Miten ohjaisit evoluutiota?

Maailman meno on monen mielestä kiihtynyt. Charles Darvin ajatteli 1800-luvulla, että evolutiivinen kehitys tapahtuu pikkuhiljaa, ”ajan hitaassa juoksussa”, mutta nykytutkijat osaavat havaita ja mitata tätä DNA-muutoksiin perustuvaa luonnonvalintaa lähestulkoon reaaliajassa. Mitä pienempi ja lyhytikäisempi eliö on, sen nopeammin lajin geenit muuttuvat. Lääkärit huomaavat tämän jokapäiväisessä työssään bakteerien antibioottiresistenssissä, mutta myös aitotumalliset oliot noudattavat nopeasti evoluution sääntöjä.

Evoluutio on nopeuden lisäksi myös monimutkaista yhteispeliä, jossa genetiikka ja ympäristö vaikuttavat toisiinsa jatkuvasti. Ympäristön muutoksen esiin tuoma yhden lajin geneettinen kehittyminen vaikuttaa helposti toisten lajien elinympäristöön esimerkiksi kilpailun kautta. Tämä taas puolestaan muuttaa näiden lajien genetiikka ja ketjureaktio on valmis. Ei siis ole yhdentekevää, miten muutamme lajien geenejä tai ympäristöä. Rachael Lallensackin (2018) artikkeli on hyvä yleistajuinen uutiskatsaus aiheeseen.

Konkreettisia havaintoja nopean evoluution vaikutuksista ekologisiin verkostoihin on tehty kasveilla, levillä, hyönteisillä ja pienillä selkärankaisilla, kuten kaloilla. Suomalaisetkin ovat Ilkka Hanskin (1953-2016) johdolla olleet mukana ekologisen evoluution mittaamisessa ja pohtineet eri lajien muutosten vaikutuksia kokonaisuuteen.

Hyvin visuaalinen ja ymmärrettävä koe tehtiin kummitussirkkoihin kuuluvalla Timema bartmani -lajilla, jolla on kaksi eri värimuotoa, joilla on omat isäntäkasvit. Lajin raidalliset edustajat pärjäävät paremmin raidallisilla kasveilla ja kokovihreät viihtyvät yksivärisillä isäntäkasvin lehdillä, joista linnut eivät huomaa niitä. Kun eri muotoja vaihdetaan kokeellisesti lehdiltä toiselle, alkaa selviytymiskilpailu, jossa huonosti maastoutuvat yksilöt nopeasti häviävät pelin ja pullonkaulasta läpi pääsevät vastaavasti lisääntyvät (Farkas ym 2013). Uutta tutkimuksessa oli havainto siitä, että näkyvä ruoka-aitta houkuttelee lintuja paikalle niin paljon, että myös muut hyönteislajit joutuvat syödyksi ja evolutiivisen paineen alle. Tämä taas parantaa kasvien menestymistä, ainakin niin pitkäksi aikaa, kunnes hyönteiset taas ovat kehittäneet huomaamattomamman ulkoasun geneettisen variantin.

Nopeaa evoluutiota tapahtuu lähes aina, kun ympäristö muuttuu. Evoluution ja ekologian tutkijat ovat tehneet mitattavaa tutkimusta äkillisissä luonnontapahtumissa, kuten hirmumyrkyissä ja tulipaloissa, ja dokumentoineet kuinka luonnossa lähes kaikki vaikuttaa kaikkeen. Spontaanien tapahtumien lisäksi kysymyksiä eri eliöiden ja/tai ympäristön muuttumisen vaikutusta toisiin lajeihin voidaan lähestyä myös kokeellisesti. Avoimessa ympäristössä tehtävää manipulaatiota osataan kuitenkin onneksi välttää, sillä esimerkiksi Australian kaniongelmasta ja muista vanhingoista on otettu opiksi. Esimerkiksi kalojen populaatioita ja evoluution vaikutuksia ekologiaan voidaan tutkia hallitusti mm. suurilla pusseilla (Best ym 2017) tai häkeillä (Simon ym 2017), jotka sijoitetaan järvi- tai muuhun vesiympäristöön. Opimme luonnon vuorovaikutuksesta tällä tavoin vielä paljon, mutta lienee jo nyt selvää, että takaisinkytkennät genetiikan ja ympäristön välillä ovat monimutkaisia ja joskus yllättäviä.

