Lepakot – öisten lentäjien biologia, lajit ja kaikuluotaus

• Järjestys Chiroptera
• Megatyypit (Megachiroptera)
• Mikrolepakot (Microchiroptera)

Eri lepakkoryhmien fylogeneettisistä suhteista on käyty paljon keskustelua. Perinteinen jako Megachiroptera ja Microchiroptera -ryhmiin heijastaa näkemystä, jonka mukaan nämä lepakkoryhmät ovat kehittyneet toisistaan riippumatta pitkän aikaa yhteisestä esi-isästä, joka oli jo lentokykyinen.

Hypoteesina oli, että nisäkkäiden lento kehittyi vain kerran. Suurin osa molekyylibiologisista todisteista tukee näkemystä, jonka mukaan lepakot muodostavat yhden tai monofyleettisen ryhmän.

Fossiiliset lepakot

Lepakoista on vain vähän fossiilisia jäännöksiä, sillä lepakot ovat maaeläimiä ja kevytluisia. Eoseenikautinen lepakko, Onychonycteris, löydettiin 52 miljoonaa vuotta vanhasta Green River -muodostumasta Wyomingissa, Yhdysvalloissa, vuonna 2003. Se pystyi lentämään, mutta hyvin säilynyt luuranko osoitti, että sisäkorvan sisäkorvan sisäkorva ei saavuttanut nykylepakoiden suurta kuulokykyä. Tämä oli todiste siitä, että lepakoiden lento kehittyi ennen kaikuluotainta. Ryhmän mukaan siltä puuttui korvan ja kurkun ominaisuuksia, joita ei ole vain nykyisin kaikuluotainten avulla havaitsevilla lepakoilla, vaan myös muilla tunnetuilla fossiililajeilla. Muiden eoseenilepakkojen, Icaronycteris, Archaeonycteris, Palaeochiropteryx, Hassianycteris ja Australonycteris, fossiiliset jäännökset osoittavat samanlaista sekoitusta perus- ja johdettuja piirteitä, kuten mosaiikkievoluution perusteella odotetaan.

Kaikilla eoseenilepakoilla oli pitkä häntä. Tämä piirre esiintyy myös varhaisilla lentävillä hyönteisillä hiilikaudella, varhaisilla lentoliskoilla sekä Archaeopteryxillä ja muilla dinolinnuilla. Pyrstö auttoi pitämään niiden lennon vakaana, mikä tarkoittaa, että ne pysyivät kurssillaan eivätkä juurikaan syöksyneet ympäriinsä. Nopea syöksyily vaatii erityisen kehittyneitä aivoja ja refleksejä, joita myöhemmillä lepakoilla, linnuilla ja lentosauruksilla oli, mutta varhaisilla ei. Epävakaan lennon hallintaan tarvitaan enemmän aivoja kuin vakaaseen lentoon. John Maynard Smith ennusti, että varhaisilla lepakoilla oli pitkä pyrstö, ennen kuin yhtään fossiilista varhaislepakkoa löydettiin.

Onychonycteriksellä oli pidemmät takajalat ja lyhyemmät kyynärvarret, jotka muistuttivat kiipeileviä nisäkkäitä, jotka roikkuvat oksien alla, kuten laiskiaiset ja gibbonit. Tällä kämmenen kokoisella lepakolla oli leveät, lyhyet siivet, mikä viittaa siihen, että se ei pystynyt lentämään yhtä nopeasti tai niin pitkälle kuin myöhemmät lepakkolajit. Sen sijaan, että Onychonycteris olisi räpyttänyt siipiään yhtäjaksoisesti lentäessään, se todennäköisesti vaihteli ilmassa räpyttelyä ja liukumista. Tällaiset fyysiset ominaisuudet viittaavat siihen, että tämä lepakko ei lentänyt yhtä paljon kuin nykyiset lepakot, vaan se lensi pikemminkin puusta puuhun ja vietti suurimman osan valveillaolopäivästään kiipeillen tai roikkuen puiden oksilla.

Kaikuluotaus

Mielenkiintoista lepakoissa on se, että vaikka ne näkevät silmillään, ne käyttävät myös korviaan auttaakseen niitä "näkemään" pimeässä. Tämän ansiosta ne voivat lentää hyvin pimeisiin paikkoihin, joihin silmä ei näe. Tätä havaintotapaa kutsutaan kaikuluotausjärjestelmäksi. Kaikuluotaus tarkoittaa, että ne käyttävät kaikua löytääkseen, missä asiat ovat.

Kaikuluotaus on kuin kaikuluotain, jota sukellusveneet ja laivat käyttävät löytääkseen asioita veden alta. Se toimii näin: kun lepakko lentää, se päästää paljon ääniä. Me emme kuule näitä ääniä (ne ovat liian korkeita), mutta lepakot kuulevat ne. Biologeilla on välineitä, joilla ne voidaan tallentaa ja toistaa matalammalla taajuudella, jotta ihmiset voivat kuulla ne.

