Kirjoahventen äly – kylmiä kuin kala vai sosiaalisuuden mestareita?

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Katsot akvaarioon, ja kirjoahven katsoo takaisin. Tunnistat kalan lajina, ehkä yksilönäkin. Ihailet suomujen kauniita värejä ja liehuvia eviä. Mietit, mahtaako kalalla olla tällä kertaa oikeasti nälkä, vai kerjääkö se silkkaa ahneuttaan. Mutta mitä kalan päässä mahtaa liikkua, vai liikkuuko mitään?

Tämä artikkeli pohjautuu Ciklidistit ry:n syystilaisuudessa viime syyskuussa pitämääni esitelmään. Se on julkaistu yhdistyksen Ciklidisti-lehdessä ja parhaillaan käännettävänä ruotsiksi julkaistavaksi Ciklidbladet-lehdessä.

Vielä vuosituhannen taitteessa tiedemaailman ja suuren yleisön käsitys kalojen hengenlahjoista ei ollut mairitteleva. Kalojen pienten ja alkukantaisten aivojen ei uskottu pystyvän juuri mihinkään yksinkertaista refleksiä kummempaan. Akvaarioharrastajien käsitys eläimistään oli sentään korkeampi kuin useimpien, pääsiväthän he tarkkailemaan kaloja muissakin tilanteissa kuin kuoleman kielissä ongenkoukussa.

Syy tiedemaailman matalaan käsitykseen kalojen – ja ylipäätään eläinten – hengenlahjoista on historiallinen. Biologian alkuaikoina luonnontieteilijät tekivät eläinten käyttäytymisestä toinen toistaan villimpiä nojatuolitulkintoja. Jotta tieteenala saisi uskottavuutta, 1900-luvun alkupuolella uusi tutkijasukupolvi otti tiukan linjan: nyt käyttäytymistä tutkittaisiin ainoastaan tieteellisin metodein. Mielikuvitukselliset tulkinnat olivat pannassa.

Eläimen mieli jätettiin mustaksi laatikoksi, koska luotettavia menetelmiä sen tutkimiseen ei tuohon aikaan ollut. Ajan mittaan alettiin jo ajatella, ettei siellä mitään mieltä olekaan. Kesti melkein sata vuotta, että menetelmät kehittyivät pisteeseen, jossa laatikko uskallettiin avata.

Nyt käsitys kalojen hengenlahjoista on muuttunut täysin. Uusien tutkimusten mukaan kalat kykenevät sellaiseenkin, mitä aiemmin on pidetty älykkäiden nisäkkäiden yksinoikeutena. Ne käyttävät työkaluja, oppivat toisiltaan ja tekevät koordinoitua yhteistyötä jopa yli lajirajojen.

aivot vertailu pieni
Kalojen (alla) aivot koostuvat samoista osista kuin ihmistenkin. Suurin ero ovat kädellisten valtavaksi paisuneet isoaivot.

Mutta entä ne pienet aivot? Kalojen aivot ovat tosiaan suhteessa ruumiinkokoon keskimäärin pienemmät kuin nisäkkäiden tai lintujen, mutta kalat ovat myös monimuotoisempia kuin kaikki muut selkärankaiset yhteensä. Vaihtelua on suunnattoman paljon, eikä tavallisesti mallilajina toimivan kirjolohen tai seeprakalan tutkiminen tietenkään kerro kaikkea kaikista kaloista. Esimerkiksi eräiden haiden ja rauskujen aivot ovat suhteessa ruumiinkokoon yhtä suuret kuin monien lintujen ja nisäkkäiden. Mustanorsukalan (Gnathonemus petersii) aivot puolestaan ovat niin massiiviset, että ne kuluttavat koko eläimen hapentarpeesta peräti 60 %, kun ihmisen vastaava luku on noin 20 %. Kalat kuitenkin pystyvät monenmoiseen myös varsin pienillä aivoilla.

