Mustekala vaihtaa väriä ja muotoa sekunnissa, ampiainen ei ole mustakeltainen sattumalta – eläinten värinäön tutkimiseen uutta vauhtia

Osalla eläimistä on paljon kehittyneempi näköaisti kuin ihmisellä. Näitä ominaisuuksia tutkitaan nyt poikkitieteellisesti. Suomessa tutkitaan muun muassa värien merkitystä eläinten viestinnässä.

tiede
Ampiainen
Ampiaisen räväkkä väritys suojelee sitä vihollisilta.Markus Kauppinen / Yle

Värinäköä pidetään helposti itsestäänselvyytenä, vaikka väritys on elintärkeä biologinen piirre. Eliöt eivät näe maailmaa samanlaisena kuin ihmiset. Joidenkin eläinten silmät toimivat kuin lämpökamera ja aistivat infrapunavaloa, toiset taas näkevät ultraviolettivalon. Ihmissilmällä näiden erottaminen on mahdotonta.

Eläimet hyötyvät väreistä monella tavalla. Naamiointi, varoitusvärit, kumppanin valinta, sosiaalinen viestintä ja lämpötalous vaikuttavat yksilön eloonjäämiseen ja lisääntymiseen.

On häkellyttävää, kuinka ne pystyvät sen tekemään.

Johanna Mappes

Esimerkiksi jotkut mustekalat pystyvät hyvin nopeasti vaihtamaan väriä. Ne voivat yhtäkkiä muuttua leväpuskanaamionnista hyvin näkyviksi ja jopa varoittaviksi, esimerkiksi mustavalkoraidallisiksi.

– On häkellyttävää, kuinka ne pystyvät sen tekemään, hehkuttaa professori Johanna Mappes Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteiden laitokselta.

Australialainen mustekala (sepia apama).
Australialainen mustekala (sepia apama).
Mustekala voi muuttaa värinsä näkyvästä näkymättömäksi sekunnissa.

Näkyy kumppanille, muttei pedoille

Viime aikoina ison mielenkiinnon kohteena ovat olleet eläinten näkökykyyn liittyvät salaiset viestintäkanavat. Mappesin mukaan eläin voi olla hyvinkin näkyvä potentiaaliselle kumppanille, mutta saalista etsivälle peto ei havaitsekaan tätä viestintää.

– Hämähäkki on peto, mutta samalla myös saaliseläin. Jotkut lajit voivat käyttää ultraviolettiväriä tai fluoresenssia viestittäessään vastakkaiselle sukupuolelle niin, että niiden tärkeimmät pedot eivät näe niitä.

Pystytään esimerkiksi erottamaan kypsät hedelmät puista.

Johanna Mappes

– Evoluution voima on ihmeellinen. Esimerkiksi pimeässä eläville eläimille on kehittynyt omintakeisia ratkaisuja suunnistaa, ruokailla ja löytää parittelukumppaneita. Sammakot voivat nähdä värejä jopa pimeässä. Monet käärmeet näkevät lämmön eli ne pystyvät paikantamaan saaliskohteen sen ympäristöä korkeamman lämpötilan avulla.

Suurin osa nisäkkäistä on dikromaattisia eli niillä on silmän verkkokalvoilla kahdenlaisia valoa aistivia tappisoluja. Ne pystyvät näkemään hyvin vain sinivihreitä aallonpituuksia. Ihmisillä on trikromaattinen eli kolmivärinäkö. Tappisolut aistivat kolmea perusväriä punaista, vihrää ja sinistä ja niiden yhdistelmistä aivoissa syntyvät kaikki muut värit.

– Tällä on ollut suuri merkitys kehityksessämme. Pystymme esimerkiksi erottamaan kypsät hedelmät puista. Tämä kädellisille nisäkkäille kehittynyt erikoisominaisuus on ollut äärimmäisen tärkeä lajimme kehitykselle, muistuttaa Mappes.

.

Hämähäkit käyttävät ja näkevät jopa ultraviolettivaloa.
Hämähäkit käyttävät ja näkevät jopa ultraviolettivaloa.Jari Flinck

Punainen perhonen välttää linnun nokan

Professori Mappesin oma tutkimusryhmä tutkii eläinten värityksen merkitystä kommunikaatiossa ja niiden genetiikkaa.

– Olen pitkään ollut kiinnostunut erityisesti varoitusväreistä. Siitä miten saaliseläimet varoittavat petoja esimerkiksi myrkyllisyydestä. Tästä on hyvä esimerkki ampiaisen mustakeltainen väritys. Se varoittaa lintuja ikävistä seurauksista, jos ampiaista menee härkkimään.

Mitä punaisempi naaras sitä paremmin se välttää linnun nokan.

