Silmättömät luolakalat

Pysyvästi pimeissä luolissa ja onkaloissa elää kaloja, joilla ei ole lainkaan silmiä. Koska nämä kalat selvästikin polveutuvat samanlaisista ja samaa lajia olevista silmällisistä kaloista, tätä on pidetty klassisena todisteena evoluutiosta. Miten tällaiset kalapopulaatiot ovat syntyneet?

Voidaan kuvitella tilanne, missä parvi normaaleja kaloja ajautuu esim. voimakkaan virtauksen mukana maanalaiseen luolaan. Jos jokin seikka, esim. luolan ja veden tuloaukon korkeusero estää kaloja pääsemästä takaisin, ne joutuvat elämään luolan pimeydessä, missä silmistä ei ole mitään hyötyä.

Silmät eivät kuitenkaan katoa vain siitä syystä, ettei niitä enää tarvita. Tämä lamarkistinen käsitys on jo ajat sitten kuopattu. Sitäpaitsi kalan DNA:n silmän rakentumiseen liittyvä koodi tuskin voisi mitenkään 'tietää', ettei silmää enää tarvita, vaan jatkaisi sukupolvi toisensa jälkeen hyödyttömän silmän rakentamista. Syy löytynee siten mutaatiosta eli silmän rakennusohjeeseen tulleesta geenivirheestä. Tässä rakennuskoodissa jokin vaihe on kytkeytynyt 'pois päältä', minkä johdosta silmän kehitys jää kesken. Normaalissa kalaparvessa tällainen vammainen yksilö ei selviytyisi eikä saisi jälkeläisiä, mistä syystä silmättömiä kaloja ei tavata siellä, missä on valoa.

Pimeässä luolassa tilanne on toinen; siellä silmätön kala ei ole muita huonommassa asemassa vaan silmättömyydestä voi jopa olla etua. Luolassa törmää helposti - varsinkin ahtaissa paikoissa - teräviin, ulkoneviin reunoihin, jolloin silmä voi vahingoittua. Vaurioitunut silmä voi puolestaan tulehtua ja avata tien vahingollisille bakteereille, minkä seurauksena kala kuolee. Silmättömällä yksilöllä ei tällaista vaaraa ole, joten se saattaisi selviytyä muita paremmin muuttuneissa oloissa.

Vaikka tätä voidaan pitää esimerkkinä siitä, miten mutaatio, luonnonvalinta ja sopeutuminen toimivat, se on samalla esimerkki alaspäin suuntauvasta muutoksesta. Se ei osoita, että tällä tavoin syntyisi uusia ominaisuuksia, vaan se on pikemminkin esimerkki siitä, miten ehjä kokonaisuus rappeutuu ja menettää ominaisuuksia.

Silmättömyyden syntyä valaisee eräässä Marylandin yliopistossa tehty koe. Siinä tutkijat istuttivat sokeaan luolakalaan samaa lajia olevan näkevän kalan silmästä otetut mykiöt. Kahdeksan päivän kuluttua sokeassa kalassa alkoi näkyä merkkejä silmien kasvusta ja kahden kuukauden päästä sillä oli lähes valmiit silmät selvästi erottuvine pupilleineen, sarveiskalvoineen ja verkkokalvoineen.

Tutkijoiden mukaan kalalle ei ilmeisesti kuitenkaan kehittynyt täydellistä näkökykyä; se olisi edellyttänyt myös vastaavien hermokytkentöjen rakentumista aivoihin. Tämä esimerkki kuitenkin antaa vihjeitä sekä silmättömyyden että silmän rakentumiseen liittyviin kysymyksiin. Toisen johtolangan tarjoavat alkiot:

Jo kauan on tiedetty, että esim. sammakon alkiolla silmän mykiö kehittyy ensin ja että se toimii eräänlaisena 'käynnistäjänä' muun silmän kehitykselle. Jos alkion mykiö siirretään kirurgisesti toiseen alkioon ja johonkin muualle kuin normaaliin paikkaan, silmä alkaa muodostua tuolle kohtaa.

Kummassakin esimerkkitapauksessa silmän rakentuminen voi kuitenkin toteutua vain mikäli eliöllä, johon silmämykiö siirretään, on geneettiset valmiudet silmän muodostumiselle.

Tämä kaikki viittaa siihen, ettei se mutaatio, minkä vaikutuksesta luolakala alkujaan tuli 'silmättömäksi', tuhonnut sen geenistöstä kaikkea silmän rakentumiseen liittyvää informaatiota. Se aiheutti ainoastaan katkoksen johonkin kohtaan sitä prosessia, minkä tuloksena silmä rakentuu. Tätä voisi verrata siihen, ettei jonkin tiedoston hävittäminen tietokoneelta poista sitä itse kovalevyltä; se poistaa vain siihen liittyvät tiedot rekisteristä, minkä johdosta muut ohjelmat eivät enää tiedä sen olemassaolosta. Jos tiedot saadaan palautettua rekisteriin, tiedosto on jälleen käytettävissä.

Luolakalan tapauksessa mutaatio siis ilmeisestikin vain esti silmämykiön normaalin kasvun, mikä puolestaan sai aikaan sen, etteivät silmän muutkaan osat voineet kehittyä. Evoluution todisteena luolakalojen tapausta ei missään tapauksessa voi pitää, sen paremmin kuin tuulisten saarien siivettömiä hyönteisiä tai sirppisoluanemiaakaan.

 
Sokeiden luolakalojen ristetys voi tuottaa näkeviä jälkeläisiä

Pimeään luolaan sopeutuneiden sokeiden luolakalojen jälkeläiset voivat olla näkeviä, kun risteytetään keskenään kahden eri luolan hiukan erilaiset luolakalat. Kaikki jälkeläiset eivät olleet näkeviä, mutta parhaassa poikueessa jopa 40% kalanpoikasista näki. New Yorkin yliopiston biologien koe osoittaa että eri luolien kauan toisistaan erossa eläneet kalakannat ovat menettäneet näkönsä eri geenien vaikutuksesta. Mitä kauempana toisistaan vanhempien kotiluolat sijaitsivat, sitä todennäköisemmin risteytyksessä saaduilla kalanpoikasilla oli näkökyky. Näkevien poikasten syntyminen osoittaa, että kaloilla on tallella näköinformaation käsittelyyn tarvittava hermoverkosto aivoissa.   Yle radio 1 tiedeuutiset

 
30.08.05, päivitetty 30.01.08