Ihminenkin voi kääpiöityä

Yksi eliöiden evoluution mielenkiintoisista lainalaisuuksista on suurten eläinten koon pieneneminen ajan myötä silloin kun ne joutuvat eristyksiin saarelle. Ilmiö on hyvin tunnettu: esimerkiksi Sisiliassa eli aikanaan kääpiönorsu, jonka paino oli vain muutamia prosentteja tavallisesta elefantista. 

Myös ihminen on suurikokoinen nisäkäs, joten voidaan kysyä, että koskeeko kääpiöityminen myös meitä - tai ainakin onko se koskenut ennen nykyaikaa. Tähän asiaan liittyen luin Science-lehdestä artikkelin, jossa oli tutkittu Floresin saarella elävän puolitoistametrisen pygmikansan evolutiivisia juuria.

Floresin saarihan tunnetaan parhaiten siellä aikanaan eläneistä pienikokoisista floresinihmisistä, joita myös hobiteiksi kutsutaan. Heidän alkuperänsä ei edelleenkään ole varma, mutta todennäköisimmin he olivat jonkin nykyihmistä edeltäneen ihmislajin viimeisiä jälkeläisiä. 

Nyt lukemassani tutkimuksessa selvitettiin, että olisivatko saarella elävät pygmit mahdollisesti risteytyneet floresinihmisen kanssa ja tulleet siitä syystä pienikokoisiksi. Näin ei kuitenkaan ollut, vaan pygmikansan genomi osoitti läheistä sukulaisuussuhdetta muille saman alueen ihmisille. 

Poikkeuksena naapurikansoihin oli vain sellaisten geenimuotojen yleisyys, joiden tiedetään aiheuttavan lyhytkasvuisuutta. Itse geenimuodot eivät olleet sinänsä erikoisia, vaan niitä esiintyy myös muissa ihmisissä - eron teki vain niiden yleisyys pygmeillä.

Tutkimuksen lopputuloksena voitiin siis todeta, että koon pieneneminen eristyksillä olevilla saarilla koskee myös ihmisiä - Floresilla se on tapahtunut kahdesti, ensin floresinihmisellä ja myöhemmin saaren pygmeillä. Emme siis tässäkään suhteessa poikkea muista nisäkkäistä, vaan evoluution lainalaisuudet koskevat myös meitä.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:

Kulttuuri muokkaa evoluutiota

Naisen evoluution uusi suunta

Matkailu jättää jälkensä 

Matkailu jättää jälkensä

Ihminen lajina on tunnetusti lähtöisin Afrikasta, kuten jo Charles Darwin aikanaan oletti. Ensimmäinen varma muuttoaalto Afrikan ulkopuolelle on puolestaan tapahtunut jo yli puolitoista miljardia vuotta sitten, jolloin meitä edeltävä laji, Homo erectus eli pystyihminen, suuntasi tiensä ulos Afrikasta ja jätti fossiileja nykyisen Georgian alueelle. Mahdollista on, että jo sitä primitiivisempikin ihminen olisi jättänyt Afrikan, sillä ns. hobitit eli floresin ihmiset ovat mahdollisesti kehittyneet pystyihmistä varhaisemmasta ihmistyypistä.

Pystyihmisestä kehittyi Euroopassa neandertalinihminen ja Aasiassa denisovanihminen. Näistä ensimmäinen tunnetaan lukuisista fossiililöydöistä, mutta jälkimmäisestä on vain harvoja havaintoja. Siitä huolimatta molempien koko genomi on sekvensoitu, mikä mahdollistaa monenlaisia tutkimuksia, joiden merkitys ulottuu aina nykyisen ihmiskunnan parempaan ymmärtämiseen.

