Eesti Looduse fotovõistlus
2011/06-07



   Eesti Looduse
   viktoriin


   Eesti Looduse
   fotovõistlus 2012




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
Käsnad EL 2011/06-07
Lihtsad, aga mitte primitiivsed loomad

Jõepõhjas kivile kinnitunud rohelist või pruunikat laiku vaadates võib nii mõnigi küsida: „Ons see tõesti loom”? Ka meil, keemia ja molekulaarbioloogia taustaga teaduritel oli esialgu raskevõitu käsna ära tunda.

Enamik käsni on küll merede ja ookeanide asukad, aga mõned liigid on ajapikku kohastunud ka eluks magevees. Aluspinnal ehk substraadil liikumatult püsides pumpavad nad merevett läbi arvukate kanalite ja pooride süsteemi oma kehas ja sõeluvad sellest välja toiduosakesi. Pooridest tulenebki käsnade hõimkonna ladinakeelne nimetus – Porifera. Sõrmepikkune käsn suudab filtreerida üle 125 liitri vett ööpäevas. Seega puhastavad käsnad vett ning võivad vähendada isegi joogivee bakterisisaldust.

Silma järgi on käsna liiki väga raske määrata, sest sama liiki käsnade välimus võib suuresti erineda. Vilunud taksonoom tunneb mõnikord liigi ära lõhna järgi, aga sageli veab seegi meetod alt.
Kõige levinuma, päriskäsnade (Demospongiae) klassi käsnade keha orgaanilise toese moodustavad kollageenikiud, mineraaltoese aga räniokised ehk spiikulid, mis eri liikidel on eri suuruse ja kujuga. Nende järgi tavapäraselt liike eristataksegi.
Peale täiskasvanud käsna kehas olevate spiikulite saab liiki selgitada ka käsna sisepungade ehk gemmulite toest moodustavate gemmoskleeride järgi. Nimelt sigivad käsnad nii sugulisel kui ka mittesugulisel teel. Kui eluolu halveneb (näiteks parasvöötmes saabuvad pimedad ja külmad sügisilmad), kõhetub mageveekäsna keha ja laguneb enne külmade tulekut, jättes endast järele gemmulid. Kevadel arenevad nendest uued väikesed käsnad, kes võivad omavahel ühineda ja kasvada suureks käsnaks. Samuti võivad gemmulid kanduda (näiteks veevooluga või lindude abil) uutesse elupaikadesse, aidates nõnda käsni levitada.

Eesti käsnade kohta on kuni viimase ajani teatud vähe. Soome lahe vesi ei sobi käsnale elukeskkonnaks, aga meie mageveekäsnade kohta kuuldi esimest korda Wùadysùaw Dybowski 1878. aastal Tartus (siis veel Dorpatis) loodusuurijate seltsi koosolekul peetud ettekandest [1]. Magister Dybowski kirjeldas Venemaa Läänemere-provintside mageveekäsnade leiukohti ning demonstreeris kuulajatele kuivatatud või piirituses hoitud käsnaeksemplare ja nendest valmistatud mikroskoobipreparaate.
Välistunnuste ja räniokiste kuju järgi oli Dybowski Eesti aladel kindlaks teinud kolm magevee käsnaliiki: järvekäsna (Spongilla lacustris), tavalise jõekäsna (Ephydatia fluviatilis; tolleaegse nimetusega Spongilla fluviatilis) ja liigi Spongilla erinaceus. Prof. Heinrich Riikoja oletuse järgi on nimetatud Spongilla erinaceus tegelikult mülleri jõekäsn (Ephydatia muelleri) [4].
Enam kui sajandiks jäi see ettekanne parimaks Eestis elavate käsnade kirjelduseks. Üksikutes teadusartiklites ja Natura 2000 programmi raames on edaspidigi ilmunud teateid käsnade leidude kohta nii Eesti jõgedest kui ka järvedest [2, 5, 6]. Mõnikord on liik määratud, sageli aga piirdub teave üldise määratlusega „käsn”.
Euroopas on praegu teada 18 mageveekäsna liiki. Käsnaliikide leviku kohta Eestis puudus aga kuni viimase ajani süstemaatiline ülevaade.

