Todelliset hirviöt

Esitelmä Ropeconissa (http://ropecon.roolipeli.net) pe 26.7.2002 klo 20, Palaver-sali.

"Oli meinaan nimittäin vähän lievästi hiukan täynnä se paikka. Ei mahtunut edes oven ulkopuolelle."
       - Niilo Paasivirta, sfnet.harrastus.pelit.rooli, 26.07.2002

Myös Pelit-lehti 8/2002 julkaisi jostain syystä tietoiskun limasienistä :-)

Tämä sivun osoite: http://www.cs.helsinki.fi/u/ssmoland/rpg/todelliset_hirviot/

"Todellisuus on tarua ihmeellisempää" on klisee. Aina välillä se kuvaa hyvin biologin tuntemuksia uusien ilmestysten parissa. (Tämä tunne on varmaan tuttu muidenkin tieteiden edustajille. Jos vaikka nykyfysiikan teoria multiversumista [1] osoittautuu lupaavaksi, niin sitten meillä on enemmän rinnakkaismaailmankaikkeuksia kuin yhdessäkään tietämässäni scifi-kirjassa on kuvattu. Hups, eksyin aiheesta.) On mielenkiintoista pohtia, kummalla keinolla löytää kummallisempia otuksia: Antamalla oman pelinjohtajan suunnitella niitä jolloin ne kuitenkin ovat suunnilleen samanlaisen sivistyksen saaneen ihmiset mielikuvituksesta peräisin. Vai etsimällä tämän planneetan kaukaisista -- tai läheisistä -- kolkista, jolloin olentojen "synnyllä" ei ole mitään tekemistä ihmisen kanssa, vaikka ne ovat tietysti kehittyneet tuntemiemme luonnonlakien mukaan.

Kuten Richard Dawkins selittää [2], me eläimet olemme tunnetun maailmankaikkeuden monimutkaisimmat ja täydellisimmin suunnitellut koneet. Tällä argumentilla aina jotkut scifi-ihmiset kiinnostuvat eläintieteestä. Kaikkiaan maapallolta on nimetty noin 1.4 miljoonaa lajia [3]. (Lajimäärässä on luonnollisesti mukana paitsi eläimet, myös kasvit ja mikrobit.) Arviot todellisesta lajimäärästä ovat välillä 10 - 100 miljoonaa. Kaikenlaista saattaa siis tulla vastaan. Onkohan missään arviota fantasialajien määrästä?

Tässä esitelmässä käyn hiukan keittokirjamaisesti läpi valikoiman olemassaolevia planeettamme olentoja, jotka olen itse ainakin jollain tapaa kokenut kiehtoviksi. En varmaan pysty estämään sitä etteikö tämä esitelmä välillä vaikuttaisi hiukan biologian oppitunnilta. (Jos jollakulla on unettavia muistikuvia biologian tunneista, ymmärrän hyvin. Minullakin on.) Toivon, että paitsi kenties mielenkiintoinen, tämä tarina voisi antaa inspiraatiota omien fantasia- ja scifiolentojen suunnitteluun. (Aiheesta on myös työpaja la 27.8 klo 14, takkahuone.)

Tuttavallinen aloitus: pörröisistä otuksista

Gorilla

Ai-ai

Ai-ai [Image from: Duke University Primate Center http://www.duke.edu/web/primate/]

Erkoisennäköisimmästä päätä kädellisiä ovat ai-ait. Ne ovat hiukan yli pesukarhun kokoisia (keho 40 cm, häntä 40cm, paino 3 kg), yksinäisen elämäntavan omaavia yöeläimiä. Ai-ai'ta on ainoastaan Madagaskarin sademetsissä. Ne viettävät suurimman osan yöstä etsimällä ruokaa ja nukkuvat päivisin puihin rakentamissaan pesissä. Pesät on tehti lehdistä, ne ovat pallomaisia ja kun ai-ai vetäytyy pesäänsä, se sulkee lehväpallon suuaukon ja kietoutuu häntäänsä. (Tuo mieleen marsupilamin!) Ne metsästävät lähinnä hyönteisten toukkia. Suurilla korvillaan ne saattavat kuulla toukkien liikkeet puunkuoren alta ja koputtelemalla sormillaan puuta ne voivat päätellä äänestä missä kohtaa kuoren alla on rakoja. onttoja kohtia. Sitten ne purevat terävillä hampaillaan kuoren rikki ja kaivelevat toukkia pitkillä kaipeilla sormillaan. Tiedetään eläneen vankeudessa 26 vuotiaiksi, luonnonoloista ei tietoa. Lisää tietoa: [6] ja http://www.duke.edu/web/primate/aye.html

