Leväperäistä luokittelua

Minulle opetettiin peruskoulun toisella luokalla, että maailmassa on eläimiä, kasveja ja sieniä. Ei tosin ole kovin kauan siitä, kun maailman elävät olennot oli jaettu vain kahtia: eläinkuntaan ja kasvikuntaan. Jossain vaiheessa kuitenkin huomattiin, että vaikka sienet eivät liiku kuten eläimet, ja näyttävät kasvavan itsestään maassa kuten kasvit, sienillä ja kasveilla ei sitten kovin paljon muuta yhteistä olekaan. Sienikunta erotettiin kasvikunnasta 1950-60-luvuilla.

Olisikin hauskaa, jos koko maapallon eliöt voisi luokitella näin siististi kolmeen ryhmään. Mikroskoopin avulla meille aukeaa kuitenkin aivan uusi maailma täynnä eläviä olentoja, jotka eivät sovi mihinkään näistä kolmesta ryhmästä. Bakteerit ja arkit on helppo erotella meistä muista: niillä ei ole perintöaineksensa suojana tumaa, kuten eläimillä, kasveilla ja sienillä. Mutta myös meidän aitotumallisten joukossa on huikea määrä eliöitä, joita on vaikea sijoittaa mihinkään kolmesta kunnasta. Mihin porukkaan kuuluu pieni yksisoluinen eliö, joka ui ja saalistaa toisia soluja kuten eläin, mutta joka myös yhteyttää viherhiukkasillaan kuten kasvi?

Tällaisia vaikeita tapauksia varten on perustettu oma ryhmä, protistit (tai protoktistit), eli alkueliöt. Sen jäsenillä ei välttämättä ole mitään muuta yhteistä, kuin että ne eivät sovi eläimiin, kasveihin tai sieniin. Alkueliöitäkin on kyllä yritetty luokitella, ja usein niistä erotetaan perinteistä jakoa heijastaen alkueläimet, "alkukasvit" (lähinnä levät) ja "alkusienet" (esimerkiksi limasienet).

Jako on kuitenkin suurimmaksi osaksi täysin keinotekoinen, eikä kerro mitään näiden pikkueliöiden todellisesta sukulaisuudesta. Aito ja luotettava sukupuu perustuu evoluutiohistoriaan: riippumatta siitä, miltä eliöt meidän silmissämme näyttävät nyt, niillä on yhteinen kehityshistoria, jossa jokainen kehityshaara on aikanaan eronnut edellisestä yhteisestä kantamuodosta.

Koska asia on vaikea ammattilaisillekin, en yhtään ihmettele, että maallikoilla menee pää pyörälle. Esimerkiksi mediassa näkee jatkuvasti erikoisia kömmähdyksiä: bakteereita nimitetään alkueläimiksi, tai limasienia tituleerataan sieniksi, vaikka ne on (toistaiseksi) sijoitettu alkueliöihin, ja ne ovat todennäköisesti melko läheistä sukua eläimille.

Yleisin harhaluulo on kutsua leviä kasveiksi. Sana "levä" itsessään on jo todella epäselvä: se tarkoittaa oikeastaan vain yksi- tai monisoluisia, useimmiten yhteyttämään kykeneviä eliöitä, joita ei syystä tai toisesta voi luokitella kasveiksi. Hyvin monet "levät" eivät kuitenkaan ole vain alkeellisia kasveja, vaan niillä on esimerkiksi tarttumaelimiä ja uintisiimoja, ja osa niistä saalistaa muita vesieliöitä. "Levät" ei ole aito eliöryhmä, ja jotkut leviin kuuluvat eliöt voivat olla yhtä kaukaista sukua toisilleen kuin ihminen ja kanttarelli.

Levät ovat kuitenkin osa kasvien kehityshistoriaa, ja se onkin varsin värikäs tarina. (Tämän tarinan kertoi professori Jouko Rikkinen eräällä luentokurssilla syksyllä 2005. Tiedot ovat saattaneet muuttua sen jälkeen paljonkin, koska asiasta tiedetään loppujen lopuksi vieläkin hyvin vähän.)

