|
|
|
Tartu kiinni |
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. Ne 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 on mielenkiintoista, että Stanley Miller itse elämänsä loppupuolella suhtautui asiaan kyynisesti. J. Morgan kertoo haastattelussa Millerin asenteesta:
Hän suhtautui välinpitämättömästi kaikkiin ehdotuksiin elämän alkuperästä ja piti niitä “hölynpölynä” tai “paperikemiana”. Hän suhtautui eräisiin hypoteeseihin niin halveksuen, että kun kysyin hänen mielipidettään niistä, hän vain puristeli päätään, huokaisi syvään ja hihitti – aivan kuin yrittääkseen torjua ihmiskunnan mielettömyyttä - - Hän myönsi, että tieteentekijät eivät ehkä koskaan tule tarkasti tietämään, milloin ja miten elämä sai alkunsa. “Me yritämme keskustella historiallisesta tapahtumasta, joka poikkeaa hyvin paljon tavanomaisesta tieteestä”, hän huomautti. (9)
Joka tapauksessa lähdemme seuraavaksi tutkimaan tätä aluetta, ja voimme todeta, että kohtaamme ylitsepääsemät-tömiä ongelmia. Varsinkin alkuilmakehän koostumus ja proteiinien muodostuminen ovat ongelmallisia:
Alkuilmakehän koostumus. Edellä olevaan teoriaan kuuluu 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 näytä 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? Eräs oletus alkusynty-teoriassa on, että alkuilmakehän koostumuksen olisi pitänyt olla aivan päinvastainen nykyiseen verrattuna; 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 kuitenkin 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. Tässä on kysymys siitä, mitä halutaan uskoa, eikä siitä, mitä voidaan todella tietää.
Happea kevyemmät kaasut. Eräs oletus alkuilmakehän suhteen on, että ilmakehään olisi jäänyt happea kevyempiä kaasuja, mutta ei itse happea. Se tuntuu kuitenkin 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. 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. Plasma-spektrometri 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 otsonikerros-tahan 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, eivät 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… (10)
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. (11)
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. J. Morgan: The End of Science: Facing the Limits of Knowledge in the Twilight of Scientific Age (1996). Reading: Addison-Wesley 10. Paul Davies: Viides ihme, 1999, s. 14,15 11. 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
|