Käyttäytymistutkijat ovat joutuneet myöntämään, etteivät suuret aivot olekaan aivan niin hyödylliset kuin uskoimme. Evoluutio muovaa eläimet olemaan taitavia siinä, mitä niiden elinympäristö vaatii: saaliskalojen jallittamisessa, sosiaalisten suhteiden hallinnassa tai vaikka markkinatalouden sääntöjen hahmottamisessa, kuten puhdistajakalat. Suuret aivot eläin tarvitsee ehkä, jos sen pitää olla hyvä joustavasti monessa eri asiassa tai se tarvitsee paljon muistikapasiteettia.

Lac_Malawi_Cichlid_tank_Georgia_Aquarium
Pieni näyte afrikkalaisten kirjoahventen monimuotoisuudesta yhdysvaltalaisessa yleisöakvaariossa. Kuva: Fredlyfish4/Wikimedia Commons. CC 3.0-lisenssi.

Kalamaailman älyllistä eliittiäkö?

Entä kuinka kirjoahvenet (Cichlidae) sopivat tähän kuvioon? Makeissa vesissä lähinnä Afrikassa ja Etelä-Amerikassa elävät kirjoahvenet ovat yksi koko selkärankaisten monimuotoisimmista heimoista. Tieteelle uusia lajeja kuvataan yhä joka vuosi, ja lopullisen luvun arvellaan olevan 2000-3000 tietämillä. Akvaarioharrastuksen piirissä ne ovat tunnettuja paitsi lajikirjosta ja kauniista väreistä, myös monimutkaisesta lisääntymiskäyttäytymisestä ja yksilöllisistä persoonallisuuksista.

Koska kirjoahvenia on helppo pitää akvaariossa ja niillä esiintyy mielenkiintoista käyttäytymistä, ne olivat jo varhaisten etologien eli käyttäytymistutkijoiden suosimia koe-eläimiä. Nyttemmin myös niiden älyllisistä kyvyistä on tullut aktiivinen tutkimuskohde. Tieteellisten julkaisujen hakukone Google Scholar antaa hakusanoille ”cichlid cognition” peräti 5340 hakutulosta!

Tässä artikkelissa en tietenkään voi käydä läpi niitä kaikkia, mutta esitän muutamia kiinnostavia poimintoja siitä, millaisia taipumuksia eväkkäillä lemmikeillä oikein on.

Yksinhuoltajuus on rankkaa

Kirjoahvenet ovat tutkimusten mukaan varsin hyviä esineiden tunnistamisessa ja kolmiulotteisen muodon hahmottamisessa, mikä tietenkin on pääasiassa näön varassa suunnistaville kaloille oleellista. Lisäksi niiden älynlahjat näyttävät suuntautuvan erityisesti sosiaalisiin taitoihin. Eri tavoin käyttäytyvien kirjoahvenlajien välillä on vaihtelua sekä aivojen koossa että niiden eri osien suhteellisessa koossa.

Hyvä esimerkki ovat valtavan Tanganjikajärven kirjoahvenet, joilla on laaja valikoima erilaisia ekologisia lokeroita ja lisääntymisjärjestelmiä. Ruotsalaistutkimuksen (Gonzalez-Voyer ym. 2009) mukaan levää ja kivien pinnoilla kasvavia pieneliöitä syövillä kivikkolajeilla on suuremmat aivot kuin muissa elinympäristöissä elävillä kirjoahvenilla. Havainto vaikuttaa päällisin puolin oudolta – petoeläimillähän on yleensä suuremmat aivot kuin laiduntajilla. Selitys lienee kivikkolajien äärimmäisen monimutkaisessa sosiaalisessa järjestelmässä ja lukuisissa rinnakkain elävissä lajeissa, jotka jakavat elintilan keskenään hyvin tarkasti.

