Hyönteiset hoivaavat jälkikasvuaan ja tekevät yhteistyötä
Lapsena Sanja Hakala keräsi kasveja ja teki niistä isoäitinsä kanssa kasvioita.
”Kasveilla näin tietenkin paljon myös pölyttäjiä, ja sieltä lapsuudesta tämä kiinnostus nykyiseen työhönikin kumpuaa. Hyönteiset ovat niin iso ja monimuotoinen, maaselkärankaisia vanhempi ryhmä”, Hakala sanoo.
Väitöskirjansa Hakala teki muurahaisten levittäytymisen ja sosiaalisen evoluution yhteydestä. Parhaillaan tämä tutkijatohtori selvittää Fribourgin yliopistossa Sveitsissä sitä, miten muurahaisyhteiskunta käyttää kupunesteen molekyylejä kehittymisen ja käyttäytymisen säätelyssä.
”Lisäksi pyörittelen juuri nyt pikkuturkkiloiden vanhempainhoivaan liittyvää dataa. Niillä sekä äiti että isä hoitavat toukkia.”
Pikkuturkkilot ovat raatokuoriaisia, jotka nimensä mukaisesti munivat raatoon, vaikkapa metsähiireen. Koiras ja naaras pyörittävät raadon palloksi ja sylkevät siihen antibakteerisia aineita sekä proteiineja ja päästävät peräpäästään anaalinestettä. Sitten ne kaivavat yhteistyössä raadon maahan ja peittävät sen. Naaras ja koiras jäävät hoitamaan ja vahtimaan kuoriutuvia toukkia yhdessä. Myös muilla turkkilolajeilla, kuten tutkijaturkkilolla on samanlaista yhteistyötä ja hoivaa.
”Me tutkimme, mitä molekyylejä turkkiloiden suunesteessä on.”
Tuttu esimerkki vanhempainhoivasta on myös metsäsittiäisäiti, joka pyörittelee kakkapallon, hautaa sen maahan ja sitten munii palloon.
”Kehittyvillä toukilla on siinä heti ruokaa saatavilla, vaikka äiti ei jääkään paikalle vahtimaan toukkia”, Hakala sanoo ja jatkaa, että vanhempainhoiva on eri hyönteisryhmissä paljon yleisempää kuin voisi luulla.
”Hyönteisten yhteistyötä ja sosiaalisuutta ei pidä kuitenkaan romantisoida, vaikka me ihmiset helposti näemmekin siinä isän ja äidin hoitamassa vauvojaan. Hyönteiset eivät tee mitään hyvää hyvyyttään, vaan ne ajavat omaa ja sukulaistensa etua. Se on ainoa keino, miten nämä ominaisuudet ovat voineet kehittyä”, Hakala muistuttaa.
Pikkuturkkilo munii raatoon eli toukan ruokavarastoon. Kuva: Tapio Kujala§
Kuria ja huolenpitoa
Hyönteisten yhteistyökuviot syntyvät ja kehittyvät vanhempainhoivasta.
”Isot yhteiskuntahyönteisryhmät, kuten muurahaiset tai ampiaiset ovat alun perin olleet systeemejä, joissa äiti on pitänyt huolta omista jälkeläisistään. Joissakin ryhmissä osa jälkeläisistä on päättänyt jäädä auttamaan äitiään. Tämä on aina se reitti, jolla isommat yhteiskunnat syntyvät, jälkeläishoivasta”, Hakala kertoo.
Yhteistyötä kannattaa tehdä sukulaisten kesken tai silloin, kun ympäristöolot ovat hankalia. ”Sukulaisten kesken yhteistyö on helpompaa ja evolutiivisesti ajateltuna järkevää. Yksilö saa siten omia geenejä ja alleeleja eteenpäin seuraavaan sukupolveen.”
Kirjokehrääjän toukat pysyttelevät yhdessä ja puolustavat nostamalla päänsä uhkaavasti. Kuva: Håkan Söderholm
Hakala viittaa tässä esimerkiksi kekomuurahaisiin, joilla kuningattaren apuna ovat lisääntymiskyvyttömät tyttäret, jotka siirtävät perimäänsä eteenpäin hoivaamalla lisääntymiskykyisiä sisariaan ja veljiään.
