Takaisin Ajatusvarikolle
-
Back to the Thought Deposit
Dinoglyyfit
-
Dinoglyphs
Kadonnut Maailma (osa II)
Lost World - Antediluvian continent
VAPAA RADIKAALI (Helix ry)
On helppo olla voittaja, kun kukaan muu ei vedä trikoita päällensä. Ennen
elefantin sarjassa oli kuitenkin myös muita osanottajia.
Esimerkiksi sarvikuono saattoi olla 11 metriä pitkä ja lähes neljä korkea. Suurimmat mammutit olivat 5 metriä korkeita, eli noin kolmanneksen Afrikan norsua suurempia. Jotkut mammutin hampaat olivat yli nelimetrisiä ja satakiloisia. Nykyään sarvikuonojen rekordi on 4,2 metrin pituus, 3,6 tonnin paino ja 1,85 metrin korkeus. Fossiilina tunnetaan kokonaispituudeltaan 11,27 metriä pitkä yksilö, jonka painoksi on arvioitu 11-20 tonnia. Pitkäsarvisin kuono oli 5,41 metriä korkea. Pohjois-Amerikassa eli vielä 8500 vuotta sitten jättiläislaiskiainen (a' 7 metriä ja 4 tonnia), jonka selän luuharjaa Etelä-Amerikan intiaaneilla oli tapana käyttää kattona tai hauta-arkkunaan. Nykyinen laiskiainen on 50-70 cm mittainen.
On todellakin harmillista, ettei Lemminkäisen Hiiden hirven hiihtoa ole dokumentoitu riittävällä tarkkuudella materiaaleissa ja metodeissa. Usein sukupuuttoon kuolleiden jättilajien tieteelliset nimet ovat kuvaavia, isohirven tapauksessa Megaloceros giganteus. Kun eläin kuuluu esimerkiksi Megalonychidaen heimossa Megatheriumin sukuun, voi sen arvata kasvaneen suureksi. (Tarkalleen ottaen noin nykyelefantin kokoiseksi.)
Suurin yhä elävä salamanteri kasvaa 1,8 metriseksi, kun joskus iljetykset ovat olleet nelimetrisiä ja pelkällä päälläkin on ollut mittaa 1,25 metriä. Oranki on suurikokoisin nykyisistä puissa elävistä kädellisistä. Möhömahaisin uros on ollut 1,8 metriä korkea ja 188-kiloinen. Suurin esihistoriallinen oranki oli 2,74 metriä pitkä. Aasiassa eli jopa kolmimetrinen ihmisapina Giganthopithecus. (Eläimestä ei ole koskaan löydetty muita luita kuin hampaita, mutta se ei ole erityisen outoa. Hampaat häviävät luurangosta viimeisinä, koska hammaskiille tekee niistä tavallisia luita kovempia.) Vanhat kalliomäyrät olivat suuria kuin tapiirit tai pienet hevoset, kun nykyään katto piirtyy 5 kiloon ja 60 senttiin. Joskus eli 3-metrinen kenguru (Procoptodon goliah) ja samankokoisia vyötiäistyyppejä. Krokotiilit ovat suurimpia nykyään eläviä matelijoita ja niistä kahdeksanmetriseksi kasvava deltakrokotiili on suurin. Fossiileina tavattavilla krokotiileillä leuat saattavat olla yli 1,8 metriä pitkät ja kokonaispituus yli 15 metriä. Yksittäisen luun perusteella eräs dinolöytö osoittaisi 39-53 metrin pituutta ja toinen on arvioitu pelkän jäljen perusteella 48-metriseksi. Suurin kokonaisena säilynyt luuranko kuuluu Diplodocukselle ja on 26,6 metriä pitkä. Eläinten vetovoiman laki kuuluukin: "Lapsen ikä on kääntäen verrannollinen sen eniten suosiman eläimen kokoon" (1).
Fossiililöydöistä 95 % on matalan veden eliöstöä: koralleja, kuoriaiseläimiä, simpukoita, kotiloita, niveljalkaisia jne.; 4,75 % on leväkasvillisuutta, kasveja, planktonia jne.; 0,25 % on selkärankaisia: kaloja, matelijoita, sammakkoeläimiä, lintuja ja nisäkkäitä. Nisäkkäiden osuus kirjastosta on vain 0,0025 % ja tuhannet kipsivalokset voivat luoda harhaanjohtavan vaikutelman dinolöytöjenkin lukumäärästä. Vastoin yleistä harhaluuloa myös pehmeät kudokset saattavat hyvissä olosuhteissa fossiloitua. Esimerkiksi siirretyn tasapainotilan teorian toisen laatijan, vuonna 1999 Yrjö Reenpään palkinnon pokkaamassa käynyt yli 40 yliopiston kunniatohtorin, moninkertaisen professorin jne. Steven Jay Gouldin toinen suomeksi käännetty kirja Ihmeellinen elämä popularisoi vanhinta hyvin säilynyttä pehmeärakenteisen eläimistön esiintymää Burgessia Kanadan rajalla. Burgessin saviliuskeesta on kerätty 73 300 yksilöä 33 520 laatalla vajaan hehtaarin alueelta. Näytteistä 87,9 % on eläimiä ja loput pääasiassa leviä, mikä viittaa ekologiseen lokeroon matalassa vesistössä. Eläimistä 14 %:lla on kovia osia, loput ovat kokonaan pehmeärakenteisia (2).
