Vesinokkaeläin (Ornithorhynchus anatinus) on pienikokoinen nisäkäslaji, jota esiintyy Kaakkois-Australiassa ja Tasmaniassa.Burnie, David: Matka eläinten maailmaan, 2004, WSOY (alkuteos The Concise Animal Encyclopedia, 2000) Neljän nokkasiililajin ohella vesinokkaeläin on yksi viidestä nokkaeläimiin kuuluvasta nisäkäslajista, jotka eivät synnytä eläviä poikasia vaan munivat. Muiden nokkaeläinten tapaan myös vesinokkaeläimellä on sähköaisti.
Muniva, myrkyllinen, räpyläjalkainen ja ulkomuodoltaan ankannokkaiseksi sekä majavahäntäiseksi kuvailtu nisäkäs on hämmentänyt eurooppalaisia eläintieteilijöitä, joista monet ensi kohtaamisella luulivat sitä hyvin suunnitelluksi huijaukseksi. Se on yksi harvoista myrkyllisistä nisäkkäistä: vesinokkaeläinuroksella on takajalassaan kannus, joka levittää ihmiselle kovaa kipua aiheuttavaa myrkkyä. Vesinokkaeläin on ainutlaatuisten ominaisuuksiensa vuoksi tärkeä evoluutiobiologian tutkimuskohde ja Australian helposti tunnistettava symboli. Sitä on käytetty useiden kansallisten tapahtumien maskottina, ja se on kuvattuna Australian 20 sentin kolikon kääntöpuolelle.
Vesinokkaeläintä metsästettiin sen turkin vuoksi aina 1900-luvun alkuun asti, mutta nyt laji on suojeltu koko esiintymisalueellaan. Vaikka tarhaolosuhteissa toteutetut lisäännyttämisprojektit ovat tuottaneet vain rajallisia tuloksia ja vesinokkaeläin on altis saastumisen aiheuttamille seuraamuksille, laji ei ole välittömässä vaarassa. Ilmaston lämpeneminen saattaa kuitenkin tulevaisuudessa uhata sen elinaluetta.
Lajin löytyminen ja nimi
Kun eurooppalaiset ensimmäistä kertaa löysivät vesinokkaeläimen 1798, Uuden Etelä-Walesin toinen kuvernööri John Hunter lähetti sen turkin ja eläimestä tehdyn piirroksen Englantiin. Brittiläiset tieteilijät olivat ensin varmoja, että kyseessä oli huijaus. Ensimmäisen kuvauksen eläimestä Naturalist's Miscellanyyn 1799 laatinut George Shaw totesi, että epäilyksiä sen aitoudesta on pakko esittää. Robert Knox arveli vesinokkaeläimen olleen jonkun aasialaisen eläintentäyttäjän luomus. Tieteilijät uskoivat, että joku oli ommellut ankan nokan majavaa muistuttavan eläimen ruumiiseen. Shaw jopa etsi kuivatusta nahasta tikkejä saksilla.
Shaw antoi löytyneelle eläimelle nimeksi Platypus anatinus. Platypus on latinaa, mutta se on johdettu kreikan sanoista πλατύς (platys, ″litteä, leveä”) ja πους (pous, ″jalka”). Hän teki Linnén luokittelujärjestelmän mukaisesti Platypuksesta heimon nimen, mutta nimi muutettiin myöhemmin, kun sen huomattiin jo olevan käytössä erään kuoriaisheimon nimenä. Se kuitenkin jäi eläimen englanninkieliseksi nimeksi. Johann Blumenbach käytti vuonna 1800 julkaistussa teoksessaan lajista nimeä Ornithorhynchus paradoxus. Myöhemmin lajin viralliseksi nimeksi hyväksyttiin kuitenkin etusijaperiaatteen mukaisesti Ornithorhynchus anatinus. Ornithorhynchus on johdettu kreikan sanasta ορνιθόρυγχος (ornithorhynkhos), joka tarkoittaa ″linnun nokkaa”, ja latinan sana anatinus tarkoittaa ″ankan tapaista”. Alkuperäiskansojen vesinokkaeläimistä käyttämiä nimiä ovat muun muassa boondaburra, mallingong ja tambreet.
