Viikon tiedeuutinen: Sisilian jääkautiset ajattelijat

iso mk jääkausi palaeoloxodon_falconeri_haapana sisilia_pieni
Muutaman viikon ikäinen ja suomenpystykorvan kokoinen norsunpoikanen tutustuu haapanaan jääkautisessa Sisiliassa.

Ennen ihmisten maailmanvalloitusta saaret olivat paikkoja, joissa elämä vaihtoi leppoisammalle vaihteelle ja evoluutio sai outoja suuntia. Uuden kreikkalaistutkimuksen mukaan myös eläinten aivojen evoluutio lähti saarilla omille teilleen. Joistain eläimistä tuli onnellisen yksinkertaisia, toisten aivojen koko kilpailee hämmästyttävästi ihmisten kanssa.

Tämä artikkelisarja kertoo tiedeuutisia, jotka ovat jääneet muissa medioissa vähälle huomiolle tai kokonaan ilman. Toivottavasti se myös auttaa kertomaan, että tiedettä tehdään paljon enemmän kuin samoja otsikoita toistavista uutisista voisi päätellä, ja sen parissa puurtavat monenlaiset ihmiset.

Kaikkein tunnetuin saarievoluution erikoisuus tunnetaan Fosterin sääntönä tai yksinkertaisesti saarisääntönä: pienet eläimet kasvavat suuremmiksi ja suuret kutistuvat. Esimerkiksi Välimeren saarilla on elänyt 20-kiloisia hanhia ja kymmenkiloisia kaneja. Toisaalta kauriit ja muut suuret kasvinsyöjät ovat saarille saavuttuaan kutistuneet kerta toisensa jälkeen.

Palaeoloxodon_vertailu
Palaeoloxodon falconeri ja sen todennäköinen kantamuoto pohjannorsu (Palaeoloxodon antiquus). Pohjannorsu eli Euroopan lehtimetsissä jääkausiajalla, ja harhaili aika-ajoin saarille. Kaksikon lähin elävä sukulainen on Afrikan metsänorsu.

Äärimmäisin esimerkki kutistumisesta ovat norsut. Sisiliassa elänyt Palaeoloxodon falconeri oli vain metrin korkuinen. Italialaiskaksikko Asier Larramendi ja Maria Rita Palombo laskivat, että aikuinen uros painoi 300 kiloa, ja naaras vain 168 kg. Kokoluokka on siis sama kuin shetlanninponin. Pikkunorsu painoi vain viideskymmenesosan mantereella eläneen kantamuotonsa painosta!

Melkein yhtä paljon kutistuivat virtahevot. Kyproksella elänyt Hippopotamus minor oli läheistä sukua nykyiselle virtahevolle, mutta parin tonnin sijaan se painoi vain 150 kg.

Norsujen ja virtahepojen evoluutiota ohjasivat samat voimat. Petojen puuttuessa ei tarvitse olla iso ja vahva. Karuilla saarilla vähemmällä muonalla pärjääminenkin oli etu. Mutta niiden välillä oli yksi oleellinen ero, kertoo kreikkalaispaleontologi George A. Lyrasin uusi tutkimus.

Aivot.

Saarivirtahepojen aivot kutistuivat suunnilleen samaa tahtia kuin niiden muu ruumis. Eivätkä virtahevot olleet alkujaankaan mitään ruudinkeksijöitä. Niillä on kaikista kaviokyntisistä ruumiinkokoon suhteutettuna pienimmät aivot. Mutta norsut! Oli kuin saarelle pääsy olisi vapauttanut niiden aivot paisumaan entisestään. Saarinorsujen aivot eivät kutistuneet yhtä matkaa eläimen kanssa, vaan täyttivät niiden kallon kuin ilmapallo.

Paleoloxodon_aivot
Palaeoloxodon falconerin ja sen todennäköisen kantamuodon, P. antiquusin, kallot ja aivot samassa mittakaavassa. Pikkuisen saarinorsun ruumiin paino on vain kaksi prosenttia mannerserkustaan, mutta aivojen paino noin 23 %. Piirretty Lyras 2019 mukaan.

Erikokoisten eläinten aivojen kokoa ei voi verrata suoraan – ihmisen päähän ei mahdu yhtä suuria aivoja kuin kaskelotin, vaikka olisimme kuinka fiksuja. Myöskään yksinkertainen jakaminen ruumiinpainolla ei riitä: pienillä eläimillä on suhteessa suuremmat aivot kuin suurilla, riippumatta niiden älykkyydestä. Tähän tarkoitukseen on kehitetty enkefalisaatio-osamäärä eli EQ. Se on laskentakaava, jossa aivojen koosta korjataan pois ruumiinkoon vaikutus.

