Näytetään tekstit, joissa on tunniste suojaväri. Näytä kaikki tekstit
Näytetään tekstit, joissa on tunniste suojaväri. Näytä kaikki tekstit

torstai 20. lokakuuta 2016

"Make sense" vs. selittäminen

Luin joskus 2000 -luvun alkupuolen tiedettä popularisoivasta kirjasta (kirjan aiheena sattuma ja kaaosteoria) siitä miten kissapetojen väritys selittyy. Raidat ja pilkut syntyvät samanlaisilla säännöillä, niissä on vain pieniä eroja säätöarvoissa. Teorian innoittamana myös kirjan kansissa oli muistaakseni tiikeriraitaa. Samaan teoriaan voi törmätä uudemmassa John Barrowin kirjassa "100 Essential Things You Didn't Know You Didn't Know: Math Explains Your World". Taustalla on se, että pintakuviointia ei ole säädetty tarkasti ja informaatiotavaativasti, sen sijaan eläimissä on pigmentin vaihtuvuutta koskevia aktivoitujia ja inhibiittoreita jotka toimivat esimerkiksi solunjakautumisen yhteydessä. Näiden interaktio määrää miten kaukana ja harvoin pilkut ovat. Ja kokonaisuuteen syntyy tätä kautta pintakuviointeja, yleensä raitoja ja pilkkuja.

Tällä mekanismilla syntyy jotain joka selittää miksi tietyn eläinlajin yksilöt ovat pilkullisia tavoilla joissa on yksilöllisiä eroja. Ja selittää miten evoluutio on voinut synnyttää raidat ja pilkut eläimiin ilman että takana on hyvin mutkikasta pintakuviointia joka mutkikkaasti ja informaatiota vaativalla tavalla syntyisi. (Tähän liittyvä itseorganisaatio on sitä miten hämmentävän monimutkaiselta näyttävät muodot syntyvät hyvin yksinkertaisilla säännöillä.) Ja toisaaltaJa toisaalta sama sääntö toimii siten että raidat voivat muuttua täpliksi kun aktivoitumisen ja eston rytmiikkaa muutetaan ja miten esimerkiksi kohtuu lähisukuisilla kissapedoilla osilla on raitoja ja osilla on pilkkuja.

Barrow viittasi tässä yhteydessä Rudyard Kiplingin tarinaan siitä miten leopardi sai täplänsä. Satu "How the Leopard got It's Spots" selittää asian seuraavalla tavalla "Then the Ethiopian put his five fingers close together (there was plenty of black left on his new skin still) and pressed them all over the Leopard, and wherever the five fingers touched they left five little black marks, all close together. You can see them on any Leopard's skin you like, Best Beloved. Sometimes the fingers slipped and the marks got a little blurred; but if you look closely at any Leopard now you will see that there are always five spots - off five fat black finger-tips."

Tieteenfilosofisesti kysymys on kuvaava ja opettavainen. Sillä jossain mielessä Kiplingin selitys on tietenkin satu jota kukaan ei ota vakavasti. Mutta se on samalla kuitenkin jossain määrin vakuuttava. Jossain mielessä Kiplingin tarina toimii siksi että se intuitiivisesti jotenkin "tuntuu järkevältä" jopa silloin kun se ei tunnu uskottavalta tai hyvältä teorialta. "It make sense". (Viittaan tässä esimerkiksi McGrathin näkemyksiin teologiasta jossa uskonto ei selitä asioita mutta "make sense".) ; Toisaalta evolutiivinen malli ei selitä miksi leopardilla on juuri viiden pilkun rykelmiä eikä vaikka tiikerinraitoja. Tässä mielessä säätöarvoteoria ei selitä tätä spesifiä yksityiskohtaa kuin sattumalla. Satu sen sijaan kertoo miksi asia on juuri sillä tavalla eikä muulla tavalla.

Tämä sopivuus ei tarkoita kuitenkaan samaa kuin tieteellisyys. (Mikä ei yllätä ketään.) Esimerkiksi falsifioituvuusperiaatetta Kiplingin tarinalla ei ole.
Sellainen on sitten olemassa säätöarvoihin perustuvassa teoriassa. Näistä esitetään helpoin jopa Barrow'n kirjassa "The waves create separate peaks and throughs as they spread around the large and roughly cylinderical body of the cheetah, but when they spread to the thin cylinderical tail, they were much closer together and merged to create the appearance of stripes. This tendency gives a very intresting mathematical 'theorem' that follows from the behaviour of the colour concentration waves on animal bodies : Animals with spots can have striped tails, but striped animals cannot have spotted tails." Eli toisin sanoen väritystä koskeva teoria ennustaa että eläimillä joilla on pilkkuja voi olla raidallinen tai pilkullinen häntä. Mutta raidallisilla eläimillä ei voi olla pilkullisia häntiä.

