Ruskeat jänönjäljet – mietelmiä panspermiasta eli elämän mahdollisuudesta levitä universumissa

Jänis on loikkinut lumella. Siitä on jokunen päivä. Suojasää on alkanut ja hanki painunut. Jänönjälkien laikut ovat sentin parin kohoumia muun hangen yläpuolella. Tiivistyneinä polanteina ne ovat kestäneet plusasteiden eroosiota paremmin kuin kuohkea lumi. Jäljissä loimuaa outo ruskea väri. Se on Saharan santaa, mantereentakaisen hiekkamyrskyn jäännettä.

    Aavikkotomua pöllysi eteläiseen Suomeen helmikuussa 2021 yläilmakehän suihkuvirtauksen siivillä. Jänönjäljet keräsivät tomua kuin näytteenottoastiat. Sitten kupeista tuli nuppeja, hetkellisiä säilytyskapseleita vieraalle ainekselle. Karanteenin päättyessä lumien sulamiseen Saharan viesti siirtyy täkäläiseen maaperään ja vesistöihin.

    Kivipölyyn sisältyy dna:ta. Organismeja, jotka omaavat aineenvaihdunnan ja pystyvät lisääntymään, eliöitä siis, ja tässä tapauksessa mikrobeja ja niiden itiöitä. Niiden määrä on yhtä mittaamaton kuin tomupartikkeleiden itsensä.

    Värjäytyneiden käpälänjälkien mikroskooppisesti luettava viesti on täydessä sopusoinnussa jo antiikin aikana esitetyn panspermia-teorian kanssa. Panspermia tarkoittaa kirjaimellisesti kaikkialla olevia siemeniä, elämän siemeniä.

    Tässä kirjoituksessa menemme elämän siementen perässä niin pitkälle kuin mahdollista. Kiinnitä turvavyösi. Pääsemme turvallisesti perille.

Ilmakehä kuljettaa jatkuvasti pienhiukkasia – myös elämää sisältäviä biohiukkasia – mantereilta toisille. Ilmiötä on kutsuttu nimellä ilmaplankton, joka osuvasti rinnastaa merten läpikuultavan elonhunnun globaalin ilmakehäjärjestelmän vastaavaan.

    Ilmaplanktonin mikrobeista on otettu näytteitä jopa yli 40 kilometrin korkeudesta. Tuolloin on löydetty paitsi Maan pinnalta tuttuja lajeja, myös tieteelle aiemmin tuntemattomia, joiden kotiseutuna saattaa olla elinkelvottomaksi luultu stratosfääri. Ei yllättävää, että näiden tieteelle uusien mikrobilajien on havaittu olevan poikkeuksellisen vastustuskykyisiä ultraviolettisäteilylle.

    Ilmaplankton saattaa olla paitsi ilmavirtausten myös globaalin ilmakehäjärjestelmän sähköisen kierron pumppaama. Sarastava ymmärrys ilmiöstä on venyttänyt käsitystä elämän sinnikkyydestä ja levittäytymisestä. Se on herättänyt kysymyksen siitä, miten pitkälle Maan pinnalta mikrobit voisivat yltää – tai voisiko jokin yltää tänne.

    Elämä vaeltaa. On yksinomaan oma rajoitteemme, ettemme tunnista elämää kaikkialla missä sitä on.

Edesmenneen äitini luontosuhde oli inspiroiva. Hän näki – tai koki – kaiken elävänä, niin kävyt kun kivet. Toisinaan hän jopa rohkaisi nostamaan polkupyörän koiranilmasta sisään, ettei se palelisi ulkona viruessaan. Hänen suhtautumistapaansa ilmiömaailmaan – siis kaiken eläväksi mieltämistä – voisi luonnehtia ”shamanistiseksi” tai ”luontomystiseksi”.

    Se on kuitenkin myös tieteellinen.