Nuori ai-ai vaa'alla [Image from: Duke University Primate Center http://www.duke.edu/web/primate/]

Kummituseläimet

Kummituseläin [Image from: Philippine Tarsier Foundation http://www.bohol.net/PTFI/]

Kummituseläin [Image from: Dept. of Anthropology, University of Missouri-Columbia, http://web.missouri.edu/~anthmark/tars.htm]

Myös jotkut tamariinit ovat varsin hauskan näköisiä, mutta minusta tässä oli jo tarpeeksi apinoita.

Jotain aivan muuta: Limasienet

Limasienet elävät yleensä kuolleella kasvimaterialla: lahopuussa, karikkeessa, maatuneilla lehdillä. Ne valuvat eteenpäin lehtien ja puiden pinnalla, sisällä ja läpi. Ne syövät väliaineessa olevia bakteereja, hiivoja ja sienten itiöitä. Tässä valumisessa ne ovat varsin osaavia. Jos laboratoriossa limasien laittaa jollekin tasaisehkolle pinnalle ja piirtää sen eteen lihaliemestä tms. pensselillä vanan, limasieni alkaa valua vanaa pitkin syöden lihalientä. Jos limasienen kulkureitin katkaisee talouspaperilla, sieni valuu läpi talouspaperin huokosista, ja jatkaa matkaansa edelleen yhtenäisenä toiselta puolelta, kuten liman kuuluukin. Tällälailla limasieni myös kulkee lahojen kantojen sisässä syöden lahottajamikrobeja.

Joskus limasienen toinen pää päättää valua eri suuntaan kuin toinen, tällöin sieni jakautuu kahdeksi erilliseksi limakoksi. Jos ne myöhemmin osuvat toistensa kohdalle, ne saattavat jälleen yhdistyä yhdeksi limasieneksi. Tarpeeksi syötyään ja halutessaan oikeasti lisääntyä, limasieni valuu ulos jossain korkealla paikalla kuten kannon nokassa tai kannon kyljessä, kuivuu kasaan hieman sienirykelmän näköiseksi itiöemärykelmäksi (yleensä paremmin katseltavissa suurennuslasilla), josta sitten itiöt leviävät tuulten, hyönteisten yms. mukana.

Limasienet ovat erittäin yleisiä kutakuinkin kaikkialla maapallolla missä nyt metsiä kasvaa. Paitsi että niitä voi kosteina loppukesän ja syksyn päivinä löytää luonnosta sinällään, voi niitä myös yrittää kasvattaa ns. kosteakammiossa. Pieneen suljettuun muovimaljaan, rasiaan, kelmulla peitettyyn kuppiin, kippuun tms. laitetaan kosteaa talouspaperia ja sen päälle mieluummin rehevän metsän pohjalta kerättyä maatuneita kaarnanpaloja, lehtiä yms. ja sitten vain odotellaan ehkä viikon verran ja toivotaan että esiin alkaa ryömiä limasieni. Joskus tärppää, usein ei.

Paranvoi on Suomen yleisimpiä limasieniä [Kuvan lähde: Seppo Kytöharjun sieniopas, http://sivut.koti.soon.fi/kytoh/sieniopas/]

Paraisilla valokuvattu limasieni. Todennäköisesti Enteridium lycoperdon, syn. Reticularia lycoperdon. [Kuvan lähde: Ilmo Kotivuori, http://www.saunalahti.fi/~ikotivuo/retket01/050601.html]

Limasieni Physarum polycephalum kannellisella petrimaljalla. Se mahtuu valumaan reunan ja kannen välistä ulos. Näyttää aika scifiltä. [Image From: Armstrong, W.P. 2001. Wayne's Word web site, http://waynesword.palomar.edu/slime1.htm]

