Eläimet

Eläimet eli eläinkunta (Animalia, syn. Metazoa) on laaja monisoluisista aitotumallisista eliöistä muodostuva taksonominen kunta. Eläimet muodostavat erittäin monimuotoisen ryhmän, johon kuuluu hyvin erilaisiin oloihin sopeutuneita eliöitä. Ominaista eläimille on, että ne ovat heterotrofisia eli toisenvaraisia, mikä tarkoittaa sitä, etteivät ne kykene tuottamaan energiaa itse, kuten vaikkapa kasvit fotosynteesin avulla, vaan ne joutuvat käyttämään muita eliöitä ravintona pysyäkseen hengissä. Monet eläimistä kykenevät liikkumaan itsenäisesti eli niillä on lihaksisto ja oma hermosto lukuun ottamatta Parazoa-alakuntaa. Useimmilla eläimillä on jonkinlaiset aistinelimet, joiden avulla ne pystyvät reagoimaan tarkoituksenmukaisesti ympäristöönsä ja erilaisiin aistiärsykkeisiin. Lisäksi eläimet eroavat siinä, että eläinsoluilla ei ole soluseinää. Usein arkikielessä ja oikeustieteessä sanaa ”eläin” käytetään viittaamaan kaikkiin muihin eläimiin paitsi ihmisiin, vaikka biologisesti tarkasteltuna ihminenkin on eläin. Eläinten tieteellistä tutkimista kutsutaan zoologiaksi ja etologia tutkii eläinten käyttäytymistä.
Eläinlajeja esiintyy niin maalla, vedessä kuin ilmassakin. Lentokykyisiä eläimiä ovat monet hyönteiset, kuten perhoset, ja suuri osa linnuista sekä lepakot. Vedessä elävistä eläimistä tutuin ryhmä ovat kalat ja maaelämään sopeutuneista nisäkkäät, kuten esimerkiksi kettu, norsut ja metsäjänis. Eläimiä tai eläinryhmiä ei voi kuitenkaan tarkasti määritellä näin, sillä osa eläimistä on sopeutunut elämään eri kerroksissa, kuten vaikkapa maalla ja vedessä (esim. hylkeet, sammakot ja kilpikonnat). Vuonna 2011 Census of Marine Life arvioi lajien määräksi noin 7,8 miljoonaa. Vain pienen osan lajeista on arvioitu olevan selkärankaisia loppujen ollessa selkärangattomia. Eläinlajeja on hävinnyt paljon olosuhteiden muutosten vuoksi, ja nykyään ihmisen toimintaa pidetään tärkeimpänä syynä eläinlajien uhanalaistumiselle.
Anatomia.
Rakenne ja koko.
Eläimiä on monen muotoisia. Jotkin ovat kokonaan pyöreitä, eikä niillä ole päätä tai häntää. Useimmat eläimet ovat kaksikylkisiä, eli niillä on kaksi puolta, jotka ovat usein symmetrisiä mutta joskus erilaisia.
Suurimpia eläimiä ovat valaat, jotka voivat kasvaa 25 metrin mittaisiksi ja 120 tonnin painoisiksi. Pienimpiä eläimiä ovat mikroskooppiset rataseläimet ja karhukaiset, jotka ovat vain 0,05 millimetrin pituisia. Suuret eläimet ovat turvassa saalistajilta, ja niiden ruumiit ovat energiatehokkaita. Niiltä kestää kuitenkin pitkään saavuttaa sukukypsyys. Pienet eläimet, kuten hyönteiset, ovat helppoa saalista, mutta ne lisääntyvät hyvin nopeasti.
Osat ja järjestelmät.
Eläimen pienin täysin funktionaalinen osa on solu. Samankaltaiset eläinsolut muodostavat yhdessä kudoksia, jotka puolestaan muodostavat elimiä. Elimet muodostavat elinjärjestelmiä, jotka vastaavat kaikista eläimen toiminnoista, joita se tarvitsee pysyäkseen elossa. Elinjärjestelmät toimivat samalla tavoin lajien välillä, mutta niiden rakenne vaihtelee huomattavasti lajeittain.
Eläimillä on noin 12 erityyppistä ruumiinjärjestelmää. Monilla lajeilla ruumiinpaino koostuu luista ja lihaksista. Selkärangattomilla eläimillä ei ole luita, vaan ne pysyvät koossa sisäisten nesteidensä paineen avulla. Suuremmat eläimet, etenkin maaeläimet, tarvitsevat tuekseen joko kuoren, luisen ulkoisen tukirangan tai luuston, joka on kehon sisäpuolella. Selkärankaisilla luusto kiinnittyy selkärankaan.
Eläin käyttää lihaksiaan liikkumiseen. Jotkin eläimet liikkuvat raajojensa avulla. Raajattomat eläimet, kuten kastemadot ja meduusat, liikkuvat muuttamalla ruumiinsa muotoa. Lihaksillaan eläimet myös työntävät ruokaa ruoansulatusjärjestelmänsä läpi ja pumppaavat verta suonissaan.
Eläimen ruumiinpeite suojaa sitä vaurioilta, kuivumiselta ja lämmönhukalta. Nisäkkäiden ruumiinpeite koostuu kuolleista ihosoluista. Joillakin on lisäksi turkki, ja linnuilla on höyhenpeite. Matelijoilla on suomut. Eläimen ruumiinpeitteen väreillä on merkitystä muun muassa naamioitumisessa ja tunnistamisessa.
Eläimen ruoansulatusjärjestelmä tuottaa eläimelle energiaa sen syömästä ravinnosta. Hengitysjärjestelmä erottaa hengitysilmasta happea sen soluille, jotka polttavat hapen energiaksi. Ilman sisääntulo tapahtuu hengityselinten kautta; vesieläimillä on yleensä kidukset, maaeläimillä keuhkot. Hengitysjärjestelmä myös poistaa kehosta energiantuotannossa syntynyttä hiilidioksidia, yleensä uloshengityksen kautta. Monella eläimellä happea ja hiilidioksidia kuljettaa veri. Muun jätteen eläin poistaa ulostamalla.
Eläimen aistielimet, kuten silmät ja korvat, keräävät tietoa eläimen ympäristöstä ja välittävät tiedon hermojärjestelmän kautta aivoihin. Tieto voi saada eläimen reagoimaan, tai se voi tallettua muistiin. Eläinten aistit kehittyvät pitkälti niiden aktiivisuusajan mukaisesti. Yöeläimillä on usein kokoonsa suhteutettuna suuremmat silmät ja ne ovat likinäköisiä, koska ne tarvitsevat näköänsä lähinnä sellaisissa etäisyyksissä, joista ne voivat hyökätä saaliinsa kimppuun. Muuten ne luottavat muihin aisteihinsa. Päiväaikaan on taas hyödyllistä havaita vihollisia pitkien matkojen päästä, jolloin kuuloaistista ei ole niin paljoa hyötyä. Öiseen aikaan liikkuvilla sammakoilla ja linnuilla on poikkeuksellisen tarkka syvyysnäkö, josta esimerkiksi pöllöjen kohdalla kertoo niiden silmien sijoittuminen suoraan eteen eikä sivuille, jolloin niiden stereonäkö on parempi. Uudessa-Seelannissa elävä kiivi-lintu suunnistaa hajuaistinsa turvin. Yöeläinten suuret silmät selittyvät sillä, että suurikokoiset silmät kasvattavat verkkokalvon pinta-alaa, jolloin verkkokalvolle pääsevän valon määräkin suurenee. Verkkokalvolla yöeläimillä on paljon valoa aistivia sauvasoluja, jotka parantavat hämäränäköä. Kääntöpuolena taas on se, että yöeläimillä on erittäin vähän värinäköön erikoistuneita tappisoluja, joten yöeläimet ovat käytännössä värisokeita.
Eritysjärjestelmä tuottaa hormoneja, jotka toimivat kemikaalisina viestinviejinä.
Lisääntymiselimistönsä avulla eläin tuottaa jälkeläisiä. Eläimet lisääntyvät vasta aikuisina, ja yleensä vain tiettyinä aikoina.
Kehittyneet ja kehittymättömät eläimet.
Yksinkertaisilla selkärangattomilla eläimillä ei ole hengityselimistöä eikä verenkiertoelimistöä. Niiden ruoansulatuselimistöllä on yleensä vain yksi aukko, suu. Niiden lisääntymiselimistössä on yleensä sekä uros- että naaraspuoliset sukuelimet.
Niveljalkaisten ruoansulatusjärjestelmä on avoin sekä alku- että loppupäästä. Veri virtaa verisuonissa ja osittain myös kehon muissa tiloissa. Eläin saa happea kidusten tai ilmakanavien kautta.
