jo pitkään ollut meri. Afrikan ja Madagaskarin (4) välillä meri oli vellonut vielä pidempään – ja entä sitten Intia (5)? Intiaan oli tuolloin jo Madagaskariltakin todella pitkä matka. Miten ihmeessä pieni makeanveden kala olisi voinut polskia Intiaan saakka? (Katso kuva mannerliikuntojen vaiheista ja kirjoahventen sukupuusta sen rinnalla).

Tässä artikkelissa kuvattu salapoliisitehtävä olisi helpompi ilman keltakirjoahventa (Etroplus maculatus) ja sen paria sukulaislajia. Miten ne ovat aikanaan päätyneet Intiaan? Kuva: cichlids.com

Ehkä ei ole sattumaa, että juuri Madagaskarilla ja Intiassa on murtovedessä viihtyviä kirjoahvenia? Onko mitenkään mahdollista, että Afrikasta Etelä-Amerikkaan ja Madagaskarille ja edelleen Intiaan on mannerliikuntojen aikaan säilynyt vähäsuolaisia vyöhykkeitä, mitä pitkin kirjoahvenet ovat voineet uida?

Muidenkin suolaista vettä huonosti kestävien eläinten kuten sammakoiden levinneisyysalueissa ja sukupuissa on kummallisuuksia, jotka vihjaavat siihen, että yksinkertaisimmat mallit vikarianssista kaipaavat tässä yhteydessä täydennystä (Bocxlaer ym. 2006). Geologeille on vielä töitä sen selvittämisessä, että miltä Maapallo näytti 65 miljoonaa vuotta sitten.

Älkää odottako tarinaan oikeaa vastausta! Kuten ihan jutun alussa ilmeni, tämä salapoliisitehtävä on vielä ratkaisematon.

(1) Australia ja Etelänapamanner olivat myös yhtä ja samaa Gondwanamannerta, mutta Australia on matkallaan nykyiseen sijaintiinsa ollut välillä niin etelässä, että se on ollut kylmyyden takia kirjoahvenille elinkelvoton ja Etelänapamanner on sitä tietenkin yhä. Tarpeeksi vanhan kirjoahvenen fossiilin löytäminen Australiasta tai Antarktikselta kelpaisi ratkaisuksi kirjoahven-Gondwana -arvoitukseen myös!

(2) Pohjois-Amerikan puolella elävä teksasinkirjoahven (Herichthys cyanoguttatus) on sääntöön poikkeus. Sen on kuitenkin helppo ajatella saapuneen pohjoiseen Keski-Amerikan kannaksen kautta geologisesti ajatellen vasta ihan äsken.

Teksasinkirjoahven (Herichthys cyanoguttatus). Kuva: wikipedia.

Samoin Aasian puolella Lähi-idässä elävä Astatotilapia flaviijosephi  ja muutama muu kirjoahvenlaji ovat seikkalleet sinne Afrikasta geologisesti ajatellen vasta aivan hiljattain. Keltakirjoahven ja toinen saman suvun laji intiankirjoahven Etroplus suratensis elävät Intian lisäksi myös Sri Lankan saarella Intian kaakkoispuolella. Valtio on eri, mutta alla oleva mannerlaatta on sama Gondwanamantereesta aikanaan pitkälle matkalleen lähtenyt Intian laatta.

Astatotilapia flaviijosephi on ison sukukuntansa (Haplochromini) ainoa laji, joka ei elä manner-Afrikassa. Kuva: africancichlids.net

(3) Sanoisin että kalan siirtyminen merivedestä pitkäksi aikaa makeaan veteen tai päinvastoin olisi mahdotonta, ellei olisi olemassa lohia! Joku kosken nouseminen vastavirtaan on ihan lällärikamaa verrattuna siihen, että kala siirtyy hengittämään makeaa vettä meriveden sijaan.

(4) Liikkuessaan Intia ”rutisti Aasiaa kuin hammastahnaa” ja näin syntyi Himalaja.

