Tieteen päivät 2009

Tieteen päivät ovat taas meneillään. Tänä vuonna teemana on evoluutio kunnianosoitukseksi 200 vuotta sitten syntyneelle Darwinille, jonka pääteos The Origin of the Species (Lajien synty) ilmestyi tasan 150 vuotta sitten. Tarkoituksenani oli keskiviikkona mennä kuuntelemaan kahden idolini Bargumin Katjan ja Hanna Kokon puheita. Ikävä kyllä Hanna oli jäänyt Bangokin lentokentälle jumiin, eikä päässyt paikalle. Kuuntelin sitten Katjan ja Jyväskyläläisen akatemiaprofessorin Johanna Mappesin puheet. Päivien tarkoitushan on tuoda uusinta tiedettä ns. tavallisille ihmisille. Olin hiukan pettynyt Mappesin esitykseen. Liian vaikeaa kieltä, ja luonnonvalinnan teoriankaan selittäminen ei mennyt kovin sujuvasti tahi selkeästi. No, tieteen popularisoiminen on vaikeaa. Tapahtumaketjuja pilkotaan ja yksinkertaistetaan, ja syyt ja seuraukset himmenevät, jolloin punainen lanka katkeaa. Kuuntelijassa herää heti kysymys, että "Miten niin?!". Evoluutioteorian ja luonnonvalinnan selittäminen ei mielestäni ole kuitenkaan erityisen hankalaa. Proffaa taisi vaan jännittää esiintyminen jostain syystä.

Esitelmien jälkeen yleisö sai kysyä kysymyksiä, joista kolme jäi minulle mieleen ja menivät suurinpiirtein näin: 1) Kouluaikoina biologinen lajikäsitys oli, että eri lajin yksilöt eivät voi risteytä keskenään. Mikä on tieteen käsitys lajirajoista nyt?, 2) Solunjakautuminen on monimutkainen prosessi, eikä onnistuisi ilman kaikkia tarvittavia palikoita. Solun toimintaa/solua on verrattu yhtä monimutkaiseksi kuin galaksia. Miten solu on siis voinut kehittyä, jos se ei vajavaisena toimi? 3) Monet uskovaiset hyväksyvät mikroevoluution, mutta eivät makroevoluutiota, ja 700 tiedemiestä on allekirjoittanut adressin, jossa sanoutuvat irti makroevoluutiosta. Miksi makroevoluution ongelmat on sivuutettu tässäkin tapahtumassa?

Olin järkyttävän myötähäpeän kourissa, kun seurasin, miten akatemianprofessori meni aivan vaikeaksi, erityisesti evoluutioteorian vastaisten kysymysten kanssa. Lajikäsitekään ei ollut täysin hallussa. Mun oli pakko lopulta huudella väliin, että sellaista yksikköä kuin laji ei oikeastaan ole edes olemassa tai laji on mielipidekysymys. Yleensä taxonin asiantuntija voi (halutessaan) vetää lajirajan kahden populaation välille - risteytyvät ne keskenään sitten hyvin tai vähemmän hyvin. Ja täytyy muistaa, että on muitakin lajeja kuin eläimiä! Ei ole mitenkään harvinaista, että eri lajia olevat kasvit risteytyvät ja tuottavat hybridejä. Osa hybrideistä itseasiassa muodostavat oman kolmannen lajinsa, koska ne eivät pysty risteytymään emokasviensa kanssa, mutta keskenänsä kyllä! 10-30% kasvilajeista on sellaisia, jotka ovat syntyneet hybrideinä - ne omaavat molempien emolajiensa kromosomistot eli tupla(tripla)määrän kromosomeja verrattuna emolajeihinsa.