Samassa tutkimuksessa osoittautui, että yksinhuoltajanaarailla on suuremmat aivot kuin saman lajin koirailla. Näiden naaraiden aivot ovat myös suuremmat kuin sellaisilla lajeilla, joilla molemmat vanhemmat huolehtivat poikasista. Sinkkuäitiys on ilmeisesti niin vaikea tehtävä, että kalanaaraiden on täytynyt erikseen kehittää aivokapasiteettia siitä selviytyäkseen. En ihmettele!

KONICA MINOLTA DIGITAL CAMERA
Viirikirjoahven on yksi sadoista ainoastaan Tanganjikajärvessä elävistä kirjoahvenlajeista. Räjähtävällä nopeudella syntynyt lajikirjo on hieno tilaisuus testata erilaisia evoluutiobiologisia ideoita. Kuva: Przemysław Malkowski/Wikimedia Commons. CC 3.0-lisenssi.

Minä, sinä, tuo

Ihmisten silmään samanlajiset kalat näyttävät keskenään melkein identtisiltä. On vaikea uskoa, että nekään tunnistaisivat toisiaan. Toisaalta saman mokan tekivät myös tutkijat, jotka ensi kertaa tutkivat simpanssien kykyä tunnistaa kasvoja. He yrittivät opettaa simpanssit tunnistamaan ihmisiä, koska olivat itse sitä mieltä, että kaikki simpanssit ovat samannäköisiä! Myöhemmin kävi tietenkin ilmi, että simpanssit tunnistavat toisensa oikein hyvin, mutta niiden silmissä ihmiset ovat puolestaan samannäköisiä. Olisikohan kalojenkin naamoissa kyse enemmän tottumattomuudesta kuin todellisesta yksilöllisyyden puuttumisesta?

Tutkimukset ovat selvästi osoittaneet, että kalat tunnistavat toisensa yksilöinä. Jopa miljoonakalat, jotka eivät muuten ole varsinaisia ruudinkeksijöitä, oppivat muistamaan muutamia kymmeniä lajitovereita. Tunnistustaito on kaikkea muuta kuin yhdentekevä. On esimerkiksi selvää, että pysyvän parisiteen muodostavien kirjoahventen on parasta erottaa puolisonsa muista kaloista!

Viirikirjoahventen (Neolamprologus brichardi) lisääntymisyksikkö koostuu pariskunnasta ja yhdestä tai useammasta nuoresta kalasta, jotka toimivat auttajina. Tällaista järjestelmää pidetään epätavallisen monimutkaisena linnuillakin: Suomen lajistossa auttajia esiintyy pyrstötiaisilla. Eräässä jo vanhemmassa tutkimuksessa (Hert 1985) kutevalle viirikirjoahvenparille näytettiin lasin takana joko niiden omia auttajia tai ventovieraita nuoria kaloja. Vieraat joko toimivat muiden pariskuntien auttajina tai eivät. Tarkoitus oli selvitttää kalojen reaktioita näihin tuttuihin tai vieraisiin tunkeilijoihin. Koejärjestely oli tehty yksisuuntaisen peilin avulla, eli kuteva pari näki nuorison, mutta ei päinvastoin.

Viirikirjoahvenet tunnistivat omat auttajansa yksilöinä. Ne osasivat myös päätellä vieraiden kalojen käyttäytymisestä, olivatko ne jonkun muun auttajia vai itsenäisiä nuoria, jotka ovat potentiaalisia kilpailijoita. Omiin auttajiinsa kalat suhtautuivat kaikkein suopeimmin, muiden auttajiin hieman aggressiivisemmin, ja itsenäisiin nuoriin raivokkaimmin.

