Dinosaurukset ovat parhaita. Sapelihammastiikerit ja mammutit myös, lapset kyllä ymmärtävät. Sukupuutto tulee ihmiselle tutuksi jo varhain. Ja niin uhanalaisuuskin. Sympaattiset suurnisäkkäät, kuten norsu, tiikeri, isopanda, jääkarhu ja saimaannorppa, ovat vaarassa hävitä iäksi. Näiden lajien puolesta käydään kovaa kamppailua aikaa vastaan.
Siinä, että lajit väistyvät toistensa tieltä, ei ole mitään kummallista. Näin se menee, ja kerran Homo sapienskin häviää. Uhanalaisuuden mannekiinieläimiä ja tuhansia muita eliöitä väijyvä häviäminen on traagista toisista syistä.
Joukko- eli massasukupuutosta puhutaan, kun kolme neljännestä kaikista kasvi- ja eläinlajeista häviää geologisesti lyhyenä ajanjaksona. Ne ovat poikkeuksellisia, dramaattisia aikoja, onneksi hyvin harvinaisia. Niiden 540 miljoonan vuoden aikana, jolloin Maassa on ollut monimutkaista elämää, massakato on tapahtunut viidesti.
Kun tieto aiemmista joukkokadoista tarkentuu, seuraava näyttäytyy nykyhetkessä.
Viisi suurta
Kun dinosaurusten aika loppui 66 miljoonaa vuotta sitten, maapallon elämä kohtasi viimeisimmän joukkosukupuuttonsa. Määritelmä täyttyi nipin napin: 76 prosenttia lajeista katosi.
Tuho oli suuri. Sen taustalla on hiilidioksidipiikki ja Jukatanin niemimaalle rysähtänyt kappale avaruudesta, jättimäinen bolidi. Kaikki kissaa suuremmat maaeläimet kuolivat, siivettömistä dinosauruksista jokainen. Törmäyksestä seuranneet tomumyrskyt, tsunamit ja rikin kylmentämä ilmasto muuttivat planeetan olosuhteet niin, että sukupuuttoaalto pyyhki yli planeetan jopa alle sadassa vuodessa.
Toiseksi tuorein, 80 prosentin joukkokato koettiin 202 miljoonaa vuotta sitten triaskaudella samaan aikaan rajun ilmaston lämpenemisen ja merten happamoitumisen kanssa.
252 miljoonaa vuotta sitten permikauden päättänyt joukkosukupuutto kesti geologisen silmänräpäyksen: mahdollisesti alle satatuhatta, tuskin yli kahtasataatuhatta vuotta. Se oli lajinsa suurin, englanniksi sitä kutsutaan tuttavalliseksi nimellä The Great Dying tai Resetting.
Ilmakehään vapautui — mahdollisesti Siperiasta vulkanismin vuoksi — valtavia määriä hiiltä, merten lämpötila nousi jopa kymmenellä asteella, valtameret happamoituivat ja suuri osa eliöistä tukehtui hapettomien alueiden laajetessa. Jotkut tutkijat uskovat että lämpeneminen suosi bakteereita, jotka tuottivat vetysulfiittia veteen, kunnes merieliöstö kuoli. Kun myrkky pääsi ilmoille, se tappoi suuren osan kaikesta muustakin. Arviolta 99–99,5 prosenttia kaikista eliölajeista kuoli.
Vanhimmat joukkosukupuutot ajoittuvat 444 ja 374 miljoonan vuoden taa ordoviikki- ja myöhäisdevonikausille. Niihin liittyy rajuja ilmastonmuutoksia ja hapettomuutta, mahdollisesti kosmisia törmäyksiä tai supertulivuoria.
Ordoviikkikauden 86 prosentin sukupuuttoon liittyy jäätiköitymiskausia, hiilidioksidipitoisuuden laskua ja ilmastonmuutoksia. Myöhäisen devonikauden 75 prosentin joukkosukupuuton saattoivat aiheuttaa osin maalle merestä siirtyneet kasvit itse, kun lisääntynyt yhteyttäminen laski planeetan hiilidioksidipitoisuutta.
