Viikon pieni ihme: perhosen lapsuusmuistot

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
”Ai, sinä taas”, miettii vastakuoriutunut horsmakiitäjä, vai miettiikö?

Jääkaapissani, siinä puoliksi syödyn mangon ja leviterasian välissä, on pieni lasipurkillinen turvetta. Sen tarkempi kaivelu paljastaisi kaksi horsmakiitäjän (Deilephila elpenor) koteloa. Keräsin otukset toukkina naapurustosta ja kasvatin ne koteloitumisvalmiiksi.

Ne viettävät talven hyvässä turvassa saalistajilta ja pyrähtävät keväällä lentoon parvekkeelta. Mutta mahtavatko ne aikuisinakin muistaa omituisen ison otuksen, joka vei ne mukanaan kotiin?

Äkkiseltään ei välttämättä tulisi mieleen, että hyönteisillä ylipäänsä on muistoja. Ne vaikuttavat mekaanisilta ja vaistonvaraisilta. Mitä ne edes muistelisivat?

Tutkimukset ovat kuitenkin jo kauan sitten osoittaneet, että hyönteiset oppivat ja muistavat oppimansa siinä missä isommatkin eläimet. Ne on mahdollista opettaa välttämään sähköiskua (joka oli etenkin aikaisemmin suosittu, mutta jotensakin barbaarinen konsti eläinten oppimisen tutkimuksessa), mutta myös vaikkapa pelaamaan jalkapalloa, kuten brittitutkijat aikaisemmin tänä vuonna osoittivat.

Kyvystä muistaa ja oppia on tietenkin hyötyä luonnossa. Pesän rakentavien hyönteisten on muistettava tie takaisin kotiin, ja useimmille eläimille on hyötyä vaaranpaikkojen ja toisaalta hyvien ruokailupaikkojen muistamisesta. Muiden yksilöllinen tunnistaminenkaan ei ole pahitteeksi – esimerkiksi ampiaiset ovatkin erittäin hyviä tunnistamaan toisensa kasvonpiirteistä.

Toukka-ajan kokemukset eivät kuitenkaan vaikuta kovin relevanteilta perhoselle, jonka elintavat muuttuvat muodonmuutoksen myötä täysin. Vielä suurempi syy epäillä toukka-ajan muistoja on se, että perhosilla on täydellinen muodonmuutos. Kotelon sisällä toukka nesteytyy ja rakentuu kokonaan uudenlaiseksi eläimeksi. Perhosen käyttäytyminen ja aistit ovat toisenlaisia kuin toukan, joten aivoissakin tapahtuu suuria muutoksia.

Asia ei ole tietenkään näin yksinkertainen. Perhosilla aivojen rakenne muuttuu jo toukkavaiheen aikana, ja toisaalta osia aivoista säilyy muuttumattomana kotelossa tapahtuvan muodonmuutoksen yli. Siksi amerikkalainen tutkimusryhmä päätti vuonna 2008 testata, muistaako perhonen lapsuutensa.

Tobacco_Hornworm_1
Tupakkakiitäjän toukka. Kuva: Daniel Schwen / Wikipedia. CC 4.0-lisenssi.

He opettivat tupakkakiitäjän (Manduca sexta) toukkia suunnistamaan Y:n muotoisessa sokkelossa. Sokkelon toinen haara haisi etyyliasetaatilta, ja siellä odotti mikäpä muukaan kuin lievä sähköisku. Toukista suurin osa oppi kahdeksan toiston jälkeen välttämään etyyliasetaatin hajua ja valitsemaan aina sokkelon toisen haaran, joka oli sekä hajustamaton että sähkötön.

Toukat olivat koulutushetkellä lähes koteloitumisvalmiita. Niiden annettiin koteloitua ja vajaata kuukautta myöhemmin kuoriutuneet aikuiset kiitäjät asetettiin samaan sokkeloon. Ja kuinka ollakaan! Ne näyttivät muistavan sokkelon kuin eilispäivän. Aikuiset perhoset välttivät etyyliasetaattia täsmälleen yhtä taitavasti kuin toukkinakin.

Manduca_sexta_MHNT_CUT_2010_0_104_Dos_Amates_Catemaco_VeraCruz_Mexico_female_dorsal
Aikuinen tupakkakiitäjä. Kuva: Didier Descouens / Wikipedia. CC 4.0-lisenssi.

Jos koulutus tapahtui aikaisemmin, jo toukkien toisen nahanluonnin jälkeen, tupakkakiitäjät muistivat kyllä oppimansa koko toukka-ajan, mutta eivät enää perhosina. Ne siis muistavat toukkavaiheensa loppupuolen, mutta eivät sen alkua. Miksiköhän?

