– Eläinten väritys antaa erinomaisen mahdollisuuden tutkia biologisen monimuotoisuuden syntyä ja säilymistä, koska ne vaikuttavat suoraan eliön kelpoisuuteen ja ovat tutkijalle helppoja havainnoida, sanoo väittelijä Robert Hegna.
Hänen mukaansa värimuuntelu aposemaattisilla eliöillä eli eliöillä, jotka varoittavat saalistajia myrkyllisyydestään tai pahanmakuisuudestaan varoitussignaalein, on erityisen kiinnostavaa, koska niiden monimuotoisuuteen liittyy paradoksi. Luonnonvalinnan pitäisi nimittäin suosia värikuvioiden kaltaisia yhdenmukaisia ja näkyviä signaaleja ja karsia huonot signaalit pois.
Kelta-musta raidoitus on esimerkki erittäin laajalle levinneestä, monien petojen helposti tunnistettavasta värityksestä.
– Myrkylliset saaliseläimet eivät kuitenkaan aina turvaa yhteen, ”parhaaseen” varoitusvärikuvioon. Luonnossa esiintyy populaatioita, joissa värimuuntelu on runsasta ja maantieteellistä muuntelua esiintyy runsaasti. Tätä varoitussignaalien vaihtelua ei vielä pystytä selittämään, Hegna toteaa vätöstiedotteessaan.
Täpläsiilikäs (Parasemia plantaginis) on siilikkäisiin (Arctiidae) kuuluva perhonen. Aikuisilla perhosilla on niskassaan puolustukseen erikoistuneet rauhaset, joista ne erittävät pahanhajuista ja -makuista ainetta, jota erityisesti linnut pitävät epämiellyttävänä. Täpläsiilikäs varoittaa petoja tästä ominaisuudesta dramaattisesti muuntelevilla varoitusväreillä. Lajin levinneisyys kattaa koko pohjoisen pallonpuoliskon.
Jääkausi selittää siilikäspopulaatiot
Hegna tutki väitöskirjassaan, vaikuttavatko saalistuksen lisäksi esimerkiksi historialliset tekijät, kuten jääkausi tai populaatioiden eristyneisyys siihen, minkälaisiksi varoitussignaalit ovat paikallisesti kehittyneet.
– Hyödynsin tutkimuksessani yliopistojen ja luonnonhistoriallisten museoiden kokoelmia. Valokuvasin ja otin pienen kudosnäytteen DNA-analyysejä varten kokoelmiin säilötyistä yksilöistä. Näin pystyin jäljittämään geneettisen monimuotoisuuden ja värityksen monimuotoisuuden suhdetta. Hyödynsin myös viimeisimpiä tietoja lintujen värinäöstä ja käytin niin kutsuttua linnunsilmämallinnusta, joka auttoi minua ymmärtämään miten perhosten pedot eli linnut saaliinsa näkevät, Hegna kertoo.
Hän kuvaili täpläsiilikkään värimuuntelun sen koko levinneisyysalueella. Koirailla sekä keltainen että vakoinen takasiipien väritys on yleinen koko Euroopassa. Takasiipien valkoinen väritys on sen sijaan yleisempi itäisillä levinneisyysalueilla. Esimerkiksi Japanista ja Kiinasta keltasiipiset muodot olivat jo erittäin harvinaisia.
Koiraiden punainen väritys oli rajoittunut ainoastaan Kaukasuksen alueelle. Naarailla punainen siipien väritys oli selkeästi rajoittunut Eurooppaan. Uralin itäpuolella, Kiinassa, Japanissa ja Pohjois-Amerikassa naaraat olivat keltaisempia.
Geneettisissä tutkimuksissa selvisi, että populaatioiden geneettinen rakenne vastasi perhosten väritystä vain osittain. Ainoastaan pitkään eristyksissä olleet populaatiot Kaukasuksella ja Japanissa olivat poikkeus. Laji on levinnyt nopeasti jääkauden jälkeen koko pohjoiselle pallonpuoliskolle.
– Populaatioiden välillä on runsaasti geenivirtaa, joka on estänyt erilaistumisen.
Pohjoisessa saalistetaan suurpiirteisesti
Hegna tutki myös kokeellisesti petojen aiheuttamaa valintaa perhosten väritykseen. Hypoteesina oli, että paikalliset pedot ovat oppineet välttämään omalla alueella esiintyviä tietynlaisia perhosia, joka selittäisi eri maantieteellisillä alueilla olevien perhosten erilaisen ilmiasun.
Tulokset eivät yksiselitteisesti tukeneet hypoteesia saalistuksen eriyttävästä merkityksestä. Sen sijaan selvisi, että pedot ovat melko suurpiirteisiä ja yleistävät tuntemansa varoitussignaalin herkästi samankaltaisiin signaaleihin.
Hegnan mukaan pohjoisuus on todennäköisesti yksi merkittävä syy varoitussignaalin muunteluun tällä lajilla. Pohjoisessa lintusaalistajat ovat harvoin erikoistuneita tiettyyn lajiin tai lajiryhmään vaan yleistävät helpommin oppimansa signaalin riittävän samankaltaisiin signaaleihin.
M.Sc. Robert Hegnan ekologian ja evoluutiobiologian väitöskirjan Geographic variation in the warning signals of the wood tiger moth (Parasemia plantaginis; Arctiidae) tarkastetaan perjantai 8. marraskuuta Jyväskylän yliopistossa.