Mitä tapahtuu nyt?
Kirkkaan haapametsän huomaa ruska-aikaan. Piiloon jää se, mitä haavikko merkitsee — tikat ja muut linnut, liito-oravat, kuoriaiset ja perhoslajit eivät tulisi toimeen ilman ryhdikästä lehtipuuta. Haapa on niin sanottu avainlaji. Biodiversiteetti on moninainen juttu.
Sukupuuttoon päädytään ani harvoin kertarysähdyksellä. Ennen kuin laji katoaa kokonaan, sen alalajit harvinaistuvat. Paikallispopulaatiot heikkenevät ja ajautuvat kauemmas toisistaan. Ennen sukupuuttoa kohdataan uhanalaisuus.
Eliölajeista noin 20 000 on maailmanlaajuisesti uhanalaisia. Suomen eliölajeista joka kymmenes on uhanalainen. Suomesta hävinneitä, uhanalaisia, puutteellisesti tunnettuja tai silmälläpidettäviä, on lajeista lähes joka neljäs. 60 Suomessa elävää lajia on myös maailmanlaajuisella punaisella listalla. Uhanalaisuustietoa, Punaista kirjaa, kootaan Helsingin yliopistonkin voimin.
— Uhanalaisuustutkimus ei ole luonnonsuojelua. Häviämisriskiä arvioidaan laajojen kokoelma- ja havaintoaineistojen sekä tieteellisten tutkimusten perusteella, määrittelee Luonnontieteellisen keskusmuseon eläintieteen yksikön johtaja Aino Juslén.
Uhanalaisuutta arvioidaan huolellisesti ja vakiintunein kriteerein. Huomioon otetaan lajipopulaatioiden kannankehitys ja koko sekä elinympäristöjen pirstoutuminen. Uhanalaisuusluokitukseen tarvitaan kymmenen vuoden tai kolmen sukupolven ajan voimakkaasti laskeva kanta tai ylipäätään niin pieni populaatio, että häviäminen voi yllättää.
— Esimerkiksi sudella ei ole Suomessa toivoa päästä pois listalta, jos kanta säilyy alle 250 yksilössä. Toisaalta viimeisimmässä arvioinnissa liito-oravan kannan pienentyminen havaittiin tasaantuneeksi ja sen luokitusta lievennettiin.
Juslén työskentelee suurten uhanalaisuusdatojen parissa. Vielä julkaisemattomassa tutkimuksessa hän lajittelee uhanalaisuustietoja eri elinympäristöjen mukaan. Lähestymistavalle on vankat perusteet.
— Elinympäristöjen muuttuminen ja katoaminen on suurin uhanalaisuuden tekijä, Juslén sanoo.
Elinympäristöt vaarantuvat, kun lämpö nousee ja ihminen rouhii maisemaa, mutta lajiston muutokset ovat vaivihkaisia. Yks kaks kissankäpälää ei enää näykään tienvarsilla. Lapissa jääleinikki yrittää paeta tunturinkylkeä ylös.
Laskutoimituksia
Aino Juslénin ja hänen kollegoittensa tutkimukset antavat vihiä tulevaisuuden katoavista lajeista. Fossiileita ja vuosimiljoonaisia jälkiä katsomalla tiedetään menneestä.
— Paleontologin näkökulmasta jokainen laji on joskus ollut tulokaslaji ja jokainen laji päätyy lopulta sukupuuttoon. Tämä on normaalia. Nykytilanne on toinen, sanoo evoluutiopaleontologian professori Mikael Fortelius.
Taustasukupuutto on suhdeluku, joka kuvaa nopeutta, jolla eri eliölajit kuolevat sukupuuttoon ”normaalitilassa”. Massasukupuutot ovat äärimmäisiä poikkeamia normaaliin, ja viisi suurta nähdään varsin selkeästi fossiilidatassa. Mitä vastaavaa voisi näkyä nykyhetkessä?