Kun lepakko ääntelee, ääniaallot siirtyvät poispäin lepakosta. Jos ne osuvat johonkin, ne kimpoavat takaisin lepakolle (tätä kimpoamista kutsutaan kaiuksi). Jos mikään ei kimpoile takaisin, lepakko tietää, ettei edessä ole mitään. Ne käyttävät tätä kaikuluotainta pyydystääkseen ravintonsa, kuten perhosia tai sudenkorentoja. Kun lepakko aloittaa yöllisen tutkimusmatkansa, se lähettää yleensä noin 10 ääntä sekunnissa. Kaikuista ne tietävät, mitä edessä on. Kun ne saavat kaiun jostain hyvästä syötävästä, äänet lisääntyvät jopa 200 ääneen sekunnissa. Tätä äänten lisääntymistä kutsutaan ruokailuhuudoksi. Lepakko tekee ruokailusummerin aistitakseen kaikki sen hyönteisen nopeat liikkeet, jota se yrittää pyydystää.

Lepakolle palaavien kaikujen kuuleminen ja ymmärtäminen vaatii erityisiä rakenteita lepakon aivoissa. Tämän vuoksi monet tiedemiehet, lääkärit ja jopa Yhdysvaltain armeija tutkivat lepakoita huolellisesti. Yhdysvaltain armeija käyttää joka vuosi satoja tuhansia dollareita lepakoiden kaikuluotainten tutkimiseen.

Lepakoilla on myös kohtuullisen hyvä näkö, ja ne näkevät saaliinsa ja sen lentopaikan, jos ei ole liian pimeää. On paljon tarinoita siitä, että lepakot lentävät suoraan ihmisten päälle, mutta tämä ei ole totta. Ne näkevät valossa erittäin hyvin, ja pimeässä ne näkevät paljon paremmin kuin me. Ilmaisu "sokea kuin lepakko" ei siis ole kovin tieteellinen.

Viestintä

Jotkut lepakot käyttävät kaikuluotainta kommunikoidakseen keskenään ja löytääkseen ruokaa ryhmissä. Max Planck Institute of Animal Behavior -instituutin tutkijat tutkivat Molossus molossus -lepakkoa, joka metsästää hyönteisiä ryhmissä. He havaitsivat, että lepakot pystyivät ymmärtämään toisten lepakoiden kaikuluotausääniä ja jopa kertomaan, mikä toinen lepakko ryhmässään oli ääntänyt äänen, kuten ihmiset tunnistavat toistensa äänet.

Lepakon siivet

Lepakot lentävät käsillään. Itse asiassa lepakoiden lajin nimi Chiropetera tarkoittaa kreikaksi "käsisiipiä".

Lepakon ja linnun siivet ovat erilaisia. Lintujen siivissä ei ole pitkiä sormimaisia luita kuten lepakoiden siivissä. Linnut eivät voi liikuttaa jokaista sormeaan, mutta lepakot voivat. Tämän vuoksi lepakot voivat lentäessään muuttaa suuntaa tai lentää haluamallaan tavalla: näin niiden on helpompi pyydystää ruokansa. Lepakko lentää ikään kuin "uisi" ilmassa - työntämällä molemmat siivet alas ja taaksepäin.

Linnun siivessä on paljon höyheniä, kun taas lepakon siipi on enimmäkseen venyvää, ohutta ihoa, jota kutsutaan patagiumiksi. Tämä ohut ihokalvo ulottuu jokaisen sormiluun väliin, liittyy lepakon nilkkaan ja lepakon häntään (jos sillä on sellainen). Lepakko taittaa siipensä vartalonsa viereen, kun se ei lennä.

Lepakoilla on yksi kynsi (jota kutsutaan joskus lepakon peukaloksi), joka työntyy ulos siiven yläosasta. Ne käyttävät "peukaloaan" kiipeämiseen ja ryömimiseen. Mielenkiintoista on, että lepakot käyttävät peukaloaan myös korviensa puhdistamiseen.

Lepakoiden siivet ovat hyvin ketterät (ne voivat vaihtaa suuntaa nopeasti) - itse asiassa enemmän kuin lintujen - mutta niillä ei ole paljon nostetta. Tämän vuoksi lepakoiden on yleensä kiivettävä puuhun tai hypättävä ilmaan saadakseen vauhtia ennen kuin ne alkavat räpytellä siipiään.

Immuunijärjestelmä

Vaikka lepakot ovat hyvin pieniä, ne elävät pitkään. Jotkut lepakot voivat elää neljäkymmentä vuotta. Tutkijat uskovat tämän johtuvan siitä, että niiden immuunijärjestelmä on erittäin hyvä torjumaan viruksia. Lepakot taistelevat viruksia vastaan ilman, että niiden kehossa on tulehduksia. Lääkärit uskovat, että tulehdus vahingoittaa elimistöä, joten he uskovat, että lepakot elävät siksi pitkään.

