Vapauttaja (releaser): merkkiärsyke ja kiinteät toimintamallit eläimissä
Tutustu vapauttajiin (merkkiärsykkeisiin) ja kiinteisiin toimintamalleihin eläimissä — vaistonvaraiset vasteet, esimerkit linnuista, lepakoista ja paritansseista.
Releaser (suomeksi usein merkkiärsyke) on yksinkertainen ulkoinen ärsyke, joka laukaisee vastaanottajassa ennakoidun ja perinnöllisen käyttäytymisreaktion. Merkkiärsyke käynnistää vastaanottajassa luontaisen vapautusmekanismin, jonka seurauksena eläin suorittaa tietyn kiinteän toimintamallin (FAP, fixed action pattern). Releaser-järjestelmä on useimmiten lajin sisäinen ja periytyvä: sekä ärsykkeen lähettämiseen että vasteen tuottamiseen tarvittavat ominaisuudet siirtyvät geneettisesti.
Mitä kiinteä toimintamalli (FAP) tarkoittaa?
FAP on luontainen, stereotypinen ja usein lajinomainen käyttäytymiskokonaisuus. Siinä on tyypillisesti seuraavat piirteet:
- se käynnistyy tietyn releaser-ärsykkeen seurauksena,
- se on perinnöllinen eikä vaadi oppimista,
- se on suhteellisen muuttumaton ja kulkee usein loppuun asti vaikka ärsykkeen päättely tai ympäristön muutos tapahtuisi kesken suorituksen,
- sen laukeamiskynnys voi vaihdella esimerkiksi nälän, hormonaalisen tilan tai aiemman kokemuksen perusteella.
Esimerkkejä ja klassiset havainnot
Yksi tunnetuimmista esimerkeistä on varislintujen poikasen avoin nokka ja kirkkaan punainen kurkkupinta: poikasen räksyttäminen ja leveä nokka toimivat releaserina, joka saa emolinnun oksentamaan ruokaa takaisin poikaselle. Tämä esimerkki havainnollistaa, miten pieni visuaalinen tai äänellinen ärsyke voi vapauttaa monivaiheisen toiminnan. Klassikkotutkijat, kuten Niko Tinbergen ja Konrad Lorenz, kuvasivat vastaavia ilmiöitä lintujen käyttäytymisessä.
Toinen esimerkki on monien vesilintujen pariutumisen "tanssi": tapaaminen tai parin kohtaaminen voi olla releaser, joka laukaisee monimutkaisen parinmuodostuskäytöksen. Julian Huxley kuvasi eräitä tällaisia käyttäytymismalleja ensimmäisenä täydellisesti Julian Huxley.
Releaserit voivat olla myös eri aistien kautta välittyviä: visuaalisia, auditiivisia, kemiallisia (esim. feromonit) tai mekaanisia. Esimerkiksi jotkin yöperhoslajit laskevat siipensä välittömästi ja putoavat maahan kuullessaan lepakoiden ultraäänisignaaleja — tämä suojaa perhosta, vaikka lepakoille siitä ei ole hyötyä. Toisaalta jotkut lepakot voivat reagoida kuulemaansa koiperhosen ääneen ja sovittaa saalistustekniikkaansa, mikä on myös perinnöllinen vaste.
Evoluutio, adaptiivisuus ja ristivaikutukset
Releaser-järjestelmät ovat kehittyneet, koska ne parantavat usein yksilön lisääntymis- tai selviytymismahdollisuuksia. Ärsykkeen ja vasteen osatekijät voivat kehittyä kummallakin osapuolella (lähettäjä ja vastaanottaja), ja joskus järjestelmät toimivat myös eri lajien välillä — esimerkiksi saalistajan ja saaliin väliset vuorovaikutukset.
Joissain tapauksissa releaserin ja vasteen yhteensopimatta jääminen voi johtaa ilmiöihin kuten supernormaalit ärsykkeet: eläin voi reagoida voimakkaammin liioiteltuun piirteeseen (esimerkiksi liioiteltuun punaisen merkin näkyvyyteen) kuin luonnolliseen normaaliin ärsykkeeseen. Tämä osoittaa, että releaserit eivät aina ole "optimaalisia" vaan perustuvat sensoriseen ja hermolliseen herkkyyteen.
