matelija

Australian pohjoispuolella on Uusi-Guinea, vaikeakulkuinen pääosin viidakon peittämä saari, missä on monenlaisia, omituisia kasveja ja eläimiä. Eräs niistä on Prasinohaema prehensicauda, lisko, jolla on vihreää, myrkyllistä verta. Nyt siitä ollaan kehittämässä lääkettä ihmisille.

Yleensä ajattelemme, että veri on aina punaista.

Näin onkin, paitsi jos olet lisko. Prasinohaema-lajiin kuuluvien kaivajaliskojen, eli skinkkien veri on paitsi vihreää, niin myös myrkyllistä. Vihreyden vereen tuova pigmentti nimeltään biliverdiini on varsin voimakas myrkky, ja vaikka liskoilla sitä on veressään 40 kertaa enemmän mikä ihmiselle olisi tappavaa, voivat liskot oikein hyvin.

Louisianan osavaltion yliopistossa (LSU, Louisiana Spate University) Yhdysvalloissa oleva tutkijaryhmä on analysoinut verinäytteitä 27 vihreäverisestä liskosta ja 92 niiden kanssa läheistä sukua olevasta, mutta punaverisestä liskosta. Nyt ryhmä koettaa kehittää sen avulla lääkettä malariaan ja muihin vastaaviin loistauteihin.

"Paitsi että näillä liskoilla on suurin biliverdiinipitoisuus veressään kaikkiin muihin eläimiin verrattuna, ovat ne kehittäneet jännittävän vastustuskyvyn verensä myrkyllisyydelle", selittää tutkijatohtori Zachary Rodriguez LSU:n yliopiston tiedotteessa.

"Jos voisimme ymmärtää mikä saa liskot vastustuskykyisiksi keltatautia vastaan, voisimme kenties kehittää välineitä moniin ihmisilläkin oleviin terveysongelmiin."

Rodriguez, ryhmää johtava professori Chris Austin ja muut ryhmän jäsenet ovatkin jäljittäneet vihreän veren kehityshistoriaa ja siksi he ovat tutkineet kaikkiaan 51 erilaista liskolajia Uudessa-Guineassa. Kuusi kaivajaliskoista oli vihreäverisiä ja näistä kaksi on ollut tuntemattomia aikaisemmin.

Heidän mukaansa vihreäverisissä kaivajaliskoissa on selvästi neljä erilaista kehityslinjaa, ja samankaltaisia kehityslinjoja on havaittavissa niiden punaverisissä sukulaisissa.

Tutkimuksen mukaan vihreä veri kehittyi itsenäisesti eri liskolajeille, eli se näyttää olevan sopeutumisen tulosta.

Aikaisemmin on tiedetty, että normaalia suurempi pigmentin määrä veressä on yleensä ollut eläimille hyödyksi; se toimii kuin antioksidantti, joka auttaa suojautumaan useita sairauksia vastaan.

Vihreän veren pigmenttien toiminta on sen sijaan ollut arvoitus, mutta nyt tiedetään esimerkiksi se, että biliverdiini-pigmentin kanssa läheinen bilirubiini on malarialoisille myrkyllistä.

Tutkimusryhmän jäsen. Amerikan luonnonhistoriallisen museon professori Susan Perkins toteaakin, että vihreä veri saattaa olla avuksi, kun kehitetään lääkkeitä esimerkiksi malariaa vastaan.

Tutkimusryhmän tekemä artikkeli "Multiple origins of green blood in New Guinea lizards" ilmestyi eilen Science Advances -julkaisussa. Kuvat: Chris Austin, LSU.

Tagit

matelija

lisko

veri

myrkky

Kalalla on suomuja, linnuilla höyheniä ja nisälläillä on kaikenlaisia karvoja. Tuore tutkimus osoittaa, että näillä kaikilla on yhteinen matelijaesi-isä.

Nisäkkäiden karvat ja lintujen höyhenet ovat kehittyneet samanlaisesta varhaiskehityksen rakenteesta, plakodista. Siinä pintasolukko paksuuntuu pylväsmäisten ja hitaasti jakautuvien solujen vuoksi.