Limasieni Mucilago crustacea crustacea ruohikolla jossain Englannissa [Image from: http://www.bioimages.org.uk/HTML/P154487.HTM]

[7] kertoo muutaman sivun verran limasienten luokittelusta. Helsingin yliopiston kasvitieteellä on joinain vuosina järjestetty limasienikurssi, ja jonkin verran kirjallisuutta löytyy englanniksi (limesienet = myxomycetes). Limasieniä on perinteisesti pidetty sieninä, mutta sittemmin on havaittu etteivät monet niistä oikein tunnu olevan sukua yhtään millekään, edes toisilleen. Jotkut limasienet omaavat joitain yhteisiä piirteitä alkuläiminä pidettävien ameebojen kanssa. Limasienet ovat ilmeisesti erityneet muista elämän kehityslinjoista jo hyvin varhain.

Lisäksi tähän esitelmään kuuluu hieno video, jossa limasieni hyökkää helttasienen kimppuun, valuu sienen jalkaa pitkin sen päälle, peittää sen kokonaan, ja kun limasienen "ruoansulatusaineet" alkavat toimia, sieni luhistuu keltaisen limasienen peittämäksi kasaksi. Video on VHS-kasetilla, joten en saa sitä nettiin näkyville.

Jossain oppikirjassa (jonka ehkä löytäisin tarpeeksi etsimällä...) kerrottiin, kun limasienet olivat joskus 70- tai 80 luvulla saaneet amerikkalaisen pikkukaupungin paniikkiin. Jostain syystä kaupunkiin osui ilmiömäisen hyvä limasieniesiintymä, ja ihmiset kuvittelivat lähes joutuneensa avaruusolioiden hyökkäyksen kohteeksi kun muutaman päivän sateiden jälkeen suunnilleen jokaisella pihalla ja nurmikolla alkoi ryömiä nyrkinkokoisia kimpaleita keltaista limaa. Sinänsä on harmi, etteivät limasienet ole suurempia, 10 tai 100 litran kokoisina ne olisivat hyvä vastine RuneQuestin gorpeille tai D&D:n gelatiinikuutiolle. Harnissakin taisi joskus joku happovanukas vastaan tulla.

Sinänsä on aika väistämätöntä, että monet otukset ovat kookkaita vain fantasiamaailmoissa. Fysiikan lakien mukaan tukirakenteiden, lihasten yms. kestävyys kasvaa niiden poikkileikkauksen pinta-alan mukana, eli pituuden toiseen potenssiin. Kannateltava paino taas kasvaa tilavuuden mukana, eli pituuden kolmanteen potenssiin. Tämän takia pienet olennut tulevat toimeen suhteessa paljon piememmällä määrällä tukirankaa. Hyönteisten, joilla on ulkoinen tukiranka (kitiinipanssari) , on hankala kasvaa kovin suuriksi. On kyllä olemassa jättiläismustekaloja ja joitain useamman metrin pituisia rapuja, joilla siis ei ole sisäistä tukirankaa, mutta ne ovat vesieläimiä joilla siis vesi kantaa suuren osan painosta.

Sööttejä parasiitteja

Dracunculis medinensis

Suurimaksi kasvava (tunnettu) ihmisen kudoksissa elävä loinen. No, lapamato voi myös kasvaa pitkäksi, mutta se ei varsinaisesti suolessa asuessaan ole ihmiskehon sisäpuolella. Noin niin kuin topologisessa mielessä. Tätä loista löytyy Afrikasta, Saharan ja päiväntasaajan välialueilta.