Mitä merkitystä tällä on ihmisen kannalta? Nopea vastaus on, että emme tiedä vielä. Joka tapauksessa muuttuvien ympäristöjen vaikutus lajien kirjoon ja eri populaatioiden genetiikkaan voi tapahtua nopeasti, mikä kehottaa varovaisuuteen. Esimerkiksi ilmastonmuutos tulee lähes varmasti muuttamaan elinympäristöjämme ja sen vaikutuksia on vaikea ennakoida.

Kun nykyään osaamme muuttaa eliöiden geenejä ja/tai valita suosimamme lajit, tulisi pitää huolta siitä, että monimuotoisuus säilyy. Tämä koskee vielä nykyään lähinnä kasveja ja tuotantoeläimiä, mutta kuten tutkimuksista näemme, jonkin luonnon osan muuttaminen vaikuttaa myös muihin eliöihin. Lyhytnäköinen hyöty esimerkiksi ruokakasvien viljelyssä voi muuttua pitkäaikaiseksi haitaksi, jos (kun) emme tiedä miten monimuotoisuus ja takaisinkytkennät toimivat. Lääketieteessä tiedämme, että joskus on lähes pakko ottaa riskejä, mutta tällöinkin niistä olisi hyvä sopia yhdessä, ja tehdä päätöksiä jotka perustuvat parhaaseen saatavilla olevaan tietoon.

Kokonaan toinen asia on vielä se, että kun toivomme omien lapsiemme olevan mahdollisimman hyvin pärjääviä ja jonain päivänä ”korjailemme” ihmisen geenejä, olisi hyvä muistaa, että ympäristön muuttuessa voikin olla, että valitsemme väärät geenimuodot. Selkeitä sairauksia aiheuttavia muutoksia lienee järkevä korjailla, mutta voi olla että erilaisiin ominaisuuksiin ja ulkonäköön vaikuttavat geenit olisi hyvä jättää rauhaan toistaiseksi.

Edes yksilön, saati sitten kokonaisen lajin geneettinen ohjailu on riskipeliä alati muuttuvassa ympäristössä. Ei liene järkevää lajin kannalta, että kaikki muuttuisivat perimältään homogeenisiksi tavoitellessamme esimerkiksi Kenin ja Barbien ulkonäköä. Erilaisuus on rikkautta, myös geneettisesti.

Viitteet:

Best RJ ym. (2017) Transgenerational selection driven by divergent ecological impacts of hybridizing lineages. Nat Ecol Evol. 11:1757-1765.
Farkas TE (2013) Evolution of camouflage drives rapid ecological change in an insect community. Curr Biol. 23(19):1835-43.
Lallensack R (2018) Nature 554, 19-21
Simon TR ym. (2017) Local Adaptation in Trinidadian Guppies Alters Stream Ecosystem Structure at Landscape Scales despite High Environmental Variability Copeia, 105(3) : 504-513

Dosentti Kirmo Wartiovaara
Helsingin yliopisto

Mä oon mikä oon, en voi muuksi tulla!

Onhan se ihmeellistä! Maailman onnellisimmassa maassa on syrjintä seksuaalisen suuntautumisen vuoksi tuomittua ja lasten annetaan löytää oman sukupuoli-identiteettinsa. Kuitenkaan heteroksi painostamisen eli seksuaalisen eheytyksen kieltämistä ei ole mainittu tähän mennessä yhdenkään hallituksen ohjelmassa. Lehdistössä on ollut viime aikoina useita kirjoituksia uskonnollisten yhteisöjen harjoittamasta yksilön eheyttämishoidosta ja sen traagisista seurauksista (Nyt 8.6.2018, HS 29.6.2019, Kuukausiliite 21.6.2019). Englannin kielessä tätä kutsutaan sexual conversion therapyksi. Euroopan parlamentti ehdotti viime vuonna sen kieltämistä.