Toki aivojen koon ja älykkyyden suhde on itsessäänkin kiistanalainen aihe –  on epäselvää, mitä isoilla aivoilla oikeastaan tehdään. Oli miten oli, näyttää kuitenkin siltä että eläimillä, joilla on korkea EQ, on sellaisia piirteitä, joita tapaamme yhdistää älykkyyteen: monimutkainen sosiaalinen käyttäytyminen, kyky oppia paljon ja nopeasti ja soveltaa oppimaansa uusilla tavoilla, tunnistaa itsensä peilistä, oppia viittomakieltä ja niin edelleen.

EQ-luku 1 tarkoittaa aivoja, jotka ovat kyseisen eläinryhmän kontekstissa tavallisen kokoiset, juuri sellaiset kuin voisi odottaakin. Esimerkiksi nisäkkäistä suunnilleen ykkösen saavat koirat, kissat ja hevoset.

Norsut ovat tunnettuja älykkyydestään, ja niiden EQ-arvot ovatkin ykkösen yläpuolella: savanninorsuilla noin 1,7 ja aasiannorsuilla 2,14. Vastaavasti virtahevon EQ on 0,4 – reilusti alle odotetun.

Paleoloxodon_eq
Vertailu saarilla (siniset) ja mantereella (punaiset) elävien nisäkkäiden EQ-luvuista. Sisilian Paleoloxodon falconeri on lähempänä ihmisiä kuin muita norsuja. Piirretty Lyras 2019 mukaan.

Pikkuisen Palaeoloxodon falconerin EQ-arvo oli Lyrasin mukaan kahdella eri laskutavalla 3,75 tai 4,03. Larramendi ja Palombo päätyivät muutama vuosi sitten samoihin lukemiin, kun taas ranskalainen Julien Benoit käytti omassa tutkimuksessaan hieman matalampaa arviota eläimen painosta ja päätyi vielä korkeampiin lukuihin (6-7).

Nämä luvut tarkoittavat, että P. falconeri ylittää kepeästi paitsi isot norsut, myös esimerkiksi simpanssit (2,5) ja miekkavalaat (2,6). Sen kanssa samassa sarjassa painivat ainoastaan delfiinit (4-4,6) ja myöhäiset, suuriaivoiset ihmislajit (4-7,8).

Miksi ihmeessä saarinorsut, jotka tuskin kohtasivat elämässään nopeaa toimintaa tai innovatiivisuutta vaativia tilanteita, kasvattivat näin absurdin suuret aivot?

Yleisimmin esitetty selitys on kieltämättä vähän tylsä. Sen mukaan norsujen aivot eivät voi kutistua määrättömästi ja pysyä edelleen toimintakykyisinä. Saarinorsuthan kehittyivät varsin nopeasti suurista eläimistä, joten ehkä niiden aivot olivat rakenteellisesti tai toiminnallisesti sellaiset, ettei niiden kutistaminen käyttökelpoisuus säilyttäen käynyt ihan käden käänteessä.

Vai voisiko olla jokin viehättävämpi selitys? Kenties saarinorsut olivat vapaita kehittämään vielä tavallistakin monimutkaisemman sosiaalisen elämän ja kulttuurin, joka suosi älyä.

Asianlaitahan olisi mahdollista selvittää antamalla luonnolle hieman tilaa ja aikaa. Saarinorsuja kehittyi lukuisia kertoja eri puolilla maailmaa ja eri kantamuodoista. Jos jäljellä oleville norsulajeille annettaisiin tilaa levitä ja valloittaa jälleen saaria, viisaita pikkunorsuja varmasti syntyisi lisää.


Aiempia artikkeleita aihetta liipaten:

Kun norsut kutistuvat (3.1.2016) – katsaus saarinorsuihin eri puolilla maailmaa

Mallorcan vaihtolämpöiset lampaat (25.11.2016) – Mallorcan oudosta kääpiölampaasta

Kreetan kauris kumppaneineen (2.5.2015) – Kreetan pienoiskokoisista kauriista

Romanialainen lohikäärme (4.2.2014) – dinosaurusten saarikääpiöistä

Vaihtolämpöinen minivuohi ja kumppanit (3.6.2010) – saarisääntö ja siitä käyty tieteellinen keskustelu

Jättimatelijoita ja kummajaisia saarilla (30.1.2010) – saarievoluutio matelijoilla

Lähteitä ja lisätietoa:

Lyras 2019: Brain Changes during Phyletic Dwarfing in Elephants and Hippos. Brain, Behavior, and Evolution.

Benoit 2015: A new method of estimating brain mass through
cranial capacity in extinct proboscideans to account for the non-neural tissues surrounding their brain. Journal of Vertebrate Paleontology.

Larramendi & Palombo 2015: Body Size, Structure, Biology and Encephalization Quotient of Palaeoloxodon ex gr. P. falconeri from Spinagallo Cave (Hyblean plateau, Sicily). Hystrix: the Italian Journal of Mammalogy.

Elephant Voices: Brain size.

Wikipedia: Encephalization quotient, Foster’s rule.

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