Kymmenien miljoonien vuosien taustasukupuuton vertaaminen lyhyisiin ”nykyaikoihin” on laskennallisesti vaikeaa. Sopivien menetelmien löytämiseksi on tehty paljon työtä. Tulokset kertovat, että nisäkkäiden ja lintujen sukupuuttotahti on lähes kaksikymmenkertainen ja liskojen miltei satakertainen taustasukupuuttoon nähden.
Isojen lukujen vertaaminen menneisiin joukkosukupuuttoihin ei ole helppoa sekään: Anthony Barnoskyn ja kumppaneiden Naturessa vuonna 2011 julkaistu tutkimus sai tuloksekseen laajasta materiaalista, että nykyvauhti on riittävä saadakseen aikaan joukkosukupuuton geologisesti hyvin lyhyessä ajassa. Sen mukaan kolmen neljänneksen lajikato koittaisi aikaisintaan parin sadan, viimeistään muutaman tuhannen vuoden kuluessa.
— Arvio perustuu oletukseen, että kaikki pysyisi samanlaisena satoja ja tuhansia vuosia, ja se on hyvin epätodennäköistä, Fortelius sanoo.
Hän pelkää, että joukkosukupuutto iskee toista kautta. Että systeemi tilttaa.
— Massasukupuutto ei silloin ole syy vaan seuraus.
Ihmisen kiire
Joulun alla 2010 Mikael Fortelius istui palaverissa Kalifornian Berkeleyssä. Tutkijoiden oli määrä pohtia luonnontieteen biodiversiteettiteoriaa
— Tulimme ajatelleeksi, että ihan jokaiselle joukkosukupuutolle on yhteistä systeemin tasapainotilan muutos, joka aiheuttaa ekosysteemien romahduksen.
Planeetan biosfääri muuttuu monella tavalla. Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus nousee maankäytön muutoksen ja fossiilisten polttoaineiden vuoksi. Ihmislaji käyttää yhä enemmän, arviolta 25–40 prosenttia, planeetan primäärituotannosta omiin tarpeisiinsa. Piakkoin lähes puolet mannerten pinta-alasta on ihmisen muokkaamaa. Saasteet muuttavat kemiallisia prosesseja. Ihminen siirtää vuosittain enemmän maata itse kuin kaikki luonnonilmiöt yhteensä.
Nämä maailmanlaajuiset muutokset ylittävät ehkä jossain kohdin tulevaisuudessa kynnysarvoja, jonka jälkeen ekosysteemi vaihtaisi tasapainotilaansa. Tällöin vuosimiljoonia sopeutuneet lajit olisivatkin yhtäkkiä huonosti sopeutuneita. Poikkeustilassa evoluutio ei tarjoa suojaa.
— Lähdimme systeemiteoreettisesta olettamasta, että kun ihmisen aiheuttama pakote jollekin biosfäärin osaselle ylittää 50 prosenttia, todennäköisyys rajuun tilanmuutokseen kasvaa. Tämä ei ole tiukkaa tiedettä, mutta hyvä olettama.
Anthony Barnosky, joka oli aiemmin tutkinut joukkosukupuuton saapuvan satojen tai tuhansien vuosien mittaan, olikin nyt mukana tekemässä tutkimusta, joka ajoittaa joukkosukupuuttoon johtavan ekosysteemien romahduksen todennäköisesti jo 20, 30 tai 40 vuoden päähän.
Makroekologian kehittäjä Jim Brown sanoi olevansa scared stiff. Kalifornian kuvernööri Jerry Brown kysyi Barnoskylta, että miksi tutkijat eivät huuda tätä talojen katolta.
— Sanoimme, että kyllähän me olemme yrittäneet. Ei tässä oikeastaan mitään uutta tullut, Fortelius huomauttaa.
Kuudes sukupuutto
Viisi vuotta Berkeleyn kokouksen jälkeen joulukuun laskeva aurinko värjää Vallilan ja Hermannin kaupunginosat palavaan oranssiin. Pakkaspäivän taivas on syvän turkoosi. Kumpulanmäen kampukselta avautuva maisema on kauneimmillaan.
