Newspaper articles

Lue koko juttu: HS Tiede 12.5.2017

Evoluutiobiologi haluaa tietää, miten luonnonvalinta vaikuttaa ihmissukuun.

Moni suomalainen huippututkija lähtee ulkomaille, mutta Virpi Lummaa palasi Turkuun vietettyään maailmalla melkein kaksi vuosikymmentä. Hän sai viiden vuoden professuurin Suomen Akatemialta ja jätti vakinaisen työpaikan Sheffieldin yliopistossa.

Lummaata kiehtoi mahdollisuus omistautua täysin tutkimukselle. Britanniassa hän olisi joutunut opettamaan ison osan ajastaan.

Lisäksi tärkeä houkutin oli mummo. Kun oma äiti asuu lähellä, kahden pienen pojan yksinhuoltajan arki helpottuu huomattavasti.

Näin toteaa tutkija, josta on tullut kansainvälisesti tunnettu niin sanotun mummohypoteesin ansiosta. Sen mukaan isoäidit edistivät lastenlastensa selviämistä hengissä menneinä vuosisatoina, jolloin lapsikuolleisuus oli suurta.

Lummaa vahvisti tämän vanhojen kirkonkirjojen avulla. Suomen papit ovat vuodesta 1686 lähtien kirjanneet niihin vihityt, syntyneet, kuolleet ja usein myös satotietoja.

Aineisto, jota Lummaa käyttää, kattaa 15 sukupolvea suomalaisia 1700-luvulta nykypäivään. Sen kokoamisen aloittivat aikoinaan lintutieteilijät Erkki Haukioja ja Risto Lemmetyinen. Heitä innosti sukututkimus ja etenkin poikuekoon vaihtelut linnuilla.

Kun Lummaa sai paperit haltuunsa, hän teki niistä ensin gradun, sitten väitöskirjan ja myöhemmin ryhmänsä kanssa lukuisia muita tutkimuksia. Kaikissa on keskeistä poikuekoon vaihtelu – ihmisellä.

Hän oivalsi varhain, että ihmistä voi tutkia lajina, johon pätevät biologian lainalaisuudet aivan kuten kaikkiin muihinkin eliöihin.

Meihinkin sopii evoluutioteorian oppi luonnonvalinnasta. Se suosii yksilöitä, jotka onnistuvat elinaikanaan kasvattamaan eniten jälkeläisiä. Tämä selittää myös mummojen, eläinkunnan kummajaisten, olemassaolon. Lähes kaikilla lajeilla naaraat jatkavat lisääntymistä kuolemaansa saakka, mutta naiset lopettavat vaihdevuosiin.

”Väitöskirjaa kirjoittaessani kävin puhumassa siitä biologien kokouksissa. Olin yleensä ainoa, joka käsitteli ihmisiä. Kuulijoita riitti, mutta tunsin, että esitykseni oli hupipätkä, kuin uutisten loppukevennys.”

Nyt on toisin. Yhä useammat tutkijat ovat alkaneet pohtia ihmistä evoluutiobiologian näkökulmasta.

Lummaa kollegoineen selvittää parhaillaan sitä, miten luonnonvalinta on muuttunut, kun yhteiskunta on modernisoitunut. Suuri käänne tapahtui 1800-luvulla isorokkorokotusten ansiosta: lapsikuolleisuus pieneni, perheiden lapsiluku laski, eikä luonnonvalinta enää määrää, kuka jää henkiin.

”Ennen rokotusten aikaa isorokko saattoi tappaa muutamassa viikossa jopa kolme lasta samasta perheestä”, tutkija kertoo. Hänen onkin vaikea ymmärtää niitä tämän päivän keskustelijoita, jotka kyseenalaistavat rokotukset.

Myös hyvinvointivaltiossa poikuekoko vaihtelee. Siinä, kuinka paljon eri ihmiset siirtävät geenejään eteenpäin, on yhä melkein yhtä isoja eroja kuin esiteollisessa Suomessa.

Lummaata kiinnostaa, miten populaatio muuttuu, kun osa porukasta ei lisäänny lainkaan. Hän toivoo saavansa viimeisimmistä sukupolvista geenitietojakin tutkimukseensa.

