Lauri Nikkanen

 

Douglas Adamsin Linnunradan käsikirja liftareille tietää kertoa, että avaruus on iso. Todella iso. Kotigalaksissamme on Orionin kierteishaaran syrjäseudulla sijaitseva aurinkomme mukaan lukien noin 500 miljardia tähteä. Näkyvässä maailmankaikkeudessa on arviolta 100 miljardia galaksia. Maailmankaikkeuden ikä on noin 13,7 miljardia vuotta. Nämä luvut pelaavat ilkikurista kosmista flipperiä kädellisaivojemme hapuilevan käsityskyvyn kanssa. Niiden valossa ajautuu helposti pää- telmään, että kosmoksen on oltava tulvillaan elämää ja vieraita sivilisaatioita, jotka vain odottavat, että käännämme teleskooppimme heidän puoleensa ja sanomme päivää. Toisaalta on myös varsin vakuuttavia syitä pohtia mahdollisuutta, että olemme yksin tai ainakin ainoa jäsen Älyllisten Sivilisaatioiden Intergalaktisessa Klubissa.

Astrobiologia on poikkitieteellinen tutkimusala, jonka vaatimattomana tavoitteena on vastata kysymykseen: Löytyykö muualta maailmankaikkeudesta elämää? Astrobiologien suurin, varsin kiusallinen, ongelma on se, että astrobiologia on tieteenala, jolla ei ole ainoatakaan todellista tutkimuskohdetta. Astrobiologien on tyydyttävä tekemään päätelmiä ja yleistyksiä Maan biosfäärin ja olosuhteiden perusteella. Osa näistä päätelmistä saattaa olla arvokkaita universaaleja totuuksia, jotka pätevät kaikkeen elämään sekä Telluksella, Marsissa että Andromedan galaksissa. Esimerkiksi elämä tarvitsee syntyäkseen aina liuottimen, vapaan energianlähteen ja ravinteita, ja kaikki biologinen elämä voi kehittyä kohti suurempaa kompleksisuutta ainoastaan Darwinin evoluutioteorian periaatteita mukaillen. Kuitenkin ilman toista datapistettä päätelmät ovat vain valistuneita arvauksia. Tästä syystä toisen datapisteen löytäminen on astrobiologian ykkösprioriteetti.

Muukalaisia takapihalla?

Loogisin ja toistaiseksi pitkälti ainoa mahdollinen paikka aloittaa etsintä on oma aurinkokuntamme. Elämän etsintä lähimmiltä taivaankappaleilta on järkevä pelinavaus, ja toisaalta se antaa myös vahvoja suuntaviivoja elämän yleisyydestä maailmankaikkeudessa. Jos nimittäin löydämme edes mikroskooppista elämää tai sen fossiileja, esimerkiksi Marsista, Titanin metaanijärvistä tai Jupiterin jääpeitteisestä Europakuusta, jotka ovat kosmisessa mittakaavassa omaa takapihaamme, tarkoittaa se sitä, että elämän on oltava maailmankaikkeudessa lähes ikävystyttävän arkipäiväinen ilmiö. Tämä tietysti edellyttää, että löytynyt elämä edustaisi itsenäistä alkuperää – toista abiogeneesiä – eli se ei olisi sukua Maan elämälle.

Maassa elämä on syntynyt nykytiedon mukaan vain kerran. Molekyylibiologiset todisteet osoittavat kaikkien eliöiden jakavan yhteisen sukupuun, jonka juuret ulottuvat vähintään noin 3,8 miljardin vuoden taakse. Tämä ei tosin sulje pois mahdollisuutta, että elämä olisi saattanut syntyä useampaankin kertaan, mutta nämä toisenlaista elämää edustavat eliöt ovat joko kuolleet pois tai emme ole vielä löytäneet tai tunnistaneet niitä. Tämä tarkoittaa sitä, että elämä syntyi geologisista ajanjaksoista puhuttaessa varsin pian sen jälkeen kun olosuhteet Maassa tulivat elämälle siedettäviksi.