Piirteet
Rakenne
Vesinokkaeläimen ruumis ja leveä, litteä häntä ovat tuuhean, ruskean turkin peitossa. Turkki on erittäin tiheä, ja siinä on 600–900 karvaa neliömillimetriä kohti. Tiivis, kahdesta kerroksesta muodostuva turkki vangitsee eristävän ilmakerroksen, joka pitää eläimen lämpimänä. Vesinokkaeläimen häntä on sen rasvavarasto, ja sama sopeutuma on myös muun muassa pussiahmalla ja rasvahäntälampaalla. Vesinokkaeläimellä on suuri, ulkonäöltään ankan nokkaa muistuttava kuono. Vaikka kuonoa kutsutaan yleisesti nokaksi, se ei ole kuitenkaan sarveisainepeitteinen uloke, kuten linnuilla, vaan herkkätuntoinen nahkapintainen aistinelin. Vesinokkaeläin on yksi monista veteen sopeutuneista räpyläjalkaisista nisäkkäistä. Räpylärakenne on selvempi etujaloissa, ja vesinokkaeläin taittelee ne kokoon kävellessään maalla. Sieraimet sijaitsevat kuonon yläpinnalla ja silmät ja korvat kuonon takana olevassa syvennyksessä, joka on uidessa kiinni. Kun vesinokkaeläimiä on häiritty, niiden on kuultu murisevan hiljaa. Tarhattuna eläviltä yksilöiltä on kirjattu ylös useita muita ääntelyitä.
Istukkanisäkkäiden (Eutheria) tavallinen ruumiinlämpötila on 38 °C, mutta vesinokkaeläimen ruumiinlämpötila on keskimäärin 31–32 °C. Tutkimusten mukaan kyse ei ole nokkaeläinten yleispiirteestä, vaan se on seurausta pienen nokkaeläinten joukon asteittaisesta sopeutumisesta vaikeisiin ympäristöolosuhteisiin. Vesinokkaeläimen aineenvaihdunta ja hengitys ovat hitaampia kuin samanpainoisten istukallisten nisäkkäiden. Vesinokkaeläimen paino vaihtelee huomattavasti, 0,7–2,4 kg, ja urokset ovat selvästi naaraita isompia. Urosten keskipituus on 50 cm, naaraiden 43 cm. Eri alueilla elävien yksilöiden koko vaihtelee, mutta erot eivät näytä noudattavan ilmastollista vaihtelua. Erojen syyksi on arveltu ympäristötekijöitä, kuten petoeläimiä ja ihmisen toiminnan vaikutusta.
pienoiskuva|Uros levittää myrkkyä takajalkansa kantaluun kannuksella.
Nykyisten vesinokkaeläinten nuorilla yksilöillä on sekä ylä- että alaleuassa kolme hammasta, jotka ne menettävät ennen synnyinpesästä poistumistaan tai juuri sen jälkeen. Täysikasvuisilla yksilöillä on hampaiden tilalla voimakkaasti sarveistunutta kudosta. Vesinokkaeläimen leuan rakenne poikkeaa muista nisäkkäistä: koko alaleuanluun pituudelta kulkee alaleuanvaltimon ja kolmoishermon sisältävä ylikasvanut käytävä, ja leuan keskellä on nystyrä. Myös leukaa avaava lihas on erilainen. Kuten kaikilla aidoilla nisäkkäillä, vesinokkaeläimelläkin välikorvan pienet ääntä johtavat luut ovat kiinni kallossa eivätkä leuoissa, kuten cynodonteilla ja muilla nisäkkäitä edeltäneillä synapsideilla. Korvan ulkoinen aukko sijaitsee kuitenkin leuan juuressa. Vesinokkaeläimellä on olkapäiden ympäristössä ylimääräisiä luita, joita ei ole muilla nisäkkäillä, ja sen hartiavyö muistuttaa matelijoiden rakennetta. Sen kävelytyyli on matelijamainen, eli jalat ovat sen kävellessä ruumiin sivulla eivätkä alla. Vesinokkaeläinurosten kivekset sijaitsevat kehon sisäpuolella lähellä munuaisia: ne eivät siis missään vaiheessa laskeudu kehon ulkopuolelle. Lintujen ja matelijoiden tapaan vesinokkaeläimellä on yhteissuoli.