Ja tuo hemmetin makroevoluutio.. Eli siis uusien lajien synty. Jos kerran hyväksytään mikroevoluutio niin miten se on niin vaikea käsittää tai selittää, että mikroevolutiivisten muutosten kumuloituessa jossain välissä laji näyttää aivan erilaiselta kuin aikaisemmin ja jos tuodaan "vanha" ja "uusi" muoto yhteen, ne eivät välttämättä enää tunnista toisiaan saati risteydy. Hyviä esimerkkejä näistä ns. uusista ja vanhoista lajeista ovat lajiparit, jotka ovat joutuneet eri puolelle jokea/vuorta/valtamerta tai mitä tahansa fyysistä estettä, joka on estänyt populaatioita risteytymästä. Mahdollisesti alkupräisellä alueella asusteleva porukka näyttää samalta vanhalta, mutta toiselle alueelle joutuneet ovat siellä sitten mikroevolutiivisesti luonnonvalinnan kautta muuttuneet, ja jossain vaiheessa niitä voidaan sanoa uudeksi lajiksi. Mun mielestä mahtava esimerkki on ns. rengaslajit. Laji X esiintyy vuoriston eteläpuolella ja rupeaa leviämään vuoriston reunaa itään, ja vuoriston loppuessa mahdollisesti leviää pohjoiseen ja edelleen vuoriston pohjoispuolta länteen. Tässä vaiheessa laji on muuttunut jo kovasti ympäristönkin muuttuessa ja luonnonvalinnan toimiessa, eikä vuoriston pohjoispuolella olevat yksilöt ehkä enää tunnista entisiä lajitovereitaan eteläpuolella vuoristoa, vaikka tuotaisiinkin yhteen. Sen sijaan vuoriston itäreunalla olevat yksilöt risteytyvät sekä pohjoisten että eteläisten yksilöiden kanssa. Kuka nyt päättää, onko tässä yksi laji vai kaksi lajia, jotka risteytyvät keskenään (siellä idässä), vai mitä tämä on?! Rengaslajeja tiedetään niin linnuista, liskoista kuin hyönteisistä.

Ok, seuraavaksi ihan harjoituksen vuoksi yritän selittää luonnonvalinnan teoriaa mahdollisimman yksinkertaisesti;)

Meillä on 10 norsua, jotka saavat 5 norsuvauvaa elämänsä aikana, jotka saavat 5 norsuvauvaa, ja niin edelleen. Miksi maailma ei huku norsuihin? No, tosielämässä kaikki 10 norsua eivät saa viittä norsuvauvaa, ja vaikka saisivatkin, osa norsuvauvoista kuolee ennen kuin tekevät omat norsuvauvansa jne. Miksi osa norsuvauvoista kuolee? Miksi kaikki norsut eivät saa sitä viittä norsuvauvaa elämänsä aikana, vaikka niillä on periaatteessa se mahdollisuus - ajallisesti ja noin? No, varmasti keksitte monta eri syytä, miksi norsuvauva voi kuolla - se sairastuu, leijona syö sen, sen emo kuolee, ruokaa ei ole riittävästi jne. Seuraavaksi voidaan kysyä, miksi joku norsuvauvoista esimerkiksi joutuu leijonan syömäksi. Onko se vain huonoa onnea? Vai valitseeko leijona, minkä norsuvauvan se yrittää syödä? Miksi se valitsisi? No, leijonana olossakin on riskinsä.. Leijona haluaa selvitä norsuvauvan saalistuksesta hengissä saadakseen leijonavauvoja, jotka selviävät hengissä saadakseen leijonavauvoja, jotka osaavat valita sellaisen norsuvauvan, jonka saalistuksessa on vähän riskejä. No, millainen on sellainen vähäriskitön norsuvauva? Sellainen, jolla ei ole poikastaan hyvin suojelevaa emoa. Sellaista, joka on hiukan kömpelömpi, hitaampi ja heikompi kuin muut. Mitä tästä seuraa? Jäljelle jää tietysti ne norsuvauvat, joilla on hyvin suojeleva äiti ja jotka ovat terveitä ja pystyvät itsekin jo itseään suojelemaan. Norsuja on siis vähemmän kuin periaatteessa olisi, mutta niiden "laatu" on keskimäärin parempi leijonaympäristössä kuin sukupolvi aikaisemmin. Luonnonvalinta on karsinut huonommin pärjääviä, ja seuraava sukupolvi on hiukan erilaisempi kuin edellinen sukupolvi. Tätä kun mennään sukupolvi sukupolvelta ajassa eteenpäin, piirteet, jotka edesauttavat selviämistä leijonien kanssa rikastuvat norsulajiin. Tämä tietysti vaatii sen, että nämä piirteet periytyvät emoilta ja jälkeläisille. Vaikka norsuäiti päättäisi podata, jolloin sen vauvat mahdollisesti pärjäävät todennäköisemmin aikuisiksi, ei sen jälkeläiset ole sen lihaksikkaampia kuin norsuäiti itse ennen podausta. Mutta jos podaushalu onkin perinnöllistä.. Ja tiestysti, samalla tavalla, leijonatkin ovat sukupolvi sukupolvelta parempia norsuvauvojen valkkaajia, koska kaikki tyhmät leijonat, jotka yrittivät hyviä norsuvauvoja, joilla on ilkeät emot, ovat karsiutuneet populaatiosta. Tai sitten leijonat paranevat hyvienkin norsuvauvojen saalistajina, koska siitäkin voi olla etua leijonan ja sen jälkeläisten selviytymiselle.

