elämä

Elämä on moniulotteinen käsite, jolla ei ole yksinkertaista määritelmää. Tämä artikkeli kertoo, mitä elämä tarkoittaa biologisena ilmiönä.

Elämän määritelmä

Elämä voi tarkoittaa:

• Meneillään olevaa tapahtumasarjaa, jonka osana elävät asiat ovat.
• Ajanjaksoa eliön syntymän ja kuoleman välillä.
• Tilaa, joka on jollain syntyneellä, mutta ei vielä kuolleella asialla. Toisin sanoen: ”Mikä tekee jostain elävän?”. Tätä tilaa kutsutaan muun muassa ”hengissä olemiseksi” ja kuolema on siis ”hengen menetys”.

Elämän määrittely olisi suhteellisen helppoa, jos pitäydyttäisiin vain siinä, millaista elämää maapallolla on nyt. Kun otetaan huomioon kysymykset elämän synnystä maapallolla, Maan ulkopuolisesta elämästä ja keinotekoisesta elämästä, aihe osoittautuu huomattavasti monimutkaisemmaksi.

Elinaika eli elinikä lasketaan nisäkkäillä alkavaksi syntymästä, munivilla eläimillä munan kuoriutumisesta ja kasveilla itämisestä.^[1]

Elämälle tyypillisiä merkkejä

• Itsenäisyys: elävä olio kykenee spontaaneihin tekoihin ja osaa käyttää ympäristöään hyödykseen, sekä vastaa ärsykkeisiin.^[2]
• Aineenvaihdunta: elävä olio tuottaa elottomasta aineesta rakennusmateriaalia ja energiaa (synteesi) sekä hajottaa eloperäistä ainetta (katalyysi).^[2]
• Moduulirakenne: elävä olio koostuu soluista, elämän rakennuspalikoista.^[2]
• Kasvu: elollinen olio kasvattaa osiensa kokoa, ei vain kerää lisää materiaalia ympärilleen.^[2]
• Mukautuvuus: Kyky muuttaa käyttäytymistä ympäristön mukaan. Pitkillä ajanjaksoilla havaitaan perinnöllisyydestä johtuvaa evoluutiota.^[2]
• Lisääntyminen: elävä olio kykenee tuottamaan uuden organismin solujen jakautumisen avulla. Tämä voi tapahtua yhteistyössä toisen eliön kanssa (suvullisesti) tai vain kyseisen olion omien solujen jakautuessa (suvuttomasti). Jotkut elottoman luonnon asiatkin tosin lisääntyvät.^[2]

Elämän synty ja kehitys

Pääartikkeli: Elämän alkuperä

Elämän synnyn selittämiseksi ei ole nykytietämyksellä yhtä yleisesti hyväksyttyä, ilmiön kattavasti selittävää mallia. Useimmat elämän syntyä selittävät mallit sisältävät kuitenkin seuraavat kolme ajatusta:

• Maapallon olosuhteet synnyttivät nykyiselle elämälle välttämättömiä perusmolekyylejä - Millerin koe.
• Fosfolipidit muodostivat spontaanisti lipidikaksoiskalvoja, jotka ovat soluseinämien perusrakennusaineita - lipidimaailma.
• Erityiset RNA-molekyylit, ribotsyymit ovat alkaneet monistaa itseään - RNA-maailma.

Orgaanisten molekyylien polymeraatiota pidetään avainkysymyksenä elämän synnyn kannalta. Molekyyli, joka pystyy ohjaamaan omien kopioidensa syntyä, omaa täysin ylivertaiset ominaisuudet muihin molekyyleihin nähden. Siitä, miten molekyylit ovat muodostaneet eläviä kokonaisuuksia, on kolme teoriaa.

Geenit ensin eli RNA-maailma-teorian mukaan RNA oli ennen ensimmäisten solujen ilmestymistä pääasiallinen tai todennäköisesti ainoa elämän muoto Maassa. Teoriaa tukee RNA:n kyky säilyttää, siirtää ja monistaa geneettistä tietoa ja sen lisäksi toimia kemiallisia reaktioita katalysoivana molekyylinä, ribotsyyminä.