Toinen häntä kutkuttava kysymys on, miksi jotkut rupsahtavat nopeammin kuin muut. Amerikkalaisessa tutkimuksessa osa 38-vuotiaista koehenkilöistä oli vireitä kuin kolmikymppiset, mutta osa sinnitteli 60-vuotiaan kropassa.

Tähän ei löydy vastausta kirkonkirjoista, vaan toisesta aineistosta, jonka sattuma lahjoitti Lummaalle. Myanmarilainen eläinlääkäri kertoi hänelle rekisteristä, joka sisältää tarkat tiedot 10 000 metsätyönorsun terveydestä sadan vuoden ajalta. Viidakoissa työskentelee yhä 2 500 norsua.

Onnenpotku avasi huimia näkymiä. Tutkijoilla on käytössään viiden sukupolven verran norsujen historiaa. Lisäksi he voivat mitata vaikkapa stressihormonien määrää tai solujen dna:n kuntoa samojen sukujen eläviltä jälkeläisiltä ja arvioida tuloksia niiden työnteon ja sairastelun valossa.

Ryhmä haaveilee ratkaisevansa kehon rappeutumisen arvoituksen, eli sen, miten elimistö ikääntyy ja dna rapistuu eri yksilöillä.
 

Paluumuuttaja ja koirien kasvattaja

Virpi Lummaa, 43, on akatemiaprofessori Turun yliopistossa.
Väitteli Turun yliopistossa vuonna 1999 siitä, miksi Turun saaristossa syntyi ennen puolet enemmän kaksosia kuin muualla Suomessa.
Työskennellyt tutkijana Cambridgen yliopistossa, Berliinissä Wissenshaftskolleg-instituutissa ja Sheffieldin yliopistossa.
Juoksee torstaisin kymmenhenkisen tutkimusryhmänsä kanssa Aurajoen rannalla.
Kasvattaa newfoundlandinkoiria. Meneillään on kuudes sukupolvi. Parhaillaan Lummaalla on yksi koira kotona ja kaksi sijoituksessa.
Virpi Lummaa (KUVA: Vesa-Matti Väärä)

Menikö luonnonvalinnalla jotain pieleen: Miksi nainen elää menopaussin jälkeen lähes saman mokoman vaikkei voi saada jälkeläisiä? Kysymys on kutkuttanut evoluutiobiologi Virpi Lummaan mieltä jo vuosia. Hän on myös löytänyt kysymykseensä vastauksen. Mutta se herätti vain tukun uusia kysymyksiä.
Lue lisää Aurora-lehden numerosta 1/2017 (suomeksi; in Finnish)

Palkitun akatemiaprofessorin Virpi Lummaan tutkimus ottaa askeleen kohti nykypäivää. Lummaa ryhmineen on vuosien ajan penkonut Turun seudun saaristopitäjien kirkonkirjoja. Tutkijat ovat jo saaneet tuloksia esimerkiksi siitä, millainen rooli isoäideillä oli esiteollisen ajan Suomessa.

Lummaa uskoo, että laajentamalla tutkimusta nykyhetkeen saadaan uutta tietoa evoluutiosta eli luonnonvalinnasta.

– Päivitämme aiemmin kirkonkirjoista keräämiämme tietoja nykyaikaan asti, Lummaa kertoo. Tutkimme, miten luonnonvalinta on muuttunut, onko se vaihtanut suuntaa tai jopa loppunut, kuten jotkut väittävät.

Vaikka Lummaan tutkimusaineisto on supisuomalainen, hän on aiemmin asunut ja tehnyt tutkimusta Britanniasta käsin. Lummaa tuli loppukesällä Suomeen akatemiaprofessoriksi asuttuaan Britanniassa 16 vuotta. Nyt hän asuu perheineen Kaarinassa ja vetää kansainvälistä tutkijaryhmää Turun yliopistossa.
 

Lummaa kehuu, että suomalaiset kirkonkirjat ovat ainutlaatuisia.

–  Suomessa on ollut ahkerat papit, jotka ovat kirjanneet tietoa perunanistutuksesta ensimmäisiin valkovuokkoihin ja kurkien tuloon.

