1. yle.fi
  2. Yle Uutiset
  3. luonnon monimuotoisuus

Hampaat sen todistavat: Lajien joukkosukupuutto oli tehdä ihmisestä selvää jo ennen kuin esivanhempiamme olikaan

llmastonmuutos ja muut mullistukset tappoivat 33 miljoonaa vuotta sitten ison osan Euroopan ja Aasian eläinlajeista. Afrikan kädellisten, myös meidän esivanhempiemme, on luultu olleen turvassa. Uusi tutkimus osoittaa toista.

Fossiileja eoseenin ja oligoseenin vaihteesta. Vasemmalla kädellisten kalloja, oikealla hyaenodontin ja jyrsijän jäänteet. Fossiilit on löydetty Fayamin painanteesta Egyptistä. Kuva: Matt Borths

Maapallon paleogeenikauden eoseeniepookki päättyi noin 33 miljoonaa vuotta sitten elonkirjon valtavaan mullistukseen. Planeettaamme koetteli ilmastonmuutos, joka oli päinvastainen kuin nyt meneillään oleva muutos.

Lämpötilat putosivat, jäätiköt alkoivat hiipiä kohti päiväntasaajaa, merten pinnat laskivat, metsät alkoivat muuttua ruohikoiksi, ja hiilidioksidi kävi vähiin. Soisesta planeetasta tuli jäinen planeetta.

Fossiililöytöjen perusteella on päätelty, että Euroopan ja Aasian eliöstö koki todella kovia mutta Afrikan biodiversiteettiä suojeli trooppinen lämpö. Esimerkiksi muutama vuosi sitten julkaistun brittitutkimuksen (siirryt toiseen palveluun) mukaan ilmastonmuutos ei koetellut Afrikan lajeja nimeksikään.

Fossiileja on tulkittu väärin, sanoo tuore kansainvälinen tutkimus (siirryt toiseen palveluun). Sen mukaan eoseenin ja sitä seuranneen oligoseeniepookin vaihteessa tapahtui paljon suurempi joukkosukupuutto kuin tähän saakka on tiedetty.

Communications Biology (siirryt toiseen palveluun) -lehdessä ilmestyneessä tutkimuksessa lasketaan, että myös Arabian niemimaalla ja Afrikassa koettiin mullistava nisäkäskato. Sieltäkin hävisi 68 prosenttia lajeista.

Yksi pahimmin kärsineistä ryhmistä olivat varhaiset kädelliset. Siinä noppapelissä oli lähellä katketa myös ihmisiin johtanut evoluutio.

Suojavyöhykettä ei ollutkaan

Tietämys eoseeni- ja oligoseeniepookkien vaihteen ilmastonmuutoksesta perustuu ennen muuta merenpohjien sedimenttinäytteiden happi-isotooppien muutoksiin. Yleiskuvaa ovat täydentäneet tutkimukset merenpinnan korkeuden muutoksista ja jäätiköiden kasvusta.

Paikallisesti analysointi on pakostakin satunnaista, koska se perustuu siihen, mistä fossiileja on onnistuttu löytämään. Kartta on jäänyt läikikkääksi, ja isot alueet ovat aivan valkoisia.

Afrikan nisäkkäiden oli päätelty selvinneen joukkosukupuutosta hyvin, koska päiväntasaajan lähellä oli riittävä suojavyöhyke varjelemaan niitä ilmastonmuutoksen pahimmilta vaikutuksilta.

Vakiintunut käsitys kääntyi päälaelleen pitkälti yhdysvaltalaisen Duken yliopiston paleontologin Elwyn Simonsin elämäntyön ansiosta. Viisi vuotta sitten kuollut Simons keräsi kymmenien vuosien ajan fossiileja Egyptin aavikoilta.

Yhdysvaltalais-englantilais-egyptiläinen tutkijaryhmä paneutui viiden nisäkäsryhmän fossiileihin: hyaenodontteihin, joilla ei enää ole täällä jälkipolvia, kahteen jyrsijäryhmään eli leijureihin ja piikkisikamaisiin sekä kahteen kädellisten ryhmään.

Niistä yhteen kuuluivat makien ja lorien esi-isät ja toiseen ne, joiden jälkeläisiä olemme me ihmiset ja ihmisapinat.

