Värillä on väliä

Ruumiin värin vaihtaminen on yllättävän laajalle levinnyt ominaisuus eläinkunnassa. Sekä selkärangattomilla että selkärankaisilla esiintyy kykyä vaihtaa nopeasti väritystään. Ominaisuutta tiedetään esiintyvän äyriäisillä (Crustacea), hyönteisillä (Insecta), pääjalkaisilla (Cephalopoda), sammakkoeläimillä (Amphibia), matelijoilla (Reptilia) ja kaloilla.

 

Värin vaihtamiseen on kaksi päätapaa: morfologinen ja fysiologinen värinmuutos. Morfologinen värinmuutos perustuu pigmenttisolujen määrän ja laadun muutoksiin, kun taas fysiologinen värinmuutos perustuu pigmenttisolujen soluelimien määrän muutoksiin. Yleisimpiä pigmenttisoluja ovat melanosyytit, jotka sisältävät melaniinijyväsiä (melanosomi). Fysiologinen värinmuutos on morfologista värinmuutosta huomattavasti nopeampi. Se voi tapahtua jopa millisekunneissa. Fysiologista värinmuutosta säätelee pääjalkaisilla neurolihaksisto ja muilla pääryhmillä neuroendokriininen järjestelmä. Fysiologisen värimuunnoksen laukaisevat ympäristön tausta, valaistus, lämpötila, kosteus, käyttäytyminen ja stressi.

 

Väriä muuttavat eläimet pystyvät yleensä ylläpitämään useaa eri värinmuutosstrategiaa. Strategian valintaan vaikuttavat ympäristö, petojen runsaus ja petolaji sekä lajikumppaneiden läsnäolo. Esimerkiksi nuorella papukaijakaloihin kuuluvalla Chlorurus sordiduksella on kolme pääasiallista värinmuutosta: raidat, kokonaan musta väriasu ja silmäpisteen esiintyminen pyrstössä. Silmäpisteellä Chlorurus sordidus pyrkii pelottelemaan petoja, kokomustalla värillä sulautumaan ympäristöön ja raidoilla hämäämään tai häikäisemään. Näiden värimuotojen esiintymiseen papukaijakalalajilla vaikuttaa ympäristön taustan lisäksi ruumiin koko ja sosiaaliset suhteet. Seepia (Sepia officinalis) puolestaan valitsee strategiansa sen mukaan saalistaako peto sitä näkökyvyn vai kemiallisten signaalien avulla (ks. video seepian värinvaihdosta). Kameleonteilla (Chamaeleonidae) suojavärin muutos riippuu enemmänkin ympäristön taustasta kuin matkimisesta ja pelottelusta.

Seepian (Sepia officinalis) tavoin meritursas kykenee muuttamaan väriään. © Sari Holopainen

 

Monilla taustaväriään muuttavilla elämillä, kuten kaloilla, sammakkoeläimillä, matelijoilla ja äyriäisillä, lämpötila vaikuttaa melanosyyttejä stimuloivaan hormoniin (MSH). Kyseinen hormoni on vastuussa melaniinin leviämisestä. Eläinten tummuminen tai vaaleneminen auttaa eläintä joko heijastamaan pois tai imemään lämpöä. Samaan aikaan haittana voi olla, ettei eläin enää sulaudukaan niin hyvin ympäristöön ja altistuu saalistukselle. Yli 25 aavikolla esiintyvällä matelijalajilla on todistettu suojavärin riippuvan ympäristön lämpötilasta ja eläimen ruumiin lämmönsäätelystä. Todella lämpimissä oloissa (+40 °C) matelijat muuttavat väriään vaaleammaksi tummasta taustaväristä huolimatta. Yleisesti matelijat säästyvät silti saalistukselta, koska näin korkeissa lämpötiloissa pedot eivät ole aktiivisia. Viileämmissä olosuhteissa matelijat ovat taustaansa tummempia, erityisesti jos ne ovat piilopaikan läheisyydessä.

