Punaista, keltaista, vihreää, sinistä ja kaikkea siltä väliltä: luonto on alkukesästä värikkäimmillään. Kukkien lisäksi eri väreissä loistavat monet hyönteiset ja linnut.

Mikä taiteilija on saanut paletistaan näin paljon sävyjä? Ihmiset nauttivat kukkien eri väreistä, mutta eivät ne ole meitä varten syntyneet. Kyse on evoluutiosta.

Värejä tarvitaan lisääntymiseen, yhteydenpitoon, ravinnon etsimiseen, suojautumiseen, pelotteluun ja huijaamiseen.

Kasvit tarvitsevat värejä lisääntyäkseen. Monet hyönteiset näkevät värejä ja pystyvät aistimaan myös ultraviolettia, jota ihminen ei näe. Siksi ihmissilmä ei huomaa myöskään mesiviittoja, joilla kukka opastaa pölyttäjän suoraan mesilähteeseen.

Useimmiten mesiviitat ovat yksinkertaisia viiruja, jotka lähtevät terälehden reunoilta ja tihentyvät keskustaa kohti. Mettä tavoitellessaan hyönteiseen tarttuu kukan siitepölyä, joka kulkeutuu seuraavaan kukkaan, ja näin eliö tulee pölyttäneeksi kasvin tahattomasti.

Väri ei riitä, vaan vierailun edellytyksenä ovat hyvät tarjoilut.

”Kimalaiset käyvät kukassa ja maistavat mettä. Jos siinä on alle kymmenen prosenttia sokeria, pörriäinen siirtyy toiseen kukkaan. Ei maksa vaivaa kerätä niin laimeaa liuosta”, kasvifysiologi Kurt Fagerstedt Helsingin yliopistosta sanoo.

Värit loistavat siis pölyttäjille, joiden käynnit voidaan varmistaa vielä tuoksuilla ja muodoilla.

”Tuulipölytteisissä kasveissa kukat sen sijaan ovat usein niin vaatimattomia, ettei niitä kukaan edes huomaa.”

Hedelmien ja marjojen väri on myös houkutin. Niiden kohteena ovat lähinnä linnut; punaiset marjat on helppo erottaa vihreästä lehvästöstä.

”Linnut ovat kuitenkin hyvin oppivaisia. Jotkin marjat ovat maukkaampia kuin toiset.”

Tämäkin kuuluu kasvien evoluutioon. Esimerkiksi pihlajan ja mustikan siemenet itävät paremmin suolistokäsittelyn jälkeen. Niiden siemenkuoressa on itämistä hidastavia yhdisteitä, joten kuoren huuhtelu eläimen suolistossa on vain eduksi.

Rautanaula sinerryttää

Mitä perhonen näkee?

Perhosilla on sadoista tai tuhansista osasilmistä muodostuvat parilliset verkkosilmät ja niiden lisäksi joskus myös yksinkertaiset pistesilmät verkkosilmien välissä. Verkkosilmät ovat suuret, kaarevat ja siten muodostavat laajan näkökentän.

Outoa kyllä, verkkosilmät ovat joillakin lajeilla karvaiset. Joillakin päiväperhosilla on taas erilliset silmät sukuelimissä edesauttamassa sujuvaa parittelua.

Perhoset tarvitsevat näkökykyä pääsiassa neljään toimintoon: liikkumiseen sekä parittelukumppanien, ravinnon ja munintapaikkojen etsintään. Näkökyky ja väriherkkyys riippuvat paljon siitä, onko laji aktiivinen päivällä vai yöllä. Vain päiväaktiiviset lajit käyttävät näkökykyä parittelukumppanin etsimiseen, yöaktiiviset käyttävät siihen hajuaistiaan.
Perhoset erottavat lyhyitä aallonpituuksia paremmin kuin pitkiä. Ne näkevät hyvin ultraviolettivaloa, joka mahdollistaa navigoinnin ihmissilmälle täydellisessä pimeydessäkin. Yöperhoset tulevat kirkkaille valoille koska ne luulevat niitä valoisiksi vapaiksi tiloiksi.