Toinen oleellinen asia on mekaniikka. Kiplingin "teoria" selittää sormista ja väristä, mutta ei siitä miten tämä väri on tarttunut ja säilynyt eläinlajilla sukupolvesta toiseen. Tämänlainen mekaaninen selitys onkin tärkeää. Sillä ilman sitä tarina on vain "just so story" ; Ytimessä on enemmän se että keksitään jotain joka "voi olla" ja joka kuvaa maailmaa siten kun sitä havaitaan. Se ei luo mitään koeteltavaa teoriaa ja koettele sitten tätä ja katso toimiiko se. 

Opetus on siitä kiinnostava että Intelligent Design -teorioissa usein selitetään että mekaaninen selitys on pahaa naturalismia. Ja että heillä on vaihtoehtoinen selitysmalli. Kuitenkin tämä vaihtoehtoinen selitysmalli on "just so story" joka "make sense". Kaikki yritykset siirtää sitä tieteelliseen suuntaan torjutaan "pahana naturalismina". Jos ottaa ID -teorian monet selitysmallit vakavasti, niissä ongelmia väistellään selittämällä että noiden vaatimusten takana on maailmankuvallisuus, niin huomaa että niiden antama tila on sellaista että Kiplingin sadussa oleva teleologian sävyttämä teoria vaillaa mekanistista selitystä muuttuu yhä enemmän ja enemmän sellaiseksi että se voisikin olla vaihtoehtoinen tieteellinen teoria. (Sitä voi miltei kuulla miten kreationisti ilkkuisi sillä miten evoluutioteoria ei selitä miksi leopardilla on viisi pilkkua rinnakkain, juuri ihmissormien lukumäärä. Jumalahan voi antaa tälläisen spesivin kuvion ihmisille tunnistettavaksi ja tämä tiettyys olisi ikään kuin design-signaali. Miltei.)

Toki maailmankuvallisuus ei tässä tarkoitakaan tätä ; Se on lähinnä jotain jota käytetään ID:ssä ei tässä kohdassa onnistuta täyttämään sen ehtoja ja siksi niitä ei haluta pitää tärkeinä kriteereinä. Noin karkeasti. Aina kun ID puhuu tieteellisyydestä hän viittaa todennäköisyyksiin eikä pidä niitä rajoittavina. Aina kun kriteeri on maailmankuvallinen, se on tunnustus epäonnistumisesta tässä kohdassa..

lauantai 10. elokuuta 2013

Kaikki kauheat muodot

Tämän seksin teille tarjosi ampiainen!
Mimicry -ilmiö tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että laji voi hämätä ulkonäöllään siten että se muistuttaa jotain toista lajia. Näin esimerkiksi kukkakärpänen joka matkii ampiaisten varoitusvärejä, hyötyy värityksestä juuri samalla tavalla kuin ampiainenkin - ilman että sen tarvitsee olla yhtä pistävä tai myrkyllinen. Ampiaisen kannattaa tietysti kantaa turvavärejä koska silloin saalistajat näkevät että se on myrkyllinen ja silloin aseistusta ei tarvitse edes käyttää. Kukkakärpänen voi hyötyä tästä ja harjoittaa vapautuvalla ajallaan sitä mitä riviampiaiset tavallisesti eivät tee. Eli seksiä.

Olen tässä kohden käsitellyt mimicryä käyttäen esimerkkeinä Henry Walter Batesin muotoilemaa selitystä mimicryn takana ; Hänen teoriansa voisi tiivistää teemaan "lammas susien vaatteissa" -mallista. Kuitenkin on myös muunlaista mimicryä. Blogaukseni kannalta on tarpeellista tuoda esiin Friz Müllerin mallintama mimicry, jossa takana on yhteishyöty; Tällöin kyseessä on tilanne, jossa kaksi tai useampia lajeja omaavat jonkun yhdistävän piirteen joka tekee niistä haitallisia saalistajille. Näiden ulkonäkö saattaa alkaa muistuttamaan yhä enemmän toisiaan. Hyöty tulee siitä että yhteinen signaali tehostaa esimerkiksi saalistajien kykyä yhdistää tietynlainen haitta saaliiseen. Näin molemmat hyötyvät myös sen toisen lajin vaarallisuudesta.

Batesin mimicryssä "huijaus" ei hyödytä matkittavaa, vaan päinvastoin. ; Siinä imitoitu muoto vaikuttaa todennäköisyyteen jolla saalistajan kannattaa iskeä kohteeseen vaikka sillä on varoitusvärit. Jos aitoa riskiä imitoiva laji yleistyy liikaa, riskiä ei ole. Batesin mallisessa maailmassa myös ampiaiset voivat kärsiä siitä että kaikkialla on liikaa kukkakärpäsiä, koska hyönteisiä syövät linnut ja vastaavat huomaavat että kirkkaisiin väreihin on helppoa iskeä ja luvassa on herkkupala.