Aivan uutta tietoa on esimerkiksi se, että tänä päivänä elävistä, Afrikan ulkopuolisista ihmisistä Australian alkuasukkaat eli aboriginaalit ovat asuttaneet Aasian ennen kuin ne ihmiset, joista kehittyi suurin osa nykyisistä aasialaisista. Aboriginaalien ja eräiden muiden ihmisten esi-isät jättivät lajimme alkuperäisen kodin jo 62-75 000 vuotta sitten, kun meidän muiden esi-isät lähtivät kohti neandertalilaisten ja denisovalaisten hallitsemaa Euraasiaa vasta paljon myöhemmin.

Jo aiemmin on tiedetty, että Afrikan ulkopuolisten ihmisten esi-isät olivat risteytyneet neandertalilaisten kanssa. Tämä koskee myös aboriginaaleja sekä papualaisia, mutta he kantavat lisäksi melanesialaisten tapaan myös denisovanihmisen geenejä. Tämän havainnon seurauksena voidaan päätellä kaikkien Afrikasta lähteneiden ihmisryhmien risteytyneen neandertalilaisten kanssa jo ennen levittäytymistään muualle maailmaan, mutta ainoastaan ensimmäisenä Aasiaan suunnanneiden risteytyneen lisäksi denisovalaisten kanssa.

Alan tutkimus käy kuumana ja niinpä äskettäin julkaistiin myös toinen uusi tutkimus, jossa denisovalaisten geenien alkuperää selvitetään yksityiskohtaisemmin. Tämä tutkimus vahvistaa denisovalaisten merkityksen Uuden Guinean asukkaiden, australialaisten sekä lisäksi yhden filippiiniläisen ihmisryhmän (Mamanwa) evoluutiossa. Toisaalta jotkut näille ihmisryhmille sukua olevat, mutta ei niin kauas itään suunnanneet, ihmisryhmät (kuten Andamansaarten asukkaat) eivät kanna geeneissään denisovalaista perimää. Tämä osoittaa, että risteytyminen on tapahtunut jossain Itä-Aasiassa ja että alkujaan Siperiasta löydetyt denisovalaiset ovat aikanaan todennäköisesti asuttaneet laajaa aluetta Siperiasta aina trooppiseen Aasiaan.

On kiehtovaa, että monenlaisten pilkkapuheiden säestämänä uusia luonnonlakeja 1940-luvulla etsimään lähteneiden fyysikkojen aloittamasta bakteerien ja niiden virusten tutkimuksesta alkunsa saanut tieteenala on tuottanut meille reilussa 50 vuodessa työkalut, joiden avulla voimme oppia yhä enemmän omista juuristamme. Tämä jos joku kertoo siitä, ettei tutkimuksen tuloksia voi koskaan tietää etukäteen, vaan tutkimusten mahdollisten hyötyjen arvailemisen sijaan oleellista olisi varmistaa tutkimuksen korkea laatu - olipa tarkastelun kohteena mikä tahansa. Vain siten voidaan varmistaa inhimillisen uteliaisuuden tyydyttäminen, kehitystä eteenpäin vievät keksinnöt ja viime kädessä ihmiskunnan hyvinvointi.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Tieteellinen huijaus
RNA-maailma sai vahvistusta
Muinaisia kohtaamisia

Ihminen - superorganismi

Science-lehdessä oli mielenkiintoinen yhteenvetoartikkeli ihmisen ja mikrobien suhteesta, minkä seurauksena innostuin naputtelemaan tämän kirjoitukseni.

Suurin osa ihmisistä pitää bakteereja ja viruksia haitallisina eliöinä. Viruksia vastaan on taisteltu rokotuksin ja antioksidantein kun taas bakteerit saadaan polvilleen antibiooteilla. Klassisten tartuntatautien vähenemisen myötä ovat erilaiset elintasovaivat kuten liikalihavuus tai sokeritauti lisääntyneet länsimaissa.

Käsitys bakteereista ja viruksista pelkkinä vahingonaiheuttajina on nyt osoittautumassa vääräksi. Vaikka taudinaiheuttajat ovatkin parhaiten tunnettuja pöpöjä, suurin osa ihmisen yhteydessä elävistä bakteerilajeista ei aiheuta tauteja tai muuta ikävää. 