(5) Jos minulta kysyttäisiin, että missä on maailman napa, vastaisin epäröimättä, että Madagaskarilla! Se ei ole pitkään aikaan liikkunut paikoiltaan tällä pallolla mihinkään, eikä liiku.

Hienon näköinen kirjoahven Madagaskarilta: Paratilapia bleekeri.

Viitteet:

Bocxlaer I. V., Roelants, K., Biju, S., Nagaraju, J. ja Bossuyt, F.  2006: Late Cretaceous vicariance in Gondwanan amphibians. Plos One 1: e74. Sammakoiden fossiileja, dna-sukupuita ja mannerliikuntoja.

Friedman, M., Keck, B. P., Dornburg. A., Eylan, R. I., Martin, C. H., Hullsey, C. D., Wainwright, P. C. ja Near, T. J. 2013: Molecular and fossil evidence place the origin of cichlid fishes long after Gondwanan rifting. Proc. R. Soc. B 280: 1733. Kirjoahventen fossiileja, dna-sukupuita ja mannerliikuntoja.

Muiden blogieni aiheet: tiede (pitkän kaavan mukaan), juoksu (samoin) ja metafysiikka (korkealta ja kovaa).

Taxonomy fail index

Mitä eroa on ampiaisella ja mehiläisellä? Aika paljon. Yhtäläisyyksiäkin on, molemmat esimerkiksi ovat keltamustia – paitsi mehiläinen, joka on oranssinruskeanmusta… 

Ei kannata koskea! (Perhoset ovat hauraita ja menevät herkästi rikki…) Kuva: Wikipedia.

Yksi keino saada käsitystä siitä kuinka erilaisia ampiaiset ja mehiläiset ovat, on selvittää kuinka kauan ne ovat kehittyneet toisistaan riippumatta eli toisin sanoen kuinka kauan sitten ampiaisen ja mehiläisen viimeinen yhteinen esiäitilaji eli.

Kaikki Maapallon elämä on parhaan tietomme mukaan sukua keskenään, joten tarpeeksi kauas ajassa taaksepäin mentäessä mille tahansa kahdelle nykyiselle eliölle löytyy viimeisin yhteinen kantamuoto.

Pulma on vain siinä, että ihmisparan pää hahmottaa huonosti näin pitkiä ajanjaksoja. Voi tuntua melko yhdentekevältä onko ampiaisella ja mehiläisellä eroa 2,5 miljoonaa, 25 miljoonaa vai 2,5 miljardia vuotta. Pienemmillä luvuilla vastaavat erot on helpompi hahmottaa. Voi olla, että ei tunnu yhdentekevältä esimerkiksi, että saako palkkaa 2,50 euroa, 25 euroa vai 2 500 euroa.

Evolutiivisten ajanjaksojen ymmärtämiseen tarvitaan pienempi ja helpommin hahmotettava suhdeluku. Sellaisen on kehittänyt vähän kieli poskessa Alex Wild* Myrmecos-blogissaan. Idea on verrata kahden eliön välistä ajallista evolutiivista eroa ihmisen ja simpanssien väliseen ajalliseen eroon. Vertailun tuloksena saadaan eliöiden pieleen menneen luokittelun suhdeluku (taxonomy fail index).

Wildin esimerkin mukaisesti: jos Sarah Palinista kertovassa lehtijutussa olisi vahingossa käytetty kuvituksena kääpiösimpanssia, tehdyn virheen suhdeluku olisi määritelmän mukaan tasan yksi. Palinin sijasta esimerkki-ihmisenä voisi käyttää Pohjois-Korean diktaattoria tai paavia. Kaikki ihmiset ovat tietenkin yhtä kaukaista – tai läheistä – sukua simpansseille ja kääpiösimpansseille.

