maanantai 7. syyskuuta 2020

Suunnistusta taivaan ja maan avulla, osa 2/2

Edellisessä osassa tutustuimme monarkkiperhosten vuosittaiseen massamuuttoon Pohjois-Amerikasta Meksikoon talvehtimaan ja kevään tullen takaisin lisääntymisalueille. Monarkit eivät suinkaan ole ainoita hyönteismaailman pitkän matkan muuttajia. Oletkohan koskaan kuullut bogong-yökkösistä? Bogongit (Agrotis infusa) ovat harmaanruskeita yöperhosia Australiasta. Ne jäävät monen mielestä hopeasijalle kauneusvertailussa monarkkiperhosten kanssa, mutta muuttopuuhissa ne ovat ehkäpä vielä hämmästyttävämpiä kuin kirjavat serkkunsa. Bogong-yökköset näet muuttavat Sinne ja takaisin tuhat kilometriä suuntaansa yhden sukupolven aikana, ja yksinomaan öisin! Työskentelen nykyään bogong-yökkösten parissa, joten tämä aihe on todellakin sydäntäni lähellä. Tämä artikkeli koostuu kollegojeni tutkimustuloksista, ja viitteet löytyvät tuttuun tapaan tekstin lopusta.

Käyttäytymiskokeen jälkeen vapautettu bogong-yökkönen tankkaa pöydälle pärskynyttä hunajavettä ennen siivilleen nousua. Kokeesta muistona yökkösellä on selässään kalju läikkä, joka ei näytä sen menoa haittaavan.

























Toisin kuin monarkit, bogong-yökköset muuttavat paetakseen tukalaa kesää. Niiden aineenvaihdunnan oletetaan toimivan parhaiten huomattavasti Australian kesähelteitä matalammissa lämpötiloissa, joten niiden on hengissä säilyäkseen löydettävä viileä kesänviettopaikka. Bogongien lisääntymisalueet sijaitsevat eteläisen Queenslandin sekä läntisen Uuden Etelä-Walesin ja Victorian osavaltioiden vehreillä alueella. Bogong-naaraat munivat syksyllä joko suoraan multaan tai kasvien päälle, ja jälkikasvu käy talven aikana läpi kuusi toukkavaihetta ennen koteloitumistaan. Elo-syyskuussa, etelän kevään koittaessa, nuoret bogong-yökköset kuoriutuvat koteloistaan ja aloittavat matkansa kohti Uuden Etelä-Walesin, Victorian ja Australian pääkaupunkiterritorion vuoristoalueita eli Australian Alppeja. Vuorille päästyään ne kerääntyvät luoliin ja kallionhalkeamiin ja asettuvat tiiviiksi peitoksi kalliopinnalle kuin kattotiilet, kunkin yksilön kätkiessä päänsä yläpuolellaan olevien siipien alle. Lämpötila ja ilmankosteus pysyvät luolissa sopivana läpi kesän. Bogongit estivoivat luolissa helmi-maaliskuulle asti, jolloin niiden on aika palata alavammille maille lisääntymään. 

A: Koiras-bogong, mittakaava 5 mm. B: Bogong-yökkösten luonnolliset muuttosuunnat. Oranssit nuolet Australian kartalla kuvaavat kevätmuuttoa vuorille, harmaat syysmuuttoa vuorilta takaisin lisääntymisalueille. Ylempi ympyrä näyttää 18:n Narrabrissa pyydystetyn ja lentosimulaattorissa kesken kevätmuuton testatun bogongin lentosuunnan (oranssit vektorit) ja niiden keskiarvon (punainen nuoli). Alemmassa ympyrässä ovat vastaavat estivointiluolien lähellä Adaminabyssä syysmuuton alussa testattujen bogongien suunnat (harmaat vektorit) ja keskiarvo (punainen nuoli). Yksittäisen vektorin pituus kuvaa sitä, kuinka päättäväisesti bogong on tähän suuntaan lentänyt: mitä enemmän se on mutkitellut, sitä lyhyempi vektori. Jos yökkönen pystyisi lentämään luotisuoraan yhteen suuntaan koko kokeen ajan (10 min), ylettyisi vektori ympyrän ulkokehälle. Kolme sisäkkäistä katkoviivaympyrää kuvaavat tilastollisia merkitsevyysrajoja. Keskipisteestä yli sisimmän katkoviivan yltävät vektorit kuvaavat yökkösen tilastollisesti merkitsevää pyrkimystä lentää vektorin osoittamaan suuntaan. gN osoittaa maantieteellistä pohjoista, mN magneettista pohjoista. Lyhyet punaiset viivat ympyrän kehällä ovat keskiarvonuolten 95%:n luottamusvälejä. Lähde: Dreyer et al. (2018) Curr. Biol., 28(13), pp.2160-2166.