2004.–2006. aasta suvel-varasügisel ning hiljemgi käisid Tallinna tehnikaülikooli geenitehnoloogia instituudi teadlased käsni otsimas kõigi Eesti vesikondade jõgedest ja ojadest. Uuriti 79 jõge ja oja, 53-s neist kirjeldati kokku 80 käsnaleiukohta. Järved jäeti vaatluse alt välja, sest neis oleks pidanud kasutama keskkonda häirivat traalimismeetodit.
Käsnaproove koguti vees olevatelt kividelt, puujuurtelt ja okstelt kuni poole meetri sügavuselt. Osa igast proovist puhastati happe abil orgaanilisest materjalist ning puhastatud spiikuleid analüüsiti valgusmikroskoobi ja vajaduse korral ka skaneeriva elektronmikroskoobi abil. Ehkki enamasti õnnestus liigid spiikulite välimuse järgi määrata, läks täpse vastuse saamiseks mitmetel juhtudel tarvis ka geneetilist analüüsi.
Leiti kõiki kolme varem teada olnud käsnaliiki – järve- ja tavalist jõekäsna ning mülleri jõekäsna –, aga peale nende veel neljandat, samasse, Spongillidae sugukonda kuuluvat käsnaliiki Eunapius fragilis, keda siinmail varem teada ei olnud. Uurimistulemused on avaldatud kahes teadusartiklis [3, 7].

Üldiselt armastavad käsnad puhast vett. Kõige ilusamad isendid kasvavad seal, kus veevool on kiirem, sest liikuv vesi toob käsnale toitu juurde. Sageli võib käsnasid leida sildade all hämaras, kas sillatoesel või kividel – seal, kus nad ei pea valgust vajavate veetaimede ja vetikatega kasvukoha pärast võistlema. Aluspinna ehk substraadi suhtes on käsnad üsna leplikud: oleme neid leidnud isegi vana äravisatud raadio detailidelt. Muda jõepõhjas aga käsna kasvu ei soodusta. Mõistagi oleneb see, kas ühes või teises jões käsni leidub, ka vee mineraalsest koostisest ja happesusest.

Teadlaste huvi käsnade vastu ei piirdu ainult nende tunnuste ja levikuga. Viimasel ajal on seda õhutanud eelkõige genoomi evolutsiooni uuringute jõudus areng. On ju käsnad see loomariigi hõimkond, mis ilmselt kõige esimesena lahknes hulkraksete loomade ühisest eellasliinist.
Paleontoloogiliste leidude alusel hinnatakse käsnade hõimkonna vanuseks vähemalt 600 miljonit aastat. Mõistagi on hõimkond oma ülipika ajaloo käigus lahknenud väga mitmekesiseks: tuntakse üle 700 perekonna ja ligi 8000 liiki. Praegu elavatest hulkraksetest loomadest on käsnad kõige lihtsama ehitusega. Käsna kõik rakud on üpris iseseisvad: võimelised toitu püüdma ja seedima. Kõrgematele loomadele iseloomulikest peamistest koetüüpidest puuduvad käsnadel närvi- ja lihaskude. Küll võib käsnade puhul rääkida epiteel- ja sidekoest, ent needki on nii ehituse kui ka talitluse poolest lihtsamad kui teistel hulkraksetel.
Ometi on selgunud, et käsna genoom on geenivariantide ja nende toime mitmekesisuse poolest erakordselt keeruline. Endisaegne arusaam „Mida lihtsam loom, seda lihtsam on tema genoom” on osutunud sügavalt ekslikuks.

