torstaina, maaliskuuta 09, 2006

Konvergenssi

Katselin Martin Reesin dokkaria, jossa pohdittiin mahdollisen elämän olemassaoloa avaruudessa. Tähtipöly sisältää aminohappoja ja nukleiinihappoja, joista saamme DNA:mme. Pelkkä tähtienvälinen aine on siis jo orgaanista. 4,2 miljardia vuotta sitten Maapallolle mahdollistui elollisten organismien synty, ja elämä kehittyi hämmästyttävän nopeasti. Tämän todennäköisyyttä voidaan ihmetellä ja suhteuttaa saippuakuplaesimerkillä: Matematiikan mukaan saippuakuplan molekyylien järjestyminen saippuakuplaksi on erittäin epätodennäköistä, mutta fysiikka näyttää sen olevan hyvinkin todennäköistä. Kemikaalien järjestyminen elolliseksi vaikuttaisi erittäin epätodennäköiseltä, mutta ainakin meidän tapauksessa se tapahtui nopeasti ja useaan kertaan. Mistä tämä monimuotoisuus, miksei meillä ole yhtä ainoaa suurta monokulttuuria? Näyttäisi siltä, että luonnossa toimii eräänlainen bifurkaatio, paine haarautumiseen. Evoluutio suosii monimuotoisuutta. Elämän syntyminen näyttäisi olevan jokseenkin helppoa. Ensimmäiset olennot muuntavat hiilen ravinnokseen, seuraavat käyttävät olentoja jotka käyttävät hiiltä, näin voisi olettaa. Energiatalous puskee eteenpäin. Minkälaisia olentoja näistä sitten syntyy? Vaikuttaisi siltä, että tietyt rakenteet noudattavat konvergenssiä. Silmä voidaan rakentaa 40-50 eri tavalla, mutta evoluutio on "löytänyt" samat perusmallit silmälle 5-7 kertaa aina uudestaan. Esimerkkinä ihmisen ja mustekalan silmät, jotka ovat täsmälleen samanlaiset kemiallisilta pitoisuuksiltaan, vaikka meidän yhteinen esi-isä eli sokeana 500 miljoonaa vuotta sitten. Silmien rakennusaineena käytetään krystalliini-valkuaisainetta, joka kehittyi miljardeja vuosia sitten suojaamaan bakteereja. Krystalliineja on 20-25 eri lajia, ja silti nämä eri lähtökohdista lähtevät valkuaisaineet ovat löytäneet tiensä täsmälleen samaan tarkoitukseen: silmiksi. Ihmisellä ja delfiinillä on hyvin samankaltaiset aivot, mutta meidän yhteinen esi-isä eli rottana 100 miljoonaa vuotta sitten, ja tällä rotalla oli teelusikallinen aivoja. Vaikuttaisi siltä, että evoluutio löytää samanlaisia ratkaisuja kerta toisensa jälkeen, tätä konvergenssi tarkoittaa. Valaan ja päästäisen elämän pituuden määrittää sydämenlyöntien määrä, joka on 1,5 miljardia kertaa. Näin se on jokseenkin meilläkin. Veren happea kuljettaa hemoglobiini, jota löytyy myös palkokasveista. Valoa käsitteleviä kemikaaleja on useampia, mutta silti evoluutio on aina päätynyt lehtivihreään. Näillä näkymin, jos avaruudessa olisi elämää, olisi se hämmentävän samankaltaista kuin meillä, sillä me olemme syntyneet täsmälleen niistä aineista jotka liikkuvat hyvinkin yleisinä universumissa. Gravitaatiolinssillä pääsemme havaitsemaan muita kiviplaneettoja. Aika näyttää.