Ultran Nettikolumni  1/2004

Evoluution varmistava entsyymi

Matias Päätalo

Maapallolla kaikki elämä, kasvit ja eläimet ovat lähtöisin yhdestä ja samasta alkutilasta. Voidaan sitovasti todistaa kaiken elämän olevan sukua keskenään. Jos evoluution tieteellisissä tutkimuksissa on historiallisia, fossiilisia aukkoja, ne tekee täysin merkityksettömiksi Sytokromi C -nimisen entsyymin pitkä historiallinen osuus ja tehtävä eläinmaailmassa.

Elämän kehittyminen alkoi maapallolla noin 3,5 miljardia vuotta sitten. Alkutilan pioneereja olivat eräät sinibakteerit Arhaeosphaeroides barbertonnsis. Bakteerit olivat alkeistumallisia ja ne ilmestyivät maapallolle todella 3,4-3,5 miljardia vuotta sitten. Lämpimissä meren lahdissa syntyi moninaisia biomassamattoja , joita nykytutkijat kutsuvat stromatoliiteiksi. Melko pian alkeistumallisen vaiheen jälkeen elämä siirtyi aitotumallisiin ja monisoluistuminen kehittyi. Elämän kannalta tärkeän aineenvaihdunnan ratkaisi entsyymi, jolla olisi oleva ratkaiseva merkitys koko elämän kokonaisuudelle se on specifistinen sytokromi.

Mitä ihmeellistä sytokromi c:ssa sitten on?

Sytokromi c on entsyymi, jolla on aukoton historiallinen jatkumo ja fossiilinen luonne. Entsyymin perustava tehtävä on kuljettaa happea solun sisällä. Tämä entsyymi hoitaa saman tehtävän kaikilla eliölajeilla saman periaatteen mukaan. Se osoittaa kaikkien lajien sukulaisuuden ja myös evoluution todellisuuden, kaikki eliöt polveutuvat yhdestä samasta kanta-isästä alkusolusta. Alkusolu omaksui sytokromi c:n toiminnan kauan sitten ja toimii nykyäänkin kaikissa eliöissä minimaalisin poikkeuksin.

Evoluutioteoria on usein hahmotettu lajien sukupuuksi, joissa eliölajit haarautuvat. Lajien sukupuuta on rakennettu pala palalta Darvinin ajoista asti. Se on kaikissa oppikirjoissa ja alan kirjallisuudessa yleisesti käytetty graafinen esitys. Elämän sukupuun muotokuva on saatu kasaan alkujaan fossiilisten luulöytöjen avulla, eikä todistelussa ole useinkaan huomattu niin tärkeää seikkaa kuin entsyymeja fysiologisen toiminnan kantajana. Elämän arvoitusta ei suinkaan ole ratkaistu, mutta sytokromi c on äärimmäisen vahva todiste evoluutiosta.

Sytokromi c paljastaa myös milloin eri haarat erosivat

Tutkijat ovat havainneet sytokromi c -molekyyleissä hyvin vähäisiä poikkeamia eri lajeilla, ja näillä poikkeamilla on oma merkityksensä. Niistä voidaan lukea historian kulku ja voidaan jäljittää kehityksen vauhti, milloin sukuhaaran eri lajit erosivat toisistaan ja sukupuun kohdat, joissa tämä tapahtui. Lisäksi tämä käy täysin yksin luufossiilisten löytöjen kansa. Voiko suurempaa todistetta olla? Psykiatrian ja neurologian professori Hoimar V. Ditfurth on kiinnittänyt aiheeseen laajaa huomiota useissa teoksissa ja tieteellisissä artikkeleissaan. Ditfurth on usein myös puuttunut keskusteluun ja hyökkäyksiin evoluutioteoriaa vastaan. Hän on tuonut esille myös laajaa konsensusta saaneen ajatuksen, etteivät luonnontieteellisen tiedon ja uskonnollisten lausumien erot ole todellisessa ristiriidassa muuten kuin metaforististen näennäisyyksien vuoksi. Usein suurta julkisuutta evoluutioteorian vastustajat saavat äärikreationistien edesottamuksista, etenkin Yhdysvalloissa. Euroopassa tämä on vähäisempää.

