Perhosten genitaalien funktionaalinen anatomia

Kauri Mikkola

Pohjois-Amerikan (nearktinen alue) ja Euraasian (palearktinen alue) perhoslajistoja tutkittaessa on huomattu, että samannäköiset perhoset eri mantereilla ovatkin usein eri lajeja. Edes ulkoisten genitaalien (sukuelinten) tutkimus ei aina paljasta populaatioita eri lajeiksi. Sisäisiä genitaaleja vertailtaessa eroja voidaan kuitenkin löytää, jolloin lajit voidaan perustellusti erottaa toisistaan.

Genitaalien yhteensopivuutta eri populaatioiden välillä voidaan vertailla uutta tekniikkaa hyödyntämällä. Koiraan vesica (endophallus) (Kuva 1, v) käännetään injektion avulla esiin. Se ja naaraan bursa (db, ab, cb) pingotetaan paineen avulla vertailukelpoisiksi mikroskooppisiksi preparaateiksi. Lajikysymyksiä voidaan selvittää tutkimalla koiraan ja naaraan sukupuolielimistöjen yhteensopivuutta; esimerkiksi pääseekö koiraan sperma kulkeutumaan naaraan elimissä oikeaa reittiä, nimittäin bursasta siittiöjohdinta eli ductus seminalista (ds) pitkin eteenpäin.

Tavallisesti lajin sisällä sisäisten sukupuolielinten rakenteet vastaavat tiukasti toisiaan ja muuntelu on olematonta. Jos verrataan saman lajin yksilöitä Brittein saarilta ja vaikkapa Japanista, on hyvin todennäköistä, ettei niistä löydy mitään eroa. Jos sen sijaan verrataan samannäköistä yksilöä esimerkiksi Kanadan Brittiläisestä Kolumbiasta löydettyyn, koiraan sisäisissä genitaaleissa on selvä ero palearktisiin koiraisiin verrattuna ja toiminnallisesti vastaava ero paljastuu myös naaraista. Jos neljäs yksilö on Labradorista, sen elimet ovat samankaltaiset Brittiläisen Kolumbian yksilön kanssa. Toisaalta, samannäköisten lajien välinen ero voi olla ainoastaan kemiallinen. Esimerkiksi koiraan erittämät houkutustuoksut, feromonit, eivät houkuta kaikkien populaatioiden naaraita, vaikka sisäiset genitaalit saattavat olla täsmälleen samanlaiset.

Toisistaan erilleen joutuvien populaatioiden sisäiset genitaalirakenteet ovat siis herkkiä muuttumaan eri suuntiin eristyneissä populaatioissa, kuten Beringin salmen toimiminen lajirajana osoittaa. Toisaalta populaatioiden välinen kanssakäyminen (geenivirta) voi hillitä genitaalirakenteiden muuntelua mantereiden skaalassa. Löydetyt sisäisten genitaalien lukko-ja-avain -mekanismit ovat kiinnostavia lajiutumisteorioiden kannalta. Ne muodostavat yhdynnän jälkeisen (postkopulatorisen), mutta sikiövaihetta edeltävän (prezygoottisen) eristymis- eli isolaatiomekanismin. Templetonin (1989) "Cohaesion Concept" sopii selitykseksi parhaiten, sillä erilaistumista näyttää ajavan sattumanvarainen geneettinen ajautuminen, ei tuntomerkkien ajautuminen toisistaan eroon (character displacement). Laji pitää yllä tiukkaa koheesiota kaikkiin suuntiin.

Julkaisuja

• Mikkola, K. 1992. Evidence for lock-and-key mechanisms in the internal genitalia of the Apamea moths (Lepidoptera, Noctuidae). -Systematic Entomology 17: 145-153.
• Mikkola, K. The lock-and-key mechanisms of the internal genitalia of the noctuid and geometrid moths (Lepidoptera) in relation to speciation concepts. -Folia Baeriana (Tartu) 6: 149-157.