Kelpoisimman synty – Evoluution suurimman arvoituksen ratkaisu
Andreas Wagner
2015
266 s.
Terra Cognita
Zürichin yliopiston biokemian professori Andreas Wagner paljastaa luonnon piilotetun arkkitehtuurin. Darwin löysi periaatteen, joka selittää miten uudenlaiset sopeumat säilyvät luonnossa. Wagnerin teos Kelpoisimman synty täsmentää – molekyylien tarkkuudella – miten sopeumat syntyvät.
Kuvittele universaali metaboliakirjasto, joka sisältää kaikki mahdolliset metaboliat, siis kaikki ne tavat joilla kemialliset reaktiot voivat muuttaa ravintoa solun biomassaksi. Kirjaston kokoluokka on hypertähtitieteellinen, sillä kemiallisten reaktioiden mahdollisia yhdistelmiä on enemmän kuin universumissa atomeja. Luonnossa jokainen solu on metaboliakirjaston jotain teosta toteuttava hidas lukija, mutta kemian systemaattinen tuntemus mahdollistaa metaboliakirjaston simuloimisen ja kartoittamisen nopeasti ja täsmällisesti tietokoneella.
Elämä ei alkanut replikaattorista vaan metaboliasta
Kaikki metaboliat eivät toimi solun eduksi, joten eikö yksikin mutaatio voi johtaa uuden solun tuhoon? Kyllä, mutta ei hätää! Metaboliakirjaston kartoittaminen paljastaa, että millä tahansa riittävän monimutkaisella metabolialla on naapureina, siis yhden mutaation päässä, valtava määrä vaihtoehtoisia metaboliaratkaisuja, joiden kemiallinen merkitys on sama. Metaboliat ovat siis elinvoimaisia. Metaboliaa voi muuttaa moneen eri suuntaan ilman että solun toteuttamiskelpoisuus kärsii. Universaalissa metaboliakirjastossa on siis teoksesta teokseen kulkevia reittejä, joita pitkin metaboliat voivat turvallisesti mutatoitua yksi satunnaisaskel kerrallaan uudenlaisiin metabolianaapurustoihin. Eri naapurustoissa on tyrkyllä eri setti sopeumia, joihin seuraava onnekas mutaatio voi osua. Pääsy metaboliakirjaston eri osiin mahdollistaa suuren määrän metabolisia innovaatioita, mikä puolestaan mahdollistaa eliöiden siirtymisen sukupolvien saatossa yhä uudenlaisiin elinympäristöihin.
Genotyyppiverkostot ilmaantuvat, kun metaboliat, proteiinit ja geenien säätelypiirit ovat elinvoimaisia
Molekyylitasolla ilmenevä elinvoimaisuus on tutkijoiden toistuvasti löytämä ilmiö. Kartoita universaali proteiinikirjasto, niin huomaat sen taas! Metabolioiden tapaan proteiinit ovat elinvoimaisia: valtavan monet hemoglobiinin muunnelmat pystyvät vaivatta kuljettamaan happea; jäätymisen estäviä pakkasnesteproteiinejakin löytyy pilvin pimein proteiinikirjaston jokaisesta kolkasta. Mihin tahansa haasteeseen löytyy luonnon kirjastoista tähtitieteellinen määrä ratkaisuja. Siksi konvergentti evoluutio ei ole harvinaista: arktiset kasvit, sammakot ja kalat ovat kukin onnistuneet tuottamaan jonkin pakkasnesteenä toimivan proteiinin, sillä kemialliselta merkitykseltään samoja proteiineja on monia.
Kelpoisimman synty on mahdollinen tajunnanräjäytys, kuten Terra Cognitan julkaisut aina. Sisukas suomentaja tarjoaa meille sivistystä suoraan tieteen eturintamasta, vaan olisipa pienellä suurella kustantamolla rahaa perusteelliseen kielenhuoltoonkin. Jos Suomi olisi sivistysvaltio, Kimmo Pietiläinen olisi miljardööri ilman typoja – eikä eduskunnassa istuisi Huhtasaari-Niikko-Räsäsiä, joilla ei ole edes peruskoulun biologia hallussa.
Pythagoras ymmärtää. Platon nyökkää. Minä taputan. Me ymmärrämme ne mekanismit, jotka mahdollistavat meidät.
Ismo Innamo