Itse asiassa Müllerin mimicry onkin harjoittajalleen evolutiivisesti hyödyllisempää, sillä se vahvistaa itseään. Olen kuitenkin yleensä avannut ilmiötä Batesin mallin kautta koska se on arkijärjen kannalta paljon helpommin tajuttava. Mimicry on luonnossa sen verran yleistä, että itse asiassa on olemassa nippuja joissa on useita lajeja joissa tapahtuu sekä Batesin että Müllerin mallista mimicryä sekaisin ja näin syntyy iso kasa taksonomin kannalta inhottavia lajeja (mimicry ring) jotka muistuttavat toisiaan.

Mimicryn ajatus on hyvin yksinkertainen, ja arkijärjelläkin tajuttava. Sen vaikeutena on kuitenkin se, että milloin samannäköisyys johtuu mistäkin. Ja tämä tuottaakin vaikeuksia. Mimicry -ilmiötä tapahtuu, mutta se sekoittuu helposti aivan toisenlaisiin asioihin.
1: Samannäköisyys on tavallista lähisukuisilla lajeilla. Tällöin luonnonvalinta ei tarjoa mitään syytä samannäköistymiseen. Lajiutuminen voi itse asiassa olla erottamassa lajeja ulkonäöllisesti toisistaan. Tällöin kyseessä ei ole mimicry.
2: Samannäköisyys voi johtua konvergentista evoluutiosta. Esimerkiksi se, että delfiinit muistuttavat monilta piirteiltään kaloja ei johdu mimicrystä vaan elinolosuhteista. Evolutiivisesti kaukaistakin sukua olevat voivat olla rakenteiltaan samansuuntaisia, mutta kyseessä ei siltikään ole mimicry.
3: Yhdennäköisyys voi olla aivan puhdasta sattumaa. Esimerkiksi jos perhoslajeilla on paljon erilaisia kuviointeja, ei voi olla niin että jos yksi niistä sattuu muistuttamaan toista, että kyseessä olisi automaattisesti mimicry. Ihminen kuitenkin helposti ylinäkee sattuman taakse isompia syitä. Ja tämänlainen ylitulkinta on itse asiassa hyvinkin helppoa. Samannäköisyydestä vaikkapa myrkyllisen eläimen kanssa ei voida tehdä suoraa päätelmää mimicrystä, koska se on ajatteluvirheenä vähän sama kuin se, että näkisi Jumalallista merkitystä siitä että osalla perhosista on kirjaimien ja kirjoitusmerkkien näköisiä kuvioita siivissään ; Helposti unohtuu että juuri siksi että erilaisia siipikuvioita on runsaasti, ei ole ihme että tälläisiä löytyy. Tarpeettomaan synkronisiteettiin ei ole tarvetta.
4: Samannäköisyys voi johtua myös mimicrystä.

"Non-Darwinian views on evolution" kirjoitti mimicrystä perhosilla. Vaikka nimi voi kuulostaa kreationistiselta, kyseinen teksti on kuitenkin kaikkea muuta. Se itse asiassa korostaa sitäkin, mihin neutraaliteorian kannattajana panostan melko usein. Eli siihen että sattumalta samannäköisyys tulkitaan aivan liian helposti mimicryksi. Ihminen siis ikään kuin kokee että sattuma olisi jotenkin epätieteellinen tai huono selitys. Päin vastoin, monesti tilastolliseksi latistaminen on nimenomaan tieteelliseltä kannalta se oikea ratkaisu! Gould moitti aikanaan siitä että adaptationistit aivan liian helposti kehittelevät "just so -storyja", jotka vain selittävät miten tilanne voisi olla luonnonvalinnan aikaansaannosta.

Teksti tuo esille mimicryn todistamiseen liittyviä hankaluuksia ja hämärryksiä
1: Kuten sen että joillain lajeilla naaraat näyttävät erilaisilta kuin koiraat. Silloin vain naaraita tai koiraita suojaa mimicryn vaikutus. "Males of Perrhybris Pyrrha are white, whereas males of Dismorphia astynome have white spots on their hind wings. The question is why natural selection has not acted on them. Males of other species in the mimicry ring look like females e.g. protected. Yet we can see that some species may thrive with males not being protected at all: So called “female limited mimicry” - dimorphic female (top) and male (bottom) of Perrhybris pyrrha."
2: Monesti mimicry torjutaan ikään kuin vain siksi että ne ovat läheistä sukua ja näin mimicry redusoituu lähinnä "lajit näyttävät samalta vaikka eivät ole läheistä sukua" -mallin taakse. "It is important to notice that mimicry is supposed to exist only between unrelated taxa. No one will be surprised seeing two closely related species looking alike (for instance tiger and leopard, family Felidae). There are plenty of cases where butterflies of non-overlapping and distant regions look similar. Their similarity is explained by their relatedness and not by convergent evolution driven by natural selection." Tosin tässä kohden olen hieman kirjoittajaa lievemmällä linjalla. Sillä kun alussa listasin eri syitä mimicrylle, halusin esittää ne ikään kuin vaihtoehtoja joita punnitaan. Jos jokin kohta vahvistuu, se muuttuu vahvemmaksi suhteessa muihin selityksiin. Näin lähisukuisuus ei siis itse asiassa estä mimicryä suoraan, se vain vahvistaa sen vaihtoehtoista teoriaa ja tekee siitä relevantimman ja näin se toimii ikään kuin mutkan kautta mimicry -selitystä vastaan. 
3: Sattuma ja perhosten siipien värityksen syntyprosessiin voi liittyä rajoituksia jotka johtavat samanlaisten muotojen ja piirteiden syntymiseen. "the coloration and pattern types on insects are often recurring phenomena. The resemblance repeats. Why there should be a different explanation for some arbitrary chosen resemblances than for thousands of other patterns and coloration?"

