Alkunisäkkäiden fysiologiassa oli liskomaisia piirteitä
Tutkijat ovat selvittäneet kuvantamalla 200 miljoonaa vuotta vanhojen fossiilihampaiden ja -luiden rakenteita, että alkunisäkkäiden aineenvaihdunta oli lähempänä vaihtolämpöisiä matelijoita kuin nykynisäkkäitä. Verrattuna nykynisäkkäisiin nämä päästäisten kokoiset alkunisäkkäät elivät erittäin vanhoiksi, jopa 14-vuotiaiksi.

Varhaisempien nisäkkäiden fossiileita on löytynyt varsin suuria määriä. Niiden perusteella alkunisäkkäiden on rekonstruoitu olleen varsin nykypäästäisen kaltaisia. Monet niiden ominaisuuksista ovat kuitenkin olleet arvailujen varassa, erityisesti se, olivatko alkunisäkkäät aineenvaihdunnaltaan nykynisäkkäiden kaltaisia tasalämpöisiä ja aktiivisia vipeltäjiä.

Tutkijat Helsingin yliopistosta, Geologian tutkimuskeskuksesta (GTK) ja Englannin Bristolin yliopistosta käyttivät 200 miljoonaa vuotta vanhojen hampaiden kuvantamiseen synkrotronisäteilylähdettä eli valon tuottamiseen erikoistunutta hiukkaskiihdytintä. Hampaiden juurien ympärille muodostuu eläimen vanhetessa sementtiä, josta voidaan erottaa mikroskooppisia vuosilustoja. Näistä voidaan laskea eläimen ikä, samaan tapaan kuin puiden vuosilustoista.

– Alkunisäkkäiden fossiilihampaat ovat kuitenkin vain nuppineulan pään kokoisia, emmekä aluksi uskoneet, että pystyisimme erottamaan sementtilustoja näin pienistä hampaista, jotka ovat lisäksi maanneet kerrostumissa lähes 200 miljoonaa vuotta. Mutta testasimme muutaman hampaan kuvannusta maailman tehokkaimmalla synkrotronisäteilylähteellä ja ällistyimme kaikista yksityiskohdista, jotka olivat säilyneet hampaiden sisällä, sanoo tutkija Ian Corfe Geologian tutkimuskeskuksesta.

Kuvantamalla satoja fossiileja tutkijat löysivät tarpeeksi sellaisia hampaita, joista pystyttiin laskemaan kahden alkunisäkäslajin yksilöiden elinikäennusteet. Morganucodon-lajin yksilöiden maksimaaliseksi eliniäksi arvioitiin 14 vuotta, kun taas Kuehneotherium-lajin elinikä oli lyhyempi, noin 9 vuotta. Verrattuna nykypäästäisiin ja hiiriin, jotka elävät luonnossa yleensä vuoden tai kaksi, alkunisäkkäät näyttävät olleen varsin pitkäikäisiä.

– Hampaiden sementtilustoja käytetään riistaeläinten ja esimerkiksi myös saimaannorpan ruhojen ikämäärityksessä. Näin pienten ja vanhojen hampaiden ikämääritystä ei ole kuitenkaan ennen pystytty tekemään. Tämä työ avaa aivan uusia mahdollisuuksia hyödyntää hampaita ikkunana vuosimiljoonien taakse, kertoo professori Jukka Jernvall Helsingin yliopiston geotieteiden ja maantieteen osastolta ja Biotekniikan instituutista.

Alkunisäkkäiden elinikä oli tutkijoiden tekemän laajan vertailun perusteella yhtenevä samankokoisten liskojen eliniän kanssa. Aivan matelijamaisia tutkitut fossiilit eivät kuitenkaan olleet, sillä fossiilien raajojen luissa säilyneet verisuonten ontelot olivat hiukan paremmin kehittyneet kuin nykyliskoilla. Tämä viittaa siihen, että alkunisäkkäät pystyivät juoksemaan ja etsimään ruokaa aktiivisemmin kuin liskot ja olivat täten fysiologisesti jossain liskojen ja nisäkkäiden välimaastossa.

– Eri lajien luiden sisärakenteiden kuvantaminen röntgentomografialla oli teknisesti haastavaa, mutta tällainen tietotaito kasvaa tällä hetkellä vauhdilla ja on hyödyllistä myös lääketieteellisten näytteiden kuvantamisessa, sanoo laboratorioinsinööri Heikki Suhonen Helsingin yliopiston fysiikan osastolta.

Monitieteistä tutkimusryhmää johdettiin Suomesta ja Isosta-Britanniasta, mutta siihen osallistui tutkijoita monista muistakin maista kuten Ranskasta, Sveitsistä ja Saksasta. Kuvantamiseen käytettiin yhteiseurooppalaista synkrotronia ESRF:a, joka sijaitsee Grenoblessa Ranskassa. Suomi on yksi synkrotronin alkuperäisistä perustajajäsenistä.

Artikkeli

 ‘Reptile-like physiology in Early Jurassic stem-mammals’ by E. Newham et al in Nature Communications.  DOI: 10.1038/s41467-020-18898-4. https://doi.org/10.1038/s41467-020-18898-4

Kuvamateriaalia

https://drive.google.com/drive/folders/1PzSAA9ZGN3GvhYyAcNDejTpZ9v3gx6Ai?usp=sharing

Lisätietoja

Professori Jukka Jernvall, Helsingin yliopisto, jukka.jernvall@helsinki.fi, 040 7403 478

Tutkija Ian Corfe, Geologian tutkimuskeskus, ian.corfe@gtk.fi, 02950 32032

Laboratorioinsinööri Heikki Suhonen, Helsingin yliopisto, heikki.suhonen@helsinki.fi, 050 4480 153