Aineenvaihdunta ensin -teorian mukaan yksinkertaisia reaktioita ja aineenvaihduntaa on ollut ennen geenien syntyä. Aineenvaihdunta tarkoittaa tässä kemiallisten reaktioiden ketjua, jossa prosesseissa vapautuva energia siirtyy toisten prosessien käyttöön, mikä lopulta johtaa monimutkaisempien molekyylien syntyyn.

Sekamallit ovat koko ajan suositumpia malleja, jotka yhdistävät ajatuksia molemmista edellä mainituista malleista. Teorioissa on vielä joitain puutteita ja niitä voidaan mallintaa ja testata laboratorio-olosuhteissa. Koska koskemattomia kerroskivilajeja Maan alkuajoilta on lähes mahdoton löytää, on teorioiden testaaminen vedenpitävästi käytännössä hankalaa.

John Desmond Bernal ehdotti, että elämän synnystä on tunnistettavissa muutamia "askeleita".

1. Monomeerin synty
2. Polymeerien synty
3. Molekyylien evoluutio soluiksi

Desmond on myös ehdottanut, että darwinistinen evoluutio sai alkunsa asteiden 1 ja 2 välissä.

Elämän luokittelu

Carl von Linné jakoi eliöstön kasvi- ja eläinkuntaan. Bakteeritkin luettiin pitkään kasvikuntaan kuuluviksi, mutta nykyisen käsityksen mukaan ne ovat kokonaan oma kuntansa kasvien ja eläinten ohella. Niistä voidaan antaa määritelmä ja suomennos alkueliöt, peruseliöt tai tumattomat. Nekin tietysti ovat luonnollisessa valinnassa kehittyneet paljon miljardin tai puolentoista miljardin vuoden takaisista möykyistä. Jos ne kuitenkin luetaan kasveihin, näiden aika on maapallolla ollut paljon pitempi kuin eläinkunnan.

Lähteet

• Lahti, Kimmo et al.: Biologia: Elämä. 8.–9. painos. WSOY, 2006. ISBN 951-0-28024-0.
• HS, tiede & luonto 27.6.2006.
• solunetti.fi
• Yrjö Lahti ja Timo Penttilä: Muna, kana ja elämän synty, Tiede & edistys 2/02.
• Harry J Lehto: Helsingin yliopiston astrobiologian 4. luento, 2003.

Viitteet

Kirjallisuutta

• Davies, Paul: Viides ihme: Elämän syntyä etsimässä. (The fifth miracle: The search for the origin and meaning of life, 1999). Suomentanut Kimmo Pietiläinen. Helsinki: Terra Cognita, 1999. ISBN 952-5202-38-0.
• Ganten, Detlev & Deichmann, Thomas & Spahl, Thilo: Luonto, tiede ja elämä: Kaikki, mitä tulee tietää. (Leben, Natur, Wissenschaft, 2003.) Suomentanut Mervi Ovaska. Helsingissä: Ajatus, 2007. ISBN 978-951-20-7284-2.
• Sariola, Hannu: Elämä: Lyhyt oppimäärä. Hippokrates Duodecim. Helsinki: Duodecim, 2006. ISBN 951-656-197-7.
• Peter Ward: Tuntematon elämä. Vieraan elämän synteesi ja Nasan tutkimukset maanulkoisesta elämästä (Ursa)
• Webb, Stephen: Jos maailmankaikkeus kuhisee elämää ... missä kaikki ovat?: Viisikymmentä ratkaisua Fermin paradoksiin ja maan ulkopuolisen elämän arvoitukseen. (If the universe is teeming with aliens ... where is everybody?, 2002.) Suomentanut Hannu Karttunen. Ursan julkaisuja 96. Helsinki: Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 2005. ISBN 952-5329-45-3.
• Viranta-Kovanen, Suvi: Elämä. Tiedettä kaikille. Helsinki: Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 2010. ISBN 978-972-5329-86-5.

Aiheesta muualla

• http://www.solunetti.fi/fi/solubiologia/etusivu/
• Kattava sivusto koskien elämää. (englanniksi)
• Elämän synty ja kehitys maapallolla marxismin ja luonnontieteiden valossa.