— Luulen, että massasukupuutto näyttää juuri tältä, Mikael Fortelius sanoo.
Hollywood on tehnyt karhunpalveluksen turboahtaessaan käsityksemme suurista tapahtumista.
— Nepalissa tai Kenian Turkanassa näkee jo nyt selvästi, miltä joukkosukupuuton alku näyttää. Ei se näytä elokuvalta.
Siitä ei ole kauan, kun joukkokadoille vielä etsittiin yhteistä syytä. Kuuluisa oli ajatus Nemesis-tähdestä, joka aika ajoin olisi käväissyt Oortin pilvessä ja aiheuttanut komeettojen syöksymisen tavallista poikkeuksellisessa kulmassa aurinkokuntaamme — ja kosmiset törmäykset taas olisivat joukkosukupuuttojen syy. Kuolontähteä ei koskaan löytynyt.
— Massaekstintiot eivät satu aina samoista syistä. Tutkijat ovat joukkosukupuutoista paljosta yhtä mieltä, mutta niiden syistä ei ole konsensusta.
Muutokseen voi ajaa asteroidi tai supertulivuori, mutta myös yksi yltiöpäisesti planeettaa muokkaava eliölaji, kuten nyt. Ihmisen vertaaminen luonnonkatastrofiin on surullisen toimiva rinnastus. Vaikka joukkosukupuuttojen syistä ei ole varmuutta, kaksi neljästä seuraavasta tekijästä on ollut aiemmin läsnä: hiilidioksidipitoisuuden nopea kasvu, ilmaston nopea lämpeneminen, merten happamoituminen ja hapettomien alueiden lisääntyminen merissä. Neljä neljästä on nykyisen ympäristönmuutoksen osasia, ja niiden takana on ihminen.
2000-luvulla tutkijat ovat alkaneet puhua uudesta geologisesta aikakaudesta, antroposeenista, ihmisen ajasta. Sen alkuvaiheesta on perustellusti kiistelty: kaksi miljoonaa vuotta sitten Itä-Afrikassa, 1950-luvulla tai moni siltä väliltä ovat kaikki perusteltuja näkökulmia.
— Se ei ole välttämättä geologisesti kestävä käsite, mutta on se kuitenkin hyödyllinen. Se auttaa meitä näkemään, että ihminen ei enää ole vain laji toisten joukossa.
Pois kynnykseltä
Palataan nykyaikaan ja haapametsiin. Vuodesta 2000 vuoteen 2010 useamman lajin uhanalaisuusarviointi on mennyt kielteiseen suuntaan, mutta ei kaikkien. Vuoden 2000 Punainen kirja toimi suosituksena sille, että metsähakkuissa ryhdyttiin jättämään haaparyhmiä raiskioille. Useiden kovakuoriaislajien luokka oli jo lieventynyt vuoden 2010 arvioinnissa.
— Yksinkertaisen toimen vaikutus näkyy jo tutkimusdatassa, Aino Juslén sanoo.
Ja vaikka elinympäristöjen tuhoaminen on vauhdikasta ja sukupuuttotahti katastrofaalista, toimet eivät ole vielä turhia. Vuonna 2011 julkaistun Nature-tutkimuksen mukaan viimeisen 50 000 vuoden aikana ihmistoiminnan seurauksena on menetetty noin seitsemän prosenttia nisäkkäistä ja 17 prosenttia linnuista. Luvut ovat suuria, mutta eivät onneksi vielä ole massasukupuuton mittakaavassa.
Toivoa on ja aikaakin tovi. Kiireettä lisää epävarmuus. Jo ennen kuin maapallo iskeytyy joukkokadon kurimukseen, lajien häviäminen saattaa aiheuttaa arvaamattomia, vaarallisiakin seurauksia. Tutkijaryhmä esitti samaisessa Naturessa vuonna 2015, että nykyisen joukkosukupuuton kiihdyttimenä saattaakin toimia juuri aiemmin runsaslukuisten lajien nopea harvinaistuminen, epätasapaino ekosysteemeissä.
