Viimeaikaiset uutisotsikot, joissa kerrottiin saastuneista tulvavesistä, jotka tunkeutuvat brittiläisiin kaupunkeihin ja kyliin, ovat ehkä saaneet sinut miettimään, mitä näissä vesissä oikeasti piilee. Jos tulvavesi on saastunut, kuten on esitetty, bakteereilla, kuten E. coli -bakteerilla, kampylobakteereilla (yleinen ruokamyrkytyksen aiheuttaja) ja noroviruksella Surreyn ja Somersetin tasoilla, mitä muita mikroskooppisia olentoja poikkeuksellisen korkea vedenpinta voisi kuljettaa ympäri maata?
Yksi mikroskooppiseksi eliöksi, jota tulvavedessä lähes varmasti esiintyy, mutta joka ei ole niinkään suuri uhka terveydellemme, muodostuu vesikirppu, josta on tällä viikolla EvoDevossa julkaistussa uudessa artikkelissa. Vesikirput eivät itse asiassa ole lainkaan kirppuja, eivätkä ne muistuta juurikaan kaukaisia niveljalkaisia serkkujaan, joita syytettiin mustan surman tuhoisasta leviämisestä 1300-luvulla. Ne ovat itse asiassa planktisia äyriäisiä, ja Daphnia-suvun eläimet ovat yksi vanhimmista biologisen tutkimuksen malliorganismeista. Niiden käyttötarkoitukset ovat laajat ekotoksikologiasta ekologiaan ja evoluutiobiologiaan.
Vesikirput, jotka asustavat makean veden lammikoissa, järvissä ja joissa, ovat suodatinsyöjiä, ja siksi niillä on keskeinen rooli makean veden ekologiassa, sillä ne syövät leviä ja helpottavat siten ravinteiden kiertoa vedessä. Monissa makean veden ekosysteemeissä yleisesti havaittu luonnollinen levävirta voi korreloida Daphnia-populaatioiden nousun ja romahduksen kanssa, kun ne kuluttavat ja tyhjentävät levien ravinnonlähteensä. Daphnioita syövät puolestaan monet suuremmat vesieläinten petoeläimet – ne ovat yleisesti käytettyä kaupallista kalanruokaa – ja ovat siksi tärkeä osa monia makean veden ekosysteemejä.
Daphnioiden löytäminen iloisesti tulvavedestä olisi itse asiassa erittäin hyvä merkki, sillä Daphnioita voidaan käyttää myrkyllisten kemikaalien pitoisuuksien havaitsemiseen vedessä samaan tapaan kuin kanarialintuja käytetään hiilikaivoksissa. Tavallisessa luokkahuonekokeessa testattavassa näytteessä uinnin lopettaneiden Daphnioiden osuus korreloi veden myrkyllisyyspitoisuuksien kanssa; tämän testin uskotaan olevan herkempi veden laadun suhteen kuin mikään perinteinen kemiallinen analyysi.
Aivan kuin tämä ei olisi vielä tarpeeksi, nämä pikkuruiset organismit ovat myös tärkeitä malleja evoluutiobiologian kannalta, sillä niiden sukupolvisukupolviset ajat ovat suhteellisen lyhyitä, ja niitä on helppo kasvattaa. Erityisesti niiden mielenkiintoiset lisääntymissyklit – monilla Daphnia-lajeilla on kyky lisääntyä suvuttomasti parthenogeneesin kautta tai seksuaalisesti ympäristöolosuhteista riippuen – tekevät niistä ihanteellisia malleja seksuaalisen lisääntymisen evoluution tutkimiseen.
Daphnia magna, yksi monista läheisesti sukulaisista vesikirppulajeista, on vaikeuksitta viljeltävissä ja mahdollistaa helpon pääsyn kehittyviin muniin, mikä tekee siitä houkuttelevan mallin evoluutiotutkimukseen. Tällä viikolla EvoDevo-lehdessä julkaistussa artikkelissa Mittmann ym. kuvaavat tärkeän uuden porrastusmallin tälle lajille.
Viime aikoina julkaistuissa porrastusjärjestelmissä on käytetty aikaa kehityksen mittarina. Monet kehitysbiologian yleiset tekniikat ja menetelmät aiheuttavat kuitenkin viivästyksiä kehityksessä, mikä tekee näistä malleista epätarkkoja ja voi mitätöidä nämä kokeet. Sen sijaan Mittmann et al. tukeutuvat morfologisiin ominaisuuksiin kehitysvaiheiden tunnistamiseksi kehittyvissä Daphnioissa. Lisätietoja on myös hiljattain julkaistussa Q&A-kirjoituksessa vanhempi kirjoittaja Carsten Wolffin kanssa.
Tämän uuden mallin avulla voidaan tarkasti tunnistaa kehitysvaihe ajoituksesta riippumatta, ja sillä on siksi suuri merkitys tutkijoille, jotka tutkivat näiden niveljalkaisten evoluutio- ja kehitysbiologiaa.
Vesikirppujen lukuisien kokeellisten käyttökohteiden vuoksi tällä mallilla tulee olemaan laaja-alaisia vaikutuksia koko tutkimusyhteisössä. Tutkijat voivat mielenkiinnolla lukea jatkokehityksestä ja oivalluksista, joita saadaan tämän tärkeän malliorganismin tutkimisesta tämän mallin avulla.
Ei siis kaikkea tulvavesissä lymyilevää tarvitse pelätä – vaikka nöyrä vesikirppu on yksi biologisen tutkimuksen vanhimmista malliorganismeista, se osoittaa edelleen käyttökelpoisuutensa.