Selkärankaisilla on kehittynyt hermojärjestelmä ja yleensä suuremmat aivot kuin selkärangattomilla. Verenkiertojärjestelmä on suljettu, ja verta pumppaa sydän.
Vaihto- ja tasalämpöisyys.
Useimmat eläimet ovat vaihtolämpöisiä, eli niiden ruumiinlämpö riippuu niiden ympäristöstä. Nisäkkäät ja linnut ovat tasalämpöisiä, eli ne tuottavat itse oman ruumiinlämpönsä, joka on tasainen ulkolämpötilasta riippumatta. Tasalämpöiset eläimet menestyvät tämän vuoksi paremmin kylmissä ilmastoissa kuin vaihtolämpöiset.
Ravinto.
Eläimet ottavat ravintonsa ruoasta, joka on orgaanista ainetta. Ne sulattavat ruoan ja ottavat siitä talteen ravinteet, jotka kulkeutuvat eläimen soluihin. Siellä ravintoaineet yhdistyvät soluhengityksessä happeen, jolloin vapautuu energiaa.
Useimmat eläimet ovat joko kasvinsyöjiä tai lihansyöjiä, tai molempia eli kaikkiruokaisia. Lihansyöjiin kuuluu petoeläimiä, jotka saalistavat toisia eläimiä, sekä loisia, jotka syövät isäntäeläimiään elävinä. Jotkin eläimet syövät valmiiksi kuollutta ainetta, kuten mätäneviä lehtiä ja haaskoja, jopa luuta. Kaikki eläimet palautuvat kuoltuaan ravintoketjuun muiden eläinten syötäväksi.
Levinneisyys.
Eläimet kehittyivät muun elämän tapaan vedessä, mutta osa lajeista sopeutui pitkällisen kehityksen ansiosta myös maaelämään.
Luonnossa elää edelleen lajeja, kuten kalat ja jotkin sammakkoeläimet, jotka ovat sopeutuneet ainoastaan vedessä elämiseen. Veteen sopeutuneiden eläinlajien ja etenkin merieläinten etuna on elinolosuhteiden hidas muuttuminen. Merten ja valtamerien eläinten monimuotoisuus painottuu rannikoille ja koralliriutoille, jotka tarjoavat paitsi ravintoa myös hyvän piilopaikan saalistajilta. Koralliriutat itsessäänkin rakentuvat itse asiassa korallieläimistä. On arvioitu, että koralliriutoilla elää neljännes merten lajistosta, joten niiden tuhoutuminen olisi suuri menetys merielämän monimuotoisuudelle. Merieläinten pääravinnon lähde on plankton.
Vaikka merielämä painottuukin lähelle merenpintaa, jossa valaistus on yleensä erinomainen, on useiden kilometrien syvyyteen suuresta paineesta ja pimeydestä huolimatta kehittynyt elämänmuotoja, joita kaikkia tiede ei vielä edes tunne.
Käyttäytyminen.
Yksinkertaiset eläimet käyttäytyvät vaistonvaraisesti, eli ne reagoivat ärsykkeisiin tavoilla, jotka ovat periytyviä. Vaistonvaraisestikin käyttäytyvät eläimet pystyvät hyvin monimutkaisiin suorituksiin, kuten rakentamaan pesiä, verkkoja ja muita rakenteita. Kehittyneemmät eläimet, kuten selkärankaiset, pystyvät kehittämään käyttäytymistään oppimalla. Kädellisillä on kyky jopa keksiä uudenlaista käyttäytymistä, jota sen lajitoverit sitten kopioivat. Tällainen käyttäytyminen on kulttuurin perusta.
Jotkin eläimet viettävät koko elämänsä yksin, mutta toiset elävät pitkäikäisissä tai lyhytikäisissä ryhmissä, joissa ne esimerkiksi saalistavat yhteistyössä.
Maaeläimet pystyvät yleensä liikkumaan. Merissä elää paljon eläimiä, jotka viettävät koko aikuiselämänsä yhdessä paikassa. Niillä voi olla ulokkeita, jotka saavat ne muistuttamaan kasveja. Ne erottaa kasveista kuitenkin niiden rakenne, sillä niillä on esimerkiksi hermot ja lihakset, ja lisäksi ne saavat energiansa syömällä ruokaa.
Eläimet viestivät lajitovereilleen monin tavoin ja useista eri syistä. Eläinten viestintäkeinoja ovat esimerkiksi asennot, liikkeet, ilmeet, äänet, värit ja tuoksut.
Eläinten käyttäytyminen on usein syklistä ja riippuu esimerkiksi vuorokaudenajasta ja vuodenajasta.
Jotkin eläimet lisääntyvät suvullisesti ja jotkin suvuttomasti. Suvullisesti lisääntyvillä eläimillä on usein, mutta ei aina, uros- ja naarassukupuoli, mutta jotkin lajit ovat hermafrodiittisia. Eläinten lisääntymiseen voi lajista riippuen liittyä monenlaisia toimintoja, kuten parinvalinta, soidin, parittelu, raskaus, pesän rakennus, muninta, muodonvaihdos, haudonta ja poikasten kasvatus.
Taksonomia.
Yleistä.
Eläinkunta jaotellaan pääjaksoihin (vrt. kasvi- ja sienikuntien kaaret). Nykyään eläviä lajeja sisältäviä pääjaksoja on noin 36 kappaletta.
Vaikka eläinkunta on erittäin monimuotoinen eliöryhmä, sen kaikkia jäseniä luonnehtivat seuraavat piirteet. Eläimet ovat monisoluisia ja niiden soluissa on sen toimintaa ohjaava yksikkö, tuma. Ne ovat toisenvaraisia, jolloin niiden soluissa ei ole yhteyttämiskykyisiä soluelimiä, kuten vaikkapa kasveilla on fotosynteesiä ylläpitäviä viherhiukkasia. Eläinsoluilta puuttuu kokonaan soluseinä, joka on sienillä (kitiiniä) ja kasveilla (selluloosaa). Suurimmalla osalla eläimistä on liikkumiskyky ainakin jossain elämänvaiheessa, ja alkionkehityksessä niiden elimet muodostuvat kahdesta tai kolmesta solukerroksesta (ekto-, meso-, ja endodermi).
Täsmällisemmässä taksonomiassa eläinkunta jaetaan kahteen alakuntaan: sienieläinmäisiin (Parazoa) ja monisoluisiin (Eumetazoa). Sienieläinmäisiltä puuttuu kokonaan symmetrinen rakenne, kun taas monisoluisilla on tietty säännöllinen rakenne ja symmetria. Lisäksi monisoluisten kohdalla kudosrakenteet muodostavat elimiä, jotka vastaavasti ovat osa elimistöä (esim. ruoansulatuselimistö). Sienieläinmäisiin kuuluu kaksi pääjaksoa: laakkoeläimet (Placozoa) ja sienieläimet (Porifera). Eumetazoa-alakunta jaetaan edelleen symmetriatyypin perusteella kahtia: säteittäissymmetrisiin (Radiata) ja kaksikylkisiin (Bilateria). Kaksikylkisillä eläimillä on symmetria-akseli, jonka molemmilla puolilla on vastaava osa. Esimerkiksi perhosen molemmat siivet ovat samanlaisia, mutta toinen on peilikuva. Kaksikylkissymmetrisillä eläimillä voi olla etu- ja takapään lisäksi myös sivusuunnassa oikea ja vasen puoli sekä ylä- ja alapuoli. Säteittäissymmetrisiltä eläimiltä voidaan määrittää ainoastaan ylä- ja alapuoli, ja ne voidaan jakaa usealla tavalla niin, että lopputuloksena on lähes identtiset osat.
Kaksikylkiset jaetaan kolmeen osaan: ruumiinontelottomat, valeruumiinonteloiset ja ruumiinonteloiset. Ruumiinonteloiset jaetaan vielä alkusuisiin (Protostomia) ja jälkisuisiin (Deuterostomia). Nämä kaksi ryhmää eroavat erityisesti alkionkehityksessä, jossa alkusuisilla blastoporista kehittyy suu ja peräaukko kehittyy myöhemmin, kun taas jälkisuisilla blastoporista kehittyy peräaukko ja suu kehittyy muualta.
Pääjaksot.
Alla on luettelo eläinkuntaan kuuluvista pääjaksoista ja lyhyt kuvaus niiden tyypillisestä rakenteesta. Lähteenä on käytetty pääasiassa WoRMSin taksonomista tietokantaa (10.4.2022) . Kuvaukset perustuvat pääosin "Grzimek’s Student Animal Life Resource" -kirjasarjaan (Thomson, 2005).
Historia ja evoluutio.
