Kalojen kognition tutkimus eteni toden teolla vasta 2000-luvun alussa, ja uutta tietoa kertyy koko ajan. Iso osa luonnonvaraisten kalojen käyttäytymisestä perustuu siihen, mitä yksilö on itse oppinut.

Eläinten kognition tutkimus on kehittynyt parin viime vuosikymmenen aikana nopeammin kuin koskaan ennen. Samalla se on alkanut löytää vastauksia sellaisiinkin kysymyksiin, joita osa tiedeyhteisöstä aiemmin piti mahdottomina tutkia. Yksi niistä on kysymys eläinten subjektiivisista, koetuista tuntemuksista.

Osa ihmisten kognition ja psykologian tutkijoista oletti aiemmin, että ihminen olisi ainoa eläinlaji, joka kokee tunteensa ja tuntemuksensa tietoisesti. Tämä perusteltiin oletuksella, että tuntemiseen tarvittaisiin siinä määrin iso ja poimuttunut neokorteksi eli myöhäisaivokuori, että sellainen löytyy vain ihmisen päästä.

Perustunteiden, kuten ilojen ja surujen, tiedettiin syntyvän limbisessä järjestelmässä, joka on rakenteeltaan ja toiminnaltaan samantapainen ihmisellä ja muilla eläimillä. 

Nykyään kuitenkin tiedetään, että järki ja tunteet ovat kaksi eri asiaa myös aivojen rakenteen ja toiminnan tasolla. Neokorteksin koolla on väliä rationaalisen päättelykyvyn määräytymisessä. Limbisen järjestelmän tuottamien tunteiden tajuinen kokeminen ei sen sijaan riipu siitä, kuinka suuri on eläimen neokorteksi — eikä edes siitä, onko sillä neokorteksia lainkaan.

Esimerkiksi linnuilla on aivoissaan neokorteksin tilalla rakenne, joka tunnetaan nimellä nidopallium. Nyttemmin on osoittautunut, että se toimii ulkonaisista eroistaan huolimatta koko lailla samaan tapaan kuin nisäkkäiden neokorteksi.

Vielä uudempi havainto on, että kalojen aivoissa telenkefaloni näyttäisi hoitavan jokseenkin samantapaisia tehtäviä kuin meidän neokorteksimme.

Neurotieteiden tuloksista monet eläinten aivotoimintaa valottavat liittyvät tiedot ovat vielä niin uusia, että ne eivät ole vielä ehtineet koulukirjoihin. Yksi askel tiedonvälityksen palvelemiseksi otettiin vuonna 2012, jolloin joukko eturivin neurofysiologeja, neuroanatomeja, kognitiivisia neurotutkijoita sekä muita aivojen ja hermoston toiminnan tutkijoita kokoontui Cambridgen yliopistossa pidettyyn Francis Crick -muistokonferenssiin. Konferenssin tavoitteena oli muodostaa konsensus siitä, mitä tähän mennessä kertyneen aivotutkimustiedon perusteella tiedetään eläinten tietoisuudesta ja tunteista. Kokouksessa allekirjoitettin julkilausuma nimeltä The Cambridge Declaration on Consciousness, jossa todettiin muun muassa, että neokorteksin puuttuminen ei estä eläintä kokemasta tunnetiloja ja että tietoisuutta tuottavia aivojen rakenteita on ihmisen lisäksi muilla nisäkkäillä, linnuilla ja monilla muilla eläimillä.

Selkärankaiset eläimet — nisäkkäät, linnut, matelijat, sammakkoeläimet ja kalat — ovat monessa muussakin suhteessa osoittautuneet keskenään samankaltaisemmiksi kuin ennen ajateltiin. Evoluutiobiologiassa on jo vuosikymmeniä sitten luovuttu ajatuksesta, että selkärankaisten evoluutio muodostaisi klassiset viktoriaaniset tikapuut, joilla jotkin lajit olisivat ”alempia” ja toiset ”ylempiä”. Sukupuumme on pikemminkin laaja ja monihaarainen pensas, jossa me nykyään elävät lajit olemme uloimpia oksankärkiä. Me kaikki nisäkkäistä ja linnuista kaloihin polveudumme nelisensataa miljoonaa vuotta sitten eläneistä yhteisistä esi-isistä. Osa perustunteista kuten pelko, samoin kuin kyky kokea kipua, vaikuttaisivat olleen jo tuon yhteisen esi-isän ominaisuuksia.