Vanhat kirkonkirjat paljastavat, miten luonnonvalinta eli evoluutio vaikuttaa ihmisiin. Mitkä asiat vaikuttavat siihen, montako lasta perheeseen syntyy? Miten esimerkiksi lapsuuden niukat elinolot vaikuttavat myöhemmin elämässä?

Lummaan apuna on iso joukko tutkijoita, jotka keräävät aineistoista tietoja. Apua todella tarvitaan, sillä kirkonkirjoista kerätyt tietomäärät ovat massiivisia. Aineisto ulottuu yli 350 vuoden taakse. Se tarkoittaa, että dataa on yli 15 sukupolven ajalta.

– Osa perheistä tavallaan kuolee sukupuuttoon ja osa selviää ihan nykypäivään saakka, Lummaa kertoo.

Kun Lummaa aiemmin tunsi aineistosta jopa yksittäisten perheiden kohtalot, enää se ei ole mahdollista.

– Aineistoa on jo noin 90 000 ihmisestä, hän kertoo.

Mukana aineistoja penkomassa on ihan tavallisiakin ihmisiä. Lummaa on palkannut sukututkijoita apureikseen kirkonkirjoja tutkimaan. Eräs Helsingissä asuva 80-vuotias eläkeläismies on auttanut jo 15 vuoden ajan aineistonkeruussa.

Tutkijoita kiinnostavat ihmisten syntymät ja kuolemat ja kaikki siltä väliltä: lapsiluku, kyseisen vuoden ruissato, ihmisten ammatit, kuolinsyyt...

–  Aineiston kerääminen on melkein kuin salapoliisityötä. Perheiden vaiheita pitää seurata, kun ne muuttavat pitäjästä toiseen, Virpi Lummaa kertoo. Esimerkiksi rippikirjojen avulla voidaan seurata, ketkä tutkimusaineistoon kuuluvista ihmisistä ovat olleet tiettynä vuonna elossa ja missä he ovat asuneet. Kerätyt tiedot pitää koodata tietokantaan. Vasta sitten päästään tarkastelemaan tilastollisia ilmiöitä. Lummaa on kiinnostunut nimenomaan yleisistä ilmiöistä, ei niinkään poikkeuksista. Aineistosta on jo paljastunut esimerkiksi, että isoäitien apu auttoi lastenlapsia selviämään hengissä esiteollisessa Suomessa.

– Myös esimerkiksi isorokkorokotusten vaikutus lapsikuolleisuuden pienenemiseen näkyy selvästi, Lummaa kertoo.

Tutkijoilla on käytössä myös satotietoja kunkin vuoden ruissadoista. On selvinnyt, että huonoina satovuosina syntyneet kärsivät myöhemminkin elämässään muita enemmän, jos elinolot olivat huonot.

Seuraavaksi tarkoitus on siis selvittää, miten moderni ympäristö vaikuttaa ihmisen evoluutioon.

–  Monesti törmää väittämiin, ettei nykyihmistä kannata tutkia evoluution näkökulmasta. Kysytään, mitä kertoo evoluutiosta, jos tutkii nykyajan turkulaisia, Lummaa sanoo. Esimerkiksi kuuluisa antropologi, luontodokumenteista tuttu sir David Attenborough on väittänyt, että rokotukset ja terveydenhuolto ovat pysäyttäneet evoluution.

– Väittämä on väärä, Lummaa tyrmää. Hänen mukaansa evoluutio ei ole loppunut, vaan se saanut uusia muotoja.

– Minua kiinnostaa se, mihin ollaan menossa ja mitä tapahtuu nyt, Lummaa tiivistää.

Tutkijat aikovat yhdistää kirkonkirjojen sukupuut moderneihin geneettisiin menetelmiin.

–  Se ei ole mitään scifi-tiedettä, vaan jokapäiväisen elämämme yhdistämistä hitaisiin muutoksiin koko väestön kokoonpanossa, Lummaa painottaa.