Henkäys Kadonneen Maailman tunnelmaa on saattanut säilyä omiin päiviimme saakka. Teknisesti tämä tarkoittaa sitä, että meripihka sisältää toisinaan ilmakuplia. (Meripihkan inkluusiot ovat muodostavat myös erään tärkeimmän pehmeiden kudosten ja hyönteisten fossiililähteen, mikä kannattaa muistaa seuraavalla Eestin matkalla. Kappaleita on myös näppärää ostaa internetistä, jossa niitä esitellään mikroskooppikuvin.) Tärpätin tiedetään haihtuvan pihkasta parissasadassa vuodessa, mutta polymeerien ristisidonta kestää n vuotta, koska nopeuden suhteesta esimerkiksi paineeseen ei ole paljon tietoa. Prosessi johtaa kuitenkin hyvin tiuhaan verkostoon, jota happi läpäisee vain niukasti. Tällaisen fossiilisen ilman on havaittu massaspektrometrillä diffuusion aiheuttamasta tasaannuksesta huolimatta sisältävän jopa 35 % happea (k.a. 30 % liitukauden näytteissä) ilmakehän nykyisen 21 % hapen osapaineen sijaan (3). Suuremman ilmanpaineen ohella Kadonneessa Maailmassa on siis saattanut olla myös/erityisesti suurempi happipitoisuus. (Ilmakuplissakin vallitsee usein 10 baarin (10X) ilmanpaine, mutta tämä johtuu varmastikin geologisista syistä.)
Jostakin syystä meripihka on kiinnostanut ihmiskuntaa läpi vuosisatojen. On vaikea sanoa kummassa oli enemmän eksotiikkaa eurooppalaisille Etelä-Amerikkaa raiskattaessa: kuningas Moctezuman 60 päivittäisessä kaakaokupillisessa, vaiko tämän ylellisesti piipussa polttamassa meripihkassa. Osoitteesta www.kadets.d20.co.edu/~lundberg/make_amber.html löytää esimerkiksi Leonardo da Vincin reseptin meripihkan väärentämiseksi. Sivistyssanojen etymologian on tapana juontua antiikin kreikasta. Niinpä elektroni ja elektroniikka on peräisin kreikan sanasta elektron, joka tarkoittaa - mitäs muuta kuin meripihkaa!
Mitä suurempi hapen osapaine sitten olisi tarkoittanut? Ainakaan nisäkkäitä korkeampi hapen määrä ei olisi haitannutkaan, pikemmin päinvastoin. Ihminen kuolisi, jos happea olisi 17 % tai vähemmän, mutta suurta leikkausta ennen keuhkojen ja veren happivarastot on tapana täyttää hengityttämällä potilaalla viitisen minuuttia 100 %:sta happea. Urheilijat käyvät korkean paikan leireillä saadakseen aikaan pitkäaikaismuutoksia punasolujen/hemoglobiinin synteesissä, koska hapen suhteen alanko on ylänköä ja täällä on helpompi elää. Ajatusta hillitsee kuitenkin se, että vanhenemisen on toisinaan esitetty telomeraasien vitaalisen hutunkeiton ohella johtuvan myös puutteellisesti pelkistetyistä happiradikaaleista.
Vanhoista hyönteisistä suurikokoisia olivat usein lentäjät. I Maailmansodan kaksitasokoneiden lentäjä-ässiä muistuttavia sudenkorentoja löytyy fossiilisina jopa 90 cm siipien kärkivälillä ja pesäpallomailan paksuudella varustettuna. (Sudenko rento?) 70 cm siipienväli oli aikanaan yleistä.
Lentäminen kuluttaa paljon energiaa ja vaatii sen vuoksi runsaasti happea oksidatiiviseen fosforylaatioon. Hyönteiset ovat äärimmäisen riippuvaisia hapen vapaasta diffuusiosta hengityksessä, koska kasvien tavoin ne eivät käytä keuhkoja tai aktiivista verenkiertojärjestelmää ja hemoglobiinia/myoglobiinia hapen kuljetukseen ynnä varastointiin kudoksiin. Tämän sijaan hyönteiset nojaavat hengitysteiden kaasunvaihtojärjestelmään, jossa trakeoiden eli ilmaputkien verkosto johtaa kehon pinnalta hengittäviin soluihin. Uloimmat haarautumat ovat niin pieniä, että voivat kulkea yksittäisten solujen läpi ja suurimmilla hyönteisillä on näiden ohella myös pieniä ilmapusseja eri paikoissa ruumistaan.