Käsnade genoom jutustab meile sellest, mida on vaja hulkraksuse tekkeks. Nimelt erineb see drastiliselt nende lähimate ainuraksete sugulaste, kaelusviburlaste genoomist. Käsna genoomis peituvad juhtnöörid rakkudele, kuidas teha koostööd ja jagada omavahel ülesandeid, eristada omi ja võõraid rakke, püsida töös ja õigel ajal surra. Nii saame käsna geene uurides aimu, millised „ehitusplokid” on pannud aluse teiste loomade tugevasti spetsialiseerunud kudede, näiteks närvisüsteemi tekkele.
Enamik käsnarakke on võimelised diferentseeruma ja dediferentseeruma, s.t. muutma oma talitlust organismi vajaduse järgi. Seega kujutab mitu käsnarakkude tüüpi endast sisuliselt tüvirakke. Tüvirakkudes nähakse tänapäeval väga suuri võimalusi luua uusi raviviise. Nii mõnegi selle valdkonna probleemi uurimiseks on just mageveekäsnad sobivamad kui merekäsnad, sest neid saab kasvatada laboris „sünnist surmani”: alustades gemmulitest ja lõpetades täiskasvanud käsna hääbumisega.

Eluslooduse üldküsimuste kõrval pakuvad uurijatele huvi ka erilised, ainult käsnadele iseloomulikud ainevahetusrajad ja nende saadused. Käsnade ainevahetuses mängivad suurt osa neis elavad sümbiondid, kelle seas on nii baktereid kui ka päristuumseid ehk eukarüoote.
Merekäsnasid peetakse bioloogiliselt aktiivsete ainete – sekundaarsete metaboliitide – „kullakaevanduseks”. Viimase poolsajandi jooksul on käsnadest leitud üle 5300 bioaktiivse loodusliku ühendi, millest on abi nii põletiku, vähi, immuunsüsteemi häirete, viiruste kui ka bakterite vastu.
Mageveekäsnad on sääraste kasulike ühendite poolest üsna vaesed, aga neiski leidub ainulaadse toimega ensüüme, mida Eestis tõsiselt uuritakse.
Oma tervist võib edendada ka lihtsalt käsna toese abil: pesta end tavalise pesukäsnaga, mis kujutab endast merekäsna Spongia officinalis muudest orgaanilistest ainetest puhastatud spongiintoest, või määrida oma muhke ja sinikaid mageveekäsna spiikuleid sisaldava Badjaga salviga, mida on Venemaal toodetud juba üle kahesaja aasta.

1. Dybowski, Wùadysùaw 1878. Über die Spongillen der Ostseeprovinzen. – Sitzungsberichte der Naturforscher-Gesellschaft zu Dorpat IV: 524–534.
2. Järvekülg, Arvi 1995. Veeselgrootud. – Raukas, Anto (toim.). Eesti. Loodus. Valgus, Eesti Entsüklopeediakirjastus, Tallinn: 441–452.
3. Lopp, Annika et al. 2007. Molecular identification, characterization and distribution of freshwater sponges (Porifera: Sponglillidae) in Estonia. – Fundam. Appl. Limnol., Arch. Hydrobiol. 168: 93–103.
4. Riikoja, Heinrich 1955. Eesti NSV selgrootute fauna uurimise küsimusi. – Loodusuurijate Seltsi aastaraamat 48: 7–26.
5. Ristkok, Jüri; Ruse, Koidu 1962. Võrtsjärve litoraali põhjafauna koosseisust ja levikust. TRÜ Toimetised 120: 3–52.
6. Ristkok, Jüri 1994. Emajõe veestiku vooluvetest leitud hüdrobiondid. – Eesti Loodusuurijate Seltsi aastaraamat 75: 97–147.
7. Roovere, Tiiu et al. 2006. Freshwater sponges in Estonia: genetic and morphological identification. – Proc. Estonian Acad. Sci., Biol. & Ecol. 55: 216–227.

Annika Lopp (1948) ja Merike Kelve (1947) on Tallinna tehnikaülikooli geenitehnoloogia instituudi teadurid. Artiklit aitasid vormistada ja käsni pildistasid ka TTÜ doktorandid Mailis Päri ja Kerli Vallmann. Elektronmikroskoobi fotode autor on Valdek Mikli (TTÜ).



Annika Lopp, Merike Kelve
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012

Loe Uudistajat
E-posti aadress:
Liitun:Lahkun: 
Serverit teenindab EENet