 

Lummaa haluaa tutkia muun muassa, miten parinvalinta ja syntyvyys ovat muuttuneet. Hän antaa esimerkin. Vaikka lapsikuolleisuus on nykyään Suomessa lähellä nollaa, yhä useampi saa vain yhden lapsen. Moni jää kokonaan lapsettomaksi.

– Se on silloin hänen geeniensä loppu, Lummaa huomauttaa. Toisaalta osa ihmisistä saa nyky-Suomessakin lapsia kolme, neljä tai vaikka täyden tusinan. Näin toiset geenit yleistyvät ja toiset harvinaistuvat.

–  Niin kauan kuin kaikki eivät saa sitä kahta lasta eivätkä elä juuri yhtä kauan kuin toisetkin, välillämme on vaihtelua siinä, miten paljon saamme geenejämme seuraavaan sukupolveen. Ja sitä myötä on tilaa evoluutiolle ja luonnonvalinnalle, Lummaa sanoo.

Lasten saantiin ja parinvalintaan vaikuttaa nykyään sekin, sattuuko sopivaa kumppania osumaan kohdalle.

– Parin löytäminen tuntuu olevan aika vaikeaa vieläkin.

Lummaa huomauttaa, että erityisesti muuttoliike vaikuttaa tulevaan väestöön. Vielä esimerkiksi 1700–1800-luvuilla väestö liikkui paljon vähemmän.

–  Kukapa osaisi arvata, miltä turkulaiset näyttävät 15 sukupolven kuluttua – mutta voimme kyllä ennustaa, miten väestö tulee muuttumaan.

Professori ei suostu veikkaamaan, miltä kaukaisen tulevaisuuden turkulainen näyttää.

Mutta aineiston perusteella voidaan tarkastella vaikkapa, miten yleisille taudeille tai hedelmöitymisongelmille altistavat geenit leviävät seuraavissa sukupolvissa.
 

Virpi Lummaa TS Timo Jakonen
Among the Asian elephants, the grandmothers have a significant role. They ensure the survival of the calves and breeding success for their daughters, new research shows.

Podcasts

Back in 2007, the European Commission established the European Research Council with the mission to encourage excellent frontier research in Europe through competitive funding, supporting top researchers across all fields and of any nationality. Since then, the ERC has had a considerable impact on the European research landscape. In almost ten years, it has funded almost 7,000 researchers and thereby supporting more than 40,000 team members. Its support has been acknowledged in close to 100,000 international scientific journal articles. 

In 2017 the European Research Council will mark its 10th anniversary, an important milestone in making Europe a global centre of excellence in research. It is time for celebrations in Brussels and all across Europe and for reflection on the past decade and on the future.

"Getting the ERC award was really critical to actually build your own team so that you have a lot of talented people working together," says Virpi Lummaa, Professor at University of Turku (Turun yliopisto), Finland. She is holding an EU-funded ERC Consolidator Grant (Elephant Project: How elephants grow old? Learn more about the Myanmar Timber Elephant Project.
 

Virpi Lummaa
Professor at University of Turku, Finland
Starting Grant 2007 and Consolidator Grant 2014

BIOGRAPHY
Virpi Lummaa holds an Academy of Finland Professorship at the University of Turku, Finland. She is interested in ageing, lifespan and natural selection in contemporary human populations, looking at evolutionary, ecological and demographic factors. At present, Prof. Lummaa also focuses on senescence patterns of the Asian elephant, a long-lived mammal that offers unique opportunities to address ageing mechanisms. Her latest findings highlight the significant role that elephant grandmothers play to ensure the survival of the calves, providing vital baby elephant care comparable to childcare in human communities across the world.

TRANSCRIPT
Well, when I was a kid I really really loved animals and I thought what I would be doing is going to some adventure in a jungle and study animals there. I wanted to follow my great hero - Jane Goodall and go to study chimpanzees somewhere in Africa. But I discovered, there is no opportunities to study chimps in my University, so I end up working on humans which was kind of close enough cause it’s closest relative so that’s how I got into biology.
What was really fascinating me about humans is the life history and particularly women. „Why did I stop having children half way through the potential lifespan and have menopause?” And that’s really an revolutionary puzzle because no other specie is practically has that trade.