Vesikirput ovat 0.2 mm - 1 mm (suuret pari milliä) kokoisia ja varsin läpinäkyviä otuksia. Vesikirppuja löytyy melkein kaikista "tavallisen" puoleisista sisävesistä. Ja myös meristä. Näyttävät tältä. [Image from: Wim van Egmond, http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/artmar02/fleanatomy.html]

"Tulimadon" elämä kulkee suunnilleen seuraavasti: Ihminen juo veden mukana tulimadon toukkien tartuttamia vesikirppuja. Vatsahapot sulattavat vesikitpun ja tulimadon toukka vapautuu. Toukat kaivautuvat suolen seinämän läpi, aikuistuvat ja parittelevat, koiraspuoliset toukat kuolevat. Hedelmöittyneet naaraat kaivautuvat vatsaontelosta ruumiin ääreisempiin osiin, monesti jakoihin, mutta eivät varsinaisesti ole mitään mestarisuunnistajia, jotan saattavat päätyä vähän mihin sattuu. Saattavat kasvaa jopa metrin mittaisiksi. Ja tämä matkaa saattaa kestää vuoden verran. Lopulta naaras tunkee päänsä ulos ihosta, ja tähän kohtaan muodostuu märkivä haava. Kun uloskurssiva mato pääsee kosketuksiin veden kanssa, se vaputtaa nuoria toukkia, joilla on nyt 3 päivää aikaa löytää ensimmäiseksi isännäkseen vesikirppu, ennen kuin ne kuolevat.

Tulimato tulossa ulos epäonnisen isännän säärestä. [Image from: Dr. Samuel Bugri, Health & Development Intl., http://goafrica.about.com/library/weekly/aa160500c.htm]

Tulimato ei millään muotoa ole hengenvaarallinen, inhottava vain. Ulostuloaukon haavasta voi tietysti päästä sisään vaarallisiakin tulehduksia. Jos mato pääsee kasvamaan, uhrin immuunijärjestelmä ei silloin selvästikään sille mitään mahtanut. Matoa ei kannat vetää ulos väkisin, sillä se katkeaa, ja loppuosa mätänee kudosten sisään tehden pahaa jälkeä. Myöskään mikään tunnettu rokote ei vahvista immuunipuolustusta etukäteen, eikä matoa voi hoitaa millään lääkkeellä tai myrkyllä, joka ei olisi myrkillinen myös isännälle. Kirurginen poistaminen on mahdollista, mutta silloin pitää leikellä niin syvälle kuin matoa riittää. Yleisenä hoitona ulos pilkistävää matoa kierretään tikun ympärille sentti pari päivässä, kunnen se joidenkin viikkojen kuluttua on saatu kokonaan ulos.

Lisää tietoa netistä helpohkosti hakusana lajin tieteellinen nimi.
Lisää pelinjohtajan suosikkiotuksia vaikka: Wormman's Amazing Parasite Page, http://home.clara.net/fidai/coolstuff/wormmansamazingparasitepage.htm

Lyhtykalat ja sukupuolten välinen tasa-arvo

Syvänmeren lyhtykala [Image from: E. Widder, http://www.biolum.org/]

Lyhtykalat ovat kalastavia kaloja. Yksi kalan (vain naaraan) etummaisen selkäevän ruodoista on erittäin pitkä, ja sen päässä on lisäke, jota kala pystyy heiluttelemaan. Tässä lisäkkeessä kasvaa kalan kanssa symbioosissa biolominoivia, eli biokemiallisella reaktiolla valoa tuottavia (kuten tulikärpäset) bakteereja. Tämän valaisevan "vieheen" avulla kala houkuttelee saaliikseen toisia kaloja valtamerten pimeissä syvyyksissä.

Lyhtykalan lisääntymistapa on myös mielenkiintoinen. Naaras voi kasvaa jopa 1.2 metrin mittaiseksi, mutta koiras on kooltaan ehkä kymmenesosa naaraasta. Koska valtamerten syvyyksissä (jopa valaisevan) naaraan löytäminen voi olla vaikeaa, kerran naaraan löydettyään koiras pureutuu tiukasti kiinni naaraaseen naaraan sukuelinten (no, ei se kaloilla mikään elin ole, pelkkä aukko) tuntumaan. Koiraan suu sulutuu ja kasvaa osaksi naaraan ihoa ja ajan mittaan koiraan verenkierto liittyy osaksi naaraan verenkiertoa. Näin koiras elää lähinnä jonkinlaisena ulkoisena lisäkkeenä osana naarasta, ja naaraan laskiessa mätimunia veteen, koiras laskee maitia niiden päälle. Joissain naaraissa saattaa roikkua mukana useampiakin koiraita.