Palettikaloilla (Pelvicachromis pulcher) ja kirjopalettikaloilla (P. taeniatus) tehty tutkimus (Hesse ym. 2012) osoitti, että kirjoahvenet muistavat perheenjäsenensä aikuisinakin. Tutkimuksessa palettikalat suhtautuvat omien sisarustensa hajuun eri tavalla kuin kaloihin, jotka eivät ole perheenjäseniä. Sukulaisuuden tunnistamisen mekanismina voisi olla yksinkertaisesti hajun samankaltaisuus omaan ominaishajuun verrattuna. Se vaikuttaa, muttei ole koko tarina: poikasina toisen lajin pesyeeseen adoptoidut palettikalat suhtautuivat sisaruksina lapsuudentovereihinsa, eivät biologisiin sisaruksiinsa.

victoriajärven ahvenet pienempi
Victoriajärvessä eli yli 500 endeemistä kirjoahvenlajia, mutta nyt niistä moni on kadonnut, sukupuuton partaalla tai jäljellä enää akvaarioissa. Nämä yksilöt olivat esillä Helsingin akvaarioseuran järjestämässä näyttelyssä tammikuussa 2015.

Leimautuu kuin papukaija

Akvaarioharrastajan kannalta on oleellista, kuinka kirjoahventen älynlahjat ja monimutkainen sosiaalinen elämä vaikuttavat niiden hyvinvointiin akvaario-oloissa. Esimerkiksi kissanpennun on saatava olla emonsa luona asialliseen luovutusikään saakka, tai se usein kantaa käyttäytymisongelmia loppuikänsä. Käsinkasvatetut papukaijat puolestaan leimautuvat ihmisiin eivätkä osaa toimia normaalisti lajitoveriensa kanssa. Voisiko kirjoahvenilla esiintyä jotain samantapaista?

Voipa hyvinkin, osoittavat tutkimukset. Hollantilaistutkimuksessa (Verzijden & ten Cate 2007) tutkijat vaihtoivat kahden lähisukuisen kirjoahvenlajin poikasia päikseen. Tutkimuslajeina toimivat Victoriajärven endeemiseen lajistoon kuuluvat Pundamilia pundamilia ja P. nyererei. Aikuisiksi kasvaneet naaraspoikaset pääsivät sitten testiin, jossa niiden täytyi valita joko oman lajinsa tai kasvattiemonsa lajin koiras.
Ainakin nämä kirjoahvenet tosiaan leimautuvat poikasina emoonsa. Erilajisen äitipuolen kasvattama naaras pyrki kasvattilajinsa, ei oman lajinsa koiraan luo – siitä huolimatta, että tutkimuksessa käytetyt koiraat kyllä tiesivät mitä lajia ovat, eivätkä liehakoineet kovinkaan innokkaasti vieraanlajista naarasta. Leimautuminen voi olla erityisen tärkeä mekanismi Afrikan Suurten järvien kirjoahvenille. Niillä suuri määrä lähisukuisia lajeja elää rinnakkain samoissa vesissä, joten sekaantumisen vaara on suuri.

Kalakaan ei ole seppä syntyessään

Nuoret kalat myös oppivat taitoja vanhemmiltaan siinä missä nisäkkäätkin, vaikka niiden lapsuus ei olekaan yhtä pitkä. Kaunoviiriahvenilla (Neolamprologus pulcher) tehdyssä tutkimuksessa (Arnold & Taborsky 2010) poikueet jaettiin kahtia: toinen puoli sai jäädä kasvamaan emojensa kanssa kahdeksi kuukaudeksi, toinen puoli erotettiin omaan altaaseensa heti kun ne alkoivat uida itse, eli ne kasvoivat ”orpoina”.

Kolmen kuukauden ikäisinä kalat joutuivat koetukseen. Puolet nuorista kaloista sijoitettiin kukin omaan altaaseensa, jossa oli yksi piilopaikka. Seuraavana päivänä, kun ne olivat asettuneet ja ottaneet piilon omakseen, altaaseen lisättiin tunkeilija, toinen poikanen.