Kehityshistoriallinen tausta on tarkka. Meissä ihmisissä on 50 biljoonaa solua ja joka sekunti tapahtuu satoja mutkikkaita kemiallisia reaktioita, jotka pitävät meidät elossa. Kaikki reaktiot tapahtuvat hyvin pienessä tilassa kehomme lämpötilan tasolla 37 astetta. Useissa tapauksissa kemiallisen reaktion nopeus voi olla sadastuhannesosa sekuntia. Oleellista vielä on ajoitus. Mitkään reaktiot eivät saa häiritä toisiaan. Elämän ilmiö noudattaa sääntöä, jossa ongelma ratkaistaan jokaisen solun sisäisessä tilassa.

Luonto on kehittänyt ns. spesifistisiä avaimia, entsyymejä ja näiden molekyylien muodon ja toiminnan epätodennäköisyys tekee niistä selviä ”varmuusavaimia” Lyhyesti; tämän avaimen spesifisyys korreloi aina negatiivisesti muihin mahdollisuuksiin tuottaa sattumalta samanlaisia avaimia. Avaimenlehden muodon todennäköisyys on mitta sille, miten varmasti se sulkee lukon, jota varten se on tehty. Entsyymit ovat valkuaismolekyyleja ja koostuvat aminohapoista. Aminohappoja esiintyy maapallolla vain 20. Valkuaisaineita maapallon eliöissä voi esiintyä tuhansia, joiden rakennusaineina ovat nuo 20 aminohappoa

Sytokromi c –entsyymi muodostuu 104 aminohaposta. Kun aminohapot asetetaan kaavioon, jokaiselle saadaan toiminnallinen symboli, jotka muodostavat ketjumaisen järjestyksen. Sytokromi c on aineenvaihdunnan avain. Entsyymin hämmästyttävä ominaisuus on varmuus ja turvallisuus, jolla se laukaisee tietyn kemiallisen reaktion – avaa sen. Ja todennäköisyys, jolla avaimen muoto voisi olla olemassa, jossakin toisessa kohdassa, on sytokromi c:n tapauksessa tasan nolla.

Sytokromi c sulkee pois sattuman mutta tukee evoluutiota

Sytokromi c on vanhin entsyymi koska se aloitti aineenvaihdunnan monisoluisten eliöiden varhaiskaudella. Entsyymi vastaa vertauksellisesti tarkkaa tietokoneohjelmaa, joka avaa toiminnot salasanalla. Sytokromi c osoittaa myös paitsi kehityshistoriallisen ajan ja lajien haarautumisen, myös lajien alakkaisjärjestyksen. Kuta kaukaisempi sukulaisuussuhde lajeilla on keskenään, sitä suurempia ovat poikkeamat sytokormi c:ssä. Ihmisellä ja ihmisapinoilla poikkeamat ovat lähes olemattomat, mutta ihmisellä ja resusapinalla on jo yksi selvä poikkeava merkki. Koiralla ja ihmisellä kuitenkin on 11 poikkeamaa.

Samanlaisia tuloksia sukulaisuussuhteissa saadaan vaikka ihminen jätetään pois ja katsotaan vain muita eläimiä keskenään. Sytokromi c on historiallinen ja biologinen monumentti. Sen olemassaolo on fakta. Sytokromi c:n fossiilinen vertailu matemaattisesti on Hoimar v. Ditfurthin mukaan todistanut saman kehitystapahtuman aikataulun. Tiedeyhteisölle evoluutio on selvä tieteellinen tosiasia. Ditfurth kuitenkin korostaa evoluution vastustajien olevan usein asiantuntemattomia maallikkoja ja heidän argumenttinsa ovat syntyneet väärin perustein.

Hoimar v. Ditfurth jättää tilaa myös uskonnollisille ja extraterrestiaalisille lausumille. Kosminen elämän kylvö on mahdollista. Elämän rakennusaineet ovat samat kaikkialla maailmankaikkeudessa. Sen koodi saattoi olla jo mukana alkuräjähdyksessä. Elämälle sopivia molekyyleja on löydetty avaruudesta suuria määriä. Kysymys onkin enemmän siitä, onko elämälle sopivia planeettoja olemassa riittäviä määriä Linnunradassa? Elämän syntyä täytyy myös aina muistaa kemisti Stanley Millerin kokeen kautta. Kukaan ei voi kiistää, etteikö hän saanut syntymään kuvaannollisesti elottomasta aineesta aminohappoja. Nyt puhutaan elämän keinotekoisesta luomisesta, mahdollisesti muutaman kymmenen vuoden kuluttua.

Matias Päätalo kirjoittaa tieteistä suomalaisiin medioihin

Takaisin