Nisäkkäistä tuli dinosaurusten kaudella nokkelia piiloeläimiä — tämä pelasti ne 66 miljoonaa vuotta sitten, kun maailma tuhoutui

Artikkeli on julkaistu Yliopisto-lehdessä 3/2023.

Kun ilta viileni, latvustossa alkoi vipinä. Hiiren kokoiset otukset olivat viettäneet päivänsä roikkumalla oksissa. Kun metsä pimeni, ne lähtivät liikkeelle. Oli alkuyö myöhäisellä jurakaudella, 160 miljoonaa vuotta sitten, nykyisen Kiinan Hebein maakunnan alueella.

— Monien ihmisten käsitys tuon ajan maailmasta on, että se oli höyryävä sademetsä. Mutta tuolla ilmasto oli lähellä pohjoisen Keski-Euroopan ilmastoa, sanoo paleontologi Mikko Haaramo.

Nykyvinkkelistä maailma näytti monella tapaa tutulta. Metsä koostui pitkälti havupuista, joista jotkut olivat nykyisten araukarioiden sukulaisia. Metsänpohjaa peittivät saniaiset, kortteet ja varhaiset kukkakasvit. Siellä täällä oli matalia lampia, joissa ui kaloja, kilpikonnia ja krokotiileja.

Huomattavin ero oli se, että metsä kuhisi dinosauruksia.

Pieni karvaolento vipelsi pitkin oksia, joista kymmenien tonnien painoiset sauropodit olivat päivällä nyhtäneet lehtiä. Maanpinnalla liikkui petodinosauruksia, joista suurimmat olivat kahdeksan metriä pitkiä ja painoivat kolme tonnia.

Dinosaurukset hallitsivat maailmaa — mutta pääasiassa päivisin. Yöllä ryteiköistä, koloista ja joenpenkoista tuli esiin pikkuruisia varjo-olentoja: nisäkkäitä.

Vilevolodon liisi liito-oravan lailla

Puussa roikkunut otus tunnetaan nimellä Vilevolodon. Se kuului haramiyidien lahkoon, jonka jäsenet olivat katsantokannasta riippuen muinaisia nisäkkäitä tai näiden lähisukulaisia.

Jotkut tuon ajan nisäkkäistä kantoivat poikasiaan pussissa, mutta Vilevolodinin fossiileissa ei ole merkkejä siitä.

— Tämän vuoksi se on varmaankin rakentanut pesän puuhun, Haaramo arvioi.

Pesässään Vilevolodon muni munia ja ruokki kuoriutuneita poikasiaan maidolla. Vilevolodonilla ei luultavasti ollut nisiä, vaan maito erittyi nykyisten nokkaeläinten tapaan mahan alueella oleviin karvatuppoihin.

Talvella oli niin kylmä, että metsän neidonhiuspuut pudottivat lehtensä. Hampaidensa perusteella Vilevolodon söi sekä ötököitä että kasveja, esimerkiksi neidonhiuspuiden hedelmämäisiä käpyjä. Kun Vilevolodon näki naapuripuussa aterian, se kipitti oksankärkeen, loikkasi ilmaan, levitti etu- ja takaraajojensa välissä olevat ihopoimut ja liisi kuin liito-orava.

Tasalämpöinen vai vaihtolämpöinen?

Toisinaan on vaikea sanoa, onko maan kätköstä löytynyt fossiili nisäkäs. Maallikkoajattelussa nisäkäs on karvainen ja tasalämpöinen otus, joka ruokkii poikasiaan maidolla.

— Mutta tässä on pieni ongelma. Karvapeite säilyy fossiiliaineistossa hirveän huonosti, Haaramo toteaa.

Sama pätee ruumiinlämpöön ja maitoruokintaan — todisteita ei juuri jää. Paleontologit ovat kuitenkin pystyneet tekemään johtopäätöksiä vähistä todisteista. Fossiloituneesta luusta voidaan leikata ohut siivu, joka hiotaan läpikuultavaksi. Se liimataan lasilevylle ja sitä tutkitaan mikroskoopilla.

— Silloin näemme, onko luussa niin sanottuja pysähtyneen kasvun kerroksia, jotka näyttävät sipulirenkailta, Haaramo selittää.

Tasalämpöisten eläinten — nykyeläimistä nisäkkäät ja linnut — elimistö puhkuu kuin uuni, joka ylläpitää kasvua jatkuvasti. Vaihtolämpöisten eläinten kasvu puolestaan pysähtyy, kun olosuhteet ovat huonot. Jos fossiilin luussa ei ole sipulirenkaita, eläin on todennäköisesti ollut tasalämpöinen.