    Jopa kivi voi kätkeä sisuksiinsa elämää. Jos graniittimurikan halkaisee, kuten tutkimusoloissa on tehty, sen sisältä voi paljastua endoliittejä eli kiven uumenissa eläviä eliöitä. Nämä mineraaleista elinehtonsa saavat otukset ovat ääriolosuhteisiin erikoistuneita mikrobeja, ekstremofiilejä. Kummastella voi miten ne edes graniitin sisään pääsevät. Mikroskooppisia hiusmurtumia pitkin hivuttautumalla, voimme arvella, tukenaan mittaamattomasti aikaa. Elämän ihmeellisyyttä ei pidä koskaan aliarvioida.

    Muita ekstremofiilejä ovat esimerkiksi äärimmäisen happamassa, emäksisessä, kylmässä tai kuumassa elävät eliöt – tai ne, jotka sietävät äärimmäistä painetta, raskasmetallipitoisuuksia tai ionisoivaa säteilyä. Ekstremofiilit ovat uskomattomia selviytyjiä, mutta tietenkin vain meidän perspektiivistämme. Kaikki on suhteellista, sanoisi yli 400 celsiusasteen lämpötilassa porskuttava bakteeri. Sille meidän olosuhteemme voisivat olla äärimmäisiä, ja me siis ekstremofiilejä.

    Haavoittumattomuus, miltei kuolemattomuus näyttää kiteytyvän yhden solun kokoiseen yksikköön, kuten myös evolutiivisen luovuuden huolettomuus – kaiken mahdollisen ja mahdottoman kokeileminen, elämän riehakas hulluus.

Vuonna 2015 löydettiin australialaisesta kivestä 4,1 miljardia vuotta vanhoja eloperäisiä jäänteitä. Maa oli niiden aikana vasta 400-miljoonavuotias – hyvin, hyvin karu ja kaoottinen, tuskin sulasta pallosta kiinteytynyt. Jos elämä ilmaantui hetimiten kun se oli edes jotenkin mahdollista, voidaan sen arvella olevan yleistä maailmankaikkeudessa.

    Elämän itsensä synnystä ei meillä ole vastausta. Missä ja miten, se pysyy mysteerinä. Mutta onko elämä syntynyt Maa-planeetalla ja vai kulkeutunut tänne ituna avaruudesta, se mahtuu helpommin pohdintamme piiriin.

    Ajattelemme lähtökohtaisesti, että avaruuden halki ei voi mikään kulkea hengissä muutoin kuin avaruuslaivassa. Tuntuu mahdottomalta, että mikään elävä olio voisi säilyä avaruudessa säteilyn, painottomuuden, äärimmäisten lämpötilojen ja silkan avaruusmatkailun vaatiman ajankulun vuoksi.

    Aika on ehkä kriittisin edellytys. Sitä pitäisi olla katsantokannastamme suunnattomasti, jotta avaruudessa voisi vaeltaa joillekin mahdollisesti elinkelpoisille uusille laitumille. Tässä kohdin tulemme mikrobien potentiaaliseen elinikään. Vasta hiljan olemme törmänneet syvän biosfäärin mikrobeihin, käsittämättömään määrään tieteelle aiemmin tuntemattomia lajeja, jotka kansoittavat kiviperää kilometrien syvyyteen. Ne sykkivät äärimmäisen hidastempoista elämää mineraaleista itseään raviten ja eläen kulttuurejamme kauemmin – jopa geologisista ajanjaksoista toisiin.

    Vuonna 2020 uutisoitiin japanilais-yhdysvaltalaisesta tutkijaryhmästä, joka oli löytänyt 101,5 miljoonaa vuotta vanhasta merenalaisesta maakerroksesta horrostavia mikrobeja. Nämä mikrobit, joiden ikänä tosiaan pidetään yli sataa miljoonaa vuotta, heräsivät kun niille tarjottiin ravintoa. Vain yksi prosentti näytteen mikrobeista oli heittänyt henkensä, loput 99 prosenttia osoitti ruoka- ja lisääntymishalua prinsessaruususenunensa päätteeksi. Horrostaessaan sedimentissä 75 metriä merenpohjan alla ne olivat säätäneet ainevaihduntansa käytännössä pysähdyksiin.