 

Mainokset

Teille liiskaantuu vuosittain miljardeja sammakoita

Sammakkoeläimiä jää selkärankaisten ryhmistä kaikkein eniten autojen alle. Monilla alueilla sammakkoeläimiä kuolee vuosittain noin 250 yksilöä per tiekilometri. Tämän laskukaavan mukaan Suomen tieverkostossa (454 000 km) kuolee 113,5 miljoonaa sammakkoa joka vuosi. Puolestaan Brasiliassa liikenne tappaa vuosittain 9420 sammakkoa per tiekilometri, eli yhteensä koko Brasilian liikenteessä kuolee yli 16 miljardia sammakkoa vuosittain.

 

Kosteikkojen läheisyyteen rakennetut tiet ovat sammakkoeläimien ja matelijoiden merkittävin kuolinsyy monilla alueilla, etenkin Euroopassa. Helpotusta ongelmaan ei ole näkyvissä tulevaisuudessa, sillä liikennemäärät kasvavat maailmanlaajuisesti.

 

Nopeasti liikkuvien sammakkolajien kuolleisuus vähäliikenteisillä teillä (24–40 autoa tunnissa) on suhteellisen pientä, jopa 94 % yksilöistä selviää tien ylityksestä hengissä. Hitaasti liikkuvien lajien, kuten suomalaisen rupikonnan (Bufo bufo) selviytyminen on paljon heikompaa; vain puolet rupikonnista jää eloon. Vilkkaammin liikennöidyillä teillä (60 autoa tunnissa) rupikonnien selviytyminen on vielä huonompaa; jopa 90 % yksilöistä kuolee auton alle.

Hitaasti liikkuva rupikonna (Bufo bufo) on Suomen sammakoista herkin jäämään auton alle. © Mia Vehkaoja

Tieverkosto ja liikenne vaikuttavat sammakkoeläimiin negatiivisesti sekä suoraan tappamalla että epäsuoraan eristämällä elinalueita toisistaan. Sammakkoeläimet vaeltavat vuodenaikojen mukaan elinalueelta toiselle, erityisesti keväällä lisääntymisalueille ja syksyllä talvehtimisalueille, mikä aiheuttaa niille suurimman riskin joutua autojen yliajamiksi. Vuodenaikaista vaeltamista esiintyy varsinkin lauhkeilla vyöhykkeillä, kuten Euroopassa, jossa liikenteestä on paikoin tullut suurin uhka sammakkoeläimien säilymiselle.

 

Tiekuolemat pienentävät populaatioiden kokoa sekä vähentävät sammakoiden liikkuvuutta elinympäristöjen välillä, mikä vähentää geenivirtaa populaatioiden välillä ja johtaa geneettisen monimuotoisuuden katoamiseen. Pienemmillä populaatioilla on suurempi riski hävitä alueelta kokonaan.

 

Ennen nykyisiä kosteikkojen suojelulakeja tuhansia kilometrejä teitä rakennettiin kosteikkojen läpi, mikä aiheutti elinympäristöjen katoamista, pirstaloitumista sekä heikentymistä. Teiden rakentaminen vaikuttaa myös vesistöjen kiertoon ja toimintaan. Rakentaminen on kuivattanut ja saastuttanut teiden läheisyyteen jätettyjä kosteikkoja.

Teiden rakentaminen on vaikeuttanut myös ruskosammakon (Rana temporaria) siirtymistä talvehtimispaikoille. © Mia Vehkaoja

Suojelutoimien tulisi keskittyä teiden rakennusmääräysten tiukentumisen lisäksi estämään sammakoiden pääsyn teille esimerkiksi suoja-aidoilla ja tierummuilla. Ranskalaisen tutkimuksen mukaan aitojen ja alikulkutunnelien yhdistelmä on toimivin ratkaisu, koska sillä sammakot ohjataan käyttämään tunneleita. Valitettavasti edelleen tiedetään aivan liian vähän siitä, minkälaiset ratkaisut olisivat sammakkoeläimille kaikkein parhaita.