Myös dinosaurukset näyttävät olleen tasalämpöisiä. Tasalämpöisyys kuluttaa valtavasti energiaa, jota ei kannata hukata. Siksi eläinten kehoa peitti luultavasti eristyskerros: dinosauruksia höyhenet, nisäkkäitä karvoitus.

Poikaset saattoivat aluksi juoda hikeä

Karvapeitteelläkin on haittapuolensa: turkin alla on riski ylikuumentua. Nisäkkäät viilentävät itseään hikoilemalla, joten hikoilu todennäköisesti kehittyi samoihin aikoihin kuin tasalämpöisyys ja karvat.

— Hikirauhaset aukeavat usein juuri ihokarvojen juureen, Haaramo sanoo.

Hikoilu puolestaan on johtolanka kolmanteen nisäkkäiden peruspiirteeseen, imettämiseen. Maitorauhaset ovat muuntuneita hikirauhasia.

— On mahdollista, että aluksi poikaset joivat emon hikeä. Niitä on ehkä pitänyt viilentää tai ne ovat tarvinneet nestettä ja mineraalisuoloja.

Paleontologi Steve Brusatten mukaan imetyksen synnylle on kaksi muutakin teoriaa. Yhden mukaan emon erittämä neste piti pikkuruiset munat kosteina. Toisen mukaan ihohuokosista alkoi ensin erittyä antimikrobista nestettä, joka esti poikasia sairastumasta.

Joillain nisäkäslinjan lajeilla havaitaan ensimmäisiä tasalämpöisyyteen viittaavia piirteitä permikauden lopulla, 265–260 miljoonaa vuotta sitten. Vanhin fossiloitunut turkki taas on myöhäisjurakaudelta, noin 160 miljoonan vuoden takaa. Sisäisen kamiinan, karvojen ja hikoilun kolminaisuus on valtavirtaistunut joskus siinä välissä.

Milloin eläimistä tuli nisäkkäitä?

On vaikea osoittaa yhtä hetkeä, jonka jälkeen eläneet eläimet olivat nisäkkäitä ja jota ennen eläneet eivät olleet. Paleontologit ovat kuitenkin sopineet määritelmästä: sen mukaan nisäkkäitä ovat kaikki eläimet, jotka ovat nykyään elävien nisäkkäiden — istukallisten, pussieläinten ja nokkaeläinten — yhteisen esivanhemman jälkeläisiä.

Tuo kantaäiti eli nykykäsityksen mukaan jurakaudella hieman ennen Vilevolodonia, noin 180–170 miljoonaa vuotta sitten. Se oli pikkuruinen karvaturri, joka muni munia.

Nykynisäkkäistä enää nokkaeläimet munivat. Pussieläinten ja istukkanisäkkäiden esivanhemmat alkoivat kantaa poikasia synnytyskanavassaan. Siellä ne ovat paremmassa turvassa.

— Osalla nykyisistä pussieläimistäkin poikanen kehittyy munassa emon sisällä. Kun eläin synnyttää, munankuori murtuu, Mikko Haaramo kertoo.

Tulivuorenpurkausten sarja johti ekosysteemin romahdukseen

Permi- ja triaskauden välillä, 252 miljoonaa vuotta sitten, tapahtui maailmanhistorian tuhoisin tunnettu massasukupuutto. Siperiassa alkoi massiivinen tulivuorenpurkausten sarja, joka aiheutti kasvihuoneilmiön ja maailmanlaajuisen kuumenemisen. Ekosysteemi romahti. Melko viileilläkin alueilla lajeja kuoli lämpöstressiin.

Permikaudella eläneet nisäkäslinjan eläimet muistuttivat vielä kovasti matelijoita. Monet niistä olivat suuria, jopa sarvikuonon kokoisia. Sukupuutossa kaikki nisäkkäiden kookkaat sukulaiset katosivat. Selviytyjät olivat pieniä, karvaisia ja tasalämpöisiä sekasyöjiä. Moni niistä eli lähellä napapiirejä, missä ilmasto oli talvisin jopa kylmä.

— Ne elivät koloissa ja horrostivat, Haaramo kertoo.

Seuraava massasukupuutto sattui trias- ja  jurakausien välillä, 201 miljoonaa vuotta sitten. Yhden hypoteesin mukaan sekin johtui tulivuorenpurkauksien aiheuttamasta ilmastokatastrofista.