Ylipäänsä ympäristö säätelee hyönteisiä tavallista suoraviivaisemmin esimerkiksi lämpötilan ja ruumiinlämmön suhteen. Nykyisin elävistä hyönteisistä painavin on afrikkalainen goljatkuoriainen (100 g) ja siipien kärkiväliennätyksen haltija on trooppinen jättiläislintuperhonen (30 cm). Suurikokoisia fossiiliperhosia ei ymmärrettävistä syistä useinkaan löydetä (4).
Hapen osapaineen voisi veikata vaikuttaneen suoraan maakasvien kokoon ligniinin hapesta riippuvaisen biosynteesin vuoksi. Monissa fossiilisissa kasveissa ligniinin suhde selluloosaan nähden on suurempi kuin nykyään. Pienempinä viherkasveina tai pensaina tunnetut kasvit saattoivat ennen kasvaa puumaisiksi. Kotinurkkiemme muinaisista jättiläismetsistä kertoo Baltiasta edelleen vuosittain kaivettava puolen tonnin meripihkamäärä. Vanhat havumetsät tuottivat valtavasti pihkaa. Hapen on arveltu olleen ratkaiseva tekijä askeleessa yksisoluisista monisoluisiin, ja reitti selkärankaiseen megafaunaan olisi voinut kulkea kollageenisynteesin ja myoglobiinin kautta (4,5).
Mikäli happea olisi ollut enemmän ilmassa, olisi sitä tasapainohakuisuuden vuoksi kertynyt enemmän myös toiseen faasiin eli vesistöihin. Tunnemme kelluvien onttojuuristen metsien ohella noin satametrisiä, puumaisia merenpohjan kortekasveja fossiilisina lajeina. Suurimmalla osalla meren selkärangattomista on hyönteisten tavoin melko alkeellinen hengitysjärjestelmä. Mikä pätee ilmassa lentäviin hyönteisiin, pätee samaan tapaan siis myös vedessä "lentäviin" eliöihin. Korkeampi hapen osapaine suosisi passiivisia hapenkuljetusjärjestelmiä ja sitä kautta suurempia elämänmuotoja.
Sinivalas on suurin koskaan elänyt eläin 140 tonnin painollaan. Merieläimistössä koon pienenemistä ei havaitakaan siinä määrin kuin maaeläinlajien kohdalla. Hai muodostaa kuitenkin kiinnostavan poikkeuksen sääntöön: Aikoinaan nimittäin eli 50 t painoinen ja linja-auton kokoinen hailaji, ja rustokaloista juuri hain arvellaan olleen konservatiivi evolutiivi. Hain kidukset ovat tehottomat ja vaativat liikettä, eikä hai selviä muiden kalojen tapaan toisen kiduksen menetyksestä. Taannoin hain arveltiin jopa viettävän valveilla lähes koko elinaikansa, koska sen kidusten ei uskottu toimivan lainkaan paikallaan ollessa. Tuntuisi järkevältä johtopäätökseltä, ettei ilmanpaineen hypoteettinen romahdus (Kadonnut Maailma osa I) olisi vaikuttanut merkittävästi vedenpaineeseen, kun taas hapen osapaineen lasku olisi löytänyt tiensä vesistöihinkin.
Krokotiili tekee kiivaita liikesarjoja, mutta makaa sen jälkeen päiväkausia paikallaan lihaksiinsa hapen puutteessa käyneistä maitohapoista palautumassa. Hämähäkit kutovat verkkoa tai - Marvelin Hämähäkkimiehen esikuvan hyppyhämähäkin ollessa kyseessä - saalistavat salamannopeasti erityisellä hydrauliikkajärjestelmällä ja seittikiinnikkeellä ponnistaen. Niiden täytyy tehdä näin, koska jo kymmenen sekunnin kiivastempoinen liike voi kuluttaa hämähäkin happivarannot loppuun.
Käytettävissä olevan energian kannalta mikrobeille on 19 kertaa edullisempaa polttaa sokeri hiilidioksidiksi asti, kuin fermentoida siitä etanolia. Alkoholikäyminen ei käynnisty lainkaan, mikäli hapen osapaine astiassa on pykälää korkeampi. Koska solujen perusenergiantarvetta on vaikea pienentää, täytyy hapettomissa olosuhteissa glykolyysiä kiihdyttää, jotta käymisen kautta vapautettu energia riittäisi. Tätä ilmiötä kutsutaan pasteur-efektiksi.