There’s two key questions there: „why do we live as long as we do and reproduce as long as we do?”, and then secondly: „why is there such enormous variation between different individuals and how and what age they do that?” So to study these questions what I needed was to be able to know detail life events of lot of individuals from birth to death. And to achieve that, what I’ve started doing was going to church archives and building pedigrees of people and studying those records.
What we discovered was that, actually living beyond that menopause age was beneficial for women because the grandmothers, as it turns out, provide really key help in the family in raising those children, so if the grandmothers continue living for long enough time, they are actually more successful in passing on their genes to the next generation. Because that way, they can assist the next generation to successfully raise their children.
I’m actually a single parent of two little kids and I also breed dogs so I have a lot of dogs as well. And basically juggling the career and science having kids, having dogs it’s not very easy and I've very recently been able to move back from UK to Finland and it’s been fantastic because now I’m more close to my mother and she’s able to help me with raising kids and raising dogs and being a scientist.
Getting the ERC award was really critical to actually build your own team so that you have a lot of talented people working together. We even go for run together every week to discuss our result its and was a bit hassle in Finland in winter pot. I guess I like adventures.
I love being back home, I like having my family back together every weekend, seeing the extended family. I believe in humans actually living in big social groups so I’m glad reunited with my group.

Photography: Kacper Pempel
Interview: Adam Easton

Learn more about the ERC at https://erc.europa.eu/. #ERC10yrs

ERC 10th Anniversary Celebrations website

Professor Virpi Lummaa talks about her research on human evolution in the Provincial Archives in Turku, Finland. (in Finnish)
Source: Turun Sanomat, Digimakasiini 27.11.2016. Reporter: Anna Kuusela / TS

Akatemiaprofessori Virpi Lummaan tutkimusalue ulottuu suomalaisista kirkonkirjoista Myanmarilaisiin norsuihin. Turun Sanomien toimittaja Anna Kuusela haastattelee Virpi Lummaata Turun maakunta-arkistossa.
 

 
 
 

Academy Professor Virpi Lummaa gives a talk on human evolution

Virpi Lummaa's talk at the Aboagora symposium on human evolution (link to the presentation)

In Old Norse mythology the characters called Norns rule the destinies of both gods and humans. The eldest of these Norns is Urðr, the Norn of fate. In Norse mythology, humans were created as incomplete and without fate. It was only the actions of the Norns that gave humans fate and made them complete. Humans would have neither complete free will nor were they constrained completely by fate. There is neither free will nor unalterable fate.

Aboagora 2016 discusses the multiple understandings of fate by exploring how agency is understood in relation to the past.

Our keynote speakers and performers include:

Pekka Haavisto, Member of Finnish Parliament
tenor Topi Lehtipuu together with Hannu Salmi, Professor in Cultural History
Virpi Lummaa, Academy Professor, Evolutionary Biology and Ecology
Riem Spielhaus, Professor, Dr., Islamic Studies

Virpi Lummaa in Aboagora Turku Finland 16.6.2016. Photo by Otto Väätäinen
Virpi Lummaa in Aboagora Turku Finland 16.6.2016. Photo by Otto Väätäinen

Sattuma vaikuttaa monin tavoin luonnon eliöihin, niin eläimiin kuin ihmisiinkin. Miten ympäristön vaihtelu vaikuttaa niinkin erilaisiin ilmiöihin kuin eläinten parinvalintaan ja 1700-luvun suomalaisperheiden pärjäämiseen? Miksi lapsiluvut vaihtelevat tämän päivän Suomessa, ja onko kumppanin löytäminen tai vaihtaminen vain sattumaa?

Interesting links

Elephant Project's website

Elephant Project (ERC-2014-CoG 648766 / Virpi Lummaa at the University of Turku, Finland) studies the causes of variation in health, survival and reproduction using longitudinal demographic data recorded over the past century, combined with new physiological, physical and behavioural data collected from live individuals. The project aims to provide new solutions to elephant management and healthcare in order to optimise the balance between working ability, survival and fertility, and to minimise calf deaths. This will lead to a self-sustaining working population, which will avoid the need to bolster the captive population with elephants captured from the endangered wild population.