Myrkky
Vesinokkaeläinuroksilla on nilkoissa kannukset, jotka tuottavat lajille ominaista myrkkyseosta. Se sisältää ainakin 19 eri ainesosaa ja koostuu pääosin defensiiniä muistuttavista peptideistä (DLP), C-tyypin natriureettisistä peptideistä (CNP) ja hermokasvutekijöistä (NGF). Vesinokkaeläimen myrkky on kehittynyt itsenäisesti erillään matelijoiden myrkyn kehityksestä. Myrkkyä ei erity ympäri vuoden vaan ainoastaan vesinokkaeläinten pariutumisaikaan. Myrkkyä tuottavat rauhaset ovat kehittyneet hikirauhasista ja sijaitsevat uroksen takaraajojen polven ja jalkaterän välissä. Munuaisenmuotoiset rauhaset liittyvät molemmissa takajaloissa ohutseinäisillä tiehyillä kantaluun kannukseen. Naarasvesinokkaeläimillä on nokkasiilien tapaan kehittymättömät kannusnuput, jotka katoavat ennen ensimmäisen elinvuoden loppua. Naarailla ei ole toimivia myrkkyrauhasia.
Myrkky on pienemmille eläimille tappavaa, mutta sen teho ei riitä ihmisen tappamiseen. Myrkyn aiheuttama kipu on kuitenkin niin tuskallinen, että uhri voi lamaantua eivätkä tavalliset kipulääkkeet riitä. Haavaa ympäröivä alue turpoaa nopeasti, ja turvotus leviää asteittain koko raajaan. Tapaustutkimusten perusteella on huomattu kivun kehittyvän pitkäkestoiseksi hyperalgesiaksi, joka voi jatkua päiviä tai jopa kuukausia.
Sähköaisti pienoiskuva|150px|vasen|Vesinokkaeläin käyttää nokkaansa aistimiseen.
Nokkaeläimet ovat nokkasiilin lisäksi ainoita nisäkkäitä, joilla tiedetään olevan sähköaisti. Ne paikantavat saaliinsa tarkkailemalla lihassupistusten tuottamia sähkökenttiä. Vesinokkaeläimen sähköaisti on kaikista nokkaeläimistä kehittynein. Sähköreseptorit sijaitsevat nokan iholla kuonosta häntää kohti suuntautuvissa riveissä, kun taas kosketusta aistivat mekanoreseptorit levittäytyvät tasaisesti koko nokan alueelle. Nokassa sijaitsee yhteensä noin 60 000 mekanoreseptoria ja 40 000 sähköreseptoria. Aivokuoren sähköaistista vastaava alue sijaitsee sen tuntoa käsittelevällä alueella, ja jotkin aivokuoren solut vastaanottavat syötettä sekä sähköreseptoreilta että mekanoreseptoreilta, mikä viittaa sähkö- ja tuntoaistien läheiseen yhteyteen. Sekä nokan sähkö- että mekanoreseptorit hallitsevat vesinokkaeläimen aivokuoren kehonosanmukaista järjestystä, samalla tavalla kuin ihmisen kädet hallitsevat Wilder Penfieldin homunculusta .
Vesinokkaeläin kykenee – mahdollisesti vertailemalla signaalin voimakkuuden eroja sähköreseptoreillaan – päättelemään sähkönlähteen suunnan. Tämä on syynä eläimen tyypilliseen pään sivulta sivulle tapahtuvaan liikkeeseen sen saalistaessa. Sähköaistin ja tuntosyötteen liittyminen toisiinsa viittaa siihen, että eläin osaa arvioida saaliin liikkuessa sen etäisyyden. Tämä tapahtuisi saaliista säteilevien sähkösignaalien ja mekaanisten värähtelyiden saapumisaikojen erotuksen avulla.