    Ne olivat menneet kryptobioosiin. Se on kuin kuolema ilman kuolemaa tai elämä ilman elämää. Kuin ihmisen haave tulla pakastetuksi kuoltuaan, jotta voisi tulla joskus tulevaisuuden hyvissä oloissa henkiin herätetyksi – mutta todellisuutta, käden ulottuvilla tapahtuvaa.

    Kryptobioosiin voivat vaipua esimerkiksi karhukaiset, pienet jaokkeiset eläimet joista suurimmat ovat ihmissilmälle juuri ja juuri erottuvia. Ja niitä ei tarvitse etsiä valtameren pohjasedimentistä – kotoinen lähimetsä riittää. Kuivatussa sammalgrammassa niitä voi olla 20 000. Ne ovat koeoloissa selvinneet 270 asteen pakkasesta, 151 asteen kuumuudesta, kuuden tuhannen ilmakehän paineesta, tyhjiöstä ja tuhat kertaa niin voimakkaasta radioaktiivisesta säteilystä kuin ihminen voi kestää.

    Tällä hetkellä karhukaisia on lähimetsän lisäksi Kuussa. Niitä matkusti israelilaisen kuuluotain Beresheetin lastissa, kun luotain murskautui suurella nopeudella Kuun pintaan keväällä 2019. Tutkijat olettavat karhukaisten selvinneen iskusta ja levinneen Kuun pinnalle, jossa ne ovat vaipuneet kryptobioosiin. Karhukaiset lennätettiin avaruuteen osana monien tutkimusten jatkumoa, jossa on havainnoitu eliöiden selviytymistä avaruudessa.

Ensikerran mikrobeja vietiin tarkoituksella avaruuteen 1966 niin amerikkalaisten kuin neuvostoliittolaisten laitteiden matkassa. Saksalaisessa EXOSTACK-kokeessa 1980-luvulla testattiin Bacillus subtilis -lajin itiöiden selviämistä kuuden vuoden satelliittimatkalla. Valtaosa selvisi. EXPOSE-hankkeessa vuosien 2008 ja 2015 välillä tehdyissä astrobiologisissa kokeissa istutettiin kansainvälisen avaruusasema ISS:n ulkopinnoille biomolekyylejä, mikro-organismeja ja niiden itiöitä puoleksitoista vuodeksi. Jotkut organismit kestivät itiötilassa huomattavia aikoja. Ne joiden suojaksi oli asetettu meteoria jäljittelevää ainesta, kestivät siinä määrin, että voisivat teoriassa tehdä planeettojenvälisiä matkoja.

    Tieteelliseksi hypoteesiksi panspermian jalosti ruotsalainen kemisti Svante Arrhenius vuonna 1903. Nykyisin käytetään yleisemmin termiä lithopanspermia, mikä sananmukaisesti tarkoittaa kivien mukana tapahtuvaa panspermiaa. Jos mikrobeilla on kyky tunkeutua kiven sisärakenteisiin, kaikki todennäköisyys puhuu sen puolesta että tällainen kyky on muualla maailmankaikkeudessa elävillä mikrobeilla – jos muualla on siis elämää.

    Mikrobit voivat selvitä hengissä paitsi avaruuden halki purjehtimisesta, myös niiltä äärimmäisen tuhovoimaisilta prosesseilta, mitä sinkoutuminen planeetan pinnalta ja iskeytyminen ilmakehään merkitsee. Jo edellä mainitut B. subtilis -bakteerit, monien kokeiden ”avaruusveteraanit”, ovat selvinneet itiömuodossa hypernopeasta (noin 11 000 km/h) sinkoamisesta avaruuteen. Noin 120 kilometrin korkeuteen suuntautuneen reissunsa itiöt tekivät graniitinpalassa Orion-luokan kaksivaiheraketin ulkopuolella. Kiven laidoilla nököttäneet itiöt selvisivät hengissä, kun taas kiven etulaidalta istuimensa saaneet tuhoutuivat.

