Võidujooks Punase kuningannaga

Raivo Mänd

Kuulsa inglise lastekirjaniku Lewis Carrolli raamatus “Alice peeglitagusel maal” satub nimikangelane Punase Kuninganna riiki. Seda maad iseloomustab veider asjaolu, et kõik selle elanikud, kaasa arvatud kuninganna ise, tormavad kogu aeg kuhugi üksteise võidu, ilma et nad sellest hoolimata kuskile jõuaksid. Suurest ruttamisest hingeldava Alice’i imestunud küsimuse peale vastab kuninganna talle: “Siin, kas tead, pead sa kõigest väest jooksma, et omal kohal püsida.”

Evolutsiooniline võidujooks

Õigupoolest pole Punase Kuninganna maa kommetes midagi iseäralikku. Niisugune üksteise võidu tormamine on iseloomulik kogu elusale loodusele.

Looduses on peaaegu kõik kõigiga seotud. Ühed liigid toituvad teistest, olles ise toiduks kolmandatele liikidele. Kiskjad on huvitatud uutest võimalikult efektiivsetest saagijahi võtetest, saakorganismid omakorda aga peavad pidevalt täiustama oma oskusi, et nad suudaksid kiskjate eest põgeneda, peituda, maskeeruda või nendele vastu hakata. Vaevalt jõuab looduslik valik kas või kriipsu võrra suurendada kiskjate küttimisedukust, kui saaklooma populatsioon satub väljasuremisohtu. Selleks et pääseda, tuleb ka saagil kiiresti midagi uut kasutusele võtta ja selles saab tedagi aidata looduslik valik. Looduses peab sööjate ja söödavate vahel säilima tasakaal. Ent see tasakaal ei ole püsiv, vaid dünaamiline.

Kas evolutsiooniline võidujooks saab peatuda? Kas võib eales tulla aeg, kus kogu loodus saavutab omavahelise harmoonia ja evolutsioonilist muutumist tagant kannustavad jõud kaotavad oma võimu? Teiste sõnadega: kas võib saabuda “tuhandeaastane rahuriik” , kus piltlikult öeldes on hundid söönud ja lambad terved? Arvatavasti mitte.

Mis tahes elusolendite populatsioon peab väga täpselt kohastuma selle keskkonnaga, kus ta parajasti eluneb. Elukeskkonna koosseisu kuuluvad ka teised organismid, kellega olend on seotud ökoloogiliste sidemete – toitumissuhete, konkurentsisuhete, koostöösuhete kaudu. Pruugib vaid ühelainsal liigil loodusliku valiku käigus natuke täiustuda, kui sellega muutub kõigi temaga seotud liikide elukeskkond ja kõik teisedki liigid satuvad valiku muutunud surve alla ning peavad end vastavalt kohandama. Evolutsiooniline võidujooks on lakkamatu. Kes tahab elu areenile p ü s i m a jääda, peab olema pidevas m u u t u m i s e s.

Evolutsioonilist võidujooksu illustreerivad ilmekalt paleontoloogide mitmete uurimistööde tulemused. Näiteks on sadade aastamiljonite jooksul pidevalt suurenenud niisuguste loomaliikide arv, kes on olnud võimelised purustama pea- ja kõhtjalgsete loomade lubikodasid ja neid loomi toiduks tarvitama. Paralleelselt sellega on aga toimunud nõrkade kodadega ja varjamatu eluviisiga saakliikide kadumine ja nende asendumine niisugustega, keda iseloomustavad tugevdatud konstruktsiooniga paksud kojad või oskus põhjamutta või kaljuprakku peituda.

