LUKU 5 -
Elämän
synty
Yksi
kehitysopin perusolettamuksista on, että elämää on syntynyt elottomasta
aineesta. On ajateltu, että se olisi voinut tapahtua spontaanisti itsestään
käsin, kunhan vain olosuhteet ovat olleet oikeat. Tavallisesti tällaisilla olosuhteilla
tarkoitetaan ilmakehää, joka sisälsi
vetyä, metaania, ammoniakkia ja vesihöyryä, mutta ei kuitenkaan meille nykyisin
tärkeintä ainetta, vapaata happea. Toiseksi tässä samassa ilmakehässä piti
esiintyä erilaista säteilyä ja salamointia. Sen olisi pitänyt saada aikaan
kemiallisia muutoksia, jotka lopulta synnyttivät elämän rakennusaineita,
aminohappoja. Esim. koulun oppikirjassa (Koulun biologia, lukiokurssi 2-3,
1987, Tast – Tyrväinen – Mattila – Nyberg, s. 172) selostetaan asiaa sekä
miten laboratoriossa on voitu valmistaa aminohappoja. Mukana on myös kaksi
muuta lainausta, jotka osoittavat, ettei alkusyntyä ole voitu todistaa
kokeellisesti ja miten se on selvästi vastoin käytännön havaintoja:
Maapallon
kaasukehä koostui alussa vesihöyryn ohella vety-, ammoniakki- ja
metaanikaasusta. Koska kaasukehässä ei ollut happea, ei otsonikerros suojannut
maapalloa. Niinpä auringon valon ultraviolettisäteet pääsivät esteettömästi
vaikuttamaan maapallon pintaan. Sateet huuhtoivat mantereilta aineksia meriin ja
muuttivat meret suolaisiksi.
... Orgaanisten aineiden muodostuminen
yksinkertaisista aineista on todistettu myös kokeellisesti. Tällaisissa
kokeissa johdettiin sähköpurkauksia suljettuun astiaan, jossa oli metaania,
ammoniakkia, vetyä ja vesihöyryä. Tulokseksi saatiin monia orgaanisia aineita,
mm. aminohappoja.
Alkusyntyteoria, joka vallitsi 1700-luvulla, esitti
että eliöitä syntyi elottomista aineista. Louis Pasteur todisti 1860-luvulla,
ettei tämä pidä paikkaansa. Nykykäsityksen mukaan alkusyntyä on kylläkin
tapahtunut, mutta ilmeisesti vain kerran. (Koulun
biologia, lukiokurssi 2-3, 1987, Tast – Tyrväinen – Mattila – Nyberg, s. 172)
Laboratorioissa ei elämää ole pystytty synnyttämään.
Mutta ihminen on tehnyt yrityksiä vasta muutamia kymmeniä vuosia. Luonnolla oli
aikaa satoja miljoonia vuosia ja koekenttänä lukemattomia lämpimiä lammikoita
maapallon autiolla pinnalla. Riitti että elämä lähti alkuun yhdessä lammikossa.
Siitä se levisi kaikkiin maapallon osiin. (Heikki Oja: Polaris, s. 144)
OVATKO TEORIAT TYYDYTTÄVIÄ? Kun lähdemme tutkimaan
elämän syntyyn liittyvää arvoitusta, on todettava, ettei asia ole niin
yksinkertainen kuin mitä joissakin julkaisuissa esitetään. Yleensä tällä
alueella on puhuttu ns. Millerin elämänsyntykokeesta, mutta jos sitä ja
mahdollisia maapallon alkuolosuhteita lähdetään tutkimaan, joudutaan kohtaamaan
ylitsepääsemättömiä ongelmia. Varsinkin alkuilmakehän koostumus ja proteiinien
muodostuminen ovat ongelmallisia:
Alkuilmakehän koostumus. Edellä olevaan teoriaan kuuluu siis käsitys, että
alkuilmakehässä oli mm. vetyä, ammoniakkia ja metaania, mutta ei lainkaan
vapaata happea, koska vapaa happi olisi estänyt proteiinien synnyn ja
lopettanut reaktiot alkuunsa.