Eli yksilöt voivat potentiaalisesti tuottaa jälkeläisiä enemmän kuin ympäristön kantokyky pystyy ylläpitämään. Yksilöt kilpailevat keskenään ympäristönsä resursseista. Yksilöt ovat erilaisia, ja toiset yksilöt ovat suhteellisesti paremmin pärjääviä siinä ympäristössä kuin toiset ja nämä yksilöt tuottavat suhteellisesti enemmän yksilöitä seuraavaan sukupolveen eli rikastuttavat omia "hyviä" geenejään siinä populaatiossa ja siinä ympäristössä.

Ja sit on vielä se solu-juttu. Samanlaisia argumentteja evoluutiota vastaan on esitetty useita. Aikaisemmin suosikkina oli selkärankaisen silmä ja verenhyytymisprosessi. Pääongelma on kumpi tuli ensin, muna vai kana. Vaikka solun syntymistä ei ihan tarkkaan vielä tunneta, ja ehkä koskaa ei tulla tuntemaankaan, jo nyt tiedetään paljon, miten epäorgaanisista aineksista voi tietyissä olosuhteissa syntyä orgaanisia molekyylejä. Tiedetään, että ensin oli RNA, koska se pystyy toimimaan ilman muita katalyyttejä, replikoimaan itseään, ja tuottamaan yksinään proteiineja. Seuraaksi tulivat siis proteiinit ja lopuksi vakaampi DNA. RNA pystyy edesauttamaan myös lipien syntyä, jotka vedessä tuottavat kalvoja, solukalvoja. Jossain vaiheessa RNA, proteiinit ja DNA eksyivät lipidikalvojen sisälle suojaan pahalta maailmalta ja kilpailevilta molekyyleiltä. Tähän asti riittää mun solubiologian tuntemukseni.. Jokatapauksessa mielestäni argumentti, että monimutkainen systeemi ei voi olla syntynyt yksinkertaisesta, on hiukan outo.

Ai niin, vielä tuli mieleen kaksi muuta kysymystä. Toinen koski ihmisen evoluutiota. Vaikuuttaako luonnonvalinta ihmiseen? Tuleeko ihminen lajina muuttumaan? Katja vastasi tähän hienosti. Länsimaiset ihmiset tuppaavat usein unohtamaan, että suurin osa maailman ihmisistä (99%?) ei elä sellaista turvattua elämää kuin me. Luonnonvalinta vaikuttaa varmasti edelleen siihen kuka esimerkiksi Afrikassa tai Kiinan maaseudulla tuottaa suhteellisesti enemmän jälkeläisiä seuraaviin sukupolviin. Katjan mielestä luonnonvalinta voi vaikuttaa myös länsimaisiin ihmisiin esimerkiksi siten, että tietoyhteiskunnassa suhteellisesti paremmin päärjäävät olisivat voittajia. Itse en kyllä allekirjoita tätä, jos miettii kuka täällä niitä lapsia eniten tekee. Ei Katja, Hanna, Lotta tai minä;) Joo, tarttis löytää tässä tietoyhteiskunnassa erinomaisesti pärjäävä mies, jäädä itse kotiin ja ruveta puskemaan niitä pärjääviä jälkeläisiä. Vai miten tää nyt meni? ;D

Toinen "kysymys" koski elämän siirtymistä maalle. Miten joku merilevä muka kiipes maalle, kun merileväthän kuivuu, kun ne joutuu maalle? Tässä täytyy muistaa, että eliöt eivät olleet kymmeniä/satoja miljoonia vuosia sitten samannäköisiä tai fysiologialtaan tms. samanlaisia kuin nykyään. Toisaalta nykypäivänäkin tunnetaan ns. eläviä fossiileja, kuten varsieväkalat ja keuhkokalat. Ja siirtyminen merestä maalle ei ole ollut hyppäys. Nykytietämyksen mukaan "se levä" on ollut mahdollisesti sellainen, joka oli sopeutunut ympäristöön, missä se satunnaisesti joutui kuiville, kuten vuorovesialueilla tai lammikoissa merenrannan läheisyydessä. Hiilidioksidin ottaminen ilmasta on kuitenkin paljon helpompaa kuin vedestä, joten tällaisen muutoksen syntymisen ei luulisi olevan hirveän hankalaa. Ja mikä etu tällainen kyky on levälle tuonutkaan! Täysin kilpailusta vapaa maailma, jossa enemmän kuin tarpeeksi hiilidioksidia prosessoitavaksi. Hankalampia haasteita ovat sitten olleet nimenomaan kuivuminen ja kunnon tukirangan muodostuminen. Tähän loppuu mun paleokasvituntemukseni ;)