perjantai 26. huhtikuuta 2013

Muinaisia magnolioita ja muita tutkittuja juttuja


Viidakkokirjeiden uusi kuukausittainen tiedepalsta on saavuttanut kunnioitettavan yhden kuukauden iän ja pääsee nyt toiseen osaansa. Tällä kertaa ihmettelemme sellaisia aiheita kuin lihansyöjäkasvien lehdissä eläviä pikkueläimiä ja Kirgisian vuorten sipulikasveja.


Maailma lihansyöjäkasvissa

Kokonaisten ekosysteemien tutkiminen on hankalaa. Ne ovat suuria ja tolkuttoman monimutkaisia, ja usein niiden rajaaminen mukavasti tutkittaviin palasiin on lievästi sanoen hankalaa. Jotta voitaisiin paremmin ymmärtää, kuinka tietyt lajit päätyvät kuhunkin ekosysteemiin, ja kuinka ravintoverkot muodostuvat, pitäisi kokonaisia ekosysteemejä tyhjentää tietyistä tai kaikista lajeista. Ei ihan helppo juttu.

Paitsi, jos ekosysteemi mahtuu kämmenellesi. Amerikkalaistutkijat selvittivät tötterölehtiin kuuluvan purppuratötterön (Sarracenia purpurea) sisäistä ekosysteemiä. Lihansyöjäkasvin saalistuväline, kannumainen lehti, ei suinkaan ole mikään eloton mahahapposäiliö, vaan siellä kuhisee kokonainen pieneliöiden maailma, joka auttaa tötterölehteä sulattamaan ravintonsa.

Kun ötökkä putoaa tötterölehden sisään ja hukkuu, sen käsittelyn aloittavat sääskien toukat, joita kannuissa usein asustelee. Toukat syövät osansa, ja siinä sivussa repivät ötökän pienemmiksi kappaleiksi. Bakteerit pesiytyvät ötökänkappaleisiin ja syövät niitä. Mikroskooppiset rataseläimet puolestaan syövät bakteereja, ja tötterölehti imee ravinnokseen kaikkien osapuolten jätökset. Eikä monimutkaisuus siihen lopu: tötteröissä elää myös kärpäsentoukkia, jotka syövät rataseläimiä, sääskentoukkia ja toisiaan. Kaikki lajit vaikuttavat toisiinsa, ja koko mutkikas ravintoverkko voi muuttua hetkessä toisenlaiseksi.

Tutkijoiden mukaan kannukasveja voidaan käyttää helposti tutkittavina malleina, joiden avulla voidaan saada paremmin selkoa siitä, kuinka ekosysteemit ylipäätään toimivat - ja saada arvokasta tietoa niiden suojeluun. Kuinka uuteen ekosysteemiin muuttavat lajit määräytyvät? Mikä on suurpetojen merkitys? Kuinka yhden lajin puuttuminen vaikuttaa kokonaisuuteen?

(Alkuperäinen tutkimus: Baiser ym. 2013: Predicting food-web structure with metacommunity models. Oikos. Englanninkielinen populaariartikkeli Science Dailyssa: An inside look at carnivorous plants.)

Vasta löydetty Allium formosum -laukka. Kuva: Georgy Lazkov.

Kaunis sipuli Kirgisiasta

Helsingin yliopiston ja Kirgisian tiedeakatemian tutkijat ovat löytäneet Abash-Atan vuoristosta Kirgisiasta tieteelle uuden, erityisen kauniskukkaisen kasvin, joka on sipulin ja valkosipulin läheinen serkku.

Keski-Aasian vuoret ovat kasvitieteilijöiden keskuudessa tunnettuja nimenomaan laukkojen (Allium sp.) monimuotoisuudesta. Lukuisat lajit esiintyvät vain pienellä alueella, joilla ne ovat sekä hyvin piilossa että erityisen haavoittuvia.

Nyt löydetty laji sai nimekseen Allium formosum: nimi tarkoittaa kirjaimellisesti kaunista laukkaa, ja viittaa kasvin suuriin, purppuranpunaisiin kukkiin. Se muistuttaa läheisesti vuonna 1998 löydettyä Allium spathulatum -lajia, jota tuolloin pidettiin laukkojen suvussa ainutlaatuisena kukkiensa erikoislaatuisen rakenteen ansiosta. Lajien arvellaan säilyttäneen varhaisten laukkojen alkukantaisia piirteitä, jotka ovat kadonneet muilta lajeilta.

Uuden lajin löytäjät varoittavat, että se kasvaa luonnossa hyvin pienellä alueella, ja ehdottavat sen rauhoittamista ja luokittelua uhanalaiseksi.

(Alkuperäinen tutkimus: Sennikov & Lazkov 2013: Allium formosum Sennikov & Lazkov (Amaryllidaceae), a new species from Kyrgyzstan. PhytoKeys.)

Lännentulppaanipuun evoluutio etenee kasvienkin mittapuulla etanan vauhtia. Kuva: Père  Igor / Wikipedia Commons.

Lännentulppaanin muinainen dna

DNA-menetelmät ovat mullistaneet kaikenlaisten elävien olentojen evoluution tutkimuksen, nisäkkäistä bakteereihin saakka. Monissa ryhmissä, eikä vähiten kasveilla, niiden käyttöä on kuitenkin rajoittanut se, että DNA:n lukeminen on yhä melko kallista puuhaa, joten sekvenssejä on tarjolla vain harvoilta lajeilta.

Tuoreen tutkimuksen kohteena oli magnoliakasveihin kuuluvan lännentulppaanipuun (Liriodendron tulipifera) mitokondrio-DNA. Mitokondriot ovat solujen voimalaitoksia, pieniä kapistuksia, jotka oikeastaan ovat solujen sisällä eläviä surkastuneita bakteereja. Niillä on joukko omia geenejä, joita usein käytetään evoluution mutkia selviteltäessä.

Kun lännentulppaanipuun mitokondrion koko DNA oli luettu, sitä verrattiin kahteen muuhun magnoliakasviin: tähtimagnoliaan (Magnolia stellata) ja hieman kaukaisempaa sukua olevaan kalukkipensaaseen (Calycanthus floridus). Tulokset osoittivat, että magnoliakasvien mitokondrio-DNA muuttuu uskomattoman hitaasti: tutkijat menevät jopa niin pitkälle, että luonnehtivat niiden geenejä fossiloituneiksi. Koska mutaatioita tapahtuu tuhansia kertoja hitaampaa tahtia kuin esimerkiksi ihmisellä, geenit ovat hädin tuskin ehtineet muuttua sitten dinosaurusten ajan.

Ja siltä nämä kasvit näyttävätkin. Magnoliakasvit ovat yksi vanhimmista kukkakasvien sukupuun haaroista, ja tunnistettavia tämän ryhmän edustajia tunnetaan jo liitukautisista fossiileista. Tutkijat käyttivät lännentulppaanipuun ja tähtimagnolian geenejä apuna luodakseen kuvan ensimmäisten kukkakasvien mitokondrio-DNA:sta. Tulevissa tutkimuksissa muiden kukkakasvien evoluutiota voidaan nyt analysoida paremmin, kun tiedetään, millaisia niiden esi-isät tässä suhteessa olivat.

(Alkuperäinen tutkimus: Richardson ym. 2013 The "fossilized" mitochondrial genome of Liriodendron tulipifera: Ancestral gene content and order, ancestral editing sites, and extraordinarily low mutation rate. BMC Biology.)

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...