Mutta jos tutkitaan tätä asiaa, ei se voi näyttää todennäköiseltä
ja sitä vastaan ovat seuraavat seikat:
Prekambriset kivilajit. Prekambriset kivilajit ovat eräs merkki alkuilmakehän
hapettomuutta vastaan. Monet prekambriset kivilajit, jotka on määritelty
vanhimmiksi, sisältävät hapettuneita rautamineraaleja, joka osoittaa, että
happea on täytynyt olla jo silloin. Ajatus, että alkuilmakehä olisi ollut
hapeton, on selvästi vastoin näitä käytännön havaintoja. Ken Towe on selostanut
ongelmaa:
"Varhaisen
prekambrisen ajan tutkimiseen liittyy ratkaisematon ongelma. Toisaalta
myönnetään, että alkuaikojen maasta puuttui kaasumainen happi ja että elämä sai
alkunsa tällaisessa ympäristössä. Toisaalta taas monet prekambriset kivilajit,
vanhimmat tunnetut kerrostumat mukaan lukien, sisältävät hapettuneita
rautamineraaleja. Niiden syntyaikana on siis ollut vapaata happea. Mistä se oli
peräisin?" (s. 115, "Näin alkoi elämä" / Jim Brooks)
Oliko koostumus
päinvastainen? Alkuilmakehän
koostumuksen olisi pitänyt olla aivan päinvastainen nykyiseen verrattuna; sillä
silloin puuttui happi ja oli vetyä sekä metaania ja ammoniakkia, kun taas
nykyinen ilmakehä on sen vastakohta (nykyisessä ilmakehässä on 78 % typpeä, 21
% happea, 0,9 % argonia sekä 0,1 % muita jalokaasuja ja hiilidikoksidia.)
Ilmakehän radikaalia muuttumista on kyllä vaikea todistaa
käytännössä. Se perustuu ainoastaan oletukseen siitä, että alkusynnyn oletetaan
vaatineen hapetonta ilmakehää, koska aminohappojen muodostuminen ei olisi ollut
muuten mahdollista. Muuta syytä tällaiseen oletukseen ei ole eivätkä sitä tue
käytännön havainnot. Voidaan siksi kysyä, onko ilmakehä voinut muuttua näin
radikaalisti vai onko se sittenkään ollut alun perin hapeton?
Happea kevyemmät kaasut. Oletus, että ilmakehään olisi jäänyt happea kevyempiä
kaasuja, mutta ei itse happea, tuntuu mahdottomalta. Miksi vetyä olisi jäänyt
maan ilmakehään hapen sijasta, koska se kaikista kaasuista kevyimpänä karkaa
ensimmäisenä avaruuteen? Todennäköisimmin se olisi karannut heti paikalla
avaruuteen jo sen takia, että alkumaapallon uskotaan olleen kuuma ja maan
kuoren osittain sula. Mitä kuumempaa on, sitä helpommin kaasut karkaisivat
maapallolta, koska kaasun liike tehostuu kuumuuden noustessa. Sellainen
kaasukehä, jossa on vetyä, ei todennäköisesti olisi voinut pysyä kauaa kasassa (sen
on edellytetty vallinneen maan päällä miljoonia vuosia) ja mitään
aminohappoja ei olisi ehtinyt edes muodostua.
Onko happi
fotosynteesistä riippuvainen?
Yleensä edellytetään, että happea on tullut maapallolle fotosynteesin kautta,
kun se on päässyt käyntiin. On ajateltu, että vihreät kasvit ovat saaneet
ilmakehän happipitoisuuden nousemaan.
Kuitenkaan näin ei tarvitse olla, vaan osa hapesta on voinut
syntyä auringon ultraviolettivalon vaikutuksesta, kun se hajottaa veden synnyttäen
myös happea ja otsonia. Olisi pikemminkin erikoinen yhdistelmä, jos maan
ilmakehässä ei olisi ollut vapaata happea, kun sitä kuitenkin on täytynyt
esiintyä samaan aikaan vetenä ja vesihöyrynä yhdessä vedyn kanssa. Tämä
valikoiva esiintyminen tuskin on ollut mahdollista. Happea on täytynyt esiintyä
jo silloin.