Osa nisäkäslinjan eläimistä oli taas ehtinyt kasvaa suuriksi — ja taas niille kävi köpelösti. Selviytyjät olivat lähinnä alle 20-senttisiä horrostavia ja kaikkiruokaisia koloasukkeja.

Dinosaurukset levisivät jurakaudella kaikkialle

Ensimmäiset dinosaurukset ilmestyvät fossiiliaineistoon triaskaudella. Jurakaudella ne valloittivat maailman. Valtavat otukset levisivät kaikkialle.

Nisäkkäät pysyivät maltillisissa mitoissa. Suurimmat jura- ja liitukauden kerrostumista löydetyt nisäkkäät painoivat eläessään alle kymmenen kiloa. Yksi isoimmista oli noin mäyrän kokoinen peto Repenomamus, joka eli liitukaudella noin 130 miljoonaa vuotta sitten. Sen fossiloituneesta vatsasta on löytynyt Psittacosaurus-nimisen kasvinsyöjädinosauruksen poikasen jäänteet.

— Dinosaurukset sopivat ympäristöolosuhteisiin paremmin kuin nisäkkäät, Haaramo toteaa.

Maailma oli kuuma. Dinosaurukset eivät hikoilleet eivätkä pissanneet, ja niillä oli nisäkkäitä tehokkaampi hengityselimistö. Epäsuhta saattoi käydä nisäkkäälle kalliiksi. 

— Jos meinaat ylikuumentua etkä saa riittävästi happea, on vaikea juosta karkuun petomatelijaa, joka tulee perässä kuin höyryjuna, Haaramo havainnollistaa.

Nisäkkäistä tuli öisiä lymyilijöitä

Nisäkkäistä tuli öisin liikkuvia lymyilijöitä. Varjoelämää helpotti joukko tärkeitä ominaisuuksia. Nisäkkäiden aivot olivat melko suuret — ne olivat ilmeisen oppivaisia eläimiä. Ne kuulivat ja haistoivat hyvin. Karvapeite ja tasalämpö suojasivat mukavasti yön viileydeltä.

Dinosaurusten hampaat olivat rivi raatelimia tai nyhtimiä, mutta nisäkkäiden purukalusto oli kehittynyt monipuoliseksi kuin sveitsiläinen linkkuveitsi: se soveltui murskaamiseen, pureskeluun ja leikkaamiseen.

Paleontologit sijoittavat yksittäiset lajit nisäkkäiden sukupuuhun usein juuri hampaiden perusteella.

— Eräs ilkeä dinosauruspaleontologi on sanonut, että nisäkäspaleontologit ovat ihmisiä, jotka tutkivat, kuinka hampaat kehittyvät toisiksi hampaiksi, Haaramo hekottaa.

Jurakauden kuluessa nisäkkäät mukautuivat eri ympäristöihin: yksi eli vesistöissä kuin saukko, toinen kaivautui maahan kuin myyrä, kolmas hyppi aavikolla takajaloillaan kuin gerbiili ja neljäs — tuttavamme Vilevolodon sukulaisineen — liiteli oksistossa.

Kaikkia yhdisti pienikokoisuus. Steve Brusatte toteaakin, että minne dinosaurukset eivät päässeet, siellä kukoistivat nisäkkäät.

Maailmanhistorian onnettomin päivä

Eräänä loppukevään päivänä 66 miljoonaa vuotta sitten noin rotan kokoinen puupäästäistä muistuttava nisäkäs heräsi siihen, että maa järisi.

Jukatanin niemimaalle, tuhansien kilometrien päähän otuksen kotikolosta, oli osunut asteroidi tai komeetta. Vähintään Mount Everestin kokoisen järkäleen läpimitta oli 10–15 kilometriä. Sellaisia eksyy aurinkokuntamme tähän kolkkaan harvemmin kuin kerran puolessa miljardissa vuodessa, mutta kyseessä olikin elämän historian onnettomin yksittäinen päivä, globaali painajainen.

— Koko maanpinta helähti kuin kello, Mikko Haaramo kertoo.

Pieni otus tunnetaan nimellä Purgatorius. Se eli jossain päin Eurooppaa tai Aasiaa, joten se ei nähnyt osumaa — mutta tunsi järistyksen. Merenlahtiin, jokiin ja järviin syntyi seisovia aaltoja, joissa vesimassa vyöryi kerran toisensa jälkeen rannalta toiselle.