Eläinlajit ovat erkaantuneet ja kehittyneet vuosimiljoonien kuluessa luonnovalinnan seurauksena, kun eläimet ovat joutuneet kilpailemaan toistensa kanssa rajallisista resursseista.
Ensimmäisten eläinten ilmestyminen maapallolle on vaikea ajoittaa, koska eläinten pehmeät ruumiit eivät jätä juurikaan fossiiliaineistoa. Vanhimmat merkit eläimistä löytyvät noin yhden miljardin vuoden takaa. Merieläinten määrä räjähti kasvuun kambrikaudella. Koska niillä oli jo kovia ruumiinosia, niistä on jäänyt myös paljon fossiileja. Kambrikauden lopulla kaikki eläinten nykyiset pääjaksot olivat jo syntyneet.
Ordovikikaudella olivat syntyneet ensimmäiset äyriäiset ja ensimmäiset leuattomat kalat. Trilobiittejä oli runsaasti. Kauden lopulla tapahtui joukkosukupuutto. Siluurikaudella syntyivät ensimmäiset leualliset kalat ja jättiläismeriskorpionit. Devonikausi tunnetaan ”kalojen aikakautena”, sillä niin leualliset kuin leuattomatkin kalat erilaistuivat nopeasti. Devonikauden päättänyt joukkosukupuutto hävitti 70 prosenttia eläinlajeista.
Osa maan lähellä eläneistä kaloista sopeutui vähitellen maaelämään. Näistä kehittyivät sammakkoeläimet ja matelijat. Hyönteiset runsastuivat; suurin osa niistä oli nykyisten kovakuoriaisten sukulaisia. Matelijat syrjäyttivät permikauden lopulla sammakkoeläimet nopean lisääntymisen ja kehittymisen ansiosta. Meressä elämä oli edelleen maata monipuolisempaa. Hiilikaudella hyönteiset pystyivät kasvamaan erittäin suuriksi.
Vaikka permikausi päättyikin suureen massasukupuuttoon, maaelämää hallitsivat vielä seuraavien aikakausien (trias-, jura-, ja liitukausi) aiempaa suurikokoisemmat liskot, dinosaurukset. Dinosaurusten valtakaudelle syntyivät myös ensimmäiset lentokykyiset dinosaurukset, joiden paleontologit uskovat olevan nykyisten lintujen esi-isiä. Dinosaurusten hävittyä liitukauden lopulla nisäkkäät ottivat niiden paikan ja runsastuivat. Eläinlajien lajiutumista edesauttoi mannerlaattojen ajautuminen erilleen. Ihminen saavutti hallitsevan asemansa viimeisten kymmenien tuhansien vuosien aikana.
Kaikista koskaan eläneistä eläinlajeista vain yksi prosentti on nykyisin enää olemassa. Moni laji on kuollut jossain monista joukkosukupuutoista.
Uhat.
Ihmisväestön nopea kasvu etenkin 1900-luvulta alkaen on laajentanut ihmisen elinalueita villin luonnon kustannuksella ja kiihdyttänyt maapallon resurssien hyödyntämistä. Pellot, kaupungit ja tiet ovat nousseet paikoille, jotka aiemmin olivat villieläinten elinympäristöjä, ja jäljelle jääneet elinympäristöt ovat usein haitallisesti pirstaloituneet. Liiallinen metsästys, kalastus ja keräily uhkaavat monen lajin olemassaoloa, kuten norsun, sarvikuonon ja tiikerin. Ihmisen vaikutuksesta alueelta toiselle siirtyneet haitalliset vieraslajit ovat syrjäyttäneet monen seudun kotoperäisen lajiston, etenkin herkillä saarilla, kuten Uudessa-Seelannissa. Ihmisen tuottamat saasteet ovat myrkyttäneet etenkin ravintoketjun ylintä päätä. Ilmaston lämpeneminen uhkaa etenkin arktisten eläinten elinympäristöjä. Tästä kaikesta on seurannut monien eläinlajien vaarantuminen, sukupuuttojen kiihtyminen ja luonnon monimuotoisuuden aleneminen.
Ihminen pyrkii korjaamaan villieläimille aiheuttamaansa vahinkoa luonnonsuojelun edistämisellä. Siihen kuuluu esimerkiksi eläinten suojelu, luonnonsuojelualueiden perustaminen, villieläinkantojen elvyttäminen sekä vieraslajien torjunta.
Kirjallisuutta.
Evoluutio
Yleisteoksia