Yksi todiste sitä vastaan, että maan ilmakehä olisi ollut
hapeton, on Marsin ilmakehästä tavattu happi. Plasmaspektrometri Aspera, joka
on lähetetty Marsiin tekemään tutkimuksia, on mitannut miten Marsin
kaasukehästä virtaa aurinkotuulien mukana avaruuteen peräti 3,5 tonnia happea
tunnissa. Tämä osoittaa, ettei hapen olemassaolo riipu aina eloperäisestä
toiminnasta eli fotosynteesistä. Samoin se osoittaa, että maapallollakin on
voinut olla vapaata happea jo alkuvaiheissaan.
Proteiinien muodostuminen on eräs ongelma. Sillä jos kaikesta huolimatta
oletetaan, että aminohappoja olisi syntynyt hapettomassa ilmakehässä ja ne
olisivat päässeet veteen turvaan uv-säteilyltä - kuten on oletettu -, kohdataan
silti uusia vaikeuksia. (Veteen turvaan
pääsy oli välttämätöntä, koska ilmakehässä ei ollut happea ja siitä koostuvaa,
suojaavaa, otsonikerrosta. Ilman otsonikerrostahan uv-säteily olisi nopeasti
tuhonnut syntyneet aminohapot. Eli tässä on melkoinen ongelma: hapellisessa
ilmakehässä aminohappoja ei olisi voinut syntyä ja hapettomassa ne olisivat
tuhoutuneet välittömästi. Kumpikin vaihtoehto - hapellinen ja hapeton ilmakehä
- olisi ollut vahingollinen aminohapoille.)
Vaikeudet olisivat olleet siinä, miten aminohapot olisivat
pystyneet liittymään yhteen proteiineiksi vedessä. Sillä jos vallitsi
vesiylimäärä, ei se olisi edistänyt proteiinien muodostumista, vaan se
päinvastoin olisi hajottanut jo syntyneitä yhdisteitä takaisin rakenneosikseen.
Tällaiset reaktiot ovat aina riippuvaisia olosuhteista, ja vesiylimäärän
vaikutuksesta ne menisivät vain taaksepäin, takaisin alkuperäiseen tilaansa
aminohapoiksi, eivätkä lainkaan eteenpäin. Mitään yhdisteitä ei olisi voinut
edes syntyä:
Merihypoteesin
mukaan kemiallinen evoluutio ja elämän synty tapahtui meressä tai jossain
vesilammessa. Näissä olosuhteissa ei elämän syntyyn tarvittavien
makromolekyylien spontaani synty kuitenkaan ole mahdollinen. Kuvitellaanpa
suuren proteiinimolekyylin syntyä vedessä. Aminohappojen liittyessä toisiinsa
peptidisidoksella vapautuu aina yksi vesimolekyyli. Mitä suurempia
polypeptidejä syntyy, sitä enemmän kasaantuu vettä reaktioyhtälön oikealle
puolelle. Ainakin nykyisin voimassa olevien kemian ja fysiikan lakien mukaan
reaktio kääntyy päinvastaiseksi, jos vettä on tarpeeksi, eli tapahtuu
syntyneiden molekyylien spontaani hydrolyysi. Jonkun täytyisi olla jatkuvasti
poistamassa vettä, että proteiini pysyisi koossa. (Mikko Tuuliranta: Evoluutio
– tieteen harha-askel?, s. 18)
Koska
peptidisidos on termodynaamisesti epästabiili vesiliuoksessa, niin syntynyt
proteinoidi olisi erittäin altis hydrolyyttiselle hajoamiselle lämpimissä
alkumaan merissä. Siten minkään yksityisen protenoidin ei voida olettaa
säilyneen kauaakaan. Tämä tosiasia luo perustavaa laatua olevan ongelman. (Lehninger A.L.,
"Biochemistry", s. 1041, Worth Publishers, Inc., [1975])
Ei elämää. Jos
proteiinien muodostuminen vedessä olisi kaikesta huolimatta ollut mahdollista,
tulisi eteen uusia ongelmia. Syy on se, että vaikka aminohapoista syntyisi
proteiinimolekyylejä, puuttuu molekyyleistä vielä se, mikä tekisi niistä elävää
ainetta. Kyseessä on vain kuolleen aineen jalostuneempi muoto; aivan kuten
raudasta, muovista ja kumista voi syntyä auto, mutta siinä ei ole elämää.
