Lyhyt Simpunpäästöoppi 15

Nahkiaiset olivat yksi minun tärkeimmistä tutkimuskohteistani. Sen lisäksi useat muut tutkijat ympäri Eurooppaa pääsivät hyötymään minun kiinnostuksestani niihin. Lähetin nahkiaisia Hannoveriin, Lontooseen ja Tukholmaan. Nahkiaiset pysyvät hengissä useita tunteja ilmassa, jos niiden pinta ja kidusaukot säilyvät kosteina. Niinpä niitä voi hyvin lähettää kiireellisenä lentorahtina ruokakalan kuljetukseen yleensä käytetyissä styroks-laatikoissa. Laatikon pohjalle laitetaan märkää sanomalehtipaperia, sitten kerros nahkiaisia, päälle märkää sanomalehtipaperia, sitten toinen kerros nahkiaisia jne. Lontooseenkin lennätetyistä sadasta eläimestä vain muutama kuoli.

Se, että nahkiainen pysyy hengissä, jos sen kidukset säilyvät märkinä, hämäsi meitä tutkijoita pitkään. kuvittelimme, että se sietäisi vähähappista ympäristöä hyvin. Vähensimme akvaarioveden happipitoisuutta pienemmäksi ja pienemmäksi, eikä sillä näyttänyt olevan mitään vaikutusta – ennen kuin keksimme mitä otukset tekivät. Ne tarttuivat imusuullaan akvaarion seinään vähän veden pinnan yläpuolella niin että saivat pidetyksi kiduksensa märkinä, mutta kontaktissa ilman kanssa. Tämän jälkeen estimme otuksien pääsyn veden pinnan yläpuolelle sijoittamalla pleksilasilevyn vähän veden pinnan alapuolelle. Sitten saimmekin päinvastaisen ongelman. Kaikki nahkiaiset kuolivat. Nostimme veden happipitoisuutta uudestaan. Nahkiaiset kuolivat edelleen. Jouduimme jatkamaan happipoisuuden nostoa siihen asti, kun se oli suunnilleen yhtä korkea kuin lohikalojen tarvitsema.

Vesi virtaa luukalojen kidusten läpi ja kidukset pysyvät erillisinä maksimoiden hengityspinnan pinta-alan veden korkean viskositeetin ansiosta. Kun kidukset ilmassa painuvat kasaan hengityspinta pienenee niin paljon, että ilman korkea happipitoisuus ei riitä korvaamaan menetettyä hengityspinta-alaa sekä ilman ja veren välisen diffuusiomatkan suurta kasvua. Nahkiaisen kidukset ovat kiduspussien sisällä. Kiduspussit pysyvät täynnä vettä silloin, kun nahkiainen säilyy märkänä – esimerkiksi kun sen kidukset ovat vain vähän veden pintaa korkeammalla. Tällöin kidusten veteen kulkeutuu happea ilmasta, jossa sitä on paljon, ja kun kidukset eivät ole painuneet kasaan, nahkiainen saa riittävästi happea elintoimintoihinsa. Hapensaanti estyy vasta, kun nahkiaisen pääsy vedenpinnan yläpuolelle estetään.

Nahkiaiset ja muut selkärankaiset erosivat omiksi kehityslinjoikseen jo lähes puoli miljardia vuotta sitten. Tästä johtuen, vaikka monet niiden ominaisuudet ovat päällisin puolin samanlaisia kuin luukaloilla tai vaikkapa meillä ihmisillä, ne ovat kehittyneet eri reittiä ja esimerkiksi eri molekyylejä hyväksikäyttäen. Esimerkiksi sekä nahkiaiset että ihmiset kuljettavat tarvitsemansa hapen pH-herkkään hemoglobiiniin sitoutuneena. Ihmisellä hapen sitoutumiseen vaikuttaa tetrameerisen hemoglobiinin tertiäärinen avaruusrakenne. Nahkiaisen hemoglobiini on puolestaan monomeeri-oligomeeritasapainossa ja hapen sitoutuminen riippuu siitä, mikä monomeeri/oligomeeri suhde on. Nahkiaisen hemoglobiini onkin kehittynyt eri globiini-alkumuodosta kuin ihmisen. Nahkiaisen veren punasoluista puuttuu myös anioninvaihtaja, jota pidettiin aikaisemmin välttämättömänä riittävälle hiilidioksidin eritykselle. Itse asiassa tietyn japanilaisen härän osoitettiin myös elävän ilman punasolujen anioninvaihtajaa. Kun tämä havainto tehtiin 1990-luvulla, se oli suuri tiedeuutinen ja ihmetystä herätti, miten hiilidioksidin eritys oli mahdollista. No, nahkiaisia tutkien olimme jo vuosia aikaisemmin osoittaneet, että aktiivisten eläinten punasoluista voi puuttua anioninvaihto ja kuvanneet hiilidioksidin erityksen mekanismin tällöin.

Jokien rakentamisen lisäksi nahkiaiset kärsivät vesien metallisaasteista ja happamoitumisesta. Näyttää siltä, että erityisesti joissa elävät nuoret poikaset, likomadot, kärsivät metsien ojituksia seuraavia happaman veden pulsseja sekä rauta- ja mangaanipitoisuuden nousua.