Monet yöperhoset suosivat tuoksuvia vaaleita kukkia ravintolähteinään. Sen sijaan päiväperhosille mieluisimpia ovat siniset, punaiset ja vaaleanpunaiset kukat. Myös kukan muoto ja kuviointi vaikuttavat houkuttelevuuteen.

Ultraviolettivalossa nähtynä monien kukkien keskusta on ympäristöä tummempi, mikä auttaa osaltaan perhosta paikallistamaan mesilähteen tarkan sijainnin.

Teksti: Marko Mutanen, intendentti, Oulun yliopisto

Värit ovat fysiikkaa ja optiikkaa. Esimerkiksi lehtivihreä absorboi eli imee itseensä lähes kaikkia muita näkyviä aallonpituuksia paitsi vihreää. Siksi ruoho ja puiden lehdet näkyvät ihmissilmälle vihreinä.

Sama mekanismi pätee muihinkin väreihin: väriaistimus muuttuu aallonpituuden mukaan. Pisin aallonpituus on punaisella ja lyhin ultravioletilla.

Kemiallisesti kukkien punainen ja sininen syntyvät anto­syaaneista ja keltainen karotenoideista. Värisävyihin vaikuttavat monet seikat.

”Antosyaanit ovat vesiliukoisia, ja mitä happamempaa soluneste on, sen punaisempia kukista tulee. Emäksisyyden lisääntyessä sinisyys voimistuu”, Fagerstedt kertoo.

”Esimerkiksi imikän kukat ovat auetessaan sinisiä, mutta kasvin vanhetessa soluneste happamoituu ja kukat muuttuvat vaaleanpunaisiksi. Saman voi havaita lemmikin kukissa, mutta niissä väriero nuorien ja vanhojen kukkien välillä ei ole niin suuri.”

Myös kasvuolot vaikuttavat. Jos maassa on esimerkiksi paljon kalkkia, se saattaa muuttaa solunesteen happamuutta ja vaikuttaa kukkien väriin. Eipä ihme että kalkkipitoisilla mailla kasvaa mattoina sinivuokkoja ja orvokkeja.

”Yleensä soluneste on vain lievästi hapan, mutta vaihtelua on. Ei liene yllätys, että esimerkiksi sitruunalla se on erityisen hapanta.”

Karotenoidit ovat puolestaan rasvaliukoisia ja ne löytyvät useimmiten viherhiukkasista. Karotenoidien sävyihin vaikuttaa kemiallinen rakenne. Mitä enemmän on kaksoissidoksia, sitä punaisempi keltainen on.

”Hyvä esimerkki tästä on paprika, jonka väriskaala on keltaisesta oranssin kautta tulipunaiseen ja melkein mustaan.”

Metalli-ioneillakin on rooli värin muodostuksessa.

Esimerkiksi hortensioiden punainen ja sininen johtuvat samoista väriaineista, mutta lopullisen värisävyn määrää maaperä.

”Jos siinä on runsaasti rautaa, kukista tulee helpommin sinisiä, kun taas raudan puute synnyttää punaiset kukat”, ­Fagerstedt sanoo.

”Vanha kikka saada hortensian kukat siniseksi on upottaa kasvin juurelle ruosteisia rautanauloja.”

Yksi rooli on vielä väriaineen määrällä.

”Erään ruiskukkalajikkeen kukat ovat lähes mustia. Niissä ei ole mustaa pigmenttiä, vaan vain runsaasti antosyaaniväriaineita – jopa 15 prosenttia kuivapainosta.”

Luonnonkukilla on kuitenkin useimmiten oma tunnistettava värinsä, johon voimme luottaa: suloiset kellot ovat sinisiä, ketoneilikka ja mäkitervakko punaisia ja keltamatara puhtaan keltainen.

