Charles Darwin hermoili. Vuosi oli 1871, ja brittiläinen luonnonhistorioitsija odotti jännittyneenä tietoa siitä, miten hänen uusin teoriansa seksuaalivalinnasta otettaisiin vastaan.
Darwin oli juuri julkaissut teoksensa ”Ihmisen polveutuminen ja sukupuolivalinta”, joka oli jatkoa 12 vuotta aiemmin ilmestyneelle ja runsaasti arvostelua herättäneelle Lajien synty -teokselle. Siinä Darwin oli todennut, että eläinlajit eivät olleet Jumalan kerralla luomia vaan ne olivat syntyneet miljardien vuosien luonnonvalinnan seurauksena, joka oli jättänyt eloon vain vahvimmat ja sopeutuvimmat.
”Lajien synnyssä” luonnonvalinta ei kuitenkaan ollut pystynyt selittämään sitä, miksi esimerkiksi riikinkukkokoirailla ja isokaurisuroksilla oli piirteitä, joista ei ole etua lajin selviytymisessä.
1800-luvun käsityksen mukaan luonnon kauneus oli Jumalan lahja. Darwin taas väitti, että eläinten esteettisten piirteiden tehtävänä ei ollutkaan ihmisen miellyttäminen vaan parittelukumppaneiden houkutteleminen ja jälkeläisten saannin varmistaminen. Siinä, missä luonnonvalinta oli taistelua eloonjäämisestä, seksuaalivalinta oli kamppailua lisääntymisestä.
Darwinin mukaan seksuaalivalinta oli ajoittain pahasti ristiriidassa luonnonvalinnan kanssa ja lajin äärimmäinen keskittyminen lisääntymiseen ehkä jopa vaaransi sen olemassaolon.
Isot sukupuolierot ovat vaarallisia
Darwinin uusi teoria otettiin vastaan sekavin tuntein. Sittemmin biologit ovat yleensä käsittäneet seksuaalivalinnan osaksi luonnonvalintaa: kun naaraat valitsevat kumppanikseen näyttävimmät yksilöt, joilla on parhaat geenit, laji menestyy kauan. Nyt uusi tutkimus tukee kuitenkin Darwinin hieman synkempää näkemystä asiasta.
Yhdysvaltalainen ryhmä, johon kuului muun muassa Smithsonian-instituutin tutkijoita, tarkasteli 93 sukupuuttoon kuolleen raakkuäyriäislajin häviämistahtia ja sukupuolieroja.
Raakkuäyriäisten siittiöt ovat noin sata kertaa niin suuria kuin ihmisen. Koska naaraan voi hedelmöittää usea koiras, yhden koiraan mahdollisuus jatkaa sukua kasvaa sitä enemmän, mitä isommat sen siittiöt ovat. Siittiörakkulassa ollessaan siittiöt ovat kerällä. Ne avautuvat, kun siittiöpumppu ja penis ovat siirtäneet ne naaraaseen.
Siittiöt rullalla
Pisimmillään siittiöt ovat 11,7 mm.
Siittiöpumppu
Kives
Siemenjohdin
Penis
Raakkuäyriäiset muistuttavat äyriäisten ja simpukoiden risteytystä, ja tutkitut lajit elivät Mississippijoen tienoilla noin 66–84 miljoonaa vuotta sitten.
Tulos oli selvä: lajit, joiden koiraille kehittyivät suhteettoman suuret sukuelimet lajin kokoon nähden, säilyivät hengissä keskimäärin vain 1,6 miljoonaa vuotta, kun taas lajit, joiden koiraat eivät poikenneet naaraista kovin paljon, elivät 15,5 miljoonaa vuotta.
Toisin sanoen raakkuäyriäisillä suuri ero sukupuolten välillä eli seksuaalinen dimorfismi sai lajin häviämään kymmenen kertaa niin nopeasti kuin muut lajit.
Koreus on hengenvaarallista
Seksuaalivalinnan haitallisuus on yllättänyt monet biologit. Aiemmat tutkimukset ovat viitanneet siihen suuntaan, että seksuaalivalinta vahvistaa lajia ja antaa parhaat geenit seuraavalle sukupolvelle.
Värikäs naamataulu takaa seksin
Koiras kilpailee alapurennalla
Pitkä pyrstö sytyttää naaraan
Ajatuksena on ollut, että kohtuuttoman suuret ja ajoittain koiraiden liikkumista vaikeuttavat piirteetkin auttavat lajia selviytymään pitkään, sillä luonnonvalinta varmistaa, että vain vahvimmat jäävät eloon.
Riikinkukkokoiraan korean höyhenyksen on ajateltu viestittävän naaraille, että koiraan perimä on niin ylivoimainen, että se pysyy hengissä jopa höyhenasussa, joka tekee siitä helpon saaliin pedoille. Toisaalta juuri se, että siitä tulee helppo uhri, tukee Darwinin teoriaa ja yhdysvaltalaistutkimusta raakkuäyriäisistä.
Kun muissa tutkimuksissa on keskitytty eläviin lajeihin, yhdysvaltalaistutkimuksessa tarkasteltiin vain sukupuuttoon kuolleita lajeja. Fossiloituneilla raakkuäyriäisillä seksuaalinen dimorfismi näytti olevan yleistä: koirailla oli pitempi kuori, jossa oli enemmän tilaa sukuelimille ja siittiöille.