Eheyttäminen tarkoittaa sitä, että joku rikki mennyt korjataan. Mikä on mennyt rikki, jota seksuaalisen eheytyksen avulla yritetään korjata? Seksuaalisen eheytyksen tehokkuudesta ei ole mitään näyttöä. Sen sijaan tiedetään, että painostuksen kohteeksi joutuneet kärsivät masennuksesta ja heidän itsemurhariskinsä on kasvanut. Eheyttämisessä puututaan ihmisen keskeiseen minuuden osaan. Sen voi rinnastaa ’aivopesuun’. Ehkä uskonnolliset yhteisöt harjoittavat sitä, koska kirkolla on pitkä historia ja voimakas usko uskonnollisen käännytyksen onnistumiseen joskus suostutellen, joskus jopa miekalla. Seksuaalisen identiteetin löytäminen on vuosia tai vuosikymmeniä kestävä prosessi. Ei ole tavatonta, että ’kaapista tullaan ulos’ vasta pitkän heteroavioliiton jälkeen. Ehkä pitkä aikaskaala auttaa hieman ymmärtämään asiaan liittyvien värien kirjon.

Lisääntymiskyvytön laji kuolee sukupuuttoon. Näinkö käy suomalaisille? Syntyvyys on pienentynyt vuodesta 2010 vuoteen 2018 viidenneksen. Syyt syntyvyyden laskuun ovat hämärän peitossa. Osasyynä on varmasti sperman laadun heikkeneminen. Jos huononeminen jatkuu nykytahtiin, muutamassa kymmenessä vuodessa kaikki suomalaismiehet ovat mahoja. Jo vuonna 2000 Arto Paasilinna kirjoitti aiheesta herkullisen komedian ”Ihmiskunnan loppulaukka”. Entinen eläinlääkäri, Suomen viimeinen fertiili mies, Tarmo Saamakorpi lähtee siitostoimeen hevosmiehen tyylillä. Uskollinen Haaveri-Aaroni ratsunaan hän karauttaa Orimattilan tilaltaan naisiin, mutta tällä kertaa jalomielisin, epäitsekkäin aikein. Ihmissuvun on jatkuttava, ja vanhan konitohtorin värkeissä on vielä varaa. Nauruhermoja kutkuttava visionäärinen eepos.

Jokaisen lajin on tehtävä seuraava sukupolvi. Eri lajit lisääntyvät hyvin eri tavoin. Lisääntyminen voi olla seksuaalista tai aseksuaalista (neitseellistä eli partenogeneettista). Edellinen tarkoittaa munasolun hedelmöittämistä siittiöllä kahden yksilön parittelun seurauksena ja jälkimmäinen sitä, että jälkeläisiä syntyy ilman parittelua ja hedelmöitystä. Seksuaalisessa lisääntymisessä syntyvä yksilö on vanhempien genomien sekoitus, mikä edistää uusien ominaisuuksien syntymistä. Aseksuaalisessa lisääntymisessä geneettistä variaatiota ei yleensä nähdä, ja jälkeläiset ovat emonsa klooneja tai puoliklooneja. On myös lajeja, jotka tilanteesta riippuen lisääntyvät seksuaalisesti tai aseksuaalisesti. Näistä lajeista suurin on Komodon varaani, joka on monta metriä pitkä lihaa syövä hirmulisko.

Ihminen ei voi lisääntyä neitseellisesti. Sen estävät muutamat sadat leimautuneet geenit. Niiden ilmentyminen riippuu siitä, ovatko ne periytyneet isältä tai äidiltä. Jos jonain päivänä leimautuneet geenit opetetaan toimimaan taustastaan riippumatta, voisivat suomalaiset naiset tehdä lapsensa ilman raastavaa rakkautta ja katkeria eron kyyneleitä. Ihmiskunta muuttuisi lopulta amazonien yhteisöksi. Miehistä luettaisiin historian kirjoissa, ja kauhisteltaisiin heidän väkivaltaisuuttaan ja jatkuvaa sotimista.

Sukupuolen määräytymisen mekanismit heijastelevat kunkin lajin lisääntymisen strategiaa. Vaikka nisäkkäiden sukupuoli määräytyy sukukromosomien perusteella, muissa selkärankaisissa ja ennen kaikkea hyönteisissä sukupuolen määräytymiseen vaikuttavat monet muut seikat, kuten hautomisajan lämpötila, populaatiotiheys ja jopa yksilön sosiaalinen status. Tästä hyvä esimerkki on Napoleon-kala. Johtajauroksen kuoltua sen puoliso muuttaa sukupuoltaan ja päätyy uudeksi johtajaurokseksi. Muutamissa lajeissa sukupuoli voi muuttua jopa useita kertoja elämän aikana. Ihmisen sukupuolen määräytymisessä ympäristötekijöillä on tiettävästi melko vähän merkitystä, joskin muutamat epämuodostumia aiheuttavat aineet eli teratogeenit vaikuttavat sukupuolen kehitykseen haitallisesti.

Ihmisen geneettinen sukupuoli on binaarinen. Mies on XY ja nainen XX. Geneettisen koodin toteutuminen maskuliiniseksi tai feminiiniseksi yksilöksi käynnistyy vasta raskauden 11. viikolla. Sitä ennen tyttö- ja poikasikiöt ovat samanlaisia. Miehen kehityksessä keskeinen on Y-kromosomin SrY-geeni. SrY-proteiinin vaikutuksesta kehittyvät kivekset ja ulkoiset maskuliiniset piirteet. Nainen on kehitysbiologisesti sukupuolen perusmuoto, mutta feminiinistenkin ominaisuuksien kehitys vaatii geenien aktiivisuutta, ja siinä tärkein on Wnt4-signaalimolekyyli.

Koska maskuliinisten ominaisuuksien kehitys on moniportaisempi kuin feminiinisten, miehillä nähdään naisia paljon enemmän sukupuoliominaisuuksien poikkeamia. Osa niistä vaatii varhaista hormonikorvaushoitoa, jotta yksilö kasvaisi ja kehittyisi normaalisti. Jos vastasyntyneen sukupuoli on epäselvä, tutkitaan mm. sukukromosomit, sukuelinten mahdolliset anatomiset poikkeamat, sukuhormonituotanto ja niiden reseptoreiden rakenne. Epäselvä sukupuoli on yhdellä 4500:sta vastasyntyneestä. Tarvittavien hoitotoimenpiteiden aikataulu riippuu tutkimusten tuloksista.

Sukupuoli-identiteetin määräytymisen tärkeä osa on aivojen ohjelmointi eli mentaalisen sukupuolen kehittyminen. Biologisen ja mentaalisen sukupuolen suhteessa nähdään kaikki mahdolliset variaatiot. On homo-, bi-, mega- ja heteroseksuaalisia, joilla kaikilla on normaali biologinen sukupuoli-identiteetti. Valtaosalla ihmisistä seksuaalinen suuntautuminen pysyy samana koko elämän ajan. On myös joukko ihmisiä, jotka ovat joko elämän tilanteen takia tai koko elämän ajan aseksuaalisia. He eivät tunne seksuaalista vetovoimaa muihin ihmisiin, vaikka libido olisi normaali. Heitä on noin 1 prosentti väestöstä, eikä aseksuaalisuuden syitä tunneta tarkkaan.

Seksuaaliseen identiteettiin vaikuttavat geneettiset tekijät, muut sikiöaikaiset vaikutukset, aivojen ohjelmoituminen, kulttuuri ja tietysti myös ympäristö – siitä tärkeimpinä lait ja yhteisön asenteet. Seksuaalisen kypsymisen vuosikausia kestävä prosessi muodostuu pysyväksi osaksi ihmisen minuutta. Sen takia ehdotan kohteliaasti, että Antti Rinteen hallitus ottaisi ohjelmaansa seksuaalisen suuntautumisen eheyttämishoitojen kieltämisen. Näin maailman onnellisin kansa nousisi myös sivistysvaltioiden joukkoon.

PS. Lämmin kiitos akatemiaprofessori Katri Räikköselle ansiokkaista kommenteista tekstiin.

PPS. Suomalaisen lääkäriseura Duodecimin sanastolautakunta käsitteli termiä eheyttämishoito kokouksessaan 14.8.2019. Lautakunta piti termiä harhaanjohtavana ja ehdottaa, että vastaisuudessa käytettäisiin esimerkiksi termiä seksuaalisen identiteetin muuntaminen tai sen yritys. Kyseessä ei ole koskaan lääketieteellinen hoito.

Kuuntele Youtubessa ”Mä oon mikä oon”, Tamara Lund vuodelta 1963.

Hannu Sariola
Kehitysbiologian professori, ylilääkäri