Maa syntyi nuorta Aurinkoa ympäröineestä protoplanetaarisesta kiekosta noin 4,5 miljardia vuotta sitten. Haadeisen pommitusjakson aikana siihen iskeytyi tiheään tahtiin suuria meteoriitteja ja asteroideja. Yksi näistä törmäyksistä synnytti Kuun, kun arviolta Marsin kokoinen Theiaksi nimetty protoplaneetta (Kreikan mytologiassa jumalatar Theia synnytti Kuun jumalattaren Selenen) ja varhainen Maa iskeytyivät yhteen. Elämä syntyi lähes heti, kun tämä katastrofaalinen pommituskausi loppui ja olosuhteet rauhoittuivat. Tämä on rohkaisevaa elämän etsinnän kannalta ja viittaisi siihen, että elämän synty on varsin todennäköinen ja odotettavissa oleva ilmiö. Tosin on jälleen muistettava, että teemme johtopäätöksiä yhden datapisteen perusteella. On mahdollista, että olosuhteet Maassa ovat olleet elämän synnylle poikkeuksellisen suotuisat.

Marsin tai muun aurinkokuntamme kappaleen elämä voi olla myös samaa alkuperää Maan elämän kanssa. Elämä on saattanut matkustaa Maasta Marsiin meteoriittien mukana. Monien tutkijoiden mielestä näin on todennäköisesti tapahtunutkin. Elämä on voinut myös alkaa Marsissa ja matkustaa sieltä Maahan, mikä tekisi meistä kaikista marsilaisia immigrantteja. Niin sanotut BIOSPAN-kokeet äärimmäisiä olosuhteita sietävillä mikrobeilla, ekstremofiileillä, osoittavat että elämä pystyy toimimaan kosmisena peukalokyytiläisenä. Tällaista   prekambrista interplanetaarista vaihtoa lienee joka tapauksessa tapahtunut ainakin jossain määrin, minkä vuoksi on erittäin todennäköistä, että Marsissa olisi jossain sen historian vaiheessa ollut elämää.

Panspermia-teorian mukaisesti on myös ehdotettu elämän siirtyneen avaruudessa aurinkokunnasta toiseen. Vieraiden tähtien ympäriltä on löydetty eksoplaneettoja, joista ensimmäinen havainto tehtiin vuonna 1995, ja tätä kirjoitettaessa niitä on löydetty jo lähes 500. Nyt arvellaan, että lähes jokaisen tähden ympärillä on planeettoja, joten elämälle sopivia ”kotiplaneettoja” on siis luultavasti olemassa hyvin paljon. Elämän matkaaminen tähtijärjestelmästä toiseen lienee kuitenkin toiveajattelua, sillä tähtiä on niin harvassa että kappaleiden ”osuminen” sattumalta aurinkokunnasta toiseen on niin epätodennäköistä, että vanhan kansan ilmaisu ”neula heinäsuovassa” on karkeaa vähättelyä.

Toivoa elämän laajemmalle esiintymiselle antaa myös se, että ainakin Maassa elämä koostuu maailmankaikkeuden yleisimmistä rakennusmateriaaleista: pääosin hiilestä, vedystä, typestä, hapesta, fosforista ja rikistä. Mikäli koostuisimme esimerkiksi erbiumista sekä germaniumin harvinaisista isotoopeista, voisimme melkoisella varmuudella olettaa elämän olevan   verrattain harvinaista.

Missä ne sitten ovat?

Näin kysyi fyysikko Enrico Fermi 1950-luvulla ihmetellessään, miksemme ole jo havainneet merkkejä vieraista älyllisistä sivilisaatioista. Jos Maa on varsin tavanomainen paikka maailmankaikkeudessa, joka on mahdottoman suuri, niin kosmoksessa pitäisi olla paljon muitakin älyllisiä sivilisaatioita. Osa näistä sivilisaatioista olisi väistämättä syntynyt miljoonia, jopa miljardeja vuosia ennen meitä, ja ne olisivat siis jo huomattavasti meitä kehittyneempiä. Me ihmiset olemme viljelleet vehnää 10 000 vuotta, käyttäneet sähköä vaivaiset 200 vuotta ja syöneet valmiiksi viipaloitua paahtoleipää vain 80 vuotta. Seniori-ikään ehtineiden teknologisten sivilisaatioiden luulisi olevan levittäytyneinä kaikkialle ja niistä luulisi olevan paljaallakin silmällä nä- kyviä merkkejä. Kosmos näyttää ja kuulostaa kuitenkin kuolleelta. Tämä on Fermin paradoksi.