Johanna Mappes

Monilla perhosilla on myrkyllisiä aineita ja väreillä ne viestivät pedoille, että ei kannata koskea. Silmäfysiologien kanssa on juuri saatu valmiiksi tutkimus, joka osoittaa, että täpläsiilikäs perhoslajin koiraat eivät pysty näkemään punaisen värieroja naaraspuolisessa täpläsiilikkäässä. Sen sijaan linnut näkevät ne todella hyvin ja osaavat varoa niitä. Mitä punaisempi naaras sitä paremmin se välttää linnun nokan.

Uusina kohteina Mappesin ryhmä on kiinnostunut metallinkiiltoväreistä, joita löytyy monilta kovakuoriaisilta. On voitu osoittaa, että ne toimivat myös tehokkaasti varoitusväreinä.

– Lisäksi olemme tutkineet miten erilaisille pedoille viestitään. Useimmilla saaliseläimillä on monta petoa. Yksi puolustus yhtä petoa vastaan ei välttämättä toimi toista vastaan. Evoluutiobiologina minua kiinnostaa minkälaisia kompromisseja eläimet joutuvat tekemään vai pystyvätkö ne kehittämään puolustuskeinoja eri vihollisia vastaan, pohtii Mappes.

Punainen väri suojaa naaraspuolisia täpläsiilikkäitä linnuilta.
Jyväskylän yliopistolla tutkitaan muun muassa täpläsiilikkään varoitusvärejä.Jyväskylän Yliopisto

Armeijan maastopuku herättää myös huomiota

Värityksen syntyä ja havaitsemista tutkimalla aatuja tietoja voidaan siirtää esimerkiksi lääketieteen, turvallisuuden, vaatetusalan ja teollisuuden käyttöön. Englantilaisessa isossa tutkimuksessa (siirryt toiseen palveluun) paljastui, että armeijoiden maastopukujen värityksissä ei väribiologiaan ole juuri turvauduttu.

– Itselläni on ollut illuusio, että maastoasun värit on kehitetty biologien ja taiteilijoiden kanssa sellaisiksi, että kuvioinnin ensisijainen tarkoitus on naamioida sotilas mahdollisimman hyvin. Selvisi, että biologista tietoa ei ole aina käytetty eikä välttämättä ole tiedossa kuviovärin alkuperäistä suunnittelijaakaan, kertoo Johanna Mappes.

Vaatekoodi muuttui lähemmäksi Naton värejä.

Johanna Mappes

Englantilaiset tutkija osoittivat, että maastokuviolla olikin signaalimerkitys naamiointitarkoituksen ohella. Eri maiden maastopuvut ovat jollain lailla samanlaisia, mutta silti niillä halutaan erottua toisista.

– Kiinnostava esimerkki oli kun itäblokki hajosi ja maat tulivat lähemmäksi länttä, myös vaatekoodi muuttui lähemmäksi Naton käyttämää.

Kaksi henklöä sotilaspuvussa
Tutkimus paljasti, että maastopuku sekä paljastaa että piilottaa.Ville Hakonen / Yle

Värejä tutkitaan nyt monialaisesti

Värityksen poikkitieteellisen olemassa olon tiedostaminen on luonut uuden monitieteellisen tieteen haaran. Tuoreessa laaja-alaisessa katsauksessa evoluutiobiologien, käyttäytymistieteilijöiden, psykologien, fyysikkojen, fysiologien, geneetikkojen ja antropologien tutkimusryhmät ovat koonneet värien biologiaan liittyvät avainkysymykset.

Laaja yhteisartikkeli julkaistiin arvostetussa Science -lehdessä (siirryt toiseen palveluun) elokuun alussa. Sen kirjoittamiseen osallistui kolmisenkymmentä tieteentekijää ja artikkeli perustuu Berliinin viime talviseen symposiumiin.

Tutkijat tekivät yhdessä analyysin missä mennään eri tieteenaloilla.

Johanna Mappes

Johanna Mappesin mukaan värejä on tutkittu aina, mutta paljon eri perspektiiveistä ja osittain eri tieteenalojen sisällä.

– Berliinissä eri alan tutkijat tekivät yhdessä analyysiä missä eri tieteenaloilla mennään ja missä on vielä aukkoja tutkimuksessa.

Uusi teknologia tehostaa tutkimusta

Viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana eläinten väritutkimuksen alalla on edistytty hyvin nopeasti teknologian kehittymisen myötä. Värityksen toimintojen tutkimukset ovat edenneet erityisesti kenttä- ja laboratoriokokeissa.

– Digitaalinen kuvantaminen ja näkömallinnus, innovatiiviset laboratorio- ja kenttätutkimukset sekä laajamittaiset vertailuanalyysit mahdollistavat uudenlaiset lähestymistavat. Ja myös uudenlaista tutkimustietoa sekä laajempia vaikuttavuuksia tuloksille, arvio professori Johanna Mappes.

Lisää aiheesta:

Tiedeykkönen: Miten ihminen ja eläimet näkevät värejä?

Suosittu värisävytesti paljastaa – näetkö yhtä hyvin kuin mehiläinen vai yhtä kehnosti kuin koira?