    Tällaiset kokeet jäljittelevät avaruudessa kaiken aikaa tapahtuvan ilmiön olosuhteita, nimittäin sitä, että taivaankappaleisiin törmäävät suuret meteoriitit heittävät törmäysenergiallaan kiviainesta avaruuteen.

Kaikesta edellä käsittelemämme jälkeen on loogista pohtia, seilaako ulkoavaruudessa mikrobisiirtokuntia. Tähtitieteilijä Stephen Hawking kuuluu niihin, joiden mukaan se on mahdollista. ”Elämä voisi levitä planeetalta planeetalle tai tähtijärjestelmästä toiseen meteorien kantamana”, hän totesi 2009.

    Kosminen matka olisi karuista karuin. Mikrobikulkureiden onni olisi avaruudessa vaeltava tähtienvälinen sumu, joka on koostumukseltaan osin orgaanista, siis hiiltä sisältävää. Jos organismeja on, ainakin niitä varten kulkevat eväät elämän käynnistämiseen, ylläpitämiseen ja kehittymiseen. Kuitenkaan elämän iduista ja vähistä rakennuspalikoista ei ole todellista hyötyä, ellei kohdeplaneetalla ole vähimmäisvaatimukset täyttäviä olosuhteita elämän viriämiselle. Universumin mittakaavassa tämä ei vaikuta mahdottomalta vaatimukselta. Vuonna 2013 astronomit esittivät NASA:n Kepler-avaruusteleskooppi-aineiston pohjalta, että pelkästään omassa Linnunradan galaksissamme voi olla jopa 40 miljardia Maan kokoista planeettaa, jotka kiertävät elämän synnylle potentiaalisella etäisyydellä auringonkaltaisia tähtiä tai niin sanottuja punaisia kääpiöitä.

    Tulimme näin loikanneeksi galaktiselle tasolle. Ja sitä myöten intergalaktisen panspermian ylevään näköalaan.

    Aiheesta sanoivat sanansa 2018 Harvardin astronomit. He esittelivät analyyttisen mallin, jonka mukaan kiinteän aineksen ja sen mukana mahdollisten mikrobi-itiöiden vaihdon ei tarvitse rajoittua aurinkokuntien tasolle vaan ilmiö voi toimia myös galaksien välisesti. Suojaksi kosmiselta säteilyltä tarvitaan vain sopivan kokoinen murikka. Kokoa on oltava vähintään metrin läpimitta. Näin on päätelty säteilyn vaikutusta ja dna:n vakautta koskevan kokeellisen aineiston perusteella.

Suurin osa meteoreista on kooltaan jotain hienoisen kuplan ja hiekanjyvän väliltä, ja näemme niiden ilmakehään tuhoutumisen tähdenlentoina. Mutta isompiakin yrittäjiä on liikkeellä. Vuonna 1920 namibialaisen viljelijän aura kolahti kiveen, joka paljastui paikalle 80 000 vuotta aiemmin jysähtäneeksi 66 tonnin meteoriitiksi. Jukatanin niemimaalle Chicxulubin kraatterin 66 miljoonaa vuotta sitten aiheuttanut asteroidi oli kooltaan noin sata kertaa kymmenen kilometriä.

    Vuonna 2017 havaittiin ensimmäinen tähtienvälisestä avaruudesta peräisin oleva kappale Aurinkokuntamme alueella. Havainto tehtiin Havaijin yliopiston toimesta ja siksi mystinen vaeltaja sai havaijinkielisen nimen ʻOumuamua. Se tarkoittaa ”viestintuojaa kaukaisesta menneisyydestä”. Kappale on noin 400 metriä pitkä ja leveydeltään tästä kymmenyksen. Se on ehkä hajonneen komeetan osa ja sen arvellaan vaeltaneen Linnunradassa miljoonia vuosia. Aurinkokunnastamme se lipuu Pegasuksen tähdistön suuntaan. ʻOumuamua todistaa, että aurinkokuntien välillä kulkee riittävän isoja kappaleita panspermiaa ajatellen.