Rengashäntä- eli kissamaki ainoilla kotiseuduillaan, Madagaskarin saarella. 107 makilajista 103:a uhkaa sukupuutto. 33 on aivan sen partaalla. Pääsyitä ovat Madagaskarin metsänhakkuut ja metsästäminen. Kuva: Harald Lange / Ullstein Bild / AOP

Simonsin löytöjen lisäksi tutkijoiden käytössä oli dataa sadoista fossiileista eri puolilta Afrikkaa. Niiden pohjalta pystyttiin laatimaan tutkittujen ryhmien evoluutiopuut ja ajoittamaan kunkin haaran synty ja viimeinen tunnettu havainto.

Tulosten perusteella eoseenn ja oligoseenin vaihde oli kaikille viidelle ryhmälle todella kovaa aikaa. Niiden kehityksessä painettiin resetointinappulaa, kuvailee tutkimusartikkelin pääkirjoittaja, brittiläisen Salfordin yliopiston tutkijatohtori Dorien de Vries.

Kun ryhmien lajeja alkoi miljoonia vuosia myöhemmin ilmestyä uudelleen fossiilien joukkoon, niiden ilme oli toinen. Joukkotuhoa edeltäneitä lajeja ei enää ollut.

Avaintodisteet, poskihampaat, olivat muuttuneet. Ne kertovat, että lajit söivät toisin ja elivät erilaisessa ympäristössä kuin kuolleet sukulaislajinsa.

Pullonkaulasta läpi päässeet linjat monipuolistuivat pelastumistaan seuranneiden vuosimiljoonien aikana.

– Sukupuutto tappaa, mutta samalla se avaa uusia ekologisia tilaisuuksia linjoille, jotka onnistuvat selviämään uuteen maailmaan, sanoo Duken yliopiston kuraattori Matt Borths.

Haasteet panivat monet koetukselle

Hampaat osoittavat, että ihmisiin ja ihmisapinoihin johtaneessa linjassa monimuotoisuus katosi lähes olemattomiin. Vain yksi ainoa hammasmorfologinen tyyppi säilyi.

Hampaiden muoto määräsi rajat sille, mitä lajit pystyivät syömään, ja samalla niiden uudelle monimuotoistumiselle.

– Kävimme hyvin lähellä sitä, ettei meitä ihmisiä olisi koskaan ollutkaan, sanoo Etelä-Kalifornian yliopiston professori Erik Seiffert.

Nopeasti viilennyt ilmasto ei ollut ainoa haaste niille muutamille nisäkkäille, jotka pyrkivät jaloilleen. Mullistuksia riitti: Itä-Afrikassa tapahtui valtavia tulivuorenpurkauksia. Laajoja alueita peittyi kuumaan basalttikiveen. Arabian niemimaa repeytyi Itä-Afrikasta.

– Lajeilla, jotka jäivät henkiin eoseenin ja oligoseenin taitteen joukkosukupuutosta, oli ilmeisesti riittävä työkalupakki ailahtelevassa ilmastossa selviämiseksi, sanoo Borths.

Vastaavassa tilanteessa maailman eliöstö on nykyisessä ilmastonmuutoksessa. Mitkä lajit selviävät jo käynnistyneestä joukkosukupuutosta? Siihen kysymykseen on etsitty vastausta muun muassa kanadalaisessa McGillin yliopistossa (siirryt toiseen palveluun).

"Roskakala" on sopeutumisen mestari

Molecular Ecology (siirryt toiseen palveluun) -lehdessä viime keväänä ilmestyneessä tutkimuksessa vastauksia antoi pieni kala, kolmipiikki. Se tunnetaan lajina, joka pystyy elämään niin meri- kuin makeassa vedessä ja hyvin vaihtelevissa lämpötiloissa.

Kolmipiikkien muoto, koko ja käytös muuttuvat nopeasti, jos olosuhteet sitä vaativat. Tutkijat ryhtyivät selvittämään supersopeutumisen geneettistä taustaa kolmipiikkien sekvensoidusta perimästä.

Charles Darwinin luonnonvalintateorian mukaan eliöt, joilla on selviämistä ja lisääntymistä suosivat geenit, saavat muita enemmän jälkeläisiä, mikä puolestaan yleistää näitä geenejä sukupolvi sukupolvelta. Samalla populaatiot sopeutuvat ympäristöihinsä aikaa myöten yhä paremmin.