Lyhtykalapariskunta [Image from: Department of Fisheries and Wildlife, Oregon State University, http://www.orst.edu/instruct/fw316/markle/fishimages.html]

Tähtimato Bonellia viridis

Tässä siis koko koiras ikäänkuin ottaa siitiön roolin ja tunkeutuu valmiiksi kohtuun. Täysin päinvastoin tilanne on monilla alemmilla kasveilla. Niissä diploidista (kaksinkertaisen kromosomiston omaava) yksilöstä irtautuvat haploidit (yksinkertaisen kromosomiston omaavat) sukusolut jakautuvat ja kasvavat myös monisoluiseksi eliöksi, joka tuottaa haploideja itiötä joiden yhtyessä syntyy diploidi solu joka taas kasvaa monisoluiseksi eliöksi, joka sitten tuottaa haploideja sukusoluja.

Miksei ihmiselläkin siittiöt ja munasolut voisi ensin kehittyä monisoluiseksi ihmiseksi (kenties normaalia pienemmiksi ja hupaisimmiksi?) -- X-kromosomia kantavat siittiöt kenties naisenoloiseksi ja Y-kromosomia kantavat miehen oloiseksi. Ja munasolussahan on vain X-kromosomeja. Ja vasta sitten nämä kehitysvaiheet voisivat tuottaa isää munasoluja ja siittiöitä, joiden yhtymisestä vasta saisi kokonaan uusi sukupovi alkunsa. Esimerkiksi saniaisilla ja sammalilla homma toimii suunnilleen näin. (Tämä asia taidettiin selittää, joskin kovin epäselvästi, lukion biologiassa.)

Bioluminessista

Bioluminoivia bakteereja petrimaljalla [Image from: http://www.biolum.org/]

Vaikkapa jotkut itsevalaisetvat meduusat voivat olla hyvinkin kauniita:

Meduusa Aequorea victoria [Image from: The Bioluminescence Web Page http://lifesci.ucsb.edu/~biolum/]

Useassa värissä hehkuva meduusa Atolla vanhoeffeni [Image from: The Bioluminescence Web Page http://lifesci.ucsb.edu/~biolum/]

Kärsänokkasiili

Kärsänokkasiili [Image from: Animal info http://www.animalinfo.org/species/zaglbrui.htm]

Salamanterit

Punavesilisko Pseudotriton ruber ruber (tai punasalamanteri) [Image from: A. S. Baldwin, http://www.uta.edu/biology/students/baldwin/reptiles_and_amphibians.htm]

Eräs salamanterilaji, meksikolainen aksolotli, ei yleensä kasva aikuiseksi vaan toukka jatkaa kasvamistaan ja saavuttaa sukukypsyyden. Ainoastaan jos ravinto on erityisen jodipitoista (kilpirauhasen erittämä kasvuhormoni tyroksiini sisältää jodia), käynnistyy muodonmuutos aikuiseksi. Tämä voi tapahtua hyvinkin nopeasti.

SPOILERI! Poiketaan hetkeksi fantasian puolelle. Populaatiosäätelystä on kehitetty juoni kirjaan Larry Niven: "The Legacy of Heorot". Esitelmässä kerron tarinan (niille jotka haluavat tulla spoilatuiksi) mutta en laita spoilia tänne nettiin (ellei yleisö pyydä...).

Muuten, sinänsä hassua (toisaalta kyllä ymmärrettävää) että melkein kaikissa scifi-kirjoissa joissa on edes vaivauduttu suunnittelemaan jonkinlainen viera ekosysteemi, se ekosysteemi pyörii ihan vain muutaman lajin ja yhden tai parin ravintoketjun varassa. Esimerkkeinä vaikka yllämainittu, ja Frank Herbert:in Dyyni, jossa koko ekosysteemi pyörii yhden eläimen ja mikrobikasvuston voimin. (Tai no, voihan olla -- ja olisikin biologisesti ajatellen luontevaa -- että hiekkamatoja olisi useampia lajeja, jotka kuitenkin eläisivät varsin samalla tavalla.) Kerotkaa ihmeessä yllekirjoittaneelle vinkkejä kirjoista joissa kuvataan lajistoa ja ekosysteemejä!!!