Öiset kompassit

Monarkkiperhonen suunnistaa auringon avulla, mutta öisin muuttavalle bogongille aurinko ei ole käytettävissä. Moni asutuskeskusten valoihin tottunut ei tule sitä ajatelleeksi, mutta yötaivaalla on myös suunnanantajiksi kelpaavia valoja. Ensimmäisenä mieleen tulee kuu, mutta valitettavasti tämä seuralaisemme on liian levoton käydäkseen kompassista – kuun nousuajat ja -paikat vaihtelevat ja välillä se ei näy lainkaan. Tähdet liikeratoineen sen sijaan ovat hyvin ennustettavissa ja Linnunrata kaartuu Australian yllä selvästi erottuvana juovana, jonka voi nähdä myös hyönteisen verkkosilmin. Siltä varalta, että yötaivas olisi pilvessä, bogongit voivat käyttää myös maamerkkejä ja maan magneettikenttää suunnistamisen apuna. Kuten monet muutkin öisin suunnistavat eläimet, bogongit ovat alttiita valosaasteelle. Toisinaan niiden lähestyessä määränpäätään vuoristossa ne hämääntyvät Canberran valoista ja päätyvät peittämään kokonaisia rakennuksia, tukkien ilmastointikanavia ja aiheuttaen oikosulkuja sähkökaapeissa. Tästä syystä kaikki Australialaiset tietävät bogong-yökköset (ja usein inhoavat niitä), mutta käytännössä kukaan ei kuitenkaan tiedä, miltä bogong näyttää!

Bogong-yökkösiä estivaatioluolassa Uuden Etelä-Walesin vuoristossa. Kukin kuvassa näkyvistä ruskeista "suomuista" on bogong. Yökköset peittävät luolissa lähes kaikki saavutettavissa olevat kalliopinnat. Tämän kuvan saadakseni minun oli laskeuduttava selälleni luolan pohjaa peittävään, kuolleista yökkösistä ja linnunkakasta koostuvaan märkään muhjuun ja hivutettava pääni onkaloon, josta ylöspäin aukesi salamavalon välähtäessä kuvan osoittama näkymä. Heikommassa otsalampun valossa näkyi vain yökkösten silmien hehku.





























Miten bogong-yökkösten muuttoa ja suunnistustaitoja tutkitaan? Luolista tai lisääntymisalueilta kerätyt yksilöt eivät ole muuttotuulella, joten niitä emme voi käyttää. Meidän on löydettävä muuttavat bogongit taivaalta, mikä onnistuu parhaiten tunnettujen muuttoreittien varsilla. Jos yökkösiä haluaa vain seurata etäältä, tutka tai pystysuuntainen LIDAR ovat toimivia työkaluja. Tällä tavalla kerätystä datasta voi sitten seuloa oikealta vaikuttavat kohteet lentonopeuksineen ja suuntineen. 

Mikäli muuttavia yökkösiä tahtoo käsitellä, ainoa järkevä keino kerätä niitä on ns. valoansa (eli valopyydys, valorysä). Valoansan voi rakentaa monella tapaa. Meidän versioomme kuuluu puiden väliin pingotettu valkoinen lakana, muutama hyönteisten näköaistia optimaalisesti ärsyttävä LED-lamppu ja yksi iso, taivaalle osoittava valonheitin. Ylitse lentävät hyönteiset eivät voi vastustaa valoja, vaan päätyvät lakanalle. Bogongit tunnistetaan lakanalta ja napsitaan yksittäin kannellisiin purkkeihin säilytystä varten. Kerätyt bogongit ruokitaan parin päivän välein ja ne täytyy käyttää kokeissa mahdollisimman pian, sillä purkkiin päädyttyään ne saattavat antaa periksi ja mennä estivaatiotilaan, eli aloittaa "kesähorroksen" purkissaan. Syysmuuton aikana liian pitkään silytetyt yökköset kuolevat ehtimättä päästä lisääntymispuuhiin. 

