Hyönteisten aivojen arvoituksia ratkomassa

Hyönteiset on totuttu näkemään pitkälti mekaanisesti toimivana biomassana, joka aiheuttaa lähinnä harmia. Dosentti Olli Loukola Oulun yliopistosta ei voisi olla enempää eri mieltä.

Loukola kertoo saaneensa paljon näyttöä hyönteisten kognitiivisista kyvyistä kimalaisilla tehdyissä tutkimuksissaan. Ehkä eniten mediahuomiota näistä on saanut Science-lehdessä julkaistu tutkimus ”jalkapalloilevista” kimalaisista. Niiden kyky oppia uusia asioita ja ratkaista ongelmia sekä yhteistyönä että yksilöinä on todennettu myös myöhemmissä kokeissa. Vastaan on tullut samalla erilaisia ”persoonallisuuksia”, yksi kimalainen oppii asioita nopeammin ja toimii energisemmin kuin toinen. Näyttöä on saatu myös tunnetiloista sekä eräänlaisesta työkalujen käytöstä.

Viimeksi mainittua selvitettiin kokeessa, jossa palkinto oli kiinnitetty testiareenan kattoon. Kimalaiset oppivat pyörittämään palkinnon alla olevaan koloon pallon, jonka päältä ne ylettyivät palkintoon.  

– Jo pitkään on tiedetty, että simpanssit ja norsut osaavat pinota laatikoita päällekkäin, jos ne pääsevät näin käsiksi ylhäällä olevaan palkintoon. Hyönteisten kohdalla vastaavat näytöt ovat puuttuneet.  

Loukolan mukaan hyönteisillä tehdyt tutkimukset voivat auttaa ymmärtämään kognitiivisia kykyjä ja aivojen toimintaa laajemminkin. Hän toteaa hyönteisten pienten aivojen tutkimisen olevan paljon helpompaa kuin valtavasti monimutkaisempien ihmisaivojen tutkiminen. 

– Hyönteisten aivoissa on noin miljoona neuronia, ihmisellä näitä on useita miljardeja. 

Hyönteisen neuronit ovat kuitenkin verkottuneet tehokkaasti keskenään, minkä takia niistäkin syntyy tehokas järjestelmä. Aivojen pieni koko rajoittaa silti muistikapasiteettia. Jos opittuja taitoja ei käytetä, verkostoon tallentuneet muistijäljet häviävät muutamassa päivässä.

– Hyönteisten aivot riittävät siihen elämään, johon ne ovat evoluution myötä päätyneet. 

Geenit, muisti ja tietoisuus 

Muisti ja tietoisuus ovat edelleen ilmiöitä, joista luonnontieteellinen tutkimus ei ole saanut kunnolla otetta sen enempää hyönteisillä kuin ihmisillä. Ajatusta jonkinlaisesta tietoisuudesta myös hyönteisillä ei voida sulkea pois. Asiaa on lähes mahdotonta selvittää, koska ihmiset ja hyönteiset elävät vain osittain samassa todellisuudessa eikä viestinnässä ole mahdollista päästä samalle kanavalle.

Meidän näkökulmastamme on vaikea käsittää, kuinka miljoonat termiitit pystyvät rakentamaan valtavan pesäkaupungin, jota ne myös operoivat hyvinkin tehokkaasti. Vaikka yksittäisellä termiitillä ei aivojen rakenteen perusteella pitäisi olla mainittavia kognitiivisia kykyjä, ne pystyvät muun muassa yhdessä rakentamaan ja remontoimaan mutkikkaita rakenteita, avaamaan ja sulkemaan kuiluja ilmanvaihdon, lämpötilan ja kosteuden säätämiseksi, viljelemään itselleen ravintoa siihen varatuissa tiloissa. ”Älyttömien ötököiden” keko on rakenteeltaan monimutkaisempi kuin normikerrostalo ja paremmin isännöity kuin moni taloyhtiö.

Tämä ja moni muu hyönteisten toiminta kuitataan usein hatarasti vaistotoiminnalla ja geeneillä. Kumpikaan näistä ei riitä selitykseksi.  

– Geenit asettavat omat raaminsa sille, mikä on mahdollista, mutta paljon jää selityksen ulkopuolellekin. Arvoitusta lisäävät hyönteisten, kuten muidenkin elämänmuotojen synnynnäiset toimintaohjeet. Esimerkiksi eri lintulajien poikaset käyttäytyvät eri tavalla heti kuoriuduttuaan, ennen minkäänlaista oppimista. Vaikka geeneillä lienee osuutensa asiaan, hämäräksi jää, kuinka proteiinien rakentamiseen tarvittava työkalupakki saa kanahaukan poikasen toimimaan eri lailla kuin vastakuoriutuneen sorsan. 

Kemikaalitulvan patoaminen välttämätöntä

Ihmisten pitkälti negatiivinen suhde hyönteisiin näkyy myös niiden suojelun tilanteessa. Perinteinen tulokulmamme on lähinnä se, kuinka niitä saataisiin myrkytettyä tarpeeksi tehokkaasti.

Vaikka ymmärrys ravintoverkoista ja ekosysteemipalveluista on jo muuttamassa ääntä kellossa, hyönteisten suojelu etenee Loukolan mielestä tuskallisen tehottomasti. Kamppailu ympäristön kemikalisoitumista vastaan ei suju kovinkaan hyvin.

– Välttämätön ruuantuotanto on täysin riippuvainen haitallisista kemikaaleista, joiden tulvaa on vaikea saada aisoihin. Kun yksi aine kielletään, sen tilalle kehitetään toinen. 

Kemikaalien haitallisuutta arvioidaan sillä, millaisella annostuksella se tappaa puolet altistuneista kokeen aikana. Loukola pitää arviointia riittämättömänä.

Myös hengissä selviävät, kemikaalien runtelemat hyönteiskannat voivat menettää toimintakykyjään niin, että se näkyy lopulta ekosysteemipalveluissa. 

– Pelkkä tappoprosentin jääminen alle viidenkymmenen ei todellakaan ole merkki kemikaalin turvallisuudesta. Käytössä ei myöskään ole mitään keinoa arvioida kaikkien kemikaalien yhteisvaikutusta.

Nyt kuormaa on kasvattamassa myös mikromuovi. Loukola kertoo Science of total environment -lehdessä aivan äskettäin julkaistusta ”Microplastics reach the brain and interfere with honey bee cognition” -tutkimuksesta, jossa selvitettiin erityyppisten nanomuovien vaikutuksia mehiläisiin. 

– Mehiläisille sokeriveden mukana juotetun muovin todettiin kertyvän niiden aivoihin ja heikentävän hajuun perustuvaa oppimista ja muistia. Juttuun on vaikea keksiä mitään loppukevennystä.

Loukolan mukaan hyönteistenkin suojelemiseksi viljelyssä olisi siirryttävä enemmän vuoroviljelyä ja kesantoa hyödyntävään monilajisempaan viljely­konseptiin samalla, kun haitallisten kemikaalien käyttöä vähennettäisiin olennaisesti. Konsepti olisi nykyistä tehoviljelyä työläämpää ja vähemmän tuottavaa.

Ravinnon tarve maailmassa kasvaa kuitenkin koko ajan.

– Olemme ajautuneet umpikujaan, josta on vaikea peruuttaa enää pois.