Lyhyt Simpunpäästöoppi 15

Torstai 4.1.2024 klo 20.01 - Mikko Nikinmaa

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.

Lyhyt Simpunpäästöoppi 14

Perjantai 22.12.2023 klo 19.03 - Mikko Nikinmaa

Verkkojen suuren silmäkoon olisi kuvitellut estävän silakan kokoisten kalojen joutumisen saaliiksi, mutta ei. Yksi hopeakylkisistä silakankokoisista lajeista, norssi, oli säännöllinen saalis. Ilmeisesti se ui suu auki planktonia syöden. Kun sillä on isot ja terävät hampaat, se jää niistä verkkoon kiinni ja yrittäessään päästä irti, sotkeutuu verkkoon yhä pahemmin. Kun norssin hampaat ovat terävät, sen irrottaminen verkosta on hankalaa ja aiheuttaa usein pikkuhaavoja. Kalakirjat sanovat norssin tuoksuvan kurkulta. Minusta se haisi pahalta. Norsseja emme koskaan ottaneetkaan ruuaksi, vaan heitimme ne luodon kiville tulleiden lokkien syötäväksi.

Kun pikkupoikana Isän kanssa kalassa kävin, lokit seurasivat venettä koko ajan. Ravijoen lahdella ne olivat pääosin nauru- ja kalalokkeja. Ulompana joukkoon tulivat harmaa- ja selkälokit. Silloin selkälokkeja oli vielä sangen paljon. Aina silloin tällöin, mutta vain harvoin, näki merilokinkin. Kiikari oli minulla aina mukana, kun merelle pääsin. Olinhan innokas lintuharrastaja, ja merellä näki paljon lintuja. Rantasipit, tyllit ja karikukot juoksivat rantahiekassa ja kivikoilla. Meriharakat eivät vielä olleet oppineet, että parhaat ruokapaikat ovat kynnöspelloilla. Haahkojen vinoutunut sukupuolijakautuma tuli jo tuolloin tutuksi; jokaista naarasta kohti oli ainakin kolme koirasta. Mustalinnut ja pilkkasiivet elelivät Pisin saarilla, missä näki ruokkeja ja riskilöitäkin. Ja itäisen Suomenlahden suurin nähtävyys koitti aina toukokuussa: Arctica. Pohjoiseen, Venäjän ja Siperian tundralle muuttavat vesilinnut kun lensivät Virolahden rantojen kautta. Tuhatmäärin alleja, valkoposki- ja sepelhanhia, joukoittain mustalintuja ja kuikkia, sirrejä ja kuireja voi nähdä muutaman tunnin kuluessa. Valkoposkihanhet eivät vielä silloin olleet keksineet, että kaupunkien rannat ovat mainioita ruokapaikkoja, eikä niitä 1960-luvulla jäänyt kesäksi lainkaan Suomeen. Myöskään merimetsoja ei 50 vuotta sitten ollut lainkaan. On kuitenkin hyvä muistaa, että nyt nopeasti levinnyt merimetso lienee sama alalaji, joka aikoinaan pesi Suomenkin rannikolla, mutta jostain syystä välillä katosi.

Mietin, että norssi ajatteli olevansa itseään suurempi kala. Onhan se sentään kaukaista sukua lohelle rasvaevineen ja jokivaelluksineen. Vaelluskalojen kohtalo Suomen vesillä on ollut kurja. Suomenlahteen ei laske yhtään lohijokea, joissa kutupaikat olisivat saavutettavissa. Aikaisemmin, ennen toista maailmansotaa, Kymijoki tuotti suurimman osan Suomen alueen kutukannasta. Urpalanjoessakin, jonka suu on Venäjän puolella, mutta joka kulkee pääosin Suomessa, oli aikaisemmin lohia, mutta padot ja ruoppaukset ovat estäneet lohen lisääntymisen. Urpalanjoki oli ennen sangen hyvä taimenjoki, mutta Suomen puolen vesialueiden käsittely on hävittänyt lisääntymismahdollisuudet suurimmaksi osaksi. Viime vuosina on kutukoskia kuitenkin pyritty entistämään ja kun Venäjän puolella joessa vielä on taimenia eikä siellä ole vaellusesteitä, taimenkannan toipuminen joessa on mahdollista. Jokien entistäminen onkin jo pystynyt palauttamaan meritaimenen lisääntymisen useissa Suomenlahteen laskevissa pikkujoissa.

Jokien entistäminen näkyy nopeimmin nahkiaisen lisääntymisenä. Nahkiainen on yleensä muutaman kymmenen gramman painoinen liero, joka myös nousee jokiin kutemaan. Nahkiainen ei oikeastaan ole kala vaan ympyräsuinen. Nahkiaiset ovat varhaisimpia selkärankaisia – ne ovat säilyneet jokseenkin samanlaisina jo puoli miljardia vuotta. Nahkiainen kasvaa Itämeressä sukukypsäksi. Sukukypsyyden saavutettuaan se vaeltaa jokeen kutemaan. Kutuvaelluksen aikana se ei enää syö ja kudun jälkeen kuolee. Toisin kuin lohet ja taimenet, jotka etsiytyvät kotijokeensa, nahkiaiselle ei ole väliä, mihin jokeen se joutuu. Silloin kun kutuvietti iskee, se nousee lähimpään jokeen, johon pääsee. Näin ollen, kun kutemisen esteet poistetaan, nahkiainen hyötyy siitä ensimmäisenä, kun eläimiä nousee heti paikalle kutemaan. Se, että nahkiaiselle ei ole väliä, mihin jokeen se yrittää nousta, näkyy ehkä parhaiten siinä, että erinomainen nahkiaisen pyyntipaikka on Kymijoen suu suoraan Ahvenkosken voimalaitoksen alapuolella. Nahkiaisia tulee sinne virtauksen houkuttelemana, vaikka ne eivät ole päässeet lisääntymään Kymijoessa moneen sukupolveen.