Tutkijat arvelevat artikkelissaan selitykseksi sitä, että myöhäisessä toukkavaiheessa saadut muistot tallentuvat eri aivolohkoon. Hyönteisten oppimat tiedot tallentuvat sienimäisiin rakenteisiin, jotka englanniksi tunnetaan nimellä mushroom bodies. Niissä on kolme lohkoa: γ-lohko kehittyy jo munassa kasvavalle sikiölle, ja toukkavaiheen alun muistot luultavasti tallentuvat siihen, mutta myöhemmin kotelovaiheessa lohkon aivosolujen kytkennät kitketään pois. Sen sijaan α/β-kaksoislohkot kehittyvät vasta toukkavaiheen puolivälin tietämillä, ottavat hoitoonsa myöhempien muistojen tallentamisen, ja säilyvät yli kotelovaiheen.

Perhosten kokemus alkaa kuulostaa äkkiä kumman inhimilliseltä. Niillä on lapsuusmuistoja kuten meilläkin, mutta niillä on myös varhaislapsuuden muistinmenetys, jonka syyt ovat ihmisillä edelleen kiistanalaiset.

Kenties horsmakiitäjäni ovatkin ihmeissään, kun ne keväällä kömpivät kotelostaan ulos aivan vieraassa paikassa (ne koteloituivat olohuoneen pöydällä, ja kuoriutumaan vien ne parvekkeelle). Onneksi ne eivät tunnu jäävän sitä pohtimaan, vaan aikaisemman kokemukseni perusteella ottavat pian siivet alleen. Jos ne olisivat taipuvaisia turhaan ihmettelyyn, niillä varmaan olisikin riittämiin ällistelemistä oman kehonsa muutoksissa. Ainakaan minä en koskaan kyllästy niiden uskomattomaan muodonmuutokseen. Enkä psykedeeliseen väritykseen.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
Kohta valmiina maailmalle.

Lähde:

Blackiston ym. 2008: Retention of Memory through Metamorphosis: Can a Moth Remember What It Learned As a Caterpillar?. PLOS ONE. (kokonaan luettavissa)

10 vastausta artikkeliin “Viikon pieni ihme: perhosen lapsuusmuistot”

  1. Olipa suloista aloittaa tämä ensilumen päivä pohtimalla perhostoukan lapsuudenmuistoja! Kiitos sinulle muutenkin, blogiasi on todella kiinnostava!

  2. Ihana todeta, että useat henkilöt ovat kiinnostuneita näistä maailman pienistäkin
    asukkaista. Asumme suurimman osan vuodesta Costa del Sol´in tuntumassa
    ja täällä on oma ihmeellinen hyönteismaailmansa. Olen jakanut näitä tieetoja
    myös lapsenlapsilleni toivoen, että ymmärtäisivät tutustua näihin Maija Karalan
    upeisiin artikkeleihin. Tämänkertainen on taas aivan uutta, jota, en ainakaan,
    minä ole tullut ajatelleeksi.

    1. Voi, Välimeren alueella hyönteisten monimuotoisuus onkin hurja – onhan niitä Suomessakin enemmän kuin kukaan voi eliniässään oppia tuntemaan, mutta siellä lämpimillä seuduilla on sellaisia eksoottisempiakin kavereita kuin rukoilijasirkkoja ja laulukaskaita. On varmasti hienoa päästä luontoretkeilemään siellä eri vuodenaikoina.

      Kiitos kommentistasi!

  3. Horsmankiitäjän toukkia minäkin joskus kasvatin ja syötin. Oli vaan melko kammottavaa nähdä, kun pistiäisen toukat ryömivät elävän perhostoukan nahan alla. En unhoita näkyä silloinkaan.

    1. Hui! Parasitoidit ovat merkittävä, mutta tavallisesti ihmisille aivan näkymätön osa hyönteismaailmaa. Ne hoitavat merkittävää roolia kaikenlaisten hyönteisten populaatioiden hallinnassa, mutta ovathan ne kyllä aika karmeita.

      Minullakin osui kerran lapsena kohdalle tämä kyseenalainen arpaonni, kun jonkin täpläperhosen (olisikohan ollut suruvaipan) kotelosta kuoriutui perhosen sijaan suuri pistiäinen. Muistan elävästi, kuinka yli yhdeksänkymppinen isomummoni vaati tappamaan otuksen. Lopulta kuitenkin päätin, että se on luontokappale siinä missä perhonenkin, ja vapautin sen terassilta lentoon.

Vastaa käyttäjälle Nimetön Peruuta vastaus

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