Tämä ei tietysti ole samaa kuin luonnonvalinnan tai mimicryilmiön totaalikieltämistä ; Gouldkin korosti että luonnonvalintaa tapahtuu ja että sen perustelu vain pitäisi tehdä paremmin. Että ei pitäisi vain olettaa että joka ikinen piirre olisi toimiva. (Adaptationistit ja kreationistit ovatkin tässä kohden samaa mieltä ; Molempia ärsyttää jos selittää että jollain rakenteella ei ole funktiota.) Siksipä pidän "Non-Darwinian view on Evolution"in esittämää kysymyslistaa tärkeinä - joskin suhtaudun niihin hieman leppeämmin. (Puheet luonnonvalinnasta mimicryn yhteydessä on relevantti koska mimicry on yksi tapa olla adaptiivinen luonnonvalinnan synnyttämä piirre! Siksi en siirtynyt aiheesta syrjään jauhamaan luonnonvalinnasta. Se ei ole harhautuminen sivujuonteisiin ; Se on asian ytimessä.) 
"several questions must be answered before natural selection can be accepted as a plausible explanation of the phenomenon.
1) What are butterflies vision-oriented predators that select them? Do they exist?
2) Are unpalatable insects rejected by predators?
3) Are those rings maintained by natural selection or is the similarity between the species just a consequence of their relatedness?
4) Is such a coloration something that is beyond natural variation of the species?"


Mimicry on eräänlainen suojaväri, joten voinen ponnahtaa toisaalle, nimittäin koivumittareiden teollisuusmelanismiin, josta kirjoitin aiemmin. Siinäkin oleellista oli se, että luonnonvalinnan vaikutus mitattiin merkitsemis-vapautus-takaisinpyydystysmenetelmillä. Samoin mimicryssä voidaan periaatteessa tehdä samantapaisia testauksia. Koska mimicry on luonnonvalinnallinen, valintapaineen tulisi jotenkin tulla esiin. Samoin on tietysti katsottava onko suojelu todella liitoksissa turvaväriin. Jos kaksi eimyrkyllistä tai muutoin saalistajille inhottavaa lajia näyttävät toisiltaan, ei kyseessä selvästi ole mimicry.

Itse asiassa jos käytetään aloittamaani eri vaihtoehtojen listaamista, eikä oteta niitä sotkevana seikkana vaan vaihtoehtoisina selitysmalleina joiden uskottavuus painottaa kokonaisuutta, voidaan nähdä että taustalle saadaan piirteitä jotka tekevät itsekriittisen.
1: Jos kaukaiset lajit ovat samannäköisiä, on katsottava mitä ne tekevät, jotta konvergentin evoluution osuus saadaan arvioitua.
2: Jos lajit ovat lähisukuisia on yritettävä arvioida muutosten suuntia. Jos lajit erilaistuvat ei kyseessä selvästi ole mimicry.
3: Jos lajit näyttävät samalta, on arvioitava ovatko ne vaikuttaneet nyt tai historiassa samoilla alueilla. Ennen kaikkea saalistajien vaikutusalueella ; Lajeilla voi olla eri asuinpiirit, mutta jos niitä syö ja metsästää sama eläin, ne voivat olla mimicrysuhteessa. Näin ollen Jos samat saalistajat eivät ole olleet molempien lajien vaikutusalueella, eivät ne voi olla mimicry -suhteessa.
+: Mimicryllä on siis niin monta erilaista ehtoa, että se on ihan validi ilmiö. Sitä ei vain saisi torpata huolettomasti minne tahansa. Liiallinen adaptationismi, ja sen vaatiminen että kaikelle luonnossa olevalle pitäisi olla funktio on tässäkin kohden ajatussyöpä. Luonnonvalinta on totta, mutta se ei vaikuta kaikkialla. Liiallinen adaptationismi näyttääkin evoluutiossa olevan vähän sama kuin ne hurahtaneet kristityt, jotka näkevät heille henkilökohtisesti tarkoitettuja Jeesuksen merkkejä vain aivan kaikkialla kuten pilvien muodoissa, liikennemerkeissä ja CMX:än poikien kappaleissa.

tiistai 4. lokakuuta 2011

Miten pähkinähakki sai pilkkunsa

Funktioon perustuvan selittämisen vaikeutena on usein määrittää sisäinen ja ulkoinen toiminta ; Funktio kun voidaan jakaa primaariseksi käyttötarkoitukseksi jossa esine on tehty tiettyä asiaa varten. Ja sitten esineellä voi olla jokin käyttötarkoitus jota sille ei ole tehty. "Ihmemies MacGyver" perustuu siihen miten suuressa osassa jälkimmäinen on. On eri asia että jotain voidaan tehdä kuin että se olisi sen tarkoitettu funktio.

