Nilviäismaailman kummajaisia

Millä eläimellä on kiviset silmät ja magnetiittihampaat, ja se osaa suunnistaa ilman aivoja?

Kuulostaa halvan scifisarjakuvan hirviöltä, mutta tämä otus on tärkeä osa rannikkovesien ekosysteemejä. Ne ovat levinneet kaikkialle arktiselta byöhykkeeltä tropiikkiin, ja lajeja tunnetaan tuhatkunta. Jostakin käsittämättömästä syystä nivelkotilot (Polyplacophora) ovat silti niin huonosti tunnettuja, että harva on koskaan edes kuullut niistä.

Nivelkotilot eivät nimestään huolimatta ole kotiloita tai edes kovin läheistä sukua kotiloille. Ne muistuttavat etäisesti etanan ja simpukan risteymää, jonka selässä on kahdeksasta limittäisestä levystä koostuva panssari. Nivelkotilon päätä on perin vaikea erottaa pyrstöstä, ja äkkiseltään luulisi ettei jäykän näköinen möhkäle pysty edes liikkumaan. Ulkonäkö kuitenkin pettää.

Nivelkotilot kuuluvat ikivanhaan nilviäisten sukupuun haaraan, joka näyttää eriytyneen etanoihin, kotiloihin ja simpukoihin johtaneesta kehityslinjasta jo prekambrikaudella, ennen kuin maailmassa oli juuri muutamaa senttiä pidempiä eläimiä. Esimerkiksi Ediacara-kaudella 555 miljoonaa vuotta sitten elänyt Kimberella (kuvassa) saattoi olla nivelkotiloiden lähisukulainen. Nykyisenkaltaisia nivelkotiloita on fossiiliaineiston perusteella ollut olemassa ainakin 400 miljoonaa vuotta.

Joillakin lajeilla on sadoittain pikkuisia, sinne tänne ripoteltuja silmiä selkäkilvessään (kuva alla). Tuore tutkimus lähti liikkeelle siitä hämmästyttävästä havainnosta, että nivelkotilojen silmien linssit liukenevat mietoon happoon: ne eivät koostu proteiineista, vaan kalkkikivestä! Muista eläinryhmistä vastaavat kivisilmät tunnetaan vain parisataa miljoonaa vuotta kuolleina olleilta trilobiiteilta. Tarkempi tutkimus osoitti, että kukin pikkuruinen silmä on ihan kelvollinen näköelin, joka pystyy muodostamaan karkeita kuvia. Niiden avulla eläin pystyy huomaamaan ylitseen uivan pedon ja vetäytymään ajoissa kilpensä suojiin. Hämmästyttävän tästä asiaintilasta tekee se, ettei nivelkotiloilla oikeastaan ole aivoja lainkaan.

Siinä missä useimpien nykyisten eläinryhmien tärkeimmät piirteet ja aistinelimet kehittyivät jo historian hämärissä kambrikaudella tai vielä aiemmin, nivelkotiloilla on ilmeisesti nuorimmat evoluution tuottamat uudet silmät. Kiviset linssit fossiloituvat mukavasti yhdessä kovan kuoren kanssa, mutta silmiä on vain 10 miljoonan vuoden ikäisillä ja sitä nuoremmilla nivelkotilofossiileilla. Niiden silmät siis syntyivät joskus mioseenikaudella, kun mantereilla jo vaelsivat aivan nykyisenkaltaiset sarvikuonot, gasellit ja siat. Silmien tiedetään kyllä syntyneen itsenäisesti kymmeniä kertoja, mutta useimmiten siitä on huomattavasti enemmän aikaa.