Tiikerisalamantereillakin on jännä kehityskaari. Ne elävät monesti lammikoissa joilla un suuri riski kuivua kesän edetessä. Nopea yksilönkehitys on siis ensiarvoisen tärkeää; pitää kasvaa isoksi ja päästä pois lammikosta ja lisääntymään ennen kuin lammikko kuivuu. Ne turvautuvat näppärään taktiikkaan; parasta korkean proteiinipitoisuuden ruokaa mitä lammikossa yleensä on saatavilla, ovat lajitoverit. Muutama salamanteri lammikossa kasvattaa itselleen suuremman suun ja hampaat, ja alkaa syödä toisia, jolloin sen oma ravintotilanne paranee suuresti. On kuitenkin havaittu, että salamanterin halukkuus syödä omia sukulaisiaan on pienempi kuin syödä salamantereita jotka eivät ole sille sukua.

(Itäinen) tiikerisalamanteri Ambystoma tigrinum tigrinum [Image from: A. S. Baldwin, http://www.npwrc.usgs.gov/narcam/idguide/atigrin.htm]

Eliön genomiin kätkeytyvä potentiaali on jännä ajatus. Ihsenkin genomista vain 1% koodaan geenejä, muuta on pidetty vain roskana, vaikka sen tarkoitus on edelleen aikamoinen arvoitus. Esimerkiksi jänniä scifi-juonikuvioita voisi saada tarkoituksella suunnitelluista lajeist, joiden genomiin on kätketty ylimääräistä potentiaalia joka tulee esiin vain harvinaisissa tilanteissa.

Yhdyskuntahyönteiset (ja kaljurotat)

DNA [Image from: http://www.cstl.nist.gov/biotech/DNAtech/bvl.html]

DNA, geenit, kromosomit, genomi, periytyminen
+ vieraiden virusten mahdottomuus, vrt. Independence day
Evoluutio, geenit lisää geenejä (edes jollai tapaa)
Vanhempien auttaminen vs. omat jälkeläiset
Sukulaisuussuhteet (vrt. yllä)
Aitososiaaliset pistiäiset, koiras haploidi
kuningatar munintakone? Kuningatar 1:1, työläiset 3:1
Muurahaisten orjat
+ Kuningar voi hämätä orjia

+ kaljurotat (savinni, suuret juuret, aggregoitunut jakauma, hampaat ei riitä omin päin)
+ termiitit (koiras ihan tavallisen diploidi), sukupolvien yli jatkuva sukusiittoisuus. Tavallaan meta-organismeja, aika ajoin lisääntyminen, jolloin heterotsygootteja jälkeläisiä.

Eläimen ja yhdyskunnan rajamailla

Mixotricha paradoxa

Mixotricha paradoxa [Image from: http://www.globalcommunity.org/wtt/walk_photos/print_pages/1300_what_1200.htm]

Mixotricha paradoxa "paradoksaalisesti sekoitetut karvat" [Image from: http://www.rae.org/revev5.html]

Tavalliset solut (kasvi- ja eläinsolut)

Solu (kasvisolu) [Image from: http://biology.clc.uc.edu/courses/bio104/cells.htm]

Mitokondrio [Image from: http://biology.clc.uc.edu/courses/bio104/cells.htm]

Kloroplasti, eli viherhiukkanen [Image from: http://biology.clc.uc.edu/courses/bio104/cells.htm]

Mitokondrio [Image from: http://www.nbif.org/products/clipart/clipart.php]

(Läpäisy)elektronimikroskooppikuva mitokondriosta [Image from: http://www.jdaross.mcmail.com/mitochon.htm]

Spirokeettabakteeri [Image from: http://www.sidwell.edu/us/science/vlb5/Labs/Classification_Lab/Bacteria/Spirochetes/]

Nielulevä [Image from: http://www.bio.mtu.edu/~jkoyadom/algae_webpage/glaucophyta.htm]

Panssarilevä [Image from: http://www.botany.hawaii.edu/faculty/webb/BOT201/BOT201/Algae/Phytoplankton%20lecture%20notes.htm]

Panssarileviä [Image from: http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~inouye/ino/etc/cell_covering.html]

Huomautuksia

Lähteet