Elämän keitaita

Elämän alkuperän ongelmia 1: rakennuspalikoiden monimuotoisuus

3.12.2013 klo 21.45, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Elämän synty on ollut hyvin monivaiheinen prosessi – ainakin jos käsitämme sen vapaasti ja laajasti – sillä siihen voidaan katsoa kuuluvaksi kaikki aiemmat tapahtumat jotka ovat joko suoraan tai välillisesti siihen vaikuttaneet – eli koko elämää tuottavan maailmankaikkeuden kehittyminen! Tässä jutussa kuitenkin rajaan elämän synnyn tarkoittamaan sitä prosessia joka tuotti tämän meidän tuntemamme ja edustamamme elämän juuri tänne Maa-planeetalle, heti pian planeetan muodostumisen ja jäähtymisen jälkeen. Siihenkin prosessiin liittyy vielä isoja ja avoimia kysymyksiä. Aikomukseni on niitä vielä tulevissakin blogeissani availla – ja niinpä tuossa otsikossa on nyt järjestysnumero yksi.  Siis, elämän synnyn ensimmäinen kysymys – tällä planeetalla – on: mistä tulivat elämän rakennuspalikat.

Tuntemamme elämä – eli kaikki täällä Maan päällä esiintyvä elämä – koostuu hyvin suurista orgaanisista molekyyleistä:  nukleiinihapoista (DNA ja RNA), proteiineista ja erilaisista lipideistä. Näillä on kullakin omat tehtävänsä: ensimmäiset sisältävät informaation (elämän rakennus- ja toimintaohje) ja kantavat sitä eteenpäin sukupolvelta toiselle, toiset toimivat työkaluina sen ylläpitämiseksi, ja kolmannet muodostavat kalvoja jotka sulkevat koko järjestelmän sisäänsä – eli rajaavat elämän erilleen sen ympäristöstä. Sekä proteiinit että nukleiinihapot ovat valtavan suuria ja monimuotoisia molekyylejä. Esimerkiksi ihmisen jokaisessa solussa olevan DNA-rihman kokonaispituus – jos se oikein auki kerittäisiin – olisi noin 2 metriä. Niiden koko ja kompleksisuus johtuvat siitä että ne rakentuvat hyvin monista pienistä yksiköistä. Proteiinit rakentuvat aminohapoista, ja nukleiinihapot nukleotideista. Esimerkiksi taas tuo ihmisen genomi, yksinkertaisena kopiona, muodostuu noin kolmesta miljardista nukleotidiparista – siis koko kaksinkertainen  genomi yhteensä n.  12 miljardista yksittäisestä nukleotidista. Tätä kautta tämä polymeerikemian monimuotoisuus palautuukin yksinkertaisempaan lähtökohtaan: koko tuo monimuotoisuus rakentuu vain neljästä erilaisesta nukleotidista – ja nekin jakaantuvat keskenään kahteen eri tyyppiin, puriineihin (adeniini- ja guanidiini-nukleotidit) ja pyrimidiineihin (sytosiini ja tymiini-nukleotidit). Koulubiologiasta jo muistamme että nämä pariutuvat spesifisesti keskenään, G pariutuu C:n kanssa, ja A T:n kanssa. Toinen toisensa peilikuvina ne siis säilyttävät parinsa kantaman informaation. DNAssa näiden nukleotidien tukirangan muodostavat deoksiriboosi-molekyylit, RNAssa taas riboosi-molekyylit. RNAssa tymiinin tilalla on urasiili.

Meidän monimutkaiset genomimme ovat pitkällisen kehityksen tulosta, ja alkuperäiset ja ensimmäiset kopioituvat genomit ovat olleet näihin verrattuna hyvin yksinkertaisia. Ja lyhyitä – ehkä vain 50 nukleotidin mittaisia.  Silti – ainakin joltakin kehitysasteeltaan eteenpäin – niidenkin on pitänyt muodostua näistä samoista rakennuspalikoista, eli nukleotideista. Ne todennäköisesti muodostuivat vielä nimenomaan ribonukleotideistä, eli olivat RNA-tyyppisiä lyhyitä rihmoja. Nämä ribonukleotidirihmat ovat käynnistäneet  ”peilikuvaksi kopioitumisen” , joka sitten on jatkunut keskeytyksettä koko eliökunnan kehityksen ajan. Jonkinlaiset aminohappoyhdisteet (pienet peptidit) ovat ilmeisesti jo hyvin varhaisessa vaiheessa avustaneet niiden kopioitumista, ja näistä vuorovaikutuksista on vähitellen kehittynyt translaatiokoneisto eli geneettisesti ohjattu proteiinisynteesi (– tästä kerron seuraavalla kerralla).

Liittyen ensimmäisten yksinkertaisten nukleotidirihmojen syntyyn, ERÄS ongelma on ollut nukleotidien alkuperä. Elävät solut pystyvät syntetoimaan niitä entsyymikemian avulla helposti ja tehokkaasti – mutta kemisteille on ollut erittäin haasteellista löytää sellaisia elottomia (prebioottisia) kemiallisia reittejä joiden kautta syntyisi riittävästi kokonaisia ribonukleotideja – eli riboosisokerin, nukleotidi-emäksen ja fosfaatin yhdistelmiä (