Karvojen ja höyhenten yhtäläinen varhaiskehitys on hämmentänyt kehitysbiologeja jo pitkään, koska linnut ja nisäkkäät kehittyivät eri matelijalinjoista, eivätkä matelijoiden suomut kuitenkaan aiempien tutkimusten mukaan olisi syntyneet vastaavanlaisesta rakenteesta. Tämä viittaisi siihen, että lintujen ja nisäkkäiden plakodirakenne on kehittynyt itsenäisesti evoluution myötä.

Ryhmänjohtaja Nicolas Di-Poi Helsingin yliopiston Biotekniikan instituutista yhdessä Geneven yliopiston professori Michel C. Milinkovitchin kanssa on nyt kuitenkin osoittanut, että matelijoiden suomut kehittyvät aivan samanlaisesta rakenteesta ja samanlaisin molekulaarisin mekanismein kuin höyhenet ja karvatkin.

“Näyttää siis siltä, että erilaisesta ulkonäöstään huolimatta sekä suomut, höyhenet että karvat kehittyivät yhteisen matelijaesi-isän suomuista”, Nicolas Di-Poï sanoo.

Science Advances -julkaisussa ilmestyneessä tutkimuksessaan Di-Poi ja Milinkovitch tutkivat myös parta-agamaliskojen suomutonta muunnosta. He havaitsivat, että näiden liskojen eriskummallinen ulkonäkö johtuu EDA-geenin mutaatiosta. Saman geenin mutaatiot aiheuttavat ihmisillä ja hiirillä merkittäviä häiriöitä hampaiden, rauhasten ja karvojen kehityksessä.

Otsikkokuvassa on parta-agama (Pogona vitticeps), joka on eräs tutkimuksessa käytetty ennen liskolaji.

Juttu perustuu Helsingin yliopiston tiedotteeseen.

Tagit

Taiteilijan näkemys löydetystä eläimestä. Kuva: © Nobu Tamura, 2014

Lounais-Kiinasta on löytynyt noin 245 miljoonaa vuotta vanha, erittäin hyväkuntoinen, mutta outo fossiili. Sen ulkomuoto on kuin suoraan kauhuelokuvasta. Otuksen yläleuka on jakaantunut kahtia, ja puolikkaiden välissä on sarja neulanteräviä hampaita.

Eläimen tieteellinen nimi kuvastaa tutkijoiden kummastusta: Atopodentatus unicus. Se tarkoittaa sananmukaisesti "ainutlaatuiset järkyttävät hampaat".

Tutkimus julkaistiin saksalaisessa Naturwissenschaften – the Science of Nature -tiedejulkaisussa. Springerin julkaisema ja varsin arvostettu lehti keskittyy etenkin biologisiin kysymyksiin liittyviin monitieteellisiin tutkimuksiin. Kiinalaisvoimin tehtyä tutkimusta johti Xiao-Chun Wu Kanadan luonnonmuseosta.

Painajaisten flamingovaraani

Löydetty matelija on sopeutunut hyvin vesielämään, mutta ei aivan täysin. Tämä selviää tarkastelemalla sen solakkaa virtaviivaista kehoa, lyhyttä kaulaa ja uimiseen sopivia eviä tai räpylöitä. Voi olla, että uintireissujen välillä se köllötteli luodoilla lämmittelemässä kuin norppa ikään. Kooltaan se vastasi pyöreästi komodonvaraania, suurinta nykyään elävää liskoa.

Fossiloituneen luurangon oudoin piirre on kuitenkin sen pää. Otuksen yläleuka kääntyy äkkiä jyrkästi alaspäin. Kuono saa hieman koukkumaisen muodon. Edestä katsoen se on litteä. Lopputulos mukailee kuokan tai lapion mallia, hieman kuin flamingon nokka.

Lisäksi eläimen yläleuka on keskeltä halki. Tämä kävi selväksi, vaikka puolet kallosta oli tuhoutunut. Syynä ei näytä olleen onnettomuus tai perinnöllinen vika. Leuan halkeamassa kasvaa nimittäin järjestelmällisesti hampaita.