Pakene tai tule syödyksi

Eläinmaailmassa puolustautuminen on elinehto. Jokaiselle lajille on kehittynyt jokin keino välttyä saalistukselta. Tyypillisesti kullakin lajilla on useampia keinoja. Yhden kortin varassa menestyminen on onnen arpapeliä.

Usein ajoissa tehty havainto saalistajasta on selviytymisen kannalta olennaisinta. Saalistajan havaitseminen on kaikkien eläinten puolustautumisen lähtökohta, muut keinot seuraavat havaitsemista. Kun vaara havaitaan ajoissa, saalis ehtii valita sopivimman puolustautumiskeinon.

Eläimet vartiotornissa
Osa eläimistä on vienyt havaitsemisen ja yllätysten välttämisen äärimmilleen. Majava nostaa veden pintaa rakentamalla padon. Puiden oksista rakennettu kekopesä jää veden keskelle turvaan. Pesä on kuin vallihaudan ympäröimä linna. Majava ei siis edes yritä piiloutua, vaan pyrkii torjumaan hyökkäykset luomalla ympäristön, joka on petojen saavuttamattomissa.

Myös hirville ja peuroille yllätysten välttäminen on tärkeää. Ne valitsevat avoimia tai korkeita paikkoja, jotka soveltuvat myös petojen tarkkailuun. Metsäpeura vasoo keväisin järven jäällä, jotta se pystyisi havaitsemaan pedot jo mahdollisimman kaukaa. Hirvien talvilaitumet puolestaan sijaitsevat usein kukkulalla. Korkeammalla paikalla on vähemmän lunta ja lämpimämpi ilmasto, mikä mahdollistaa paremmat ruokavarat sekä oivan sijainnin petojen tarkkailuun.

Parvilinnut, kuten naakka ja naurulokki, perustavat puolustautumisensa ylivoimaan sekä useiden tarkkailevien silmäparien hyödyntämiseen. Vaaran vaaniessa koko parvea varoitetaan. Lajista riippuen vaara pyritään minimoimaan joko pakenemalla tai hyökkäämällä.

Majava suojautuu pedoilta nostattamalla tulvan pesän ympärille. © Sari Holopainen

Majava suojautuu pedoilta nostattamalla tulvan pesän ympärille. © Sari Holopainen

Maastoutumisen mestarit
Kömpelöt ja hitaat eläimet turvautuvat pakenemisen sijaan piiloutumiseen. Ne tekevät kaikkensa jottei niitä havaittaisi. Mielenkiintoinen esimerkki hyvästä naamioijasta on Suomenkin vesillä asusteleva kampela. Kampela pystyy muuttamaan ihonsa väriä ympäristönsä mukaan, ja näin naamioimaan itsensä näkymättömäksi. Kirjavilla hiekkapohjilla kampelan iho matkii eriväristen hiekanjyvien väriä, kun taas tummilla liejupohjilla kampela voi olla miltei musta.

Perinteisiä suomalaisia maastoutujia ovat talveksi valkoisen turkin tai höyhenpeitteen vaihtavat eläimet, kuten naali ja riekko. Niiden piilotteleva elämäntyyli ei rajoitu vain talveen. Esimerkiksi riekon kesäisen höyhenpeitteen väritys jäljittelee hyvin metsän ja suon aluskasvillisuutta.

Hyönteismaailmasta löytyy lukuisia ilmiömäisiä maastoutujia. Ehkä kuuluisin esimerkki on koivumittari, joka pystyy imitoimaan koivun rungon väriä lähes täydellisesti. Teollisuusalueiden läheisyydessä koivumittareiden siipien väri kehittyi vuosien saatossa tummemmaksi saasteiden liatessa koivujen runkoja. Toisaalta vesiperhosen toukkaa voidaan ehkä kutsua Suomen järvien ja lampien maastoutumisen mestariksi. Se rakentaa pienistä hiekanjyvistä ja ohuista puutikuista itselleen toukkakopan. Kopan tarkoitus on suojata sen pehmeää takaruumista sekä hämätä sitä syöviä petoja luulemaan koppaa vedessä lilluvaksi kepiksi.