Peitusemängu meistrivõistlused

Oi, milliseid kavalaid nõkse on saakloomad evolutsiooni jooksul leiutanud, et oma vaenlasi tühja kõhuga jätta! Kõige labasemad kaitsevahendid on muidugi kiired jalad, paks kaitsekest või suur kasv. Pikkade koibadega jänesel või võimsal piisonil on ka huntidest-karudest kubiseval kõnnumaal head šansid oma nahk terve hoida. Ka teravad sarved või sõrad kuluvad tihtipeale marjaks ära. Kuid kõige odavam tuleb mõistagi see, kui õnnestub kiskja eest üldse märkamatuks jääda. Koopad, urud, puuõõned, põhjamuda, kõrge rohi – kõik, mis peituda aitab, läheb asja ette. Hiilimis- ja maskeerumistehnika poolest jätavad loomad kaugele seljataha Nahksuka-juttude parimadki punanahad. Rabapüüd ja valgejänesed rõivastuvad talveks valgesse ülikonda, suveks aga uuesti pruunikasse – vastavalt sellele, milline parajasti paremini varjuda aitab. Kuid ega kiskjadki maha jää: eri värvi suve- ja talvekarvastik on näiteks nirgil ja kärbil. Maskeerumistehnika üldtunnustatud geenius on teadagi kameeleon, kes muudab oma värvust vastavalt sellele, millisel taustal ta parajasti viibib.

Varjevärvus on muuseas seda tõhusam, mida väiksem on saakloomade arvukus. Sellisel juhul peab kiskja tarvitama korraga mitut liiki ega saa spetsialiseeruda ainult ühele kindlale objektile. Katsed lindudega näitavad, et kui neile toiduks pakkuda ainult üht liiki raskesti märgatavaid röövikuid, õpivad nad neid peagi taustast eristama ning toitumisedukus suureneb järsult. Kui neile aga pakkuda korraga kaht liiki röövikuid, siis jääb nende tabamise edukus pikaks ajaks suhteliselt madalale tasemele. Põhjus arvatakse peituvat selles, et saagi leidmiseks kasutavad loomad “matriitsina” erilist ajus tekkivat o t s i n g u k u j u n d i t. Meenutage, kuidas te sügisel esimest korda tõmmuriisikaid korjama lähete. Algul ei leia te ülimast silmade pingutamisest hoolimata ühtegi seent, pärast esimeste leidmist on aga peaaegu võimatu ülejäänuid mitte märgata. Kui saakobjekte on mitut liiki, tuleb otsingukujundit ajus pidevalt vahetada, mis aga tublisti kahandab leidmise edukust.

Mürgised või mittesöödavad loomad (lepatriinud, mürkmaod, herilased jt.) ei kasuta maskeerumisvärvust, vaid otse vastupidi, eksponeerivad end, kasutades eriliselt silmatorkavat värvust, häälitsust või lõhna. Katsed näitavad, et nii õpivad kiskjad neid palju kiiremini vältima, kui siis, kui nad taustaga ühte sulaksid. Seda kasutavad omakorda kavalalt ära paljud söödavad ja kaitsetud organismid, jäljendades eelmiste kehamustrit, häälitsusi või käitumist. Nii näiteks meenutavad sirelaste sugukonda kuuluvad vagurad kärbsed sõjakaid herilasi ja pesalt tabatud lind nimega väänkael sisistab ehtsa mao kombel.

Kes võidab võidujooksu?

Võiks arvata, et lakkamatus kiskjate ja saakorganismide vahelises evolutsioonilises võidujooksus süüakse mõnikord nahka kõik teatud liiki saakloomad, teinekord jälle surevad nälga kiskjad, mistõttu toimub pidev liikide väljasuremine ja uutega asendumine. Tegelikult aga on teada, et enamiku kiskjate ja saakloomade populatsioonid on eksisteerinud kõrvuti isegi evolutsioonilises plaanis tohutult pika aja vältel. Mis siis takistab nii saakloomadel kui ka kiskjatel liiga osavaks muutumast ja võidujooksu võitmast? Ammendavat vastust sellele küsimusele on raske anda, kuid laias laastus arvatakse põhjuseks olevat tagasisidel toimiv mehhanism, millel on mitmeid komponente.