Valoansa valmiina bogong-yökkösten tulla. Etualalla ylös osoittava valonheitin, lakanoiden edessä LED-hyönteislamput ja oikealla sivulla samanlainen LED-lamppu rysässä, johon lennettyään hyönteiset putoavat lampun alapuolella roikkuvaan verkkopussiin. Valoansaan lentävät hyönteisen houkuttelevat paikalle lepakoita ja joskus jopa pienen, lepakoita jahtaavan australianhaukkapöllön




























Valoansalla kerätyillä yökkösillä voidaan tehdä monenlaisia kokeita. Jos halutaan tutkia erilaisten aistiärsykkeiden vaikutusta muuttokäyttäytymiseen eli lentosuuntaan, bogongin selkään, siiventyvien väliin, voidaan liimata pieni tappi. Jos bogongin nostaa tapista ilmaan, se alkaa lentää pääsemättä kuitenkaan liikkeelle. "Lentävä" bogong voidaan sitten nostaa koeareenalle ja kiinnittää tapin varassa laitteeseen, joka tallentaa sen lentosuunnan. Annettuaan panoksensa tieteelle käyttäytymiskokeessa uurastaneet bogongit saavat jatkaa muuttomatkaansa. 

Yhtä hyvä tuuri ei käy sähköfysiologisiin mittauksiin eli minun käsiini päätyvillä yksilöillä. Valmistellessani yökkösiä mittauksia varten leikkaan niiden pään kitiinikuoreen aukon, jonka kautta saan laskettua aivoihin mittauselektrodin. Tämän jälkeen altistan bogongin koelaitteistossa erilaisille aistiärsykkeille, ja tallennan neuronien vasteet näihin ärsykkeisiin analyysiä varten. Pääkopan sorkkiminen piikillä on ymmärrettävästi lopullinen toimenpide, ja kokeen jälkeen bogong on lopetettava. Nämäkin tieteen uhrit palaavat luonnon kiertoon, kun seuraavana aamuna heitän ne kenttälaboratorion ovelta eukalyptuspuiden alle. Yleensä kenttäaseman liekkisieppopari on jo lähistöllä odottamassa helppoa aamiaista!

Luolaa peittävän bogong-maton reuna. Kuvasta erottuu, kuinka kukin yökkönen on työntänyt päänsä edellään olevan siipien alle piiloon.














 
Minun osuuteni bogong-tutkimuksessa on auttaa selvittämään, kuinka muuttavat bogongit havaitsevat maan magneettikentän muutoksia. Ne reagoivat käyttäytymiskokeissa magneettikenttiin, mutta emme vielä tiedä, missä magneettikentän inklinaation havaitsevat solut sijaitsevat ja kuinka tietoa magneettikentän muutoksista lennettäessä alueelta toiselle aivoissa käsitellään. Arvasittekin varmaan, että nykyinen koronavirustilanne on nakannut kapuloita tutkimuksemme rattaisiin. Jäin Australian rajojen keväällä sulkeuduttua ylimääräiseksi kuukaudeksi kenttäasemallemme "jumiin", emmekä ainakaan tänä vuonna pääse palaamaan sinne loka-marraskuun kenttäkautta varten. Lisäksi viime vuosien äärimmäinen kuivuus ja hallitsemattomat tulipalot ovat romahduttaneet bogong-kannat murto-osaan entisestä. Emme siis voi olla varmoja, että tutkimuslajimme on edes olemassa, kunhan vihdoin pääsemme palaamaan kenttätöihin. Olen pyöritellyt näitä huolia mielessäni niin paljon, että ne ansaitsevat oman katsauksensa. Palaamme siis bogongien matkaan toisenkin kerran.

Viitteet:

Adden A. (2020). There and back again: The neural basis of migration in the Bogong moth. Lund: Lund. Väitöskirja.

Dreyer D., Frost B., Mouritsen H., Günther A., Green K., Whitehouse M., Johnsen S., Heinze S. and Warrant E. (2018). The Earth’s magnetic field and visual landmarks steer migratory flight behavior in the nocturnal Australian Bogong moth. Current Biology, 28(13), pp.2160-2166.

Warrant E., Frost B., Green K., Mouritsen H., Dreyer D., Adden A., Brauburger K. ja Heinze S. (2016) The Australian Bogong Moth Agrotis infusa: A Long-Distance Nocturnal Navigator. Frontiers in  Behavioral Neuroscience. 10:77. doi: 10.3389/fnbeh.2016.00077.