Evoluutio nikkaroi autotallissa

Richard Dawkins kirjoitti aikoinaan osuvasti, että evoluutio ei toimi kuin insinööri, vaan pikemminkin kuin autotallissa puuhaava näpertelijä. Insinööri suunnittelee tuotteensa huolellisesti etukäteen, hankkii sitä varten parhaat mahdolliset materiaalit ja pyrkii mahdollisimman tehokkaasti toimivaan lopputulokseen. Sen sijaan näpertelijä käyttää kulloinkin tarjolla olevia tarvikkeita: vanhan polkupyörän osia, narunpätkiä, kattopellin kappaleita. Mitenkuten toimivaksi kasattua tuotetta sitten korjaillaan ja täydennetään aina kulloisenkin tarpeen mukaan.

Pidin vertauksesta silloin, kun teini-ikäisenä luin sen jostakin Dawkinsin vanhoista kirjoista (olisiko se ollut Sokea kelloseppä?). Oikeastaan pidän siitä edelleen: se havainnollistaa sekä evoluution toimintatapaa että lopputuloksia hyvin. Vaikka useimmat eliöt ovat näennäisesti täydellisen, hyvin suunnitellun näköisiä, tarkemmin katsellen niistä alkaa paljastua yhä enemmän näpertelyn merkkejä. Elävät olennot ovat täynnä mitenkuten sovellettuja virityksiä, suunnitteluvirheitä, tarpeettomia yksityiskohtia ja muuta hauskaa. Ne ovat kuin näpertelijän rakentama laite, jota on vuosien varrella korjailtu toimittamaan vaihtelevia tehtäviä. Juuri se niistä tekeekin niin kiehtovia.

Tutuin ja helpoiten lähestyttävä esimerkki näpertelystä on tietenkin ihminen itse. Jos selkärankaisten rönsyilevästä sukupuusta jäljitettäisiin meihin päätyvä kehityslinja, nähtäisiin, että sen varrella on ollut mitä erilaisimpia eläimiä, joiden ruumiinrakenne ja elinolot ovat olleet aivan erilaiset. Merikaloista on tullut rantaviivalla ryömineitä kalasammakoita. Niistä salamanterimaisia varhaisia sammakkoeläimiä, ja niistä vaihtolämpöisiä maaeläimiä, jotka kenties nykyihmisen silmään muistuttaisivat lähinnä liskoja. Dinosaurusten valtakaudella nykynisäkkäiden esi-isät olivat pieniä, yöaktiivisia ja enemmän tai vähemmän päästäisen näköisiä. Ihmisapinoita edeltäneet kädelliset taas olivat pienehköjä, päiväaktiivisia kiipeilijöitä. Millaisia merkkejä nämä vaiheet ovat mahtaneet meihin jättää? Tässä on muutama mielestäni mielenkiintoisemmasta päästä.

Alkumeri suonissa

Ensimmäiset eliöt elivät merissä, ja meidän välittömät merelliset edeltäjämme, devonikauden kalasammakot, olivat nekin merieläimiä. Ensimmäiset solut siis sopeutuivat meriympäristöön. Monisoluisten eläinten kehittyessä niiden solujen välinen neste – kudosneste – asettui suunnilleen samaan suolatasapainoon meriveden kanssa, sillä sellaista on tietenkin helpoin ylläpitää. Maaeläinten kudosneste, solujen elinympäristö, muistuttaa tänäkin päivänä koostumukseltaan huomattavasti valtameriä sellaisina kuin ne olivat kaksi miljardia vuotta sitten. Me ihmisetkin kannamme siis tavallaan edelleen alkumeren olosuhteita mukanamme kaikkialla minne kuljemme.

