Luonnontieteellisten museoiden digitoidut näytteet vahvistivat ikivanhan tutkimushypoteesin
Tutkijat hyödynsivät avoimen tieteen digitaalisia kokoelmia testatakseen evolutiivisen ekologian tutkimuksen hypoteesia, jota on tutkittu vuosikymmeniä. Klassinen hypoteesi esittää, että suojaväritykseen luottavat saaliseläimet ovat ulkoasultaan vaihtelevampia kuin varoitussignaaleihin luottavat saaliseläimet.
![Jäkälänopsayökkönen (Sympistis lapponica) on hyvä esimerkki kryptisestä lajista, joka luottaa suojaväritykseensä.](/data/images/public/3747/70109759/add760b0-36dd-4aa9-b053-43d0b0ccca92-w_720.jpg)
Helsingin yliopistossa johdettu kansainvälinen tutkimus tarjoaa ensimmäistä kertaa empiiristä eli havaintoihin pohjautuvaa näyttöä tälle hypoteesille, jolla on vahva teoreettinen pohja, mutta jota ei ole aiemmin testattu luonnosta peräisin olevilla aineistoilla.
Tutkijat löysivät hypoteesille vahvistuksen käyttämällä luonnontieteellisten museoiden digitaalisia kokoelmia ja mittaamalla tuhansista kuvista perhoslajien sisäistä värien ja kuvioiden muuntelua. Tutkimus vahvisti hypoteesin, että suojaväritykseensä luottavilla eli kryptisillä lajeilla oli suurempi monimuotoisuus siipikuvioiden kuvioinnin suhteen kuin aposemaattisilla lajeilla, jotka luottavat varoitusignaaleihin eli kirkkaisiin väreihin – usein mustaan ja keltaiseen tai punaiseen.
– On mielenkiintoista, että tutkimus on vuosikymmeniä keskittynyt selittämään, miksi aposemaattiset lajit ovat niin vaihtelevia, vaikka teoria ei salli sitä. Kenellekään ei ole vain tullut mieleen aiemmin kysyä, onko todella näin, naurahtaa professori Johanna Mappes, joka johti tutkimusta. Raitayökkönen (Orthosia incerta) on klassinen esimerkki suojavärisestä ja erittäin muuntelevasta perhosesta. Isosiilikäs (Arctia caja) on hyvä esimerkki aposemaattisesta laji, jonka väritys ainakin Suomessa on melko yhtenäinen.
Saaliseläinten kaksi taktiikkaa pedoilta suojautumiseen
Lintujen saalistuspaine on suurin yksittäinen valintapaine, joka vaikuttaa saalishyönteisten ulkonäköön. Esimerkiksi koivunrungolla lepäävää koivumittaria (Biston betularia) on lähes mahdotonta havaita, mutta harjaantuneet linnut kyllä löytävät ne. Peli on julmaa: helpoimmin löytyvät yksilöt putsataan pois ja parhaat piiloutujat jäävät jatkamaan sukua. Harjaantuessaan etsimään vaikeasti löytyviä saaliskohteita, saalistajan aivoihin muodostuu niin sanottu havaitsemiskuva (”search image”), joka auttaa havaitsemaan kohteen. Tällaista erityisen harjaantunutta saalistajaa vastaan on saaliille edullista poiketa hieman keskiarvosta. Tämä mekanismi ajaa kryptisiä lajeja (kuten esimerkin isoraitayökkönen) siipikuvioiden vaihtelevuuteen.
Esimerkiksi sienestäjät, jotka bongaavat suppilovahveroita helposti sienimetsällä todennäköisesti käyttävät apunaan sienistä oppimaansa havaitsemiskuvaa.
Toisaalta varoitusvärin omaavat eli aposemaattiset saaliseläimet, jotka mainostavat myrkyllisyyttään kirkkailla väreillä ja kuvioilla, ovat teorian mukaan ilmiasultaan yhteneväisempiä. Yhteneväisyys auttaa saalistajia yleistämään pahanmakuisiksi opittujen saaliiden välillä.
Museoiden digitoidut kokoelmat mahdollistavat laajojen aineistojen käytön tutkimuksessa
Tutkimusryhmä hankki aineistonsa digitoiduista arkistoista, jotka ovat peräisin Lontoon luonnontieteellisestä museosta, maailmanlaajuisesta biodiversiteettitietokannasta (GBIF) ja selkärangattomien Symbiotica-kokoelmista (SCAN). He tutkivat 82 perhoslajin yli 2800 siipikuvaa arvioidakseen värikuvioiden vaihtelua kussakin lajissa.
– Enemmänkin olisi otettu, mutta käytimme kaikki otanta-aikaan saatavilla olleet kuvat, jotka läpäisivät laatukriteerin. Biologisten museokokoelmien digitoiminen on vielä melko uutta, toteaa Mappes.
Helsingin yliopiston Luonnontieteellinen museo on viime aikoina digitoinut kokoelmiaan, mutta tähän tutkimukseen heidän näytteensä eivät vielä ehtineet.
Tutkimus nostaa esiin luonnontieteellisten museoiden kokoelmien merkitystä tieteellisen tutkimuksen tukemisessa ja uuden tiedon luomisessa. Nämä kokoelmat eivät ainoastaan tarjoa arvokasta tietoa biologisen monimuotoisuuden historiasta ja nykytilasta, vaan myös mahdollistavat laajojen ja monimuotoisten aineistojen käytön tutkimuksessa. Kokoelmat tarjoavat tehokkaan tutkimusreitin empiristeille, sillä ne kattavat sukupolvien ajanjaksot ja mantereiden laajuuden.