Ühe teooria kohaselt, mida kutsutakse ka elu-ja-lõunasöögi-printsiibiks, on kiskja ja saagi vahelise võidujooksu tulemus kummagi osapoole jaoks erisuguse kaaluga. Saagi jaoks on see elu ja surma küsimus, kiskja aga võib vajaduse korral enamasti valida teise saakobjekti. Poolnaljatoonis öeldes: jänes jookseb elu, rebane ainult lõunasöögi eest. Seetõttu on saaklooma populatsioon loodusliku valiku tugevama surve all kui kiskja populatsioon. Valikusurve tugevusest sõltub aga evolutsiooni, järelikult ka uute kohastumuste tekkekiirus. Sellele aitab omakorda kaasa see, et tihti on saaklooma keskmine eluiga lühem ja sigivus suurem kui kiskjal, mistõttu ka saakliigi põlvkonnad vahelduvad kiiremini kui kiskjal. Järelikult on materjali, mille hulgast valida, rohkem. See omakorda suurendab saaklooma evolutsioneerumise kiirust ehk teiste sõnadega tõenäosust jõuda evolutsioonilises võiduajamises kiskjast ette.

Samuti aga ei jõua ka saak kiskjast tavaliselt l i i g a kaugele ette. Miks? Kui saakloomad muutuvad liiga kavalaks või osavaks, hakkab nälgivate kiskjate arvukus vähenema või nad lülituvad ümber mõnele teisele, kergemale saagile. Valikusurve endisele saagile nõrgeneb ja tema “võidujooksu” tempo aeglustub.

Kiskjad, kes põgenevad saagi eest

Laialt levinud ökoloogilises tähenduses mõistetakse “kiskja” all organismi, kes tarbib teist organismi, kusjuures see teine on ründamise hetkel elus. Sellise definitsiooni kohaselt mahuvad kiskja mõiste alla ka parasiidid, kelle eksistents põhineb peremeesorganismidel. Parasiit-peremees-tüüpi suhetel on siiski teatavad iseärasused, võrreldes “tõelise” kiskja ja tema saagi vaheliste suhetega. Üks selline iseärasus on parasiitide kardinaalselt teistsugune positsioon evolutsioonilises võidujooksus. Peremeesorganismid harilikult mitte ei põgene ega peitu parasiidi eest, vaid püüavad neid avastada ja hävitada. Nii on meie immuunsüsteem kohastunud meid nakatavate tõvemikroobide hävitamiseks, nii katsuvad laululinnud avastada ja minema pilduda nende pessa munetud käomune, nii virutab lehm sabaga teda kimbutavatele parmudele. Ka elu-ja-lõunasöögi-printsiip tundub parasiidi ja peremehe suhetes pea peale pööratud olevat: peremehe jaoks on parasiidid tihti vaid tülikad ja kahjulikud külalised, samal ajal kui parasiidile on peremehe leidmine enamasti elu ja surma küsimus. Sellepärast peaks ka valikusurve parasiitidele olema suhteliselt tugevam kui peremeesorganismidele ja evolutsioonilised muutused oodatavalt kiiremad. Niisiis võib evolutsioonilises võidujooksus piltlikult kujutada parasiiti veidi eespool ja peremeest tagapool lippamas.

Parasiitidest kuluks õigupoolest kirjutada pikemalt, sest üha rohkem biolooge on tänapäeval hakanud mõistma parasitismi erakordselt suurt rolli koosluste ja ökosüsteemide omaduste kujunemisel. Paljud nn. Punase Kuninganna hüpoteesi toetajad on näiteks veendunud, et kogu eluslooduse evolutsioon on olnud suurelt jaolt võidujooks parasiteerijate ja parasiteeritavate vahel.

Sõber koorib sõbra naha

Tihti ei saa kahe organismi vahelistes suhetes eristada tarbijat ja tarbitavat, vaid mõlemad osapooled näikse saavat selget kasu. Niisugust vastastikku kasulikku suhet kahe liigi vahel kutsutakse üldiselt mutualismiks, kui aga organismid ilma teiseta üldse läbi ei saa, siis sümbioosiks. Üks tuntumaid näiteid on mükoriisa – seene ja puu vahelise kooselu vorm, kus puu saab seene kaudu vett ja mineraalaineid, seen puult aga süsivesikuid. Seepärast leiamegi kaseriisikaid alati kaskede, haavapuravikke aga haabade alt. Üsna sageli tuuakse mutualismi näiteks ka seda, kuidas linnud marju süües nende seemneid levitada aitavad. Eriti meelsasti aga refereeritakse antiikajast pärinevat kirjeldust sellest, kuidas kõnnupääsudeks kutsutud linnud suu pärani ajanud krokodillidel julgelt hambaid puhastavad, nokkides nende vahelt toidujäänuseid.

Kuidas on niisugused hämmastavad koostöövormid eri liikide vahel saanud välja kujuneda? Kas tõesti istusid seened ja puud kunagi üheskoos läbirääkimiste laua taha, et sõlmida koostöölepingut? Õige vastus peitub siiski hoopis muus. Sümbiontide vastastikku kasulikud koostöösuhted on evolutsioonilise võidujooksu käigus nähtavasti kujunenud nende kaugete esivanemate ekspluateerimissuhetest. Selle väite illustreerimiseks vaatleme korraks põgusalt üht markantsemat koostöönäidet – kimalase ja putuktolmleja taime koostööd.

Kimalased saavad taimelt endale hädavajalikku nektarit, taim aga vajab kimalast tingimata selleks, et oma õietolmu, st. seemnerakke levitada. Kas nende huvid kattuvad? Ei sugugi. Mis saab taim sellest kasu, kui kimalase järglased hästi toituvad või mis loeb kimalasele, kui palju õisi taimel viljastatakse! Õistaim on kimalase jaoks piltlikult väljendudes meepott, kimalane õistaime jaoks aga lendav peenis.

Kui kimalased oleksid vabatahtlikult, puhtast koostöövalmidusest valmis õietolmu levitama, siis mispärast küll on taimedel välja kujunenud nõnda palju fantastilisi kohastumusi selleks, et edukalt tolmelda? Õie peenehitus on kujunenud selliseks, et putukas mitte mingil juhul nektarit muidu kätte ei saaks, kui ainult õietolmu kaasa viies (või tuues). Õitsemisajad, õite värvus, nende paigutus õisikus, nektari paiknemine nektarimahutis – kõik paistavad teenivat seda eesmärki, kuidas kimalast paremini oma huvides ekspluateerida. Ja ometi juhtub tihti ka seda, et kimalased lihtsalt varastavad nektari, torgates augu otse nektarikannu. Ka taimede seas esineb hulgaliselt pettureid, kes kasutavad putuktolmeldajaid, jättes nektari vastu andmata. Omapärane on rabamuraka kavalus: ta tolmleb poole odavamalt, sest nektarit sisaldavad üksnes isasõied. Putukad ei tee aga isas- ja emasõite vahel vahet ning külastavad mõlemaid…

Putuktolmlejate taimede kauged esivanemad olid arvatavasti võimelised ka iseseisvalt õietolmu levitama, kuid need, keda külastasid putukad, tegid seda edukamalt kui teised. Siit sündis võimalus hakata putukaid enda huvides kasutama. Edasise evolutsiooni jooksul täiustus see ekspluateerimisoskus sedavõrd, et kui putukad nüüd korraga otsustaksid “koostöölepingu” lõpetada, ei saaks taimed oma eluga enam hakkama. Kuid vaevalt tahavad putukad lepingut lõpetada. Selleks on ka nemad taimede nektarist liialt sõltuvusse sattunud. Nii jääb mõlemal äripartneril üle vaid üks võimalus: püüda teiselt saada võimalikult palju, ise võimalikult vähem vastu andes.

Ning evolutsiooniline võidujooks jätkub.