Kiiruna on pohjoisen loistava maastoutuja: talvella valkoinen ja kesällä kirjava höyhenpuku suojaa petojen silmiltä. © Sari Holopainen

Kiiruna on pohjoisen loistava maastoutuja: talvella valkoinen ja kesällä kirjava höyhenpuku suojaa petojen katseilta. © Sari Holopainen

Huijasin!
Huijaaminen ei ole ihmisillä arvostusta lisäävä piirre, mutta eläinmaailmassa se on oiva keino välttyä syömiseltä. Kukkakärpänen huijaa saalistajaa näyttämällä ulkoisesti aivan ampiaiselta. Ampiaisen aiheuttamat epämiellyttävät kokemukset saavat pedot välttämään myös kukkakärpäsen syöntiä.

Sisilisko puolestaan huijaa saalistajaa irrottamalla häntänsä vaaran uhatessa. Pedolle jää kokonaisen saaliin sijasta vain pieni suupala. Hännän irrottaminen on sisiliskolle äärimmäinen puolustautumiskeino. Hännässä on varastoituneena paljon energiaa, joka menetetään saalistajalle hännän irrottua. Lisäksi uuden hännän kasvattamiseen menee paljon aikaa ja ravintoa.

Monet maassa pesivät linnut, kuten kapustarinta ja töyhtöhyyppä, näyttelevät siipirikkoa pelastaakseen poikasensa. Pedon vaaniessa emo alkaa juosta siipi maata raahaten poikasista poispäin. Peto, esimerkiksi kettu, lähtee seuraamaan helpoksi saaliiksi luulemaansa emoa, joka viime hetkellä lähteekin lentoon. Samaan aikaan toinen lintuemoista on vienyt poikaset muualle turvaan.

Sisilisko tiputtaa vararavintoasisältävän häntänsä äärimmäisen vaaran uhatessa. © Mia Vehkaoja

Sisilisko tiputtaa vararavintoasisältävän häntänsä äärimmäisen vaaran uhatessa. © Mia Vehkaoja

Suomen luonnon haarniskat
Ihmiset ovat hyödyntäneet haarniskoja taisteluissaan vuosisatojen ajan. Haarniskan käyttö ei kuitenkaan ole ihmisen keksintö, vaan se on ollut usean eläimen puolustautumiskeinona satoja miljoonia vuosia. Rapujen kitiinistä ja kalkista muodostuva kuori suojaa niitä petojen hampailta ja kynsiltä.

Kovakuoriaisten kuori muodostuu rapujen tapaan kitiinistä, mutta se on paljon kevyempää materiaalia, sillä se päällä pitää pystyä lentämään! Kovakuoriaisten kitiinikuori on toiminut inspiraationa nykyisten Kevlar-luotiliivien suunnittelussa. Kevlar on kitiinin tavoin kevyttä mutta kovaa.

Panssareita löytyy myös nisäkkäiltä. Villisian nahka on paksua ja jäykkää, erityisesti hartioissa. Näin se suojautuu pedoilta ja kilpakumppaneilta. Paksun nahan lisäksi villisika voi puolustaa itseään torahampaillaan. Villisika ja rapu ovat vieneet ritarimaisen varustelunsa kovakuoriaisia pidemmälle. Haarniskan lisäksi rapu puolustaa itseään asein: eturaajojen saksilla.