Tilanne on vastaava myös kasveissa. Lisäksi - niin epäortodoksiselta kuin asia kuulostaakin - kaikki tähän asti tutkitut kasvit kykenevät toisissa hapen ja hiilidioksidin suhteissa tai valon puutteessa kuluttamaan happea ja tuottamaan hiilidioksidia. Jospa pasteur-efekti onkin historiallista sukua tälle fotorespiraatiolle? Mikäli ihminen olisi jostakin syystä - Paradigmasta poiketen - elänyt jo noissa olosuhteissa, olisi käytännöllisin seuraus tästä kaikesta ollut se, ettei mammutin metsästykseen olisi voinut saada rohkaisuryyppyä. Legendoja mehun jälkijättöisestä alkoholikäymisestä löytyy niin “ensimmäiseksi viinitarhuriksi” kutsutusta Nooasta ja tämän humaltumisesta, kuin Kalevalan Pohjolan häistä ja olven synnystäkin. (Karhu-oluen markkinointi perustuu jälkimmäiseen.)
Myös munan sisällä kehittyvä sikiö tarvitsee happea kasvaakseen normaalisti. Kananmunissa kehittyvät poikaset saavat tarvitsemansa hapen munan huokoisen kalkkikuoren läpi. Happi sitoutuu munan sisäpuolella poikasta ympäröivään sikiökalvoon, jossa risteilee runsaasti ohutseinäisiä verisuonia. Voisiko ajatella, että munissa kehittyvät eläinlajit olisivat olleet erityisen alttiita happikadon seurauksille?
Suku on pahin, eikä kookkain lintumme strutsi ole tähän päivään mennessäkään päässyt siitä eroon. Strutsi voi painaa 140 kiloa, ja mureata kuin naudanliha joulupöydässä. Suurimmista suurin eläinsolu oli kasvatettu malariarämeiden kuivatustöiden jälkneen Israelin kibbutseilla maajusseiksi muuttaneiden tutkijoiden toimesta yli 25 kertaa kananmunaa suuremmaksi. Se siis painoi 2,3 kiloa ja oli 30 senttiä pitkä. Kuoriutessaan strutsinpoikasten pitää läpäistä kuori, joka kestää ulkoapäin 100 kilon painon.
Ne dinosaurukset, jotka kehittyivät suurikokoisten munien sisällä, olisivat
ehkä kärsineet mahdollisesta happikadosta ensimmäiseksi. Lajeilla on kyky
sopeutua vaihtuviin olosuhteisiin, mutta jos elinolojen muutos on nopea,
vaarana on joukkosukupuutto - niin kuin dinoille joka tapauksessa kävi. Tarinan
heikko puoli on se, että suurin fossiloitunut muna kuului ns. norsulinnulle,
joka kuoli emun kanssa sukupuuttoon vasta kolmisensataa vuotta sitten. (Vastikään
tapahtunut sukupuutto on kyllä yllättävää.) Suurimmat tähän mennessä löydetyt
dinonmunat ovat strutsinmunia puolet suurempia, mutta häviävät suurimmille
norsulinnun munille. Jo Aristoteles osasi jaotella munat kasvaviin ja
kalkkikuorisiin/kasvamattomiin (6). Jospa dignonmunat olivat erityisen
paksukuorisia? Esimerkiksi Oviraptor-ryhmän nimi on käännettynä
"munarosvo" ja niillä ei ollut muiden lihansyöjädinojen tapaan
hampaita, vaan lyhyt nokka ja hammaspari kitalaessa.
"Scarlett O'Hara ei ollut kaunis, mutta sitä harvoin tulivat huomanneeksi ne, jotka joutuivat hänen viehätysvoimansa lumoihin..." (7).
1. Carwardine M (1996) Guinness djur rekordbok, Forum.
2. Gould SJ (1991) Ihmeellinen elämä. Gummerus/ Art House.
3. Kerr RA (1987) Science 238, 890-891.
4. Graham JB, Dudley R,
5. Knoll AH (1991) End of the Proterozoic Eon. Sci. Am.265,
42-49.
6. Aristotle, Historia Animalium V:XVII:XIV-XX. Käännös A.L. Peck
(1965),
7. Mitchell M (1978) Tuulen viemää, n. painos, WSOY.
Kuvateksti: Mielenkiintoinen - joskin kuvitteellinen - välivaihe matkalla suomusta sulkaan. Kansikuva kirjasta Evoluutio – Miten elämä kehittyy.
Oikoluettu Helsingin yliopiston biotieteiden opiskelijoiden ainejärjestö
Helix ry:n julkaiseman Vapaa Radikaalin numerosta 4/99.
Esitetyt mielipiteet eivät sellaisenaan edusta Helixin virallista kantaa.
Pauli.Ojala@gmail.com
http://www.kp-art.fi/default.htm
Pelasta elämä - lahjoita verta!
Safe a Life - Donate Blood!