Tämän sinimustaraitaisen mehiläisen erottaa helposti edellisen kuvan keltamusta-raitaisesta perhosesta. Kuva: John HamiI

Jos pieleen menneen suhdeluvun arvoksi saadaan esimerkiksi kaksi, on vertailtavien eliöryhmien erkaantumisesta viimeisestä yhteisestä kantamuodostaan kulunut kaksi kertaa pidempi aika kuin on kulunut siitä kun ihmisiin ja simpansseihin johtaneet kehityslinjat erkaantuivat toisistaan. Hypoteettinen suurin mahdollinen arvo (600 pistettä) virheelle saataisiin, kun kahden tällä hetkellä elävän lajin viimeistä yhteistä esi-isää pitäisi jäljittää elämän syntyyn asti Maapallolla.

Olen laskenut joitain esimerkkejä pieleen menneen luokittelun suhdeluvuista. Jos esimerkiksi sekoittaa talitiaisen tyrannosaurukseen tehty virhe on 21 pistettä eli pienempi kuin 26 virhepistettä, jotka saa jos määrittää tyrannosauruksen kolmisarviliskoksi (Triceratops).

Huomaa: kun toinen tai molemmat vertailtavat lajit ovat kuolleet sukupuuttoon, laskelmiin täytyy tehdä korjaus sen mukaan kuinka kauan lajit ovat olleet sukupuutossa – esimerkiksi tyrannosaurukset eivät ole kehittyneet mihinkään sen jälkeen kun meteoriitti putosi ja tyrannosaurukset lakkasivat olemasta.

Joitain eliöpareja ja virhepisteitä niiden sekoittamisesta keskenään
Talitiainen – Tyrannosaurus 21
Tyrannosaurus – Kolmisarvilisko 26
Ampiainen – Mehiläinen 26
Ampiainen – Muurahainen 26
Ampiainen – Perhonen 56
Ihminen – Keuhkokala 68
Made – Keuhkokala 72
Delfiini – Kala (Osteichthyes) 72
Ihminen – Ahvena (hiilestä tehty) 72
Kampela – Kirahvi 72
Kampela – Rausku 84
Hai – Kala (luusellainen) 84

Laitan laskelmat miten edellä mainittuihin lukuihin päädyin kommentteihin, jos ei laiscota liikaa. Hyvin mielellään kuulisin, jos luvuissa on virheitä tai jutussa mitä vaan kritisoitavaa!  Taulukon luvut ovat epäilemättä monelta osin epätarkkoja. Esimerkiksi yhden uuden tutkimuksen mukaan mehiläiset ovat yllättäen läheisempiä sukulaisia ampiaisille kuin muurahaiset (Johnson ym. 2013), mutta uusia ajallisia arvioita näiden ryhmien erkaantumisesta ei ole tietääkseni julkaistu. Muutokset pistiäisryhmien keskinäisessä lajitumisjärjestyksessä eivät toki mitenkään muuta sitä faktaa, että ampiaisen sekoittaminen mehiläiseen on edelleen noin 25 kertaa isompi virhe kuin paavin sekoittaminen kääpiösimpanssiin.

Viite
Johnson, B. R.*, Borowiec, M. L., Chiu, J. C., Lee, E. K., Atallah, J. ja Ward, P. S. 2013: Phylogenomics resolves evolutionary relationships among ants, bees, and wasps. Curr. Biol. 23: 2058-2062.

**Eri Brian Johnson kuin AC/DC:n laulaja.

English summary
Taxonomy Fail Indices: Human e.g. pope (Homo sapiens) – Chimpanzee (Pan troglodytes): 1, Tyrannosaurus rex – Great tit (Parus major): 21, Tyrannosaurus – Triceratops: 26, Vespula wasp – Honey bee: 26, Vespula wasp – ant: 26, Wasp – Moth (e.g. Sesia apiformis): 56, Human – Lungfish: 68, Lungfish – Burbot: 72, Dolphin – Fish: 72, Perch – Human: 72, Flatfish – Giraffe: 72, Flatfish – Ray (Batoidea): 84, Shark – Bony fish (Osteichthyes): 84,  TFI_max: 600 (Hypothetical maximum value of Taxonomy Fail Index, the last common ancestor of two extant species must be traced back to the origin of life on Earth. )