Jäykästä kuorestaan huolimatta nivelkotilot ovat näppäriä vaeltajia, vaikkakin hitaita sellaisia. Ne tekevät ruokailuretkiä raaputtaen raastinrautamaisella kielellään (kuvassa vasemmalla)) levää ja muuta syömäkelpoista kivien pinnalta. Useiden lajien tiedetään palaavan näiltä retkiltään lepäämään tismalleen samaan paikkaan kerta toisensa jälkeen. Kuinka eläin, jolla ei ole aivoja ja silmätkin ainoastaan suoraan ylöspäin katseluun soveltuvat, oikein osaa suunnistaa? Aihetta on tutkittu jonkin verran, mutta etäisestikään järkevää vastausta ei ole vielä saatu. On ehdotettu, että kielen magnetiittihampaat toimisivat kompassina samaan tapaan kuin magnetiittikiteet esimerkiksi kalojen aivoissa tekevät. Yksi ehdotus on, että nivelkotilo muodostaisi mieleensä topografisen kartan kotiseutunsa kivien muodosta, mutta tämä tuntuu melko kaukaa haetulta eläimellä, jolla ei millään logiikalla voi olla mieltä. Kenties uskottavin ehdotettu selitys on, että otus jättää jälkeensä lima- tai kemikaalivanan, jota se sitten yksinkertaisesti seuraa kotiin.

Oli selitys mikä hyvänsä, nivelkotiloiden käyttäytyminen haastaa käsityksiä siitä, kuinka monimutkaista käyttäytymistä aivottomalta eläimeltä voidaan odottaa. Niillä on hyvin yksinkertainen tikapuuhermosto, jossa ei ole lainkaan ganglioita eli aivoihin verrattavia hermokeskuksia, mikä tekee niiden hermostosta vielä yksinkertaisemman kuin vaikkapa kastemadolla. Silti ne katselevat ympärilleen sadoilla silmillä, reagoivat näkemäänsä ja suunnistavat retkiltään erehtymättä takaisin kotiin.

Lähteitä ja lisälukemista:

Not Exactly Rocket Science: Chitons see with eyes made of rock – artikkeli nivelkotiloiden silmistä.

Speiser, Eernisse & Johnsen 2011: A Chiton Uses Aragonite Lenses to Form Images. Current Biology.

The Living World of Molluscs: Chitons – yleinen esittely.

Wikipedia: Chiton.

University of California Museum of Paleontology: The Mollusca – johdatus nilviäisten perusbiologiaan ja evoluutioon.

Kuvat: Nivelkotilon silmät Speiserin, Eernissen & Johnsenin artikkelista, muut Wikipediasta.

Mainokset

3 vastausta artikkeliin “Nilviäismaailman kummajaisia”

  1. Kivisilmät ja magneettihampaat on kyllä aika scifiä, mutta niinhän se on, että todellisuus on tarua ihmeellisempää. Onko noista silmistä mitään lisätietoja? Ja miksi ihmeessä ne hampaat ovat magneettiset? Siis evolutiivisessä mielessä? Jännä otus.

    1. Ilmeisesti kivisilmät ovat sen verran tuore havainto, ettei niistä vielä kovin kummoisesti tietoa ole: ne löytäneiden tutkijoiden raportti on julkaistu vasta tänä vuonna (tuossa artikkelin lopussa on linkkikin siihen). Näyttää kuitenkin siltä, että silmättömillä nivelkotiloilla on pinnallaan valoherkkiä soluja, joilla ne erottavat valoa, mutteivät pysty muodostamaan kuvia. Silmälliset lajit eivät erota valon kirkkautta yhtä hyvin, mutta toisaalta näkevät karkeita kuvia, jotka ovat tehokkaita petojen havaitsemisessa.

      Hampaiden magneettisuus on myös aika mysteeri. Voi olla, että magneettisuus on silkka satunnainen sivuvaikutus siitä, että nivelkotilot ovat löytäneet hyvän, kovan mineraalin ravinnon raaputtomiseen. Tai voi olla, että niiden hampaissa sijaitsee jonkinlainen sisäinen kompassi samaan tapaan kuin eräillä kaloilla ja linnuilla, joilla magnetiittikiteet toimivat magneettiaistin osana.

      1. Harmi jos tuosta ei ole vielä enempää tietoa. Ensimmäinen asia joka mieleeni paukahti luettuani kivisilmien olevan noin äskettäinen innovaatio oli ”mitkä geenit noiden silmien kehitystä säätelevät?” Nivelkotilohan on nilviäinen kuten pääjalkaiset, joilla tietääkseni silmien kehitystä ohjaavat samaiset hox-geenit kuin ihmisillä ja kärpäsillä. Oliko silmällisten pääjaksojen muinaisella kantaäidillä siis silmättömän nivelkotilon tapaan valoherkkiä soluja?

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s