Kun ajat ovat ankarat ja resurssit niukkoja, eliöille on haitallista käyttää energiaa suurten sukuelinten kasvattamiseen ja ylläpitoon. Siksi kriisiaikoina tällaiset lajit häviävät, kun taas varustukseltaan vaatimattomammat lajit jatkavat sukua. Hävinneet raakkuäyriäislajit todistavat, että evoluutio ei aina tuota aiempia paremmin ympäristöönsä sopeutuneita lajeja.
Runsaasti resursseja
Eloonjääminen
Raakkuäyriäisillä on runsaasti ravintoa, ja henkiin jäävät kaikenkokoisilla sukuelimillä varustetut.
Lisääntyminen
Kaikki koiraat pääsevät parittelemaan, mutta ne koiraat, joilla on isoimmat sukuelimet, saavat varmimmin jälkeläisiä.
Tulos
Lajin koiraille kehittyy isommat sukuelimet.
Niukasti resursseja
Eloonjääminen
Isot sukuelimet vaativat paljon energiaa. Koiraat, joilla on isot sukuelimet, kärsivät.
Lisääntyminen
Kannassa alkaa lisääntyä niiden koiraiden määrä, joilla on pienet sukuelimet, ja ne hedelmöittävät eniten naaraita.
Tulos
Raakkuäyriäiset, joilla on isot sukuelimet, kuolevat, ja pieniä sukuelimiä tuottava perimä siirtyy.
Koiraat kilpailevat siittiöillä
Seksuaalivalinta voi siis johtaa lajin kuolemiseen sukupuuttoon, mutta toisaalta suuri ero sukupuolten välillä voi myös johtaa suurempaan lajikirjoon. Tämä selvisi, kun tutkijat tarkastelivat ruokosammakoiden heimoa (Hyperoliidae). Siihen kuuluu yli 200 lajia, joissa koiraat ja naaraat ovat erivärisiä. Tutkijat rekonstruoivat sammakoiden perimän pohjalta lajien värien kehityksen evoluution aikana, jolloin he havaitsivat yhteyden värien kehityksen ja sukujen lajien määrän välillä. Suvuissa, joissa sukupuolet ovat erivärisiä, on keskimäärin kaksi kertaa niin paljon lajeja kuin muissa.
Hyperolius riggenbachi -sammakkolajin koiras (vasemmalla) ja naaras (oikealla) ovat väritykseltään hyvin erilaisia.
Lajien monimuotoisuus heijastuu myös seksuaaliseen käyttäytymiseen, jossa voidaan erottaa kaksi pääasiallista käytäntöä. Toisessa urokset taistelevat keskenään naaraista, ja toisessa naaras on aktiivinen osapuoli ja valitsee parittelukumppanin suosimiensa piirteiden perusteella.
Kummallakin tavalla suosituimmat piirteet välittyvät jälkeläisille. Kun esimerkiksi isokauriit taistelevat keskenään voittaakseen naaraan suosion, tapahtuu valintaa, jossa seuraavalle sukupolvelle periytyvät kaikkein suurimmat ja vahvimmat sarvet.
Myös raakkuäyriäisten keskuudessa esiintyy kilpailua, mutta väkivaltaisten yhteenottojen sijaan koiraat kilpailevat keskenään siittiöillään. Seksuaalivalinnan paineiden vuoksi raakkuäyriäiskoiraille on kehittynyt myös eläinkunnan suurimmat siittiöt, joiden pituus voi olla jopa 11,7 millimetriä.
Siittiöt ovat itse asiassa neljä kertaa niin pitkiä kuin eläin itse. Ne koiraat, joilla on suurimmat siittiöt, pääsevät varmimmin jatkamaan sukuaan.
Raakkuäyriäisen siittiöt ovat kerällä siemenjohtimen ontelossa.
Klassinen esimerkki toisentyyppisestä valintamenettelystä on riikinkukoilla, joilla naaras valitsee kumppaninsa höyhenyksen perusteella. Riikinkukko on äärimmäinen esimerkki niin sanotusta Fisher’s runaway -hypoteesista.
Sen mukaan koiraan näyttävät piirteet voidaan selittää naaraiden järjestelmällisillä valinnoilla – esimerkiksi kahdesta riikinkukkokoiraasta naaras valitsee aina sen, jonka pyrstö on näyttävin.
Apua uhanalaisille lajeille
Raakkuäyriäisten tapauksessa ei ole epäilystäkään siitä, että seksuaalivalinta on lyhentänyt lajien elinaikaa. Tutkijoiden tavoitteena onkin nyt ottaa niistä opiksi ja kehittää keinoja uhanalaisten lajien suojeluun.
Jos samantyyppistä kehitystä havaitaan muilla lajeilla, on ehkä löydetty perustavaa laatua oleva yhteys seksuaalisen dimorfismin ja sukupuuttoriskin välillä. Havainto ei ainoastaan kerro lisää evoluutioon vaikuttavista ilmiöistä vaan se auttaa myös ymmärtämään tekijöitä, jotka uhkaavat luontoa, ja toimimaan, ennen kuin on liian myöhäistä.