    Jos avaruus kylväisi Maahan biohiukkasia, mikään ei tietenkään takaisi niiden olevan kannaltamme harmittomia. Tähtitieteilijä Fred Hoyle ja matemaatikko Chandra Wickramasinghe ovat esittäneet hypoteesin, jonka mukaan vuosina 1918–1920 riehunut espanjantauti (influenssavirus A:n alatyyppi H1N1) olisi voinut olla peräisin usealle alueelle planeettaamme samanaikaisesti levinneestä komeettapölystä. Vastaavia hypoteesejä on muitakin, ja ne ovat tietenkin kiistanalaisia.

    Meteoriitit ovat tyypillisesti pinnaltaan sulaneet lasimaisiksi, eli niiden sisältämien mahdollisten itiöiden vapautuminen ympäristöön eroosion kautta kestää pitkään. Isommat meteoriitit kuitenkin hajoavat ainakin osittain törmäysvoimasta, eli niiden sisältö voi heti vaikuttaa ympäristöön. Ihmiskunta voi vain luottaa tuuriinsa – ja käsitellä haltuunsa saamiaan meteoriitteja kuin hyvin outoa vieraalta lähettäjältä saapunutta postipakettia.

    Tässä kohtaa on aika käsitellä niin sanotun suunnatun panspermian mahdollisuutta. Tämä tarkoittaa sitä, että jokin tietoisten olentojen yhteisö tai useat sellaiset olisivat tarkoituksellisesti kylväneet elämän siemeniä avaruuteen. Tämä siis merkitsisi älyllisesti pitkälle kehittyneen elämän läsnäoloa jossain tähtitaivaan tuikkeessa.

    Emme voi tietää. Mutta sen me Maan edustajina tiedämme, että voisimme itse ryhtyä suunnattuun panspermiaan. Voisimme kylvää elämää eteenpäin – niin kuin kukoistusta toivova puutarhuri, joka näkee kukinnat jo siemenpussi kädessään mustan maan äärellä.

    Että soisimme elämälle mahdollisuuden muuallakin, eikö se olisi jalointa ja ikuisinta mitä voisimme tehdä ja kenties myös eräänlainen sovitus aiheuttamastamme lajikadosta? Palkinto ihmiselle olisi vahvistunut tietoisuus samassa veneessä olevana ihmiskuntana, elämän arvostuksen yleinen kasvu ja kollektiivinen oivallus elämänsuojelun tähdellisyydestä.

    Jos lähettäisimme elämää ulkoavaruuteen toivoen sen juurtuvan jonnekin, olisi entistä vaikeampaa samanaikaisesti jatkaa itseämme kannattelevan elämän tuhoamista.

Tekniikka suunnattuun panspermiaan on olemassa. Jo vuonna 1977 lähetimme matkaan Voyager 2 -avaruusluotaimen, joka viilettää nyt 19 miljardin kilometrin päässä aurinkokunnan ulkopuolella. Vaivaisessa 42 000 vuodessa se on saavuttanut Antromedan tähtisumun, mukanaan levysoitin ja kultainen äänilevy jolla YK:n pääsihteeri Kurt Waldheim esittää tervehdyksen ihmiskunnalta. Puhe voi kaikua tyhjille saleille, ja silti se lähetettiin.