Mäkitervakko tarjoilee mielellään antimiaan mesipistiäisille. Kukan tahmea varsi estää siivettömien hyönteisten kiipeämistä kukkiin. Kuva: Juha Jantunen

Mesiviitat opastajina

Mesipistiäisillä on tuhansista osasilmistä koostuvat parilliset verkkosilmät. Koiraiden silmät ovat yleensä suuremmat kuin naaraiden: esimerkiksi mehiläiskuhnurin verkkosilmässä on 7500, mutta työläisellä vain 4500 osasilmää. Kukin osasilmä muodostaa aivoihin oman kuvan, joista muodostuva kokonaisuus jää sumeaksi, vaikka liikkeiden näkeminen onnistuu tarkasti.

Sata vuotta sitten itävaltalainen biologi Karl von Frisch esitti, että kukkien kirkkaat värit ovat kehittyneet houkuttelemaan mesipistiäisiä pölyttäjiksi. Hän todisti mehiläisten erottavan eri värit ja muistavan oppimansa pitkään. Värinäön herkkyyshuiput ovat vihreän, sinisen ja ultravioletin alueella. Toisaalta mesipistiäiset eivät erota punaista väriä mustasta.

Mesipistiäiset hakevat kukista päiväsaikaan mettä energiakseen ja siitepölyä toukkiensa ravinnoksi. Suomessa ne etsivät pääosin sinisiä ja violetteja kukkia, kovakuoriaiset ja kärpäset puolestaan suosivat valkoisia ja keltaisia kukkia. Sinertävät kukat ovat usein syvätorvisia, valkoiset ja keltaiset kukat taas maljamaisia, joten värin ohella myös kukan muoto vaikuttaa valintaan, samoin tuoksu. Mesilähde löytyy usein kukan muista väreistä erottuvien viivojen, mesiviittojen, avulla.

Teksti: Ilkka Teräs, eläintieteen dosentti, Helsingin yliopisto

Linnut näkevät ultravioletin

Miten lintu näkee kukkaniityn tai metsän? Voimme aavistaa sen, mutta täyttä varmuutta ei ole. Eläinten värinäköä voidaan kuitenkin tutkia.

”Voimme tehdä käyttäytymiskokeita, tutkia silmiä, testata mitä valoa silmän pigmentit vastaanottavat ja mitata aivojen sähkövasteita – ja niin on tehtykin”, eläinfysiologi Esa Hohtola Oulun yliopistosta luettelee.

”Ihmisen silmien soluissa on kolme väripigmenttiä ja linnuilla niitä on neljä tai jopa viisi. Linnut näkevät ehkä samat värit kuin me, mutta väriskaala saattaa olla laajempi ja lisäksi niillä on kyky nähdä ultraviolettiväriä.”

Lintujen ja hyönteisten omat värit ovat joko rakennevärejä tai pigmenttivärejä, joista jotkin heijastavat ultraviolettivaloa.

Tärkeimmät pigmentit ovat mustat ja ruskeat melaniinit sekä keltaiset, oranssit ja punaiset karotenoidit, joita tutkitaan paljon. Esimerkiksi ne talitinttikoiraat, jotka syövät hyvää ravintoa, ovat muita keltaisempia ja naaraiden mieleen.

”Jos lintu saa huonoa ruokaa, se näkyy juuri kellertävissä väreissä. Ei niinkään mustissa, koska lintu saa tehtyä ne itse.”

Harvinaisempia pigmenttejä ovat lisäksi hemoglobiinista tuttua hemiä muistuttavat porfyriinit. Niitä on muun muassa pöllöillä ja ne antavat lokkilintujen munille oliivinvihreän värin.

Yksipuolinen ruoka saattaa muuttaa värejä

Normaalivärityksestä poikkeavia yksilöitä tunnetaan monilta lintulajeilta, mutta yleisimmin niitä on viime vuosikymmeninä havaittu kaupunkilinnuilla. Huomiota ovat herättäneet erityisesti mustien lintujen kuten varisten, naakkojen ja mustarastaiden valkoiset laikut.