Vesinokkaeläin hankkii ravintoa kaivamalla nokallaan joenpohjaa. Sähköreseptoreita se saattaa tässä tilanteessa käyttää myös elollisten ja elottomien kohteiden erottamiseksi toisistaan, kun mekanoreseptorit saavat jatkuvasti ärsykkeitä. Kun saalista häiritään, sen lihakset tuottavat supistuessaan pienen määrän sähkövirtauksia, jotka vesinokkaeläin aistii. Tutkimusten mukaan vesinokkaeläin reagoi jopa ”keinotekoiseen katkarapuun”, jos sen läpi johdetaan pieni määrä sähkövirtaa.
Levinneisyys ja elintavat pienoiskuva|350px|Uidessaan vesinokkaeläin käyttää eturaajojaan liikkumiseen ja takaraajoja ja häntää ohjaamiseen.
Vesinokkaeläin on semiakvaattinen laji, eli se elää pääasiallisesti maalla, mutta viettää suuren osan elinkaarestaan vedessä. Vesinokkaeläin asuttaa pieniä jokia ja puroja laajalla alueella Tasmanian kylmiltä ylängöiltä ja Australian Alpeilta aina Queenslandin rannikon trooppisiin sademetsiin ja pohjoiseen Cape Yorkin niemimaan juurelle asti. Sen sisämaan levinneisyydestä ei ole tarkkaa tietoa: se on kadonnut kokonaan Etelä-Australiasta lukuun ottamatta Kengurusaarta, jonne se on palautusistutettu, eikä sitä löydy enää pääosasta Murray-Darling-jokialuettakaan – mahdollisesti kattavan maanraivauksen ja kastelujärjestelmien aiheuttaman veden laadun heikkenemisen vuoksi.
Tarhattuna elävät vesinokkaeläimet ovat saavuttaneet 17 vuoden iän, ja vapaudessa on tavattu 11-vuotiaita yksilöitä. Luonnossa elävien aikuisten yksilöiden kuolleisuus lienee pieni. Sen luonnollisiin saalistajiin kuuluvat käärmeet, vesirotat, varaanit ja kotkat. Pohjois-Australian vesinokkaeläinkannan pienuus voi johtua krokotiilien niihin kohdistamasta saalistuksesta. Kettujen tuominen maahan jäniskannan hillitsemiseksi on saattanut vaikuttaa jonkin verran mantereen vesinokkaeläinkantaan. Vesinokkaeläintä pidetään pääasiallisesti yö- ja hämäräeläimenä, mutta jotkin yksilöt voivat olla aktiivisia myös päiväsaikaan, varsinkin kun taivas on pilvessä. Sen elinalue muodostuu joista ja ranta-alueista, joilla on sekä sen saaliseläimiä ravinnonlähteeksi että rantapengertä, johon se voi kaivaa lepo- ja pesimäkoloja. Sen liikkumasäde voi olla seitsemän kilometriä. ja uroksen reviiri ulottuu 3–4 naaraan reviirille.
Vesinokkaeläin on erinomainen uimari, ja se viettää pitkiä aikoja vedessä etsimässä syötävää. Uivan vesinokkaeläimen erottaa muista Australian nisäkkäistä siitä, ettei vesinokkaeläimellä ole näkyviä korvia. Nisäkkäille epätyypillisesti vesinokkaeläin työntää uidessa itseään etujalkojen vuorottelevalla soutuliikkeellä. Vaikka vesinokkaeläimen kaikissa jaloissa on räpylät, se ei käytä työntöliikkeessä takajalkoja, vaan pitää ne ruumista vasten ja käyttää niitä ja häntää ohjaamiseen. Vesinokkaeläin on tasalämpöinen ja ylläpitää ruumiinlämpönsä, joka on useimpia nisäkkäitä matalampi 32 °C, jopa saalistaessaan tuntikaupalla vedessä, jonka lämpötila on alle 5 °C.