Kaikista selkärankaisista eläimistä kalat ovat se eläinryhmä, joiden kokemusmaailmasta ja kognitiivisista kyvyistä on lähitulevaisuudessa odotettavissa eniten uutta tietoa. Niiden tutkimus alkoi toden teolla vasta vuosituhannen vaihteen tienoilla.

Yksi suurimmista yllätyksistä tutkijoille on ollut se, miten suuri osa luonnonvaraisten kalojen käyttäytymisestä perustuu siihen, mitä yksilö on itse elämänsä varrella oppinut. Osalla lajeista tähän sisältyy myös kyky oppia toisten esimerkistä, ei vain omasta kokemuksesta. Luonnonvaraisten kalojen oppimiskykyä on tutkittu muun muassa koralliriutoilla, missä hyvä näkyvyys helpottaa tutkimuksen logistiikkaa.

Yksi tutkituista lajeista on keltamurisija, joka on keltaisen ja hopeanhohtoisen juovikas parvikala. Tälle lajille otolliset ruoka-apajat ovat tyypillisesti eri osissa riuttaa kuin turvalliset nukkumapaikat, joten kalojen päivärytmiin sisältyy kokonaisten parvien siirtymisiä nukkumapaikoilta ruokailemaan ja takaisin.

Joskus joukkoon liittyy nuoria, kokemattomia yksilöitä, jotka oppivat reitin uimalla muiden mukana. Se, että nuoret kalat tosiaan oppivat reitin eivätkä vain seuraa muita kaloja, on todettu siirtämällä merkittyjä nuoria yksilöitä nukkumapaikasta toiseen ja seuraamalla, minne ne menevät.

Yksi tähän mennessä tutkituimmista kalojen kognitiivisista prosesseista on niiden kyky kokea kipua. Vaikka kalastajien suuri enemmistö varmasti vilpittömästi toivoo ja uskoo, että koukussa, verkossa tai veneen pohjalla sätkivä kala ilmentää vain tiedottomia refleksejä, aivo- ja käyttäytymistutkimuksen tulokset osoittavat valitettavasti toisin.

Oppimiskokeissa kalat ovat osoittaneet voimakasta pyrkimystä välttää sellaisia paikkoja ja tilanteita, joissa ne ovat aiemmin kokeneet kipua. Aivojen kemialliset reaktiot kipukokemuksen aikana ovat samantapaisia kuin nisäkkäillä. Jos kalalle on kokeellisesti aiheutettu jatkuva kipukokemus, jota se ei pysty lievittämään, osassa tapauksista se turvautuu samanlaiseen itsensä keinuttamiseen kuin nisäkkäät vastaavassa tilanteessa. Tällainen merkityksetön toistuva liike nimittäin aiheuttaa pieniä määriä endorfiinien erittymistä, ja näillä elimistön omilla opioideilla on hiukan kipua lievittävää vaikutusta.

Jos kalalle on annettu morfiinia, sen kipukäyttäytyminen katoaa. Tämäkin olisi vaikea selittää muulla kuin sillä, että kipu on nimenomaan kokemus.

Tutkimustieto karttuu edelleen. Samalla sitä alkaa vähitellen olla myös suuren yleisön ulottuvilla. Yhdysvaltalainen kalabiologian professori Victoria Braithwaite on tiivistänyt vuonna 2010 ilmestyneeseen, tasapainoisella tutkimusotteella kirjoitettuun kirjaansa Do fish feel pain? hyvän koosteen tietoa.

Tieto avaa mahdollisuuksia myös sen soveltamiseen. Ammattikalastuksessa on jatkossa tilaisuuksia tutkijoiden ja kalastajien yhteistyölle vaikkapa uudenlaisten kalojen tainnutusmenetelmien kehittämisessä. Kalojen tukehtumiskuolema on hidas, ja kalat kokevat kidusten kuivumiseen liittyvää kipua. Myös kalanviljelyssä ja ympäristövaikutusten arvioinnissa on mahdollisuuksia hyvälle yhteistyölle tiedeyhteisön ja yhteiskunnan muiden toimijoiden välillä.

Essee on julkaistu Yliopisto-lehden numerossa Y/09/16.

Yliopisto-lehti on kaikille tarkoitettu, monipuolinen tiedelehti Helsingin yliopistosta.
Tilaa ja rakastu tieteeseen.