Pian Purgatorius kuuli jyrähdyksen, joka muistutti ukonilmaa. Ääni liikkuu ilmassa hitaammin kuin maanjäristysaallot kalliossa.

Kun taivaalta satoi lasia

Pahin oli vasta edessä.

Kun asteroidi osui maahan, siihen varastoitunut energia höyrysti silmänräpäyksessä kiviaineksen sadan kilometrin säteeltä.

— Kiviaines sinkoutui heitteleviuhkana ilmakehän yläosiin ja lähiavaruuteen. Sitä satoi kuuhun asti, Mikko Haaramo kertoo.

Viuhka koostui sekä kiinteästä että höyrystyneestä kivestä. Ilmakehässä kivihöyry tiivistyi. Pian taivaalta alkoi sataa lasia. Purgatorius pinkaisi kotikoloonsa suojaan.

— Kiviaines lämmitti ilmakehän yläosan jopa kolmeen tuhanteen asteeseen.

Kolostaan Purgatorius ei nähnyt, kuinka taivas muuttui punakeltaiseksi ja maailma syttyi palamaan.

— Maanpinnan lämpötila saattoi nousta hetkellisesti 400 asteeseen.

Neljän vuoden yö

Heittelepilvi kiersi maapallon ympäri monta kertaa. Planeetan pyörimisliikkeen vuoksi se kattoi kaikki mantereet.

Sinä päivänä valtaosa maailman metsistä paloi. Suuri osa taivasalla olleista eläimistä paistui. Hengissä selvisivät veden alla olleet krokotiilit, sammakot ja kilpikonnat sekä koloissa lymynneet nisäkkäät ja liskot. Yhdeksän lajia kymmenestä katosi. Suuret dinosaurukset kuolivat ensimmäisenä päivänä tai pian sen jälkeen.

Kun Purgatorius uskaltautui kurkistamaan ulos onkalostaan, se näki kaikkialla kyteviä metsiä ja käristyneitä eläimiä. Taivaalta satoi nokea ja tuhkaa. Pian maailma pimentyi, kun tuhka ja kivipöly peittivät taivaan. Aurinko hehkui tulenpunaisena savuverhon läpi. Maapallolla koitti yö, joka kesti neljä vuotta.

— Sitten alkoi tulla kylmä, Mikko Haaramo jatkaa.

Lämpötila laski päiväntasaajaa myöten jopa 15 astetta pakkaselle. Kasvit eivät itäneet. Valtaosa paloista selvinneistä eläimistä nääntyi.

Ihmisten ja lintujen esivanhemmat

Jäisessä ikiyössä vipelsi otuksia, joille uusi maailma ei välttämättä ollut hullumpi paikka. Pikkunisäkkäät olivat vuosimiljoonien ajan tottuneet pimeään ja kylmään.

Palanut maa oli täynnä grillattua ja pakastettua dinosaurusta. Tuhkasta saattoi kaivaa käpyjä ja siemeniä.  Esivanhempamme kävivät ulkona syömässä ja palasivat sitten maanalaisiin koloihinsa, joissa ne parittelivat ja hoitivat poikasiaan kuten ennenkin. Kylmimpään aikaan ne horrostivat.

Purgatorius oli yksi selviytyjistä. Paleontologit eivät ole asiasta yksimielisiä, mutta monet uskovat, että Purgatorius oli kädellisten — siis myös meidän — esivanhempi.

Maapallon kolkista yksi näyttää selvinneen tuhosta hieman muita paremmin. Lämpöaalto saapui Etelä-Amerikan eteläkärkeen heikompana kuin muualle. Myös Etelä-Amerikan metsät paloivat ja suuret dinosaurukset kuolivat, mutta tavalla tai toisella eräs pienten eteläamerikkalaisten dinosaurusten joukko selvisi läpi pimeän.

— Fossiiliaineiston perusteella suurin osa nykylintujen kantamuodoista eli Etelä-Amerikassa, Mikko Haaramo sanoo.

Jutun taustaksi on käytetty myös paleontologi Juha Saarisen haastattelua sekä Steve Brusatten kirjoja The Rise and Reign of the Mammals ja The Rise and Fall of the Dinosaurs.

Yliopisto-lehti on Helsingin yliopiston tiedeaikakauslehti, joka on sitoutunut Journalistin ohjeisiin. Kuvitusten eläimet muistuttavat pääpiirteittäin artikkelin kuvaamalla ajanjaksolla eläneitä. Kuvittaja on käyttänyt työnsä taustoituksessa tekoälyä.