torstai 10. heinäkuuta 2014

Kylmät alueet ja myrkkyeläimet

Markus Kajon "Kettusella" oli kehuja siitä miten Tanska oli hyvä maa. Kajo korosti että on maita joissa on kylmä ja sellaisia maita joissa on myrkkyeläimiä. Että normaalisti valitaan jompi kumpi. Ja sitten oli Tanska. Tämä ajatus tuntuu omituiselta. Sitten se tuntuu aivan järkevältä.

Myrkkyeläimet vilistävät tropiikissa. Afrikassa on mamboja. Intiassa kobria. Australia oikein vilistää myrkyllisiä käärmeitä. Ja heillä on sydneyntunneliverkkohämähäkki. Ja vaarallinen sinitäplätursas.  Meksikossa on ties mitä vaarallista. Ja aina kun lännenelokuvissa puree myrkyllinen kalkkarokäärme, niin arvatkaa tapahtuuko tämä aavikolla? Ja koska yksittäisten lajien nimeäminen ei auta, voidaan demonstroida lukemilla. Suomessa on kyy. Meksikossa on yli 80 lajia ihmiselle vaarallista myrkkyeläintä. Toiseksi eniten myrkkyeläimiä on Brasiliassa. Ja kolmanneksi eniten Australiassa. Mutta mistä tämä johtuu?

Ajatus on sinällään kiinnostava. Sen selittämiseksi voi olla hyvä vilkaista muutamaa poikkeusta. Ensimmäinen tuntemamme poikkeus on Malta. Olen maininnut tästä blogissanikin. Siellä ei ole ainuttakaan myrkkykäärmettä. Ja siellä on selvästi lämmin. Toinen poikkeus on helppo muistaa kansanperinteestä. Kerrotaan että pyhä Patrick hääti käärmeet Irlannista. Tosiasiassa käärmeitä ei ole häädetty Irlannista, sillä Smithsonian Science kertoo että siellä ei ole käärmeitä koskaan ollutkaan.
1: Pyhä Patrick on tässä mukana ironisin syin. Sillä kristityt puolustavat Maltaa ja Raamatun erehtymättömyyttä kertomalla että lajisto voi muuttua eikä sitä voida tietää. Kyllä voidaan sillä eläimistä esimerkiksi jää jäänteitä. Ja  Pyhän Patrickin tarinaa on aivan vakavasti käytetty selityksenä sille miten vaikkapa ilmastonmuutos tai muu luonnonolosuhteiden muutos on voinut häätää käärmeet Irlannista ja että vastaava pikakatoaminen voisi tapahtua Maltallakin. Että sukupuutto kuin sukupuutto. Patrick -selitys näyttää siis "vähintään ironiselta". Mutta näitä biologian alueella mestarilausuntoja voi kuulla ihmisiltä jotka eivät ole biologeja vaan teologeja. Ja jotka itse pahastuvat heti jos biologi vähänkin vääristelee heidän teologisia premissejään.

Tai kuten The Guardianissa muistutetaan "Snakeless islands are not very unusual, there are also no snakes in New Zealand or Madagascar." Madagascarilla on yli 80 käärmelajia mutta yksikään niistä ei ole ihmiselle vaarallinen. On ihan tavallista että saarilla ei ole käärmeitä. ; Ja jos mietitään miksi englantilaisia ei ole kohdannut  Irlannin onni niin tästä saarivaltio joutuu syyttämään Ranskan välitöntä läheisyyttä. Siinä on välissä vesialue jonka yli uidaan. Mutta britit tunnetusti syyttävät kaikesta mielellään ranskalaisia, joten kenties he pitävät asiasta näin.

Madagascar ja Malta ja vastaavat ovat kohtuullisen lämpimiä paikkoja joissa ei ole myrkkyeläimiä. Isolaatio on tässä hyvä syy sille miksi nämä ovat poikkeuksia. Mutta toisaalta tämä nostaa esiin jatkoajatuksen adaptaatiosta. Ja tämä on yllättävän tärkeä kulma. Jos lämpötilalla olisi merkitystä, myrkyn täytyisi jotenkin näillä alueilla olla erityisen adaptiivista. Eli lämpötilan tulisi jotenkin suosia myrkyn käyttöä. Tämä taas tuottaa erikoisia ongelmia. Sillä syyt miksi irlannissa on myrkkykäärmeitä selittyy pääasiassa maantieteellisellä isolaatiolla. Joka koskee sitä miksi muualla syntyneet myrkyllisyysominaisuudet eivät leviä sen alueelle. Auki jää kuitenkin kysymys siitä miksi siellä ei synny myrkyllisiä käärmeitä. Jos luonnonvalinta jotenkin erityisesti tukisi myrkyllisten eläinten toimintaa, sen pitäisi syntyä siellä erityisen helposti. Ongelma on luonnollisesti relevantimpi Madagascarin kohdalla.

Ja sitten on Australia. Jos katsotaan Australiaa, niin sen runsaat myrkkykäärmeet eivät ole endeemisiä. Siinä missä kenguru on kehittynyt Australiassa, sen myrkkykäärmeet ovat peräisin muualta. Se on vähän kuin Irlanti. Paitsi että käärmeet ovat saapuneet sinne kaikesta huolimatta jossain vaiheessa. (20 miljoonaa vuotta sitten.) Ajelehtiminen tapahtui Aasiasta. Ja ajelehtinut laji sattui kuulumaan myrkylliseen linjaan, se oli kobrien sukulainen. Ja tämän jälkeen merkittävää on oikeastaan tiedostaa vain, että kaikki Australian myrkykäärmeet ovat läheistä sukua toisilleen. Koska kilpailua ei ollut, populaatio menestyi ja levittäytyi. Ja lajiutui, kuten evoluutiossa on tapana. Luonnonvalinnan sijaan kysymys on siis perustajavaikutuksesta.

Kuuman ja myrkyn välinen yhteys ei olekaan niin ilmiselvästi suoraan adaptiivinen. Stephen Jay Gould voisi selittää miten ihmiset sekoittavat sen että jokin asia tekee jotain siihen että se on adaptiivinen. Kuitenkin usein evoluutio tuottaa asioita sivutuotteena. Ja tällöin luonnonvalinta on väärä selitys tälle piirteelle. Malliesimerkki tämänlaisesta sivutuotteesta on jo edellä mainitsemani sydneyntunneliverkkohämähäkki. Tämä hämähäkki on ihmisille hirvittävän myrkyllinen. Ja itse asiassa sen myrkky on ikään kuin spesiaalimyrkyllistä kädellisille apinoille joita ihmiset ovat. Australian evoluutiohistoriassa tämä ryhmä eläimiä on kuitenkin jokin joka ei ole ollut läsnä hämähäkin kehitysaikana. Tosiasiassa sydneyntunneliverkkohämähäkin myrkky on sitä mitä muidenkin hämähäkkien myrkky. Sen päätehtävänä on ennen kaikkea sulattaa ravinto. Hämähäkin myrkyn primääritoiminto on ikään kuin toimia vatsahappoina joita suihkutetaan hampaiden läpi saaliiseen jo mahan ulkopuolella. Myrkytysoireet ja muut vauriot ovat enemmän sivutuote. Saaliseläimen kohdalla tämänlainen päätyy toki luonnonvalinnan piiriin. Mutta sydneynverkkohämähäkin myrkky on spesiaalivaarallista ihmisille lähinnä vahingossa. ~ Tilanteen ironisuutta kenties tehostaa se, että sydneynverkkohämähäkki ei edes ole myrkyllinen kovin monelle nisäkkäälle. Myrkyllisyys on tässä kohden suhteellista ja jo tappolistan antaminen alkuun oli ihmiskeskeistä. Kun katsotaan myrkyllisiä eläimiä, päädytään helposti katsomaan ihmiselle myrkyllistä. Mutta LD50 arvot ovat lajikohtaisia.

Ja viimeinen naula tähän arkkuun on sen tiedostaminen että Australia on suuri alue. Siellä on kuumia alueita ja kylmiä alueita. Australia on yllättävän lähellä etelämannerta. Ja kun katsotaan Australian myrkkykäärmeitä voidaan huomata, että Etelä-Australiassa käytännössä miltei jokainen käärme on myrkyllinen. Mutta pohjoisessa käärmeet ovat tavallisesti myrkyttömiä ja ihmiselle harmittomia. Kylmillä alueilla on siellä siis eniten ihmiselle hengenvaarallisia myrkkykäärmeitä. Vaikka aluksi Australia oli hyvä esimerkki lämpimän ja myrkyllisen yhteydestä, tilanne sen kohdalla onkin päinvastainen.

Mutta tämä ei tietysti vakuuta aivan täysin. Meksiko ja muut vastaavat paikat ovat selvästi pullollaan myrkyllisiä lajeja. Tässä kohden on kuitenkin hyvä tiedostaa se, että myrkylliset lajit sattuvat olemaan vaihtolämpöisissä lajeissa. Ja noilla alueilla vaihtolämpöisiä lajeja on enemmän. Jos esimerkiksi mietimme Suomea, täällä on pirun vähän käärmelajeja, pari hassua. Ja meillä on silti kyy. Madagascarilla tämä prosenttimäärä kaikista matelijalajeista tarkoittaisi kymmeniä myrkkykäärmelajeja. Kun lajien kirjo on suurempi, on selvää että myös numerot ovat suurempia. Jos jossain on sata lajia, on selvää että niistä on helpompi löytää kymmenen myrkkykäärmettä kuin jos alueella on kolme lajia. (Mikä ei lohduta eteläaustralialaisia joilla prosenttimäärät ovat taivaissa, kiitos perustajavaikutuksen.)

Näin ollen uskallan sanoa että vaikka myrkyllisyys taatusti on monissa suhteissa adaptaatio - ja lämpimien maiden ihmiset ovat useimmiten enemmän hankaluuksissa kuin autuaat Tanskalaiset - niin lämpötilan ja myrkyllisyyden välillä ei ole adaptiivista suhdetta. Markus Kajo paljasti tavallaan illuusion. Ja tämä tuo surulisia uutisia, sillä sen mukaan ajatus Skyrimin frostbite spidereiden kaltaisista myrkyllisistä eläimistä on vähemmän mahdoton kuin ensivilkaisulta voisi luulla. (Se on mahdoton lähinnä siksi että hyönteisen ja hämähäkkieläimen tukirankarakenne ei kykenisi maassa tuottamaan mitään niin isoa. Elintoiminnot, kuten hengittäminen eivät onnistuisi. Eli se on yhä mahdoton, mutta ei enää yhtä monella tavalla mahdoton. Eli vähemmän mahdoton. Fantasia on mutkikasta.)

6 kommenttia:

Korppi on oikeus kirjoitti...

Logiikkahan on näin yksinkertaista: lämpimämpi alue -> enemmäm lajeja -> enemmän (ihmiselle) myrkyllisiä lajeja. Hämähäkkilajeista todella pieni osa on ihmiselle myrkyllisiä, joten ei ihme ettei Suomesta löydy mitään suppilo- tai vaeltajahämähäkkien kaltaisia veitikoita. Kuitenkin kotoisan huonehämähäkkimmekin myrkky on tavallaan samaa tavaraa kuin edellämainituilla, joten miksei täällä periaatteessa voisi sellaisia olla. Kun tarkastelee mustalesken levinneisyyttä voi havaita, että suht' pohjoisesta sitäkin löytyy (kumma juttu muuten, ettei lajia löydy lainkaan keskisestä afrikasta. Mikähän voisi olla syynä? Luontainen vihollinen kenties? Ilmasto tuskin rajoittaa, löytyy niitä kuitenkin muualta päiväntasaajan seudulta).

Olen kaiken kaikkiaan tyytyväinen Suomen köyhään biosfääriin.

Tuomo "Squirrel" Hämäläinen kirjoitti...

Joo, siihenhän tuo blogaus redusoitui lopulta. Että tiivistelmä tuli yhteen lauseeseen kommentteihin, kun itse luulin vaivaa nähneeni.

Mutta halusin tehdä asiasta tarpeettoman monimutkaisen ja peittää kaikki mahdolliset nurkat.

Nöh.

Tom Kärnä kirjoitti...

Ja hämähäkithän eivät ole hyönteisiä vaan hämähäkkieläimiä. Mutta eikö niilläkin hengitys perustu passiiviin ilmaputkiin, joiden teho heikkenee eläimen suuretessa? Siinä toinen koon rajoitin.

Tuomo "Squirrel" Hämäläinen kirjoitti...

Viittasin juuri siihen että hämähäkkieläimien rakenne on oleellisesti samanlainen kuin hyönteisillä. Ja hyönteisten maksimikoko on aika "no brainer". Eli kaikkien oletetaan tietävän että sen tyyppisellä rakenteella ei systeemit toimi. Hengitys on luonnollisesti mukana. Kaiken takana on se sama ongelma ; Koon kasvaessa ulkopinta-ala kasvaa lineaarisesti ja sisällä oleva ainesmäärä eksponentiaalisesti.

Toki tämä voidaan teoriassa kiertää. Kenties ne saatanan jäähämähäkit on hankkinut esimerkiksi keuhkot ja sisäisen tukirangan.

Tom Kärnä kirjoitti...

Kai niitten sitten täytyy olla selkärankaisia. Evoluution ihmeitä. Tai itse asiassa eivät olisi ainakaan Maapallolta peräisin. Elleivät sitten hullun professorin laboratoriosta.

Lisäksi sanoisin, että jalkalihasten täytyy olla erinomaisen vahvoja, kun pitävät jalkojaan noin sivulla.

Tuomo "Squirrel" Hämäläinen kirjoitti...

Joo. Ihmeen vahvasta erikoisaineksesta on tehty niiden kuori. No, leveästä asennosta niitä on vaikeaa kaataa.