Tämä kohtaa tieteet etenkin evoluutioteorian kohdalla. Siinähän yksi tärkeimmistä konsepteista on ajatus adaptaatiosta, hyödyllisestä ominaisuudesta. Nämä hyödylliset piirteet sitten yleistyvät, jolloin funktiosta tulee luonnonvalinnan kautta ominaisuuden säilymisen syy ja yleistymisen syy. Mutta sen alkuperäisen syntymisen syynä on tietysti sattuma, mutaatiot.

Tämä asia herätti etenkin Gouldin mietteet. Hän moittikin että adaptaatioista tulee helposti "just so storyja". Adaptiivinen selitys voi olla vain asian ympärille tehty tarina. Hän vertasi tätä eläinsatuihin, kuten niihin joissa selitetään "miten pantteri sai pilkkunsa". Gould ei tietysti vastustanut luonnonvalintaa itsessään. Hän ei siis ikään kuin adaptaation käsittelyssä "katsonut kokoa vaan sitä miten sitä käytetään". ; Hän siis korosti että adaptationistit ovat liian "Ihmemies MacGyvereitä" ja keksivät luovia funktioita asioille sen sijaan että ikään kuin miettisivät että "mikä on sen esineen arkikäyttötarkoitus". Esinevertaus on sinänsä hyvä muistaa, koska Gould viittasi että adaptaatioiden huolimaton käyttö vertautuisi siihen että selittäisi että ihmisellä on nenä jotta silmälasit pysyvät päässä - kun tosiasiassa aika -analyysi paljastaa syyseuraussuhteen nurinkuriseksi ; Silmälasit on muotoiltu niin että ne pysyvät ihmisen nenällä.

Tämä adaptaatioselitysten piirre on jäänyt hämäräksi ainakin monille eievoluutioteorian sisällöstä kiinnostuneille, mutta joilla kuitenkin on kiinnostusta sen kommentointiin. Heitä ovat jotkut humanistit ja tietysti kreationistit. Heidän kohdallaan useimmiten kuitenkin ihmetyttää se, miten he itse omilla alueillaan näyttävät hyväksyvät testaamattomissa olevat "just so" -tarinat. En tiedä miksi he ovat evoluutiota vastaan jos tälläinen epäsuora tarinointi on heistä ihan tieteellisesti hyväksyttävä tiedonjäsentämisen metodi. Mutta jotta tämä ei jäisi "tu quoque -vittuilun" tasolle (niin nautittavaa kuin se onkin) on hyvä ottaa jotain konkreettista joka pistää adaptaatioiden tarinasyytteen varsin kyseenalaiseksi.

Toki evoluution kohdalla adaptiivinen selitys ei ole itse asiassa ainut tapa saada uskottava selitys asialle ; Kun katsomme eläinten jälkeläisiä huomaamme että jotkut yksilöt saavat pitkässä tähtäimessä "isompia perheitä joista tulee isompia sukuja" kun taas toiset eläinyksilöt "jäävät pienperheiksi tai lapsettomiksi". Tämä kertoo jonkinlaisesta karsiutumisesta. Emme kuitenkaan välttämättä tiedä onko tämän takana esimerkiksi "seksuaalinen miellyttävyys" vai "selviytymis- ja elinkyky". Evoluutio laskee kelpoisuutta. Ja me voimme laskea kelpoisuuksia ilman ainuttakaan funktionaalista selitystä. Lisääntymään pääsevät jälkeläiset ovat mitattavissa oleva suure.

Mutta tämä ei tietysti ole vielä kaikki. Sillä onneksi maailmassa on Ilkka Koivisto. Hänen kirjastaan "Elämänmittainen luontoretki" nimittäin löytyy kohta jolla hän selittää miten tarinoista saadaan hyviä. Hän kertoo sivulla 194-195 miten sepelkyyhkysien kaulassa oleva kuvio on näkyvä. Tätä voisi pitää signaalina koska valkoinen on erottuva. Kuitenkin kyseessä on suojaväri koska se rikkoo kyyhkysen muodon. Koivisto kuvaa miten tämä oli opettavaista ; Tarina värin merkityksestä signaalina on helppo tehdä sellaisenaan, mutta tämä "voi olla" ei vielä riitä. "en todellakaan tulkitse kaikkia lintujen höyhenpuvun värejä signaaleiksi. Ilmiselvät naamiointivärit tietysti tipahtavat signaalien listalta ensimmäisinä." Valkoisen kaulavärin kätkemisominaisuuksiin haetaan tukea myös lähisukulaisia analysoimalla; Avuksi voidaan ottaa esimerkiksi pesiminen. Sepelkyyhky pesii ja hautoo oksistoissa näkyvissä. Elinolosuhteissa ääriviivojen rikkoutumisesta on hyötyä. "sepelkyyhkyn lähisukulaisella uuttukyyhkyllä ei tälläisiä täpliä ole. Uuttukyyhky pesii nimensä mukaisesti uutuissa eli pesäpöntöissä tai luonnononkaloissa, siis pimeissä suojaisissa paikoissa." Koivisto hakee apua myös etologiasta yhdistettynä lajin yksilöiden kehitysvaiheisiin ; Väriläiskää ei välttämättä tulkita suojaväriksi koska esimerkiksi "Kuhertava lintu pörhistää ne, toisin sanoen ne ovat seksitoimen signaaleja. Siten ei olekaan mikään ihme ettei tälläistä hohtoa ole näiden kolmen lajin nuorten kauloissa."