Musta väri perustuu melaniinipigmentteihin, joita syntyy tähän erikoistuneissa melanosyyttisoluissa. Linnut eivät siis saa melaniineja suoraan ravinnosta, toisin kuin punaisten ja keltaisten värien takana olevia karotenoideja. Ravinnon määrällä onkin havaittu olevan vähemmän vaikutusta melaniiniväritykseen kuin karotenoidiväreihin.

Koska valkoiselta alueelta kuitenkin puuttuu melaniinipigmentti, on mahdollista että taustalla on jonkin raaka-aineen puutos. Melaniinien tuotanto perustuu useisiin yhdisteisiin, jotka alun perin täytyy saada ravinnosta.

Ilmiön on arveltu perustuvan kaupunkilintujen syömään ravinneköyhään ruokaan, mutta tieteellistä tutkimusta asiasta ei ole tehty. Muita selityksiä ei siksi voi sulkea pois. On esimerkiksi mahdollista, että kaupunkiympäristö altistaa jollekin tekijälle, joka estää melaniinin tuotannon.

Melaniinin tuotannossa vaikuttavilla geeneillä on myös useita muita tehtäviä esimerkiksi immuuni-
puolustuksessa ja aineenvaihdunnassa. Häiriö värien tuottamisessa voi siten ilmentää häiriötä jossakin muussa elintoiminnassa.

Teksti: Toni Laaksonen, evoluutioekologi, Turun yliopisto

Rakennevärit syntyvät kehon kerrostuneista rakenteista, jotka heijastelevat valon eri aallonpituuksia samaan tapaan kuin öljy veden pinnalla.

”Sinisorsakoiraan metallinhohtoisen pään värit näkyvät vain tietyssä valossa ja tietystä kulmasta. Koiraat osaavat asettua niin, että naaras varmasti näkee hohteen ja kimalluksen”, Hohtola sanoo.

”Kolibreilla tämä on hyvin tunnettua. Vasta auringonvalo saa ne sädehtimään.”

Värit ovat kunnon mitta

Linnut tarvitsevat värinäköä muun muassa ravintokohteiden etsimisessä. Näön avulla ne löytävät ravinteikkaat marjat ja mehevät toukat.

Lisäksi koiraat ja naaraat kommunikoivat keskenään väreillä ja koiraat mahtailevat niillä toisilleen.

”Kun koiras on hyvän värinen, se on merkki kuntoisuudesta ja kun naaras valitsee sen, hyvät ominaisuudet yleistyvät”, Hohtola havainnollistaa.

”Naaras ei tietenkään laskelmoi, mutta sillä on synnynnäinen taipumus valita kirkasvärinen koiras, ja jos koiras laulaa hyvin, niin vielä parempi.”

Näön avulla linnut löytävät ravinteikkaat marjat ja mehevät toukat.

Signaaliksi voi riittää vaikkapa joutsenen nokan väri: mitä keltaisempi nokka koiraalla on, sitä paremmalta se näyttää naaraan silmissä.

Hohtolan mukaan jo Charles Darwin ymmärsi sukupuolivalinnan merkityksen.

”Eihän riikinkukon pyrstö olisi muuten syntynyt. Sehän on vain haitaksi koiraalle. Jos naaras suosii pitkää pyrstöä ja vain hyvät geenit ja hyvä ravinto voivat sen tuottaa, sellaiset koiraat ovat kunnossa ja saavat enemmän jälkeläisiä.”

Ilmiö vain voimistuu ja voimistuu. Mitä pitempi pyrstö, sen varmemmin koiras tulee valituksi.

Samanlainen merkitys on haarapääskyn pyrstön pituudella ja talitiaisen rinnan keltaisuudella.

Hämeenkylmänkukka

Hämeenkylmänkukan pölyttäjiin kuuluvat muun muassa mesipistiäiset ja perhoset. Kuva: Ville Leinonen

Miksi siivenkärjet ovat mustia?

Kommunikaatio ei perustu yksin väreihin, vaan myös äänillä ja muulla käyttäytymisellä on merkitystä. Linnuilla, joiden sukupuolet ovat samannäköisiä, on oltava muita keinoja.