– Tätä prosessia on kuitenkin tutkittu tyypillisesti jälkeenpäin eli populaatioissa, jotka ovat sopeutuneet nykyisiin oloihinsa kauan sitten. Siksi voi olla vaikeaa ymmärtää tapahtuminen järjestystä, kuten sitä, mitkä ominaisuudet olivat adaptaation kannalta milläkin hetkellä tärkeimpiä, sanoo tutkimusartikkelin pääkirjoittaja, tohtorikoulutettava Alan Garcia-Elfring.

Pohjoisen pallonpuoliskon vesissä uiva kolmipiikki on suomalaisille tuttu myös rautakalana. Sitä on täällä pidetty pelkkänä roskakalana. Kuva: Rowan Barrett / McGillin yliopisto

Kalifornian rannikon jokisuiden kolmipiikkipopulaatiot antoivat poikkeuksellisen mahdollisuuden tutkia luonnonvalintaa toimessaan. Vuodenaikojen vaihtelu märistä talvista kuiviin kesiin muuttelee rajusti makean ja suolaisen veden suhdetta kolmipiikkien kotivesissä. Vain sopeutuvimmat selviävät seuraavaan kauteen.

Kesän kuivilla muodostuu toisinaan hiekkasärkkiä, jotka katkaisevat jokisuiston yhteyden mereen. Samanlaista oli ilmeisesti kolmipiikeillä, jotka asettuivat kymmenentuhatta vuotta sitten jääkauden sulavesistä syntyneisiin järviin, sanoo biodiversitettitutkimuksen professori Rowan Barrett.

Tämän päivän kolmipiikkien perimän muutokset osoittautuivat samanlaisiksi, joita sopeutumiseen vaadittiin tuolloin, ja muutokset vievät vain yhden ainoan sukupolven ajan.

Garcia-Elfingin mukaan tulokset antavat olettaa, että tieto lajien geneettisestä vaihtelusta menneisyydessä on keino ennustaa populaatioiden sopeutumista ilmastonmuutoksen kaltaisiin stressitekijöihin tulevaisuudessa.

Savanniparatiisikaija on yksi lintulajeista, joiden ulkomuotoa ilmastonmuutos on muokannut. Kuva: Chris Ison / Alamy / AOP

Myös australialaisessa meta-analyysissa on todettu monien eläinten evoluution vauhdittuneen niiden pyrkiessä selviämään ilmastonmuutoksesta.

Deakinin yliopiston (siirryt toiseen palveluun) tutkiijat kävivät läpi tutkimuksia, joissa osoitettiin lintujen nokkien kasvaneen, metsähiirien häntien pidentyneen ja lepakkojen siipien kasvaneen, kun eläimet yrittävät säädellä lämpötilaansa lisäämällä pinta-alaa, jota kautta lämpöä pääsee poistumaan niiden elimistöstä.

Trends in Ecology & Evolution (siirryt toiseen palveluun) -lehdessä viime kuussa julkaistujen tulosten mukaan muutos on erityisen huomattava linnuilla. Esimerkiksi useiden australialaisten papukaijalajien nokat ovat nyt 4–10 prosenttia suurempia kuin 150 vuotta sitten. Muutos on ollut kesien lämpötilan nousun mukainen.

– Yleensä evoluutioon menee tuhansia vuosia tai enemmänkin. Eläimet yrittävät nyt parhaansa mukaan pysyä muutosten tahdissa. Jotkut lajit sopeutuvat, toiset eivät, sanoo tohtorikoulutettava Sara Ryding.

Emme myöskään tiedä, mitä muita ekologisia seurauksia näillä muutoksilla voi olla, hän lisää.

Lue myös:

Raportti: Luontokatoa ja ilmastonmuutosta ei voi ratkaista erikseen – uusi raportti nivoo keinot yhteen

Kuuntele Yle Areenasta:

Ikioma ilmastokriisimme – Tarinoita muuttuneesta Suomesta. Ilmastonmuutos tuli jo. Aikamme suurin mullistus näkyy ympäristössämme ja arjessamme.

Korjattu 14.10. klo 10.50: Eoseeni ja oligoseeni olivat paleogeenikauden epookkeja, eivät itsenäisiä kausia.