Miten evoluutio muuttaa eläinten rakenteita?

Miten tiede selittää hämähäkin kehittymisen käärmeen hännän päähän? Ihmettelen sitä miten käärme (lajina) on “osannut” kehittää sinne oikean hämähäkin näköisen värkin houkuttelemaan saalista. Miten evoluutio on sen saanut aikaan?

Todella hyvä kysymys!

Hännän käyttäminen saaliin houkuttelemiseen on käärmeiden yleinen keino saaliistaa ja muutama kalalajikin käyttää sitä avuksi. Näitä yhdistää kaksi asiaa: saalistaja on paikallaan ja usein hyvin maastoutunut ja saalis on pienikokoinen selkärankainen, jota kiinnostaa matomaiset saaliit, useimmiten sammakko tai lisko.

Käärmeet käyttävät häntäänsä moniin tarkoituksiin, kuten varoittamiseen (esim. kalkkarokäärmeet), ja ne saattavat liikuttaa häntäänsä myös stressireaktiona. Yksi teoria on, että paikallaan oleva saalista aistivan käärmeen keskushermostossa on yksinkertaisesti niin vilkasta, että se purkautuu hännän värisemisenä.

Hämähäkkirakenne käärmeen hännän päässä näyttänee ihmisestä paljon monimutkaisemmalta kuin mitä se onkaan kehitysbiologisesti.

Rakenne koostuu vaaleammasta paksunnoksesta ja muutamista käärmeen suomujen pidentymistä. Nämä voivat kehittyä suhteellisen helposti, kehitysbiologiselta kannalta.

Käärmeen hännällä ei ole varsinaista tarkoitusta – evolutiivisesti se on siis vapaa kehittymään tarpeelliseen suuntaan. Toisin sanoen, sillä ei sinänsä ole selviytymisen ja lisääntymisen kannalta väliä minkälainen hännänpää käärmeellä on. Sillä ei ole samanlaista liikkumiseen liittyvää tarvetta kuin lintujen tai nisäkkäiden hännillä usein on.

Näiden perusteella on hyvin helppo esittää valistunut arvaus miten “hämähäkki” on kehittynyt käärmeen hännän perään.

Käärmelaji on alun perin saalistanut vaanimalla ja hetken jännitys on purkautunut usein hännän pienenä liikkeenä. Jossain vaiheessa käärmeen häntä on päätynyt saalistaessa käärmeen pään eteen ja se on onnistunut houkuttamaan saaliin helpommin. Käärmeet pitäneet häntäänsä päänsä edessä ovat lisääntyneet paremmin, koska ne ovat saaneet enemmän saalista.

Tästä eteenpäin yksilöt, jotka ovat osanneet liikuttaa häntäänsä houkuttelevammin ovat vastaavasti lisääntyneet enemmän. Lopulta hännän muoto on alkanut muuttua kehityksen aikana.

Ulkomuodon muutos on ollut tietenkin yritystä ja erehdystä: jollain yksilöllä hännästä on tullut houkuttelevamman muotoinen, toisilla – itse asiassa suurella osalla muutoksista – hännästä on tullut heikompi houkuttaja.

Paremmat muodot elävät ja heikommat kuolevat pois, ja “hämähäkki” yleistyy ja paranee evoluution kuluessa.

Tuomas Aivelo, evoluutiobiologian tutkijatohtori
Biotekniikan instituutti, Helsingin yliopisto