Ero refleksin ja opitun käyttäytymisen välillä
Releaser/FAP-järjestelmä muistuttaa refleksiä, mutta erot ovat olemassa: refleksit ovat yleensä hyvin yksinkertaisia, nopeasti toimivia hermostollisia vasteita (esim. polven ojennusrefleksi), kun taas FAP voi olla usean vaiheen ja monimutkaisempi sarja käyttäytymisiä. Toisaalta releaserin käynnistämä FAP on luonteeltaan perinnöllinen eikä vaadi oppimista, toisin kuin opitut käyttäytymismallit.
Neurobiologia ja säätely
Taustalla onhermostollisia piileviä mekanismeja, joita kutsutaan usein innate releasing mechanism -käsitteen mukaisesti. Nämä hermoverkot havaitsevat releaser-ärsykkeen ja käynnistävät kiinteän ohjelman. Käyttäytymisen laukeamiskynnys voi muuttua yksilön fysiologisen tilan, hormonien tai aiempien kokemusten kautta (esimerkiksi nälkä voi alentaa kynnystä ruoanhakutarkoitukseen).
Merkitys tutkimuksessa ja käytännössä
Releaserien ja FAP:ien tutkimus on keskeistä etologialle (käyttäytymistieteelle) ja auttaa ymmärtämään, miten käyttäytyminen on rakentunut ja kehittynyt. Tietoa käytetään myös esimerkiksi luonnonsuojelussa (lajien suojelu ja lisääntymisbiologia), maataloudessa (tuhoeläinten käyttäytymisen ymmärtäminen) ja eläinten hyvinvoinnissa (ympäristön suunnittelu, joka huomioi lajikohtaiset tunnusärsykkeet).
Yhteenvetona: releaser eli merkkiärsyke on ulkoinen signaali, joka vapauttaa perinnöllisen, usein lajihajuisen ja stereotypisen kiinteän toimintamallin. Järjestelmä on useimmiten geneettisesti määräytynyt, mutta sen ilmenemiseen vaikuttavat myös yksilön fysiologinen tila ja ympäristö.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on releaser?
A: Vapautin on eläimestä toiseen kohdistuva ärsyke, joka aiheuttaa tietyn vasteen. Se laukaisee vastaanottajassa synnynnäisen laukaisumekanismin, jonka seurauksena vastaanottaja tekee vasteensa, joka tunnetaan nimellä kiinteä toimintamalli (FAP).
K: Miten nämä käyttäytymismallit periytyvät?
V: Nämä käyttäytymismallit periytyvät eivätkä ne opi elämän aikana. FAP:n voidaan sanoa olevan "kiinteästi kytketty", koska se johtaa samaan käyttäytymisvasteeseen, kun tietty ärsyke laukaisee sen.
K: Mikä on esimerkki tästä käyttäytymisestä?
V: Esimerkki tällaisesta käyttäytymisestä on, kun linnunpoikanen räksyttää ja avaa nokkansa leveäksi, jolloin kurkun sisäpuoli on kirkkaanpunainen, mikä saa aikuisen lintulinnun yskimään ulos kurkkuunsa varastoitunutta ruokaa.
K: Mitä vesilinnut, kuten harmaahaikara, tekevät?
V: Vesilinnut, kuten harmaahaikara, tanssivat "tansseja" aina, kun ne tapaavat poissaolon jälkeen tai muissa tilaisuuksissa. Tanssit ovat varsin monimutkaisia, ja Julian Huxley kuvasi ne ensimmäisen kerran täydellisesti. Tapaaminen vapauttaa molemmat osapuolet, jotka sitten suorittavat kiinteän toimintakuvionsa.
K: Mikä on tämän järjestelmän tarkoitus?
V: Uskotaan, että tämä järjestelmä auttaa vahvistamaan parin sidettä, mutta se ei välttämättä hyödytä molempia kumppaneita eikä niiden tarvitse olla samaa lajia.
K: Voitko antaa toisen esimerkin periytyvästä käyttäytymisestä?
V: Toinen esimerkki periytyvästä käyttäytymisestä on se, että koiperhoset taittavat välittömästi siipensä ja laskeutuvat maahan, jos ne kohtaavat lepakoiden ultraäänisignaaleja; tämä auttaa niitä, mutta ei tietenkään hyödytä lepakoita, jotka sammuttavat äänimerkit, kun ne kuulevat koiperhosia, ja liukuvat viimeisten metrien matkalla - tätä voidaan kuvata paremmin refleksitoiminnaksi.
Etsiä