Kaikkiaan noin yhdeksän kymmenestä ihmisen solusta on bakteerisoluja ja vain yksi kymmenestä siis ihmisen omia soluja. Bakteerilajeja on vaikkapa suolistossa noin 1000 erilaista ja muualla kehossa lisää. Tätä kokonaisuutta kutsutaan ihmisen mikrobiomiksi. Nykyisen käsityksen mukaisesti ihminen ja tämä mikrobiomi yhdessä muodostavat superorganismin, jonka eri osaset ovat toisilleen tarpeellisia. 

Ihmisen ja bakteerien interaktioista on opittu koko ajan lisää. Esimerkiksi lihavuudesta kärsivien ihmisten suolistossa on normaalipainoisia vähemmän Bacteroides-suvun bakteereita. Niin sanotut metagomiikka-analyysit ovat puolestaan osoittaneet, että ihmisen mikrobiomista löytyy suuri joukko geenejä, jotka täydentävät ihmisen metaboliaa: mikrobiomista löytyy geenejä hajottamaan kuituja ja erilaisia kemiallisia yhdisteitä, sekä tuotettamaan ihmiselle välttämättömiä vitamiineja. Myös eri bakteerien genomit täydentävät toisiaan luoden siteitä mikrobiomin eri osien välille - samalla kiinteyttäen koko superorganismia.

Mikrobien merkitystä ihmisen terveydelle on alettu ymmärtää vasta aivan viime vuosina. Mikrobit näyttävät tehostavan immuunijärjestelmämme toimintaa. Tämä ei ilmeisesti koske pelkkiä bakteereita, vaan hiirisysteemissä tutkittuna myös eräät virukset suojaavat bakteeri-infektiolta, ehkäpä tämä koskee myös ihmistä.

On siis tullut aika muuttaa käsitys bakteereista ja viruksista. Vaikka monet niistä aiheuttavatkin tauteja, on valtaosa välttämättömiä olemassaolollemme. Tämän alan tutkimus on vasta alussa, mutta sen edistyessä aiheeseen tarttuvat mitä todennäköisimmin myös markkinamiehet. Heidän kauttaan saamme varmasti paljon uusia erilaisia terveysvaikutteisia mikrobivalmisteita.

Siinä suossa kuluttajaa pyritään varmasti myös johtamaan harhaan, vaikka itse ilmiön taustalta löytyy tieteellisiä näyttöjä - kuten jo nyt Valion maitohappobakteerituotteilla (toisin kuin monella niiden kilpailijalla). Kuluttajalta vaaditaan siis tulevaisuudessa yhä enemmän tietoa kaupan olevista valmisteista, jotta huijaustuotteet voidaan erottaa todellista hyötyä tuottavista. Kysymys tietenkin kuuluu: kenellä ihmeellä on aikaa kaiken tämän informaation hankkimiseen?

Aimepia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Mykoplasma
HIV, matkailu ja nuhakuume
Uutta tietoa viherpesusta

Muinaisia kohtaamisia

Moderni molekyylibiologinen tutkimus tuottaa kiihtyvällä vauhdilla uutta tietoa ihmiskunnan historiasta ja jopa aikoja sitten kuolleiden ihmistyyppien elintavoista. Niinpä olemme tilanteessa, jossa voimme kuvailla hiukan ihmiskunnan tilaa mammuttien aikakaudella.

Nykyihminen kehittyi varsinaisesti Afrikassa. Niinpä afrikkalaiset ovat nyt, ja olivat myös kymmeniä tuhansia vuosia sitten ihmisryhmistä kaikista monimuotoisin. Heistä pieni osa oli levittäytymässä ehkäpä Afrikan sarven kautta myös Aasiaan.

Tämän matkan alussa he kohtasivat neandertalilaisia, jotka olivat aikaisemmin Afrikasta lähteneiden ihmisten jälkeläisiä. He asuttivat laajoja alueita Euroopassa ja läntisessä Aasiassa. Heistä itään eli toinen ihmisryhmä, joka todennäköisesti oli peräisin samasta Afrikasta lähteneestä ihmisaallosta, mutta oli eriytynyt omaksi ihmisryhmäkseen, denisovalaiksiksi.

Kaikki tuon ajan ihmiset saivat elantonsa metsästyksestä ja keräilystä. Näissä askareissa he hyödynsivät kivisiä työkaluja. Siten eri ihmisryhmien välillä kyllä oli kulttuurieroja, mutta ne eivät ehkä sittenkään olleet kovin suuria.

Tätä tukee uusi tutkimus, joka kertoo neandertalisten eläneen pienissä noin kymmenen hengen ryhmissä. Uusia lapsia syntyi noin kolmen vuoden välein, ja aikuiset pojat jäivät perheen yhteyteen, kun taas tytöt muuttivat pois. Näin syntyi miesten kautta määräytyneitä sukuja. Neandertalialaisten perhe-elämä rakentui siis suunnilleen samalla tavalla kuin suurimmalla osalla nykyisistäkin ihmisistä.

Vaan palataan jonnekin lähi-itään ja kohti Euraasiaa vaeltaviin ihmisiin, jotka kohtasivat paikalla eläviä neandertalilaisia. Emme tiedä syntyikö näiden ihmisryhmien miesten ja naisten välille romansseja, vai harrastettiinko seksuaalista väkivaltaa. Joka tapauksessa DNA-analyysit osoittavat, että tuon kohtaamisen seurauksena pari prosenttia nykyisten aasialaisten, amerikkalaisten ja eurooppalaisten geeneistä on peräisin neandertalilaisilta. Näin tämä muinoin hävinnyt ihmisryhmä elää edelleen meidän suomalaistenkin geeneissä!

Nykyihminen sai näin hiukan uusia geenejä, jotka erottivat heidät Afrikkaan jääneistä sukulaisistaan. Emme tiedä miten ne vaikuttavat meidän ulkomuotoomme tai käyttäytymiseemme, mutta noiden geenien kanssa esi-isämme suuntasivat ensin kohti itää ja myöhemmin myös pohjoiseen, Eurooppaan. Siellä he eivät enää ainakaan laajamittaisesti risteytyneet neandertalilaisten kanssa, vaan syrjäyttivät ja ajoivat nämä vähitellen sukupuuttoon.

Kohti Melanesiaa matkalla olevat kohtasivat puolestaan denisovalaisia. Näiden kanssa syntyi intiimejä kontakteja, sillä noiden kohtaamisten seurauksena nykyisten melanesialaisten genomista löytyy noin viiden prosentin osuus denisovalaisten geenejä, jotka erottavat heidät kaikista muista nykyisin elävistä ihmisistä. Näitä geenejä ei kuitenkaan ole muilla aasialaisilla, kuten kiinalaisilla, joten denisovalaisten kanssa intiimeihin kontakteihin lienee osallistunut ainoastaan pieni osa Aasiaan vaeltaneista ihmisryhmistä.

Mammuttien aikakauden ihmisten tarina ei olisi kokonainen, ellei siihen vielä lisättäisi "hobittia". Tällä kirjallisuudesta lainatulla nimellä kutsutaan pienikokoista ihmislajia, joka eli Floresin saarella Indonesiassa vielä 17 000 vuotta sitten. Tämän lajin evolutiivisesta alkuperästä ei ainakaan toistaiseksi ole tietoa, eivätkä nykyiset ihmiset tiettävästi kanna mukanaan sen geenejä. Mutta paikallisten ihmisten suussa kulkee paljon tarinoita viidakon pikkuihmisistä, jotka saattavat juontua kohtaamisista hobittien ja nykyihmisten esi-isien kanssa. Kiehtovaa!

Aikaisempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Varhaiset maanviljelijät Euroopassa
Uutta tietoa ihmisen evoluution raaka-aineista
Alkuperäisistä euraasialaista juuristamme!