”On myös systeemejä, joissa koiras on vahvasti mukana jälkeläishoidossa. Näin on vaikkapa torakoista kehittyneillä termiiteillä, joilla työläiset ovat sekä naaraita että koiraita. Vesiluteissa taas on sellaisia lajeja, joilla vain isä hoivaa.”
Ja millaista se vanhempainhoiva sitten on hyönteismaailmassa?
”Samaa kuin vauvojen hoito: ruokkimista, puhdistamista ja vahtimista”, Hakala naurahtaa.
”Aika monessa systeemissä vanhempien pitää kontrolloida jälkikasvun tekemisiä, sillä jokainen jälkeläinen haluaa itselleen mahdollisimman paljon resursseja. Ne saattavat yrittää syödä sisaruksiaan tai syödä sisarustensa ruuan ja maksimoida siten oman hyötynsä. Koko systeemille ja vanhemmille tämä ei ehkä käy. Silloin vanhemmat haluavat pitää jälkeläisiä erillään, jotta ne eivät syö toisiaan ja jotta kaikki kehittyvät – eikä vain yksi ahne.”
Testaa tietosi pikkuotusten elämästä
Ampiaisten ja mehiläisten kaltaisissa pitkälle kehittyneissä hyönteisyhteiskunnissa toukat ovat yksittäisissä lokeroissaan, eivätkä ne pysty juurikaan liikkumaan.
”Se on kenties evoluution vastaus siihen konfliktiin, että jälkeläiset haluaisivat enemmän resursseja itselleen kuin yhteiskunnalle olisi hyväksi. Niillä jälkeläiset ovat kehittyneet riippuvaisemmiksi hoitajistaan. Toukkia pitää myös putsailla ja hoivailla enemmän, kun ne ovat niin raukkoja”, Hakala kuvailee.
Omissa lokeroissaan varttuvat ampiaisen toukat ovat riippuvaisia hoitajistaan. Kuva: Eemeli Peltonen / Vastavalo
Yhteistyössä on voimaa ja sitä tarvitaan paitsi jälkeläisten hoidossa myös elintärkeän pesän puolustamisessa, vahtimisessa sekä ruuan hakemisessa.
”Yhteistyötä tekevillä hyönteisillä on aina meneillään ristiriitoja ja konflikteja, joita avataan ja poistetaan. Konfliktit eivät ole aina huono asia. Ne ratkaistaan, ja ratkaisujen takia tiivis yhteistyö on ylipäätään olemassa.”
Hakala ottaa esimerkin tutkimistaan muurahaisista.
”Ne ovat aggressiivia koko ajan, vahtivat ja pitävät toisiaan kurissa. Pesässä ei ikinä vallitse tasapaino.”
Yhteistyö takaa myös sen, ettei esimerkiksi yksi yksittäinen muurahaistyöläinen ala pullistella ja munia omia munia sen sijaan, että hoivailisi kuningattaren munia. Siihenkin löytyy ratkaisu.
”Silloin muut syövät munat ja voivat tappaa työläisen. Englanniksi tälle on oma terminsäkin, policing. ”
Talvi yhteisessä teltassa
Monet hyönteiset ovat valmiita tekemään isojakin satsauksia, kun kyseessä on oma jälkeläinen tai suvun jatkuminen. Omat menot on silloin syytä unohtaa.
”Esimerkiksi koivuluteella, josta muuten kirjoitan keväällä ilmestyneessä Pikku Myyn ötökkäkirjassakin (Wsoy 2022), äiti munii lehdelle rykelmän munia ja jää vahtimaan niitä asettumalla suojaksi munien päälle. Äiti viettää siinä muutamia viikkoja vahtien ja suojellen nymfejä. Onhan sekin jo aika iso panostus”, Hakala sanoo.
Koivulude vahtii muniaan ja asettuu niiden päälle suojaksi. Kuva: Tapio Kujala
Perhosista esimerkiksi täpläverkkoperhosen toukat ovat varsin sosiaalisia, sillä ne viettävät aikaa yhdessä.
”Kun tulee syksy, ne tekevät yhdessä silkkisen teltan ja viettävät siellä talven. Se on aika suloista”, Hakala naurahtaa. Telttapesä nousee toukkien ravintokasvien, heinäratamon tai tähkätadykkeen juurelle.
Yhden toukan tarvitsee tuottaa vähemmän silkkiä, kun kylmältä suojaava talviteltta syntyy näin yhteistyöllä – ja vähemmällä vaivalla.
”Monilla perhoslajeilla on muutenkin toukka-asteella paljon erilaista sosiaalista käyttäytymistä.”
Täpläverkkoperhosen toukat kutovat yhteisen silkkiteltan talveksi. Kuva: Susu Rytteri
Torakastakaan ei ehkä heti ensimmäisenä tule mieleen vanhempainhoiva, mutta niin vain metsätorakkanaaraan takaruumiissa kiinni olevaa munakotelo keikkuu mukana sinne, minne äitikin.
Myös hyönteisten lähisukulaisilla, muilla niveljalkaisilla, kuten hämähäkeillä ja äyriäisillä on monia erilaisia hoivaamistapoja. Esimerkiksi susihämähäkkinaaraat kutovat munilleen seittipussukan ja kantavat sitä koko ajan mukanaan, vähän kuin käsilaukkua. Jos pussukka sattuu hukkumaan, hämähäkkiäiti tunnistaa sen hajusta. Kuoriuduttuaan pikkuruiset hämähäkkipoikaset matkustavat emonsa selässä vielä jonkin aikaa.
Niveljalkaisiin kuuluva susihämähäkki Pardosa pullata kantaa poikasiaan selässään. Kuva: Håkan Söderholm
Myös valtaosa äyriäisistä kantaa poikasiaan jollain tavalla mukanaan. Esimerkiksi tarhasiiralla on vatsassaan kenguruiden tapaan poikastasku, jossa munat kulkevat kätevästi mukana.
Kupunesteen kemialliset viestit
Entä ne muurahaisten kupunesteet, joita Hakala tutkii parhaillaan? Tarkkaan ottaen hän tutkii sitä, miten muurahaisyhteiskunta käyttää suusta suuhun vaihtamansa kupunesteen molekyylejä kehittymisen ja käyttäytymisen säätelyssä.
”Muurahaiset lypsävät kirvoista ja keräävät kasveista ravinnokseen sokerinestettä, jota kupuneste pohjimmiltaan on. Muurahaiset syövät tätä sokerinestettä ja lisäävät siihen paljon erilaisia proteiineja päässään ja keskivartalossaan olevista sylkirauhasista, sitten oksentavat nesteen ja ruokkivat sillä toisiaan. Kupuneste on vähän maidon tyyppistä ja siinä on jopa samoja proteiineja kuin ihmismaidossa. Sen väri vaihtelee muurahaisen ravinnon mukaan. Jos ruokana on juuri ollut vaikkapa oman lajin toukka, neste on vaaleaa.”
Tupsukekomuurahaistyöläinen lypsää mesikastetta kirvakoloniassa. Kuva: Lotta Sundström
Hakalan tutkimuskohteena Sveitsissä ovat floridanhevosmuurahaiset ja niiden nuori pesä, jossa on yksi kuningatar ja muutamia työläisiä, sekä vanha, jo aikuiseksi ehtinyt pesä. Vanhassa pesässä on paljon työläisiä ja se tuottaa uusia kuningattaria.
”Kupunesteen proteiinipitoisuus vaihtelee ja korreloi eri tilanteiden kanssa näissä eri ikävaiheessa olevissa pesissä. Me tutkimme, mitä proteiineja ja millaisessa tilanteessa muurahaiset lisäävät nesteeseen – ja miksi? Oletus on, että molekyylejä vaihtamalla muurahaiset pysyvät yhdessä ja kontrolloivat pesän kokonaisuutta”, Hakala selventää.
Hän on muurahaisten levittäytymisen ja sosiaalisen evoluution yhteyttä selvittävässä väitöskirjassaan tutkinut muun muassa sitä, miksi muurahaiskuningatar jää pesään, vaikka se voisi lentää pois.