Kummankin poikasen sosiaalinen tausta vaikutti siihen, kuinka kinastelu ainokaisesta piilopaikasta sujui. Vanhempiensa kanssa kasvaneet poikaset käyttivät enemmän elekieltä – piilon omistajat uhkailua, tunkeilijat alistuvia eleitä – joiden avulla ne välttivät suoranaista väkivaltaa. Viidessä tapauksessa tunkeilija onnistui valloittamaan piilopaikan sen omistajalta, ja kaikissa näissä tapauksissa häviäjä oli orpona kasvanut kala. Orvoilla oli siis kaikkiaan huonommat sosiaaliset taidot.

Mahdollisesti poikaset oppivat katsomalla sivusta vanhempiensa käyttäytymistä. Vaihtoehtoinen selitys voisi olla, että vanhempien tuoma turva antaa nuorille kaloille enemmän mahdollisuuksia harjoitella sosiaalisia taitoja keskenään. Ilman vartijaa kasvavat poikaset joutuvat olemaan valppaina vaarojen varalta, joten niillä jää vähemmän aikaa harmittomaan kinasteluun ja leikkiin. Eiväthän ne tiedä olevansa akvaariossa, jossa ei ole petokaloja. Joka tapauksessa vaikuttaa siltä, ettei kirjoahvenenpoikasten erottaminen emoistaan erilliseen kasvatusaltaaseen ole suinkaan harmitonta.

Kirjoahventen elämä vaikuttaa nykytiedon mukaan moniulotteisemmalta kuin useimmat osasivat kaloilta odottaa. Täytyy kuitenkin muistaa, että kalojen kognitiotutkimusta on tehty toden teolla vasta parikymmentä vuotta. Kalojen monimuotoisuus on niin suunnaton, ettei tyhjentävää selvitystä niiden hengenlahjoista saada aikaiseksi tuhannessakaan vuodessa.

Jokaisella akvaarioharrastajalla onkin mahdollisuus tehdä tieteelle tuntemattomia havaintoja pelkästään pitämällä silmänsä auki ja kirjaamalla näkemänsä muistiin. Harrastajien havainnoista on saanut alkunsa moni mielenkiintoinen tutkimus.


Lähteitä ja lisätietoa:

Arnold & Taborsky 2010: Social experience in early ontogeny has lasting effects on social skills in cooperatively breeding cichlids. Animal Behaviour 79: 621-630.

Jonathan Balcombe (2016) What a fish knows: the inner lives of our underwater cousins. Oneworld Publications.

Bshary ym. 2014: Social cognition in fishes. Trends in Cognitive Sciences 18(9): 465-471.

Hert 1985: Individual recognition of helpers by the breeders in the cichlid fish Lamprologus brichardi (Poll, 1974). Zeitschrift für Tierpsychologie, 68: 313–325.

Hesse ym. 2012: Kin recognition by phenotype matching is family- rather than self-referential in juvenile cichlid fish. Animal Behaviour 84(2): 451-457.

Vertzijden & ten Cate 2007: Early learning influences species assortative mating preferences in Lake Victoria cichlid fish. Biology Letters 3: 134-136.

Frans de Waal (2016) Are we smart enough to know how smart animals are? Granta Books.

Mainokset

3 vastausta artikkeliin “Kirjoahventen äly – kylmiä kuin kala vai sosiaalisuuden mestareita?”

  1. Voinko ehottaa yhtä (tavallaan) esihistoriallista aihetta? Luin tosta sun ristihuulisesta merihirviöstäsi ja kävi ilmi että kallo oli van murskautunut pahasti. Mitä kuulostaa aihe eräistä väärin tulkituista fossiililöydöistä? (esim ensimmäiset dinosaurus rekonstruktiot ja olen nähnyt vanhoja piiiroksia joissa lentoliskot kuvattiin lepakonkaltaisiksi otuksiksi)

    1. Hauska idea! Näitä esimerkkejä tosiaan on, ja monet niistä kuvaavat hienosti, kuinka paleontologia etenee. Laitan listalle, kiitos. :)

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