Luonnontieteellisten museoiden kokoelmia käytetään jo, mutta mahdollisuuksia olisi paljon enemmän. Lisäksi museot ovat Mappesin mukaan pahasti aliresurssoituja. Yksi yleinen ongelma on myös se, että lajeista digitoidaan usein vain tyyppilaji. Tällaisten hypoteesien testaamiseen tarvittaisiin useita kuvia samoista lajeista.
Professori Mappes korostaa digitoitujen kokoelmien potentiaalia evolutiivisten ja ekologisten hypoteesien testaamisessa, ja painottaa, että tärkeitä vastauksia voi jo olla olemassa museoissa kokoelmissa, jotka ovat digitaalisesti tallennettuja ja vapaasti saatavilla.
Alkuperäinen julkaisu
-
Nokelainen, O., Silvasti, S.A., Strauss, S.Y. et al. Predator selection on phenotypic variability of cryptic and aposematic moths. Nat Commun 15, 1678 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-45329-5
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Professori Johanna Mappes, johanna.mappes@helsinki.fi, 029 415 7799
Marjaana LindyViestinnän asiantuntijaHelsingin yliopisto / Viestintä ja yhteiskuntasuhteet
Puh:+358 (0)50 5186195marjaana.lindy@helsinki.fiKuvat
![Isosiilikäs (Arctia caja) on hyvä esimerkki aposemaattisesta lajista, jonka väritys ainakin Suomessa on melko yhtenäinen.](/data/images/public/3747/70109759/333c217c-61ed-472b-8972-e024da48eeeb-w_240.jpg)
![Petojen aiheuttaman valintapaineen saaliin ulkoasuun odotetaan toimivan eri tavalla lajeilla, jotka käyttävät kryptisyyttä (suojaväriä) tai aposematismia (varoitusvärejä). Tässä tutkimuksessa mitattiin 82 perhoslajin kuvioiden ja värien monimuotoisuutta hyödyntämällä digitaalisia kuvakokoelmia. Kryptisten lajien siipikuvioiden monimuotoisuus oli suurempi kuin aposemaattisten lajien, mutta värin ja kontrastin monimuotoisuus oli samankaltainen kahden ryhmän välillä.](/data/images/public/3747/70109759/b2acc542-b3c0-4d3a-a773-4657624f710f-w_240.png)
Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen tiedeyhteisö, joka toimii neljällä kampuksella Helsingissä ja usealla muulla paikkakunnalla Suomessa. Kansainvälisissä yliopistovertailuissa Helsingin yliopisto sijoittuu maailman parhaan yhden prosentin joukkoon. Helsingin yliopisto on perustettu vuonna 1640.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto
Metsien hiilinieluja ja -varastoja voidaan kasvattaa alhaisin kustannuksin28.8.2024 11:54:23 EEST | Tiedote
Tuoreessa Helsingin yliopiston ja Aalto yliopiston tutkimuksessa etsittiin edullisimpia tapoja kasvattaa metsien hiilinieluja. Tutkijat arvioivat kuinka suurilla kustannuksilla nielujen lisäys on toteutettavissa viivästyttämällä harvennuksia ja pidentämällä kiertoaikoja.
Urheilevien lasten selän rasitusmurtumien varhainen toteaminen ja hoito parantavat ennustetta ja selän toimintakykyä21.8.2024 12:14:11 EEST | Tiedote
Lasten selän rasitusmurtumien varhainen toteaminen ja liikunnan tauottaminen 4 kuukauden ajaksi mahdollistavat murtumien paranemisen. Valtaosa tutkituista lapsista pystyi palaamaan liikuntaharrastuksensa pariin.
Mustien aukkojen säteily sai selityksen20.8.2024 11:25:36 EEST | Tiedote
Helsingin yliopiston tutkijat onnistuivat siinä, mitä on yritetty jo 70-luvulta lähtien: selittämään mustien aukkojen synnyttämän röntgensäteilyn. Säteily syntyy magneettikenttien kaoottisten liikkeiden ja turbulentin plasmakaasun yhteisvaikutuksesta.
Metsäkato aiheuttaa Afrikan vuoristosademetsissä enemmän lämpenemistä kuin ilmastonmuutos19.8.2024 10:29:11 EEST | Tiedote
Metsäkato on lämmittänyt ilmastoa ja nostanut pilvipeitettä ylemmäs maanpinnasta Afrikan vuoristosademetsissä. Kahdenkymmenen viime vuoden aikana tapahtuneen metsäkadon aiheuttamat muutokset ovat kaksi kertaa voimakkaampia kuin ilmastonmuutoksesta johtuvat vastaavat muutokset.
Imatinibi-lääkitys ei vähentänytkään kuolleisuutta sairaalahoidetuilla koronapotilailla – professori miettii jo seuraavaa pandemiaa16.8.2024 12:51:15 EEST | Tiedote
Tuoreesta Solidarity Finland -tutkimusryhmän tutkimuksesta selviää, että imatinibi-lääkitys ei vähentänyt kuolleisuutta sairaalahoidetuilla COVID-19-potilailla, toisin kuin aiemmin on esitetty. Lisäksi tutkimus osoittaa, että long covid -tyyppiset oireet ovat sairaalahoitoisilla potilailla yleisiä vielä vuoden kuluttua sairastumisesta.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme