Katse kohti kenttäkautta!

Ikkunasta pimeää ja lumista Helsinkiä katsellessa tuntuu vähän kaukaiselta ajatella, että kuukauden päässä siintää kenttäkausi Tvärminnen eläintieteellisellä asemalla. Kekomuurahaiset ovat huhtikuun alussa jo täydessä lisääntymistouhussa, joten kevään koesuunnitelmat ovat valmiina ja into kenttätyöhön on korkealla.

Eräs evoluutioteorian hienouksista piilee siinä, että samat periaatteet toteutuvat hyvin erilaisissa eliöissä. Tänä vuonna muurahaistutkimusryhmämme on inspiroitunut lintututkimuksesta. Oxfordin kollegojen tutkimus (ks. tästä) osoitti, että lintujen pesäpoikasten ruoankerjuu vanhemmilta ei välttämättä kerrokaan poikasten nälästä. Ruoan jakoon liittyy nimittäin konflikteja. Vanhempien olisi lisääntymismenestyksensä kannalta parasta jakaa ruoka tasan kaikille poikasille ja säästää voimia myös tulevien poikueiden kasvattamiseen. Poikaset taas hyötyvät ruoan omimisesta itselle, pois kilpailijoilta, vanhempien voimia säästämättä. Jos kilpailijoita on paljon, kylläisetkin poikaset kerjäävät! Näin käy myös, jos on todennäköistä, että äidin tulevissa poikueissa on eri isän lapsia, siis sisarpuolia.

Tämä on ns. sukulaisvalinnan logiikka. Yksilöiden arvo toisilleen riippuu luonnonvalinnan mittarilla siitä, kuinka samankaltaisia ne ovat geneettisesti. Mitä kaukaisempien sukulaisten kanssa yksilöt ovat tekemisissä, sitä itsekkäämmin ne usein käyttäytyvät.

Samat ristiriidat vallitsevat muurahaispesissä. Kehittyvät toukat kilpailevat keskenään työläisten huomiosta. Kilpailun kiihkeys riippuu siitä, kuinka läheistä sukua pesän toukat ovat toisilleen. Tämä puolestaan riippuu pesän kuningatarten määrästä. Jos kuningattaria on yksi, toukat ovat sisaruksia ja veljiä, ja niiden kannattaa jakaa resursseja keskenään. Ne nimittäin siirtävät yhteisiä geenejä tuleviin sukupolviin. Jos kuningattaria on useita – kekomuurahaispesässä voi olla jopa satoja kuningattaria – ei muiden toukkien ravinnonsaannista kannata välittää. Toukat ovat toistensa kaukaisia sukulaisia, ja omat geenit ovat tärkeimmät. Tällöin nälän teeskentely voi kannattaa.

Tarkoituksemme on selvittää kaksi asiaa. Ensinnäkin, viestivätkö muurahaistoukat työläisille nälkäänsä. Toiseksi, vaihteleeko viestinnän rehellisyys sen mukaan, kuinka läheisiä sukulaisia pesän asukkaat ovat keskenään. Kuningatarmäärän suuri vaihtelu on rakentanut meille luonnollisen koeasetelman, jossa sukulaisuus vaihtelee valtavasti. Tämä antaa meille hienon mahdollisuuden testata, ovatko muurahaistoukat samalla lailla itsekkäitä kuin linnunpoikaset.

Piipittämisen ja ammottavan nokan sijaan muurahaistoukat viestivät hajuillaan, joten me aiomme tutkia nälkäisten ja kylläisten toukkien hajujen eroja useilla eri muurahaislajeilla. Ennen kuin näytteet ovat valmiina kemiallisiin analyyseihin, on edessä monta hikistä päivää muurahaispesiä kaivaessa, kuningatarten munitusta omissa pikku pesissään ja huolellista munien ja toukkien kasvattamista. Tervetuloa seuraamaan tutkimuksen etenemistä!

Dosentti Heikki Helanterä, Helsingin yliopisto