norsun jalan nahkean ihon alle haudattu on yksi anatomian arvostamattomista mysteereistä. Kolmesataa vuotta sitten muuan kirurgi väitti, että norsuilla oli kuusi varvasta tavanomaisen viiden sijasta, mikä käynnisti keskustelun siitä, oliko ylimääräinen numero todella mahdollinen. Nykyaikaiset anatomit pilkkasivat ajatusta ja väittivät sen sijaan, että ylimääräinen varvas oli todellisuudessa vain iso rustokimpale. Nyt kymmenistä norsunjaloista tehty tutkimus osoittaa, että kyhmy todella muuttuu luuksi. Digit ei ole oikea varvas—se on enemmänkin Pandan tekopeukalo. Mutta se kuitenkin auttaa tukemaan pachydermin mahtavaa ympärysmittaa.

norsuilla ”jalan ainutlaatuista rakennetta on selvästi pidettävä keskeisenä innovaationa”, sanoo Matthew Vickaryous, kanadalaisen Guelphin yliopiston selkärankaisten morfologi, joka ei ollut mukana tutkimuksessa. ”Norsun jalka on petollisen monimutkainen.”

jättiläispandan ylimääräinen peukalo on kuuluisa esimerkki evoluution kekseliäisyydestä. Eläimen oikea peukalo näyttää vain muilta sormilta, ja ne muodostavat yhdessä tassun, jossa on viisi kynttä. Mutta lisäksi pandoilla on tassun sisäreunassa hieman vastakkainen numero, joka auttaa niitä tarttumaan bambuun. Tämä ”peukalo” on oikeastaan vain sesamoidi, vähän luun, joka tyypillisesti muodostuu sisällä jänteet ja nivelsiteet, jossa ne ristiin nivelet. Polvisuojus on yksi esimerkki sesamoidista. Pandalla oikean peukalon ulkopohjassa oleva sesamoidi kuitenkin suureni, jolloin se sai numeromaisen identiteetin, joka auttaa eläintä syömään tehokkaammin.

John Hutchinson, brittiläisen Royal Veterinary Collegen evoluutiobiomekaanikko, ihmetteli, onko norsun varpaan kanssa tekeillä jotain vastaavaa. Hän oli norsujen liikkumiskyvyn asiantuntija, ja hän oli vuosien ajan kerännyt ja säilyttänyt norsujen jalkoja—lihaa ja kaikkea—eläintarhoissa kuolleilta eläimiltä. Eläinten ikä vaihteli vastasyntyneistä yli 50-vuotiaisiin. Hän oli tehnyt tietokonetomografia (CT) skannaa, jotka käyttävät röntgensäteitä kuvan kudosten viipaleita saada 3D kuvia niistä, ja muita tutkimuksia ymmärtää, miten jalat toimivat, kun hän huomasi, että rustoinen möykky usein tuli tiheämpi, kuten luun, kun jokainen norsu vanheni. Kyhmy saattoi olla jopa 15 senttiä pitkä ja 6 senttiä leveä, ja se todella vaikutti siltä, että se voisi toimia kuin varvas, hän sanoo. Se on samassa asennossa kuin Pandan peukalo, mutta se on upotettu pehmytkudokseen, jota kutsutaan läskityynyksi.

vaikka norsun oikeat varpaat eivät ole näkyvissä, ne ovat jonkin verran pystysuorassa, niin että eläin todellisuudessa kävelee varpaillaan ranteen ja kantapään ollessa irti maasta. Ensi silmäyksellä ylimääräinen varvas näyttää olevan liian korkealla maastossa kantaakseen painoa tai tehdäkseen paljon hyvää. Mutta laittamalla joitakin kerättyjä norsun jalat laitteeseen, joka sai sen näyttämään siltä kuin jalka tukisi norsun painoa ja kuvantamalla niitä ylimääräisillä CT-kuvilla, Hutchinson ja hänen kollegansa osoittivat, että faux toe toimii myös painon tukemiseksi, kuten he raportoivat verkossa tänään Science. ”Ylimääräiset numerot vaihtavat asentoa ja joutuvat kosketuksiin maan kanssa”, sanoo Brownin yliopiston funktionaalinen morfologi Elizabeth Brainerd, joka ei ollut mukana tutkimuksessa.

ylimääräisten varpaiden evoluution jäljittämiseksi Hutchinson kollegoineen suoritti TT-kuvauksia jaloista tapiirimaisilta lajeilta, jotka edustivat varhaisimpia elefanttimaisia nisäkkäitä, ja uudemmista norsufossiileista. He eivät löytäneet todisteita ylimääräisestä varpaasta 50 miljoonaa vuotta vanhoista fossiileista, jotka näyttivät kävelevän tasajalkaisina, eikä kuudennelle varpaalle jäänyt tilaa. Nuo Eläimet viettivät todennäköisesti suurimman osan ajastaan vedessä. Mutta 40 miljoonaa vuotta sitten uudemmissa fossiileissa oli merkkejä tästä kuudennesta varpaasta. Tuohon aikaan norsut laajenivat ja muuttuivat yhä enemmän maalla eläviksi. Heidän jalkansa olivat muuttumassa tukemaan paremmin painoaan, jolloin rasvapehmusteet laajenivat.

vaikka ylimääräisiä sormia ja varpaita esiintyy joskus geneettisinä poikkeavuuksina, ja ne ovat jopa yleisiä tietyillä kissaroduilla (polydaktyliaksi kutsuttu tila), Hutchinson arvelee, että sesamoidiluun värvääminen lisätuen saamiseksi oli helpompaa kuin todellisen kuudennen varpaan kehittyminen norsuilla. Kuudennen varpaan tekeminen olisi vaatinut jalan muodostumiseen johtavan monimutkaisen kehitysohjelman uusimista, hän selittää.

sesamoidiluu tuli tarpeeseen norsulle, toteaa Vickaryous. ”Jättiläismäiset vartalomuodot vaativat innovatiivisia mukautuksia selviytyäkseen suuresta kehon massan kasvusta.”Tutkijat selvittävät, oliko muilla hyvin suurilla eläimillä, kuten sauropodin dinosauruksilla, samanlaisia innovaatioita.

monet tutkijat ovat sitä mieltä, että anatomian tutkimus on ohittanut alkulähteensä. Mutta se ei pidä paikkaansa, sanoo sveitsiläisen Zürichin yliopiston evoluutiomorfologi Marcelo Sánchez. ”Jopa niinkin ’hyvin tunnetuista’ eläimistä kuin norsuista voidaan tehdä jännittäviä, uusia löytöjä, joiden tutkiminen tarjoaa merkittäviä oivalluksia evoluutiosta.”