    Jos elämän ituja päätettäisiin lähettää ulkoavaruuteen, valikoituisivat luontevimmat mikronautit ekstremofiilien joukosta, kapteeninaan ehkä planeetan kovapintaisin tyyppi Deinococcus radiodurans. Jo sen nimi paljastaa sen sietävän äärimmäisen voimakasta radioaktiivista säteilyä, mutta se on huomattavan sietokykyinen myös happoa, äärimmäistä kylmyyttä ja kuumuutta, suhteellista tyhjiötä ja pitkiä kuivakausia kohtaan. Miehistöön tulisi myös kenties joitain Etelämantereen lajeja ja ennen kaikkea suoraan mineraaleista ravintonsa saavaa lajistoa. Graniittialuksen eliittijoukkoa olisivat geneettisesti muunnellut mikrobit, joissa yhdistyisi mahdollisimman moni selviytymiselle suotuisa ominaisuus.

    Matkaan lähtisi kokonainen elämäntehdas. Se olisi valmis aloittamaan aineenvaihdunnan ja lisääntymisen jollainen kaukaisella kolkalla, nauttien kiviä ja tuottaen hiilidioksidia, joka aikojen saatossa synnyttäisi lämpimän ja kostean ilmakehän.

    Näytelmä muistuttaisi samaa mikä esitettiin Maassa vailla ainuttakaan katselijaa. Kaikki olisi epävarmaa ja haparoivan elämän täytyisi läpäistä monta pullonkaulaa. Ehkä elämä jaksaisi, ehkä se tulisi esiin näkymättömältä tasolta, puhkeaisi väreiksi ja tuoksuiksi, jopa itsetietoisiksi olennoiksi, uusien maailmojen tähyäjiksi. Tai sitten elämä tuupertuisi, nikottelisi ja vaimenisi. Jos mikrobialuksemme puolestaan osuisi jo elämää kukoistavalle planeetalle, toisi se sinne makroevoluution kannalta kenties tähdellistä täydennystä. Niin tai näin, suunnattu panspermia olisi kuin sinfonia. Sen arvo olisi siinä itsessään.

    Jos taivaankappaleiden välistä panspermiaa tapahtuu ikinä missään, tapahtuu sitä epäilemättä lukemattomia kertoja luonnollisella tavalla, sillä silloin kyse on elämän ikiaikaisesta toimintamekanismista. Maailmankaikkeuden äärettömyydessä mahdollisuuksia yritykseen, erehdykseen ja onnistumiseen on äärettömästi. Jos elämän siemenet ovat galaksimatkaajia, on elämää olemassa maailmankauden loppuun.

    Edessämme kajastaa se eksistentiaalinen oivallus, että kenties olemme kirjaimellisesti maailmankansalaisia. Elämme joka tapauksessa yhteenkuuluvuuden todellisuudessa, osana keskinäisriippuvaista kokonaisuutta, verkostoa. Olemme tähtipölystä pääosin koostuneita ja lävitsemme kulkee joka sekunti miljardeja kosmisia alkeishiukkasia eli neutriinoja. Intergalaktinen geneetinen yhteys olisi yhtä luonnollista ja samalla yhtä ällistyttävää.

Jäniksen jälkien rusehtava täpläjono johtaa metsään. Puiden juurilla häilyvät pälvien laikut, mustarasta virittelee arasti huiluaan, kevät lähestyy.

    Hiljaa ja itsekseen kuin kevään saapuminen, tapahtuu myös näkymätön siirtymä, jossa kaukokantautuneet lajit asettuvat tunnustelevasti osaksi uutta yhteisöä. Iskuja satelee, tapahtuu kuohuntaa, mutta myös kädenpuristuksia yhteistyösuunnitelmien merkeissä. Taas yksi uusi rivi alkaa elämänhistoriassa.

    Maailmassa joka nähdään tarkasti, on polkupyörässä elämää. Ja se voi kärsiä vilusta. Ja se voi olla siihen kaukaa saapunutta. Joka tapauksessa se on sukua kanssasi, armas lukija, elämä yhteisellä matkalla kanssasi tuntemattomaan ja ainakin omalta osaltaan täydellisen luottavaisena.