Hampaisto on mittava. Hampaita löytyy sekä ala- että yläleuasta vajaat 200 neulamaista kappaletta. Suurin osa törröttää poskien takana, lomittain menevien kampojen tavoin. Tai aivan lapioleuan alaosassa. Noin 35 hammasta – eli vähän enemmän kuin meillä ihmisillä on kaiken kaikkiaan – on sijoittunut ristikkäin yläleuan halkeamaan. Lisäksi Atopodentatuksen hampaat eivät istu perinteisesti leukaluun kuopissa juurillaan kiinnittyneinä. Ne ovat sulautuneet kiinni suoraan leukaan.

Virtaviivaisen komodonvaraanin kokoisen eläimen yläleuan halkaisee siis kuin korkealle ulottuva huuli- ja kitalakihalkio. Ja koko suu on varustettu neulamaisten hampaiden rivistöillä. Sekä pysty- että vaakasuunnassa. Eläin oli luultavasti myös varsin nopea uimari.

Atopodentatus unicus. Kuva: Long Cheng ja kumpp., 2014

Sopeutumisen kultakausi

Atopodentatus unicusin jäänteet löytyivät ns. Luoping-faunan kerroksesta Lounais-Kiinasta. Sieltä on aiemmin löydetty runsaasti kalaliskoja ja alkukantaisia matelijoiden muotoja.

Eläin eli keskitriaskaudella, noin 245 miljoonaa vuotta sitten. Muutamaa miljoonaa vuotta aiemmin tapahtunut permikauden lopun joukkotuho hävitti meristä lähes kaikki eliöt ja jätti jälkeensä paljon tyhjiä ekolokeroita.

Matelijat olivat tuolloin jo syrjäyttäneet sammakkoeläimet valtalajeina, mutta kuuluisat dinosaurukset eivät vielä olleet juuri ehtineet erota omaksi suuntauksekseen. Alustavien tutkimusten mukaan Atopodentatus on läheisintä sukua muinaisille vesimatelijoille, Sauropterygia-ryhmän edustajille.

Kasvikuntaa hallitsivat tuohon aikaan havupuut, saniaiskasvit ja sammalet. Kukkivien kasvien tuloon oli vielä paljon aikaa.

Harmiton hirviö?

Atopodentatuksella oli hyvin erikoistunut ruuanhankintamekanismi. Jopa leuan halkeamiselle on keksitty uskottavalta kuulostava syy.

Tutkijat eivät usko "ainutlaatuisten hirmuisten hampaiden" soveltuneen kalojen pyydystämiseen tai lihan repimiseen isommista saaliista. Sirot neulamaiset hampaat eivät nimittäin olisi kestäneet rasitusta. Eikä Atopodentatus edes pystynyt puremaan kovaa – tämän näkee kallon lihasten kiinnityskohdista. Meille kaamealta näyttävästä ulkomuodostaan huolimatta eläin oli luultavasti varsin harmiton.

Xiao-Chun Wun kertoman mukaan eläin etsi ravintonsa todennäköisimmin pohjamudasta haravoimalla. Syöntitaktiikka muistutti luultavasti hetulavalaita tai flamingoja. "Käyttäen kuonoaan lapiona, puskutraktorina, tai kenties raapimislaitteena, eläin on voinut olla toimessaan hyvinkin tehokas. Se siivilöi itselleen annoksia matoja, äyriäisiä ja muita pieniä selkärangattomia mönkijöitä. Tiheässä olleet hampaat päästivät mutaisen veden läpi, mutta pienet saaliseläimet jäivät helposti niiden taakse ansaan."

Eläimen pärstävärkki on kuitenkin sen verran outo ja ainutlaatuinen, että julkistettu hypoteesi ei taida olla vielä aivan täysin vedenpitävä. Esimerkiksi kivettyneen mahan sisällön tai jopa jätöstenkin tutkiminen auttaisi idean varmistamisessa. Tai jos löydettäisiin edes toinen samanlainen, mutta eri asennossa säilynyt eläin.