Jotkut näyttelevät esimerkiksi komeita pesiä, ja tylsän näköinen ruskea lintu voi kajauttaa ilmoille mitä komeimman laulun.

Värit ovat tärkeitä myös suojautumisessa. Ympäristöön sulautuvia värejä tarvitsevat hautovat naaraat, poikaset ja munat. Erityisen tärkeää maastoutuminen on esimerkiksi kanalinnuille, joiden pesä on maassa.

Värit suojaavat toisellakin tavalla.

”Monien lintujen siipien kärki on musta, ja kokeellisesti on todettu, että melaniinipigmentti suojaa siipiä sekä ultraviolettivalon aiheuttamalta haurastumiselta että mekaaniselta kulumiselta”, Hohtola kertoo.

Uutta on myös se, että jotkin väriaineet suojaavat lintua taudinaiheuttajilta.

”Väri pitää rakenteen hyvänä, jolloin esimerkiksi bakteerit eivät pääse murentamaan sulkien ja höyhenten keratiinia.”

Vihreä on elämän väri

Kasvin väri syntyy sen pinnalle lankeavan valon imeytymisen ja heijastumisen yhteisvaikutuksesta. Koska kasvin lehti imee näkyvää valoa muuten hyvin, mutta heijastaa pääosan valon vihreistä aallonpituuksista, me näemme lehden vihreänä.

Tavanomaisella väriaistilla varustettu ihminen kykenee erottamaan yli 150 eri värisävyä ja kun ottaa huomioon värisävyjen voimakkuuden ja tummuuden vaihtelun, toisistaan erottuvien värien lukumäärä nousee helposti kymmeniin tai jopa satoihintuhansiin. Ihminen erottaa vihreästä enemmän sävyjä kuin mistään muusta väristä.

Kasvien vihreys johtuu niiden sisältämästä lehtivihreästä eli klorofyllistä. Kasvisolujen viherhiukkasissa oleva lehtivihreä vangitsee yhteyttämisessä tarvittavaa energiaa imemällä itseensä auringonvalon sinisiä ja punaisia aallonpituuksia. Vihreät aallonpitoisuudet heijastuvat ja saavat kasvien lehdet näyttämään meistä vihreiltä. Kesällä kasvien lehdissä olevat keltaiset ja punaiset karotenoidit peittyvät lehtivihreän alle mutta tulevat selvästi näkyviin syksyllä, jolloin arvokas lehtivihreä hajotetaan ja varastoidaan kasvin talvehtiviin osiin.

Teksti: Jouko Rikkinen, kasvitieteen professori, Helsingin yliopisto

Älä syö minua

Värien ja kuntoisuuden sidos pätee hyönteisiinkin. Esimerkiksi päiväperhoskoiraat ovat komeampia kuin naaraat, jotka tekevät valinnan.

Saalistajilta hyönteiset yrittävät suojautua muun muassa pelottavilla kuvioinneilla kuten isoilla valesilmillä. Sellaiset ovat esimerkiksi neitoperhosen siivissä.

Hyönteistoukilla on myös varoitusvärejä, jotka useimmiten ovat keltainen ja musta tai keltamusta. Ne kertovat pahanmakuisuudesta tai myrkyllisyydestä.

”Linnuthan eivät voi sitä tietää ja aina joku kokeilee, kunnes oppii. Se toukka kuolee, mutta lintu ei tule toista kertaa”, Hohtola sanoo.

Eräs tapa suojautua on niin sanottu mimikry, joka perustuu huijaukseen. Siinä ravinnoksi kelpaavat hyönteiset ryhtyvät matkimaan värityksellään toisen lajin myrkyllisiä tai pahanmakuisia edustajia. Tunnettu lajipari on kukkakärpänen ja ampiainen.

”Huijareita voi kuitenkin olla vain tietty määrä myrkyllisiin nähden, muuten juoni paljastuu.”

värit