Koivisto näyttää samalla myös että pähkinähakin selän pilkut ovat kenties asfalttikadulla näyttäviä ja kirkuvia valkoisia läikkiä. Mutta hakin omissa elinolosuhteissa ne ovat suojaväri, koska sembramännyn alla maa pilkkuuntuu, etenkin sembramäntyisessä metsikössä. Pilkut ovat siksi todennäköisesti suojaväri ja vain hyvin epätodennäköisesti signaali - vaikka Koivisto myöntääkin että tässä tutkimusta ja analyysiä ei ole tehty yhtä vahvasti kuin sepelkyyhkyjen "kaulanauhan" kohdalla. Hakkien pilkut suojavärinä on siis hyvä selitys, mutta selityksissä on hyvyysasteita, ja hyvyysaste muuttuu tutkimuksen antaman tuen, korroboraation, myötä.

Luonnossa suojaväritys on siksi yhtä vähän mielipidekysymys kuin se, onko armeijan mastopuku suojaväri vai ei ; Itse asiassa hyvinkin samalla tavalla. Metsässä ja sodassa se on suojaväri koska se sopii taustaan ja sitä kautta saadaan vähemmän luodista. Kadulla se taas on signaali jolla esimerkiksi skinhead tunnustaa väriä ja erottautuu ympäristöstään tiettyyn "maiharilla mutiaisia naamaan" -henkiseen alakulttuuriin kuuluvaksi. Larppiireissä nörtit taas pukeutuvat maastopukuun saisivat maineen siistinä nörttinä ja tässä sivussa "pesää" tyttösiltä. (Anteeksi hieman karkea näkemykseni sekä skinheadeistä että larppaajista. Selitykseksi selittelen että minulla ei ole mitään heitä vastaan, en vain pidä heistä ihmisryhmänä tai yksilöinä.)

Tätä voidaan testata myös valintapainetta tutkien ; Esimerkiksi voidaan ottaa kasa erilaisia eläimiä, merkitä niitä, vapauttaa niitä luontoon ja sitten jonkin ajan kuluttua pyydystellä niitä takaisin jotta saadaan selville onko jompi kumpi jäänyt enemmän saaliiksi. Riittävän suuret otokset ja kokeiden toistot antavat kyllä kuvan siitä onko jokin suojaväri vai ei. Vastaavasti seksuaalivalinnassa voidaan tehdä kokeita testaamalla soidinkäyttäytymistä ja laskea "kuka pääsee pukille ja kuka ei" ja vaihtoehtoisesti tekemällä geenien kautta "isyystestejä" eläimille. Jos väri ei tuo suosiota, vaan vaikka vähentää suosiota, siihen ei liity seksuaalivalintaa. Samoin väripilkkujen signaalikäyttäytymistä voidaan testata atrappien avulla. Tai sitten suttaamalla nämä värit eläimiltä piiloon ja katsomalla sitten miten eläimet käyttäytyvät tähän liittyen. Jos kyseessä on signaali, viestinnän pitäisi muuttua. Ja mikä yllättävintä, se että ominaisuus on yleistynyt neutraaleista syistä voidaan todellakin koetella.

Toisin sanoen tarinat ovat falsifioitavissa, ne eivät siis voi olla vain epämääräisiä heittoja joita heitetään nuotiotarinoina. Adaptaatioihin liittyvät metodit sallivat erilaisten näkemysten testauksen tavalla jossa tarinoista tulee koeteltuja teorioita, faktojen tukemia hyvin perusteltuja uskomuksia. (Tieteenfilosofisesti tämä on suunnilleen sama kuin minkä minä arki-ihmisenä sanoisin erimieliselle että "Hähä, se oli sitten siinä, U lose!" Mutta tieteenfilosofit ovat tietysti kohteliaampia, ainakin virallisesti.)