Maailman talousfoorumi WEO julkaisi alkuvuodesta tuoreet pallonlaajuiset uhkaarvionsa. Suurimpina vaaratekijöinä nähdään ilmastonmuutoksen hillinnän epäonnistuminen, biodiversiteetin kato ja ekosysteemien romahdus, toisiinsa linkittyvät monimutkaiset vyyhdit.
— On synkkää, että ihmisen toiminta tuottaa näitä kaikkia. Toisaalta lohdullista on, että kaikkiin saattaisi tepsiä samat ratkaisut, Fortelius tuumii.
Niin, jos nykymenon voisikin pysäyttää? Ratkaisua voi hakea yhteiskunnan perusosasista: energia, ruoka ja raha pitää ajatella uudestaan.
Kun on käyty kuussa, kehitetty älypuhelimet ja internet, kukistettu tappavia tauteja ja luotu kestävää taidetta, on muutos mahdollinen.
Ahvenanmaan oppi
Eläintieteen professori, akateemikko Ilkka Hanski tunnetaan erityisesti täpläverkkoperhosten parista tehdyistä uraauurtavista tutkimuksistaan. Ahvenanmaan neljätuhatta ketoa ovat muodostaneet ainutlaatuisen laboratorion, ja kolmatta vuosikymmentä jatkuvat tutkimukset ovat luoneet uutta ymmärtämystä paikallispopulaatioiden ja niitä suuremman metapopulaation yhteyksistä.
Mitä Ahvenanmaa opettaa? Mitä pienempi paikallispopulaation koko on, sitä todennäköisemmin se on vaarassa hävitä. Toiseksi sen, että mitä kauempana populaatio on muista saman lajin yhteisöistä, sitä isompi on katoamisvaara.
Ahvenanmaan ketojen koko ja likeisyys toisiinsa ennakoi hyvin sitä, mikä on paikallisten populaatioiden häviämisriski ja millä alueilla voidaan perustellusti ennakoida perhoskantojen pysyvän voimissaan vielä pitkään. Eräs huomio on tärkeä: lajin häviäminen laajalta alueelta ei käy nopeasti.
Lajeilla on populaatioissaan usein ympäristöstä määräytyvä tasapainotila. Kun elinympäristö heikkenee niin, että entiseen tasapainoon ei päästä, alkaa hidas siirtymä kohti uutta tasapainotilaa, ja yksi tasapainotila on aina lajin häviäminen.
Monet nyt uhanalaiset lajit ovat uhanalaisia juuri ympäristöjen muutoksen ja kurjistumisen vuoksi, ja populaatiot ovat vasta muutoksessa uuteen tasapainotilaan, joka voi olla sukupuutto.
Artikkeli on julkaistu Yliopisto-lehden numerossa Y/02/16.
Aino Juslénin ja Mikael Forteliuksen haastattelujen lisäksi lähteinä on käytetty seuraavia kirjoja:
Anthony D. Barnosky: Dodging extinction. Power, food, money and the future of life on Earth. University of California Press, 2014
Anthony D. Barnosky & Elizabeth A. Hadly: End Game. Tipping points for planet Earth. William Collins, 2015
Ilkka Hanski: Viestejä saarilta. Gaudeamus, 2007
Elizabeth Kolbert: The Sixth extinction. An Unnatural History. Bloomsbury, 2014
Viimeaikaisia hyödyllisiä artikkeleita:
Barnosky, Hadly et al. “Approaching a state shift in Earth’s biosphere”. Nature 486. Kesäkuu 2012.
Barnosky, Matzke et al. “Has the Earth’s sixth mass extinction already arrived?” Nature 471. Maaliskuu 2011.
Hull, Darroch & Erwin. ”Rarity in mass extinctions and the future of ecosystems”. Nature 528. Joulukuu 2015.
Williams, Zalasiewicz et al. “The Anthropocene biosphere”. The Anthropocene Review. 2015.
Yliopisto-lehti on kaikille tarkoitettu, monipuolinen tiedelehti Helsingin yliopistosta.
Tilaa ja rakastu tieteeseen.