Nykyisen käsityksen mukaan yhteyttämisen perustana olevat, lehtivihreää eli klorofylliä sisältävät viherhiukkaset ovat alunperin olleet yhteyttämään pystyneitä bakteereja. Yksisoluisten aitotumallisten eliöiden yleinen ravinnonhankintatapa on niinkin yksinkertainen kuin ympäröidä haluttu hiukkanen omalla solukalvolla ja "kaapata" se solun sisälle. Arvellaan, että kerran yhteyttävä bakteeri joutui aitotumallisen, yksisoluisen eliön syömäksi, mutta jostain syystä bakteerisolu ei hajonnut, vaan jäi elämään ja yhteyttämään isäntäsoluunsa. Aluksi se eli solussa omaa elämäänsä, ja jakautuikin eri tahtiin kuin isäntä, mutta pikkuhiljaa näiden alivuokralaisten omista geeneistä suuri osa siirtyi isäntäsolun tumaan ja bakteeri muuttui aitotumallisen solun soluelimeksi, viherhiukkaseksi.

Tämä yhteyttämisen taidon saanut kehityslinja jakautui kolmeen haaraan, joista yksi tunnetaan nykyään viherlevinä (Chlorophyta). Viherlevät ovat monimuotoinen ryhmä itsekin, ja yhdestä näistä lukuisista sukupuun haaroista on ilmeisesti saanut alkunsa ryhmä mikrobiologisesti ainutlaatuisia, yhteyttäviä eliöitä, jotka aikanaan onnistuivat leviämään myös kuivalle maalle: nykyiset kasvit.

Laveasti määriteltynä viherleviä voi kutsua kasveiksi. Kuitenkin koko muu valtava määrä leviä ei ole kasveille edes kovin läheistä sukua. Lähimpänä ovat ehkä silmälevät (Euglenophyta) ja verkkolevät (Cloroarachniophyta), jotka ovat ilmeisesti syntyneet jonkin toisen solun nielaistessa jonkin viherleviin kuuluneen solun sisäänsä. Mielenkiintoista on, että nämä ryhmät ovat "emosolun puolelta" läheistä sukua sellaisille yksisoluisille eliöille, joita pidämme eläiminä.

Kuva julkaistu Creative Commons -lisenssillä (Photo by Stef Maruch)

Toisten solujen nielaisut eivät kuitenkaan lopu tähän, vaan koko levien historia on täynnä sitä. Kun viherlevät erkanivat omaksi ryhmäkseen, syntyi toisesta kehityslinjasta punalevien (Rhodophyta) ryhmä. Sitten kävi niin, että jonkinlainen solu nielaisi punaleväsolun, ja tämä uusi solulinja kehittyi vähintään neljäksi eri ryhmäksi: nielulevät (Cryptophyta), tarttumalevät (Haptophyta), panssari(siima)levät (Dinophyta) ja sukasiimaiset, joista viimeksi mainittuun kuuluvat mm. nykyiset kultalevät (Chrysophyta), keltalevät (Xanthophyta), piilevät (Bacillariophyta) sekä ruskolevät (Phaeophyta), johon puolestaan kuuluu esimerkiksi Itämerestä tuttu rakkolevä.

Eikä tämäkään vielä riitä. Äsken mainitut panssarilevät, joita kutsutaan myös panssarisiimaleviksi tai -eliöiksi, ovat hyvin monimuotoinen porukka, ja jotkut niistä ovat vielä kolmannen kerran sulkeneet sisäänsä muita soluja. Eri panssarilevien tiedetään hotkaisseen kertaalleen ainakin suhteellisen lähisukuiset nielulevän, sukasiimaisen ja tarttumalevän, mutta joku panssarilevä on nielaissut myös kaukaisempaa sukua olevan viherleväsolun! Näistä yhdistelmistä on jälleen kehittynyt uudenlaisia eliöitä.

Eliökunnan monimuotoisuus on siis hämmentävän suurta, ja opimme siitä koko ajan lisää. Enää ei kuitenkaan voi itsestään selvästi todeta, että eliöt jakautuvat eläimiin, kasveihin ja sieniin. Riippuen siitä, keneltä kysyy, eliöt voidaan jakaa esimerkiksi kahteen, kolmeen, viiteen, kuuteen tai yhdeksään ryhmään. Ja siinä eivät ole vielä mukana virukset, joiden osalta on edelleen epäselvää, ovatko ne edes eläviä olentoja vai eivät!