Yksi mahdollinen ratkaisu Fermin paradoksiin on se, että elämän synty, siirtymä kemiasta biologiaan, on äärimmäisen epä- todennäköinen sattuma, joka on kenties tapahtunut vain kerran ja vain yhdessä maailmankaikkeuden paikassa, Maassa. Lisäksi on huomattava, että jos elämän synty todellakin on tämänkaltainen epätodennäköinen kosminen kummajainen, yrityksemme tämän   prosessin selvittämiseksi on tuomittu epäonnistumaan. Ymmärrämme että tämä prosessi käynnisti evoluution, toisin sanoen tuotti ensimmäiset itsereplikoituvat molekyylit, mutta mekanismi, jonka avulla se tapahtui on niin äärettö- män epätodennäköinen, että arkikielessä kutsuisimme sitä ihmeeksi. Toisaalta, vaikka emme vielä tunnekaan elämän synnyn prosessia tarkasti, uskottavia teorioita sen selittämiseksi on useita.

Toinen mahdollinen ratkaisu Fermin paradoksiin on, että maailmankaikkeus tuottaa runsaasti yksinkertaista elämää, mutta elä- män kehittyminen älylliseksi on hyvin harvinaista. Stephen Jay Gould on esittänyt, ettei ole mitään syytä olettaa, että älyllisiä elämänmuotoja välttämättä kehittyisi, jos Maan elämä ”bootattaisiin” alkuun ja evoluution annettaisiin tapahtua uudelleen. Toisaalta voi olla, että älykkyyteen perustuva ekologinen lokero – ”cognitive niche” – ilmaantuisi näissä elämän kehityksen simulaatioissa yhä uudelleen, jolloin jokin elämänmuoto aina täyttäisi sen. Paljon on kiinni myös sattumasta. Jos asteroidi ei olisi 65 miljoonaa vuotta sitten tömähtänyt nykyiselle Jukatanin niemimaalle ja pyyhkäissyt dinosauruksia maailmankartalta, nisäkkäiden adaptiivinen radiaatio ei olisi kenties koskaan päässyt vauhtiin. Kädellisiä, eikä siis myöskään ihmisiä olisi koskaan kehittynyt. Olisiko tällöin jokin dinosaurus täyttänyt älykkyyden avulla toimeentulemisen ekologisen lokeron? Kenties, mutta miksei näin ollut käynyt jo aiemmin? Dinosauruksilla oli ollut jo noin 150 miljoonaa vuotta aikaa täyttää kaikki mahdolliset ekologiset lokerot.

Ensimmäiset älylliset olennot ilmaantuivat Maan päälle vasta silmänräpäys sitten geologisessa ajassa mitattuna, mikä viittaa vahvasti sattuman merkitykseen älyllisen elämän kehittymisessä. Tämä saattaa tarkoittaa, että vaikka elämä olisi maailmankaikkeudessa yleistä, älyllinen elämä on ää- rettömän epätodennäköistä ja harvinaista. Ne harvat älyn pesäkkeet, jotka ovat ehkä sattuneet syntymään, ovat niin etäällä toisistaan, etteivät niiden jäsenet saa koskaan tietää toisistaan tai pysty kommunikoimaan keskenään. Tämä selittäisi myös Fermin paradoksin. Ajatus on toki masentava.

Ratkaisu Fermin paradoksiin, mikä kenties Aikakirja 99 tuntuu intuitiivisesti kaikkein järjettömimmältä ja jollakin tapaa musertavan vastuulliselta, on se, että olemme itse asiassa ensimmäinen älyllinen elämänmuoto. Kehityksen kärjessä. Kosmoksen ainoa keino, Carl Sagania lainaten, tulla tietoiseksi itsestään. Eikö tässä tapauksessa olisi lähestulkoon pyhä velvollisuutemme viedä Maan ainutkertainen, vihreä Prometeuksen kipinä tähtiin ennen kuin omaa typeryyttämme ja lyhytnäköisyyttämme annamme sen sammua?