Samoin kuollut ruumis sisältää aivan oikeat aineet ja oikean rakenteen, mutta
siinäkään ei ole elämää. Oikeat aineet ja rakenteet eivät siten auttaisi
paljoakaan elämän ratkaisussa. Pelkät oikeat aineet eivät voi aikaansaada
elämää:
Ja
sitten emme ole kuitenkaan vielä koskettaneet itse ongelmaa: elämän syntyä.
Munanvalkuaisaine ei ole elämää, se on vain yksi niistä aineista, jotka
muodostavat elävän elimistön. Vaikka olisi kokonainen maapallo pelkkää
munanvalkuaisainetta, niin ei päästäisi askeltakaan lähemmäs ratkaisua. Voidaan
todistaa, että elämä luo ja käyttää hyväksi munanvalkuaisainetta, mutta ei ole
todistuksen häivettäkään siitä, että munanvalkuaisaine voi luoda elämää.
(Thoralf Gulbrandsen: "Puuttuva rengas", s. 41)
Teoriat puutteellisia. Seuraavat kommentit osoittavat hyvin spontaanin
elämän synnyn ongelmallisuuden ja miten todisteet sen puolesta puuttuvat.
Edelleen on syvä kuilu elävän ja elottoman aineen välillä eikä asiassa ole
yhtään edistytty viimeisen sadan vuoden aikana. Laboratorioissa ei ole pystytty
ratkaisemaan elämän synnyn ongelmaa:
Paul
Davies: Kun aloin kirjoittaa tätä kirjaa, olin vakuuttunut, että tiede oli
selvittämäisillään elämän synnyn mysteerin. – Olen käyttänyt vuoden tai kaksi
tämän alan tutkimiseen ja olen nyt sitä mieltä, että tiedoissamme on valtava
aukko. Meillä on luonnollisesti hyvä käsitys elämän synnyn ajasta ja paikasta,
mutta itse tapahtumaketjun ymmärtämiseen on vielä pitkä matka. Tämä
ymmärryksemme aukko ei ole pelkkää tietämättömyyttä joistakin teknisistä yksityiskohdista,
vaan se on merkittävä käsitteellinen puute. …Monet tutkijat varovat väittämästä
julkisesti, että elämän synty on mysteeri, vaikka suljettujen ovien takana he
myöntävät avoimesti olevansa hämmentyneitä… (9)
Harvardin
yliopiston biologian professori Andy Knoll: Yrittäessämme koota yhteen sen,
mitä tiedämme elämän syvähistoriasta maaplaneetalla, elämän alkuperästä ja sen
muodostumisen vaiheista, jotka johtivat ympärillämme näkyvään biologiaan,
joudumme myöntämään, että se on hämärän peitossa. Emme tiedä, kuinka elämä
alkoi tällä planeetalla. Emme tiedä tarkalleen, milloin se alkoi, emmekä tiedä
missä olosuhteissa. (10)
VIITTAUKSET:
1. Pekka Reinikainen: Unohdettu genesis, s. 25
2. John D. Barrow : Maailmankaikkeuden alku, s. 37
3. Sama, s. 36-37
4. Andy Knoll (2004) PBS Nova interview, 3.
toukokuuta 2004, sit. Antony Flew & Roy Varghese (2007) There is A God:
How the World’s Most Notorious Atheist Changed His Mind. New York:
HarperOne
5. Heikki Oja: Polaris, s.128,129
6. Kari Enqvist ja Jukka Maalampi: Tyhjästä syntynyt,
s. 14
7. Pekka Reinikainen: Unohdettu Genesis, s. 24
8. Joseph Silk kirjassaan "Big Bang"
9. Paul Davies: Viides ihme, 1999, s. 14,15)
10. Andy Knoll (2004)
PBS Nova interview, 3. toukokuuta 2004,
sit. Antony Flew & Roy Varghese (2007) There is A God: How the
World’s Most Notorious Atheist Changed His Mind. New York: HarperOne