Moni ajattelee että käyttäytymiseen liittyvät asiat olisivat jotenkin erilaisia. Koska käyttäytymisestä ei jää mitään fossiileja. Kuitenkin elinolosuhteista saadaan tietoa:
1: Fossiilirekordissa samassa kerroksessa olevat eliöt ilmaisevat jotain siitä minkälaisessa ympäristössä sitä ollaan. Rakenteiden itsensä mahdollistamat asiat sekä se, mitä luonnossa on vastaavilla rakenteilla olemassa auttavat kohdentamaan tulkintoja niin että ne eivät enää ole mielivaltaisia arvauksia vaan hyviä akateemisia arvauksia. Ja tähän analyysiin Gould käskikin panostamaan, ei hylkäämään koko konseptia.
___1.1: Tämä tietysti unohtuu helposti jos ollaan looginen positivismi tai ei mitään -asennevammalla liikenteessä. Tieteiltä oletetaan 100% onnistumista. Omilta suosikkiteorioille nähdään helposti dogmaattinen 100% varmuus ja vastustajien kohdalla muistutetaan miten loogisen positivismin kumoutuminen jotenkin pakottaa heidät epäonnistumiseen. Tämä asennevamma on yllättävän yleistä. Pieret näyttää miten ihmiset eivät oikein osaa suhtautua akateemisuuteen ja rationaalisuuteen. Kun Dawkins kertoo että evoluutioteoria on tällä hetkellä elegantti teoria, jonka osaaminen kuuluu akateemiseen yleissivistykseen niin vahvasti että jokaisen rationaalisen ihmisen pitäisi tuntea se edes jotenkin nosti kritiikkiä siitä miten evoluutio, kuten ei mikään tiede, ei ole absoluuttisen 100% varmasti ja lopullisesti totta. Pieret on minua kohteliaampi kun hän vinoilee asiasta ; "Of course, Dawkins did not say that evolutionary theory is "absolutely certain." He said that it is a stunningly simple but elegant explanation of life on Earth today, which is true, and that no one can be ignorant of evolution and be a cultivated and adequate citizen, which Washington has proven, once again, not to be."
2: Itse asiassa vaikka geenit eivät fossiloidu (tai ainakaan emme osaa palauttaa niitä nykytekniikalla) niin perimässä on paljon samankaltaisuuksia. Kun esimerkiksi mietitään miten ihmiset ja simpanssit eroavat, on soveliasta katsoa sitä osiota mikä on erilaista. Ja tämän jälkeen voimme miettiä pelkästään niiden nykyisiä vaikutuksia. - ja tuskin kukaan nykyään itkee ja valittaa siitä että jos joku löytää geenejä joka aiheuttavat siniset silmät tai punaiset hiukset, että kyseessä olisi jokin "just so -story". (Geenien kautta voidaan saada hyvä arvaus ilmenemisaikajärjestyksestäkin. Fossiilit tarjoavat tietysti saman.)

maanantai 14. maaliskuuta 2011

Samiksia ja Wannabeita.

Eläinkunnassa on monella tavalla samanlaisia olentoja. Homologiset piirteet ovat samantapaisia piirteitä, joiden syy on geneettinen. Eliöt ovat piirteiltään samanlaisia koska niillä on (suhteellisen läheinen) sukulaisuussuhde. Toisaalta piirteet voivat olla analogisia, jolloin ne johtuvat yhteisestä ympäristöstä, jolloin samaan elinympäristöön ja samantapaiseen elämäntapaan tarvitaan samanlaisia rakenteita. Näin kaukaisissa sukulaisissa, kuten maamyyrässä ja maamyyräsirkassa, voi olla yhteisiä piirteitä.

Sitten on mimicry. Sen lähestyminen onkin hieman mutkikkaampaa. Alfred Russell Wallace määritteli mimicryn piirteeksi, jossa eliöt muistuttavat toisiaan vaikka ne eivät ole läheistä sukua. Tämän lisäksi korostui suojeleva yhdennäköisyys ; Toisen lajin on matkittava toista lajia koska tästä on jonkinlaista hyötyä.

Mimicry onkin tavallaan melko lähellä suojaväritystä ; Eliö, joka teeskentelee kiveä, oksaa tai lehteä, tai joka kätkeytyy muuten vaikka kaarnan pinnalle, saa suojaa koska se teeskentelee jotain muuta kuin on.

Varsinaisessa mimicryssä on kuitenkin mukana liikkuvien kohteiden imitointi. Naamioitumisen sijasta se onkin usein selvästi erottautumista. Mimicryssä on kaksi päätyyppiä : Ensimmäisessä suojaton laji matkii puolustuskykyistä lajia. Näin esimerkiksi kärpänen saa suojaa jos se näyttää pistävältä ampiaiselta. Toisessa kyseessä on loisinta, jolloin esimerkiksi kimalaispesässä loisiva matkii kimalaista niin tehokkaasti, että kimalaiset eivät huomaa eroa. Naamioituminen voi tapahtua monella tasolla, kuten ulkonäkössä tai vaikkapa hajussa.

Kaikissa mimicryn luokissa matkiva laji ja matkittava laji elävät samalla alueella. Ja matkittava laji on yleisempi. Muunlaisissa olosuhteissa matkiminen ei ole kannattavaa.

torstai 19. maaliskuuta 2009

Kirkkaat värit ja harmaat värit.

Melko usein eläinte väritystä selitetään suojavärin kautta. Eli esimerkiksi (1) jänikset ovat talvella valkoisia, jotta niitä ei nähtäisi ja jotta ne eivät tämän kautta joutuisi saaliiksi (2) jääkarhut ovat valkoisia, koska jos ne olisivat erivärisiä, ne huomattaisiin ja silloin saalistaminen olisi vaikeaa. Tätä kautta väritys on ympäristön oloinen. Asia on tavallista mutkikkaampi, ja esimerkiksi sitä, onko parempi naamioitua yhteen vai moneen eri ympäristöön parempi, ja jos on niin milloin.

Kuitenkin luonnossa on paljon kirkkaita värejä. Usein nämä johtuvat seksuaalivalinnasta. Tällöin koreus kiinnittää - yleensä naaraan - huomion, ja vaikka se kenties houkuttaa petoja, kelpoisuus kuitenkin tulee jälkeläisten kautta, joten tälläiseen kannattaa panostaa. Samaan tapaan ihminenkin muuttaa väritystä: domestikaatioon liittyy usein erikoisia värejä. Näin tiedetään esimerkiksi että egyptiläiset kissat olivat jo domestikoituneet: Ne olivat väritykseltään punervia tavalla joka haittaisi niiden elämää luonnossa. Samoin lehmät ovat luonnollisia vastineitaan värikkäämpiä.

Toisaalta marjat ovat värikkäitä jotta ne huomattaisiin ja ne syötäisiin ja niiden sisällä olevat siemenet pääsisivät leviämään. Tällöin kyse on tavallaan juuri suojavärin vastakohdasta.

Mutta myös monet perhostoukat ja hyönteiset ovat värikkäitä. Tämän luulisi olevan huono asia, koska toukat eivät yritä hurmata ketään (vielä), tai vielä vähemmän ne yrittävät tulla syödyiksi. Niiden kohdalla toteutuukin aposemaattinen suoja: Kirkkaiden värien tarkoitus on erikoista kyllä kiinnittää saalistajien huomio. Syynä on se, että värikkäät hyönteiset ovat usein pahan makuisia tai myrkyllisiä. Koska linnut oppivat yhdistämään pahan maun näihin hyönteisiin, ne jättävät ne toiste maistamatta. (Ensin myrkky, sitten väri. Myrkyllisyys kun antaa etua ennen väriä, kun taas väri vain sen jälkeen.) Syy ei ole se, että lintu jättäisi pahan makuisen syömättä - toki näinkin käy usein, ja joskus tästä nokkaisusta jäädään jopa henkiin. Kuitenkin suurin osa tulee lintujen oppimisen kautta. (Ja jos tätä jatkuu kauan, siitä voi tulla jopa geneettinen automaatio.) Toukat nimittäin saavat suojaa sukulaisvalinnan kautta: Tätä tulkintaa puoltaa se havainto, että toukat esiintyvät usein ryhminä ja ne ovat keskenään sisaruksia.

Kirkkaisiin väreihin liittyy myös mimicry -ilmiö. Se perustuu itse asiassa samaan lintujen ja muiden saalistajien oppimiseen, kuin värikkäillä toukilla. Tosin siinä on mukana jo "piirun verran hämäämistä". Kun saalistajat, kuten linnut, yhdistävät vaikka keltaraitaisuuden pahaan makuun, ei tarvitse olla juuri saman lajin toukka, kunhan on riittävän saman näköinen sen kanssa. Näin lajin ei tarvitse olla pahanmakuinen tai myrkyllinen, jos se vain muistuttaa jotakin myrkyllistä tai pahanmakuista lajia joka esiintyy suunnilleen samoilla alueilla. Kun esimerkiksi on pahan makuinen keltaraitainen mato ja tätä muistuttava keltaraitainen "lintujen herkku" kuoriainen, linnut jättävät kuoriaisen rauhaan koska ovat oppineet yhdistämään juuri sen kaltaisen ulkonäön niihin karmean makuisiin toukkiin.

Toisaalta perhosten silmätäpliä on perusteltu pelotuskeinoksi: Ne ovat perhosen levätessä piilossa, mutta lentäessä ne näkyvät. Toisaalta näitä on perusteltu myös sillä, että se harhauttaisi linnun tai muun saalistajan iskemään kohti niitä, ja ne ovat sellaisissa paikoissa että niihin iskeminen ei ole kuolettavaa. Monet eivät pidä näitä selityksiä riittävinä. Myöskään seksuaalivalintaa ei voida karsia pois tässä kohdassa.

Toisaalta väritystä voidaan käyttää myös signaalina. Tästä hyvä esimerkki on monien peurojen hännänalus on valkoinen. Kun ne lähtevät juoksemaan pakoon, ne nostavat samalla hännän pystyyn. Näin muutkin paikalla olevat peurat tietävät lähteä pakoon. Tämä voi auttaa sukulaisvalinnan kautta, jos peurat ovat keskenään sukua. Toisaalta myös pakeneminen voi olla todennäköisempää kun kohteita on useita.