Villisian niskapanssarit suojaavat niin pedoilta kuin toisilta villisioiltakin. © Sari Holopainen

Villisian hartiapanssarit suojaavat niin pedoilta kuin toisilta villisioiltakin. © Sari Holopainen

Viimeinen oljenkorsi?
Mitä tehdä kun pakeneminen, piiloutuminen ja huijaus epäonnistuvat? Joillekin eläinlajeille on kehittynyt erilaisia keinoja vahinkojen minimointiin. Rupikonnalle on kehittynyt kaksi erilaista viimeistä oljenkortta. Rupikonnan ihonystyröiden rauhaset erittävät limaa ja myrkkyä (bufotoksiinia), joilla ne pyrkivät karkottamaan pedon. Rupikonnan myrkky voi aiheuttaa petoeläimelle pahanmakuisuuden lisäksi esimerkiksi voimakasta kuolaneritystä. Myös rupikonnan kutumunat ja nuijapäät on suojattu myrkyllä.

Toisena pedon karkottamiskeinona rupikonna käyttää virtsasuihkua. Rupikonna pystyy suihkuttamaan uhkaajan silmiin virtsasuihkun kovalla paineella. Nestettä saattaa suihkuta jopa 0,5 desilitraa kerralla. Virtsasuihkua rupikonna käyttää vain äärimmäisessä hädässä, sillä vitsan keräämiseen elimistöön menee pitkä aika, eikä sitä kannata tuhlata kuin aivan viimeisenä keinona.

Rupikonnien ihonystyrät sisältävät bufotoksiini-nimistä myrkkyä © Mia Vehkaoja

Rupikonnien ihonystyrät sisältävät bufotoksiini-nimistä myrkkyä © Mia Vehkaoja

Rantakäärme – puolustautumisen mestari
Useinkaan eläimet eivät jätä puolustautumistaan yhden kortin varaan, vaan niiltä löytyy jonkin asteista puolustautumista useampaa keinoa hyödyntäen. Yleistä eläinmaailmassa on, että lajeilla on jokin pääasiallinen keino, ja muut keinot ovat tukitoimia. Esimerkiksi kampelan pääasiallinen keino on naamioitua, mutta lisäksi se on litteänmuotoisena hankalaa syötävää. Kampelan selviytymistä auttavat myös sen 180-astetta ympärilleen näkevät silmät, jotka parantavat pedon havaitsemista ajoissa.

Osa lajeista on kuitenkin puolustautumisen moniosaajia. Rantakäärme on mainio esimerkki suomalaisesta moniosaajasta. Käärmeillä on tunnetusti erinomainen haju- ja tuntoaisti, jota ne hyödyntävät niin omassa ravinnonhankinnassaan kuin vaaran välttämisessä. Lisäksi niskan kirkkaan keltaiset kuviot auttavat välttämään petolintujen hyökkäyksiä. Kelta-mustalla värityksellä rantakäärme matkii vaarallisia hyönteisiä, vähän kuin kukkakärpänenkin matkii ampiaisia. Havaitessaan vaaran ajoissa rantakäärme piiloutuu nopeasti läheisen kiven koloon tai muuhun onkaloon.

Vaaran jo uhatessa rantakäärme pyrkii sihisemällä ja itseään isommaksi pullistelemalla pelästyttämään uhkaajan. Pelkoa lisätään pään hyökkäyseleillä. Mikäli nämä keinot eivät riitä pedon karkottamiseksi, rantakäärme pystyy ruiskuttamaan viemärisuolen läheisistä anaalirauhasista pahanhajuista nestettä uhkaajan päälle. Toiseksi viimeisenä keinona rantakäärme voi oksentaa vastaniellyn saaliinsa ja jättää sen uhrilahjana pedolle oman henkensä säästämiseksi.

Viimeisenä oljenkortena rantakäärme tekeytyy kuolleeksi. Se aloittaa kuolemantanssinsa, joka päättyy kouristeluiden jälkeen kielen ulostyöntämiseen ja jähmettymiseen. Peto ajattelee rantakäärmeen olevan sairas tai muuten huonoa ravintoa ja jättää saaliinsa rauhaan.

Rantakäärme on puolustautumisen mestari. Se ei jätä henkeään yhden kortin varaan. © Sari Holopainen

Rantakäärme on puolustautumisen mestari. Se ei jätä henkeään yhden kortin varaan. © Sari Holopainen