Koska lepakot lepäävät suurissa ryhmissä, joissa on paljon muita lepakoita, ne voivat helposti siirtää tauteja toisilleen. Tämä tarkoittaa sitä, että virukset ja muut bakteerit ovat tuhansien sukupolvien aikana aiheuttaneet lepakoihin valikoivaa painetta, joka on tappanut lepakoita, joilla on heikko immuunijärjestelmä, ja jättänyt lepakoille, joilla on hyvä immuunijärjestelmä, mahdollisuuden selviytyä ja saada poikasia.

Monet lepakoista alkunsa saavat virukset muuttuvat myöhemmin ja muuttuvat ihmisillä vaarallisiksi taudeiksi, esimerkiksi Ebola ja SARS-CoV-2.

Ruoka

Megabatit syövät hedelmiä, nektaria tai siitepölyä. Ne pölyttävät kukkia ja levittävät joskus siemeniä. Monet trooppiset kasvit ovat täysin riippuvaisia lepakoista.

Useimmat mikrolepakot (7 lepakkolajia 10:stä) ovat hyönteissyöjiä, eli ne syövät hyönteisiä. Jotkut mikrolepakot syövät pieniä selkärankaisia eläimiä (pieniä nisäkkäitä tai kaloja), verta tai jopa muita lepakoita. Vampyyrilepakoita, jotka syövät karjan verta, on vain muutamia lajeja.

Lepoasento

Useimmat lepakot lepäävät, nukkuvat ja horrostavat ylösalaisin. Ne roikkuvat jaloillaan kiinni oksissa tai kivissä. Tätä varten niiden jalkojen jänteissä on lukitusmekanismi, joka estää niitä liukumasta. Niiden käyttämä energia roikkumiseen vähenee huomattavasti. Ilmeisin hyöty on se, että ne voivat nukkua putoamatta. Kun jänteet ovat lukittuneet, niiden jalkojen ja jalkaterien lihakset voivat rentoutua. Jopa kuolleet lepakot pysyvät roikkumassa.

• Hedelmälepakot (Pteropodidae) ovat lepakoista suurimpia. Ne syövät hedelmiä ja näkevät hyvin. Niitä on 166 lajia, jotka kaikki elävät Vanhassa maailmassa.
• Vampyyrilepakot elävät Latinalaisessa Amerikassa. Ne ovat kuuluisia siitä, että ne juovat vain verta.
• Iso pohjanlepakko elää Euroopassa, Länsi-Aasiassa ja Pohjois-Afrikassa, ja se saalistaa lintuja.
• Etelä-Amerikassa elävä isolepakko syöksyy matalalla veden yläpuolella ja nappaa kynsillään pieniä kaloja.
• Thaimaasta kimalaislepakko on maailman pienin lepakko, ja se on myös yksi maailman pienimmistä nisäkkäistä. Aikuiset kasvavat 29-33 mm:n pituisiksi ja painavat 2 grammaa.
• Suurin tunnettu lepakko on jättimäinen kultakruunuinen lentävä kettu. Sen siipiväli on 1,5 metriä ja paino noin 1,2 kiloa.
• Joulusaaripipistrelle on lepakko, jonka sukupuuttoaikaa ei tiedetä.

Yhdistyneessä kuningaskunnassa kaikki lepakot ovat lailla suojeltuja, ja jopa lepakon tai sen pesän häiritsemisestä voidaan määrätä ankara sakko.

Austinissa, Teksasissa asuu kesäisin Pohjois-Amerikan suurin kaupunkilepakkoyhdyskunta (Congress Avenuen sillan alla), arviolta 1 500 000 meksikolaista vapaapyrstölepakkoa, jotka syövät arviolta 10-30 tonnia hyönteisiä joka yö ja houkuttelevat 100 000 turistia vuosittain.

Malesian Sarawakissa lepakot ovat suojeltuja lajeja, mutta paikalliset yhteisöt syövät isoa alastonta lepakkoa ja suurta nektarilepakkoa.

Lepakot kansanperinteessä ja fiktiossa

Länsimaissa lepakot yhdistetään vampyyreihin, joiden sanotaan voivan muuttua lepakoiksi. Lepakot ovat myös aaveiden, kuoleman ja sairauksien symboli. Joissakin Euroopan maissa, kuten Puolassa, lepakoiden sanotaan kuitenkin tuovan onnea.

Lepakkoa käyttävät fiktiossa sekä pahikset kuten Dracula että sankarit kuten Batman. Kenneth Oppel kirjoitti Silverwingistä alkaen romaanisarjan, jossa lepakot ovat hyviä hahmoja.