”Levittäytyminen on aina kaksiosainen asia: pystytkö lähtemään ja haluatko lähteä?”
Silloin Hakala päätyi tutkimaan muurahaiskuningattaren siipilihaksia, olisiko niissä tarpeeksi voimaa lähtemiseen. Olisi ollut, mutta kuningatar päätti silti jäädä.
”Parhaillaan meneillään olevassa tutkimuksessa selvitetään erään monikuningattarisen lajin kuningattarien lähtöhaluja. On paljastunut, että pesien kuningattaret pudottavat siipensä ennen parittelua, jolloin lähteminen ei ole enää mahdollista. Pesän työläiset saattavat jopa tappaa tällaisen parittelemattoman, lentokyvyttömän kuningattaren. Miksi muurahaiset tuhlaavat resurssejaan näin? Sitä tutkitaan parhaillaan muun muassa matemaattisten mallien avulla.”
Kantomuurahaistyöläinen (oik.) ruokkii ja puhdistaa yhtä pesän monesta kuningattaresta (vas.).
Ruuan mukana ne vaihtavat myös kemiallisia viestejä.
Sosiaaliset hyönteiset ovat fiksuja
Hyönteiset ovat eläimiä niin kuin me ihmisetkin vaistoinemme ja tapoinemme. Mekin hoivaamme, putsaamme, ojennamme, ruokimme ja kuljetamme jälkikasvua sekä puolustamme kotiamme. Yhtäläisyyksiä siis löytyy, vaikka ei pidäkään ryhtyä inhimillistämään asiaa.
Hakalan mukaan hyönteisten sosiaalisuuden ja käyttäytymisen tutkiminen on tärkeää kahdesta syystä.
Tutkijaturkkilolla molemmat vanhemmat vahtivat ja hoitavat jälkikasvua. Kuva: Tapio Kujala
”Ensinnäkin se auttaa ymmärtämään evoluution perusperiaatteita ja niitä voimia, jotka sitä ajavat. Toiseksi ihmiset tykkäävät näistä tarinoista. Kun kuulee vaikkapa pikkuturkkiloiden hoitavan toukkiaan, se herättää ihmisessä halun ymmärtää ja suojella niitä. Samalla myös hyönteisten arvostus kasvaa. Valitettavasti ihmiskunta on kovaa vauhtia tuhoamassa tätä kaikkea.”
Hyönteisten maailmassa on Hakalaa lainatakseni tosi siistiä. Hän on tutkinut muurahaisia, mutta haluaisi seuraavaksi perehtyä enemmän mehiläisten ja kimalaisten elämään.
”Kimalaisista tiedetään, että koiraatkin saattavat joskus hoivailla jälkikasvua tai tehdä pesän muita töitä. Olisi kiinnostavaa tutkia, suosiiko tietty ympäristö tällaista käyttäytymistä.”
Jo hyönteisten sosiaalisuus ja yhteistyö osoittavat sen, miten monimutkaisia asioita evoluutiossa voikaan kehittyä.
”Sosiaaliset hyönteislajit ovat tosi fiksuja. On kaksi asiaa, jotka ovat erityisesti edistäneet älykkyyden kehittymistä: sosiaalisuus ja siihen liittyvä monimutkainen käyttäytyminen tai monimutkaiset saalistuskeinot.”
Monimuotoinen hyönteismaailma jaksaa hämmästyttää tutkijaa joka päivä.
”Olen koko ajan vähän, että wau.”
Lisää ötököistä!
- Sanja Hakala kertoo, miten tupsukekomuurahaiset kohtelevat pesään jääviä nuoria kuningattaria. Katso video >
- Professori Emma Vitikainen Helsingin yliopistosta kertoo sosiaalisten hyönteisten käyttäytymispiirteistä, jotka varmistavat yhteiskunnan hyvinvoinnin ja menestyksen. Katso video >
- Ötökkäakatemian sivuilla paljon tietoa hyönteisten käyttäytymisestä. Ötökkäakatemia.fi