Häntä, kidukset ja räpylät

Ihmisen alkioista käy harvinaisen selväksi, että esi-isämme olivat kaloja. Alkio kasvattaa kehityksensä alkuvaiheessa hännän, joka sitten myöhemmin surkastuu, ja sormien ja varpaiden väliin räpylät, jotka myös katoavat myöhemmin. Silloin tällöin tähän kuuluvassa ohjelmoidussa solukuolemassa sattuu virhe, ja syntyy lapsia, joilla on häntä. Nämä piirteet ovatkin varmaan tuttuja kaikille alkioiden kuvia katselleille. Vähemmän tunnettua on se, että alkiolle kasvaa myös kiduskaaret, kalojen kiduksia tukevat luiset renkaat. Suurin osa kaarista surkastuu, mutta etummaisista kaarista kehittyvät leuka ja kurkunpään luut. Tällainen alkionkehityksen edestakaisin sahaaminen, rakenteiden kehittyminen ja uudelleen surkastuminen, kertoo paljon evoluution tavasta toimia. (kuvassa viisiviikkoinen alkio, Wikipediasta)

Aivohermojen sotku

Aivohermot ovat kaksitoista paria aivojen pohjasta lähteviä hermoja, jotka huolehtivat selkärankaisten pääpuolen hermotuksesta. Ne vievät liikekäskyjä ja tuovat tietoa eri aistielimistä. Ne ovat lääketieteen opiskelijoiden keskuudessa surullisenkuuluisia opeteltavia, koska niissä ei näytä olevan mitään järkeä. Hermot kiemurtelevat ja haarautuvat pään, kaulan ja rintakehän eri osiin näennäisesti ilman mitään logiikkaa. Logiikan löytää vasta, kun katsoo kalojen aivohermoja. Niillä ne kulkevat hyvässä järjestyksessä ja aivan loogisesti. Ihmisen aivohermot heijastavat kauniisti sitä, kuinka perusteellisesti kalan pää on uudelleenmuotoiltu, jotta lopputuloksena on ihmisen pää. (kuva täältä)

Hyvä esimerkki järjettömyyksistä on kymmenes aivohermo, joka on osuvasti nimeltään kiertäjähermo. Yksi tämän hermon haaroista kulkee aivoista alas, tekee lenkin sydämen yläpuolella, missä sen haarat hermottavat osaa sydämestä. Sieltä se nousee takaisin ylös, ja sen ylimmät haarat palaavat hermottamaan kurkunpäätä. Ihmisellä tämä hermo tekee siis useamman kymmenen sentin turhan lenkin… mutta arvata sopii, millainen lenkki kirahvin kiertäjähermossa on!

Päästäisen silmät

Nisäkkäät ovat ryhmänä suunnilleen yhtä vanha kuin dinosauruksetkin. Koko mesotsooisen kauden me nisäkkäät hoidimme samoja ekologisia lokeroita kuin nykyään jyrsijät ja päästäiset. Suurimmatkin lajit olivat vain kotikissan kokoisia, ja useimmat paljon pienempiä. Pikkunisäkkäille tyypilliseen tapaan ne olivat myös hyvin pitkälti yöaktiivisia: jos ei muuten, niin välttääkseen tarkkasilmäisiä dinosaurussaalistajiaan. (kuvassa virginianopossumi, Wikipediasta)

150 miljoonaa vuotta yöaktiivisena teki tehtävänsä: tarpeeton värinäkö katosi. Niin sammakkoeläimillä, matelijoilla kuin linnuillakin on edelleen se nelivärinäkö, jonka ne varsieväisiltä esi-isiltään perivät, mutta nisäkkäistä suurimmalla osalla on vain kaksi värinäköön osallistuvaa pigmenttiä. Esimerkiksi rotilla ja hiirillä ne ovat suunnilleen turkoosi ja ultravioletti. Koirilla taas violetti ja kellanvihreä.

Afrikan apinat ovat itsenäisesti kehittäneet uudelleen kolmannen väripigmenttityypin, oletettavasti koska hedelmiä näön varassa etsivälle eläimelle on huono juttu olla punavihervärisokea. Punainen väripigmentti on eriytynyt vihreästä aivan äskettäin, mikä näkyy siinä, että sen suurin herkkyysalue on hyvin lähellä vihreän vastaavaa (oikeastaan keltaisen, eikä punaisen alueella) ja vaihtelu yksilöiden välillä on suurta. Turha siis enää väitellä väreistä: on aivan mahdollista, että kiistakumppani todella näkee ne eri tavalla.

Kanaliha

Nisäkkäillä on jokaisen karvan tyvellä pikkuinen lihas, joka nostaa karvan pystyyn silloin, kun eläin on kylmissään tai kiihtynyt. Karvojen pörröttäminen parantaa niiden eristyskykyä ja lämmittää kylmällä säällä, mutta se myös saa eläimen näyttämään suuremmalta kuin onkaan pedon tai kilpailijan silmissä. Ihmisillä on edelleen nämä samat lihakset, jotka nostavat “ihon kananlihalle”, mutta koska karvoja on vain siellä täällä, refleksi on täysin turha.

Epäviisaudenhampaat

Jossakin vaiheessa ihmisen kehitystä me näytämme vaihtaneen leukalihakset aivoihin. Leukojen pieneneminen, kuonon katoaminen ja leukalihasten kutistuminen nimittäin saattavat liittyä aivojen koon kasvun mahdollistaneisiin anatomisiin muutoksiin. Se voi myös liittyä ruokavalion muutoksiin. Olipa tarkka syy mikä hyvänsä, simpanssiserkuillamme on kuono ja tukeva setti poskihampaita, mutta meillä ei. Pienempiin leukoihin mahtuu vähemmän hampaita, mutta ylimääräiset poskihampaat eivät aina pysykään poissa. Ne kasvavat myöhään, puhjeten vasta nuorille aikuisille, eivätkä koskaan ilmesty kaikille.

Niille epäonnisille, joille viisaudenhampaat kasvavat, ne yleensä tuottavat ongelmia. Ne kasvavat vinoon, työntävät muita hampaita pois tieltään, painuvat ikeniin ja saattavatpa jopa kasvaa kokonaan sivuttain. Viisaudenhammasongelmat ovat varmasti olleet suuri ongelma ennen nykyaikaista hammaslääketiedettä, ja välillä ne ovat sitä edelleen.

Umpilisäke

Kasvinsyöjänisäkkäiden umpisuoli on pitkä, paksu elin, joka pitää sisällään selluloosaa hajottavia bakteereita. Jostakin syystä nisäkkäät eivät ole koskaan onnistuneet kehittämään selluloosaa hajottavia ruuansulatusentsyymejä, joten ne tarvitsevat bakteereita tätä tointa hoitamaan. Lehtiä mutustavilla ihmisapinaserkuillammekin umpisuoli on suuri ja hyvin kehittynyt. Sen sijaan ihmisellä se on pieni tynkä, jonka päässä on matomainen pikku umpilisäke. Sen tehtäviin ei enää kuulu ruuansulatus, mutta siitä lienee silti hyötyä muiden suoliston bakteerien suojapaikkana ja osana immuunijärjestelmää. Yksimielisiä ollaan kuitenkin siitä, että tästä kapineesta on nykyihmiselle enemmän haittaa kuin hyötyä: umpilisäkkeen tulehdukset ovat varsin yleisiä, ja voivat hyvin olla hoitamattomina tappavia. Sen sijaan umpilisäkkeen poistosta ei juuri näkyvää haittaa ole. (kuvassa nuori bonobo, Wikimedia Commons)

Listaa voisi jatkaa vielä aika tovin, mutta tässä oli muutama mielenkiintoisin. Wikipedian listassa on vielä muutama, jotka jätin pois. LiveSciencen artikkelissa on mielenkiintoisia evolutiivisia jäänteitä muualtakin eliömaailmasta.

Aloituskuvassa on Dolni Vestonicen Venus, yksi varhaisimmista taiteilijan näkemyksistä ihmisestä. Pikku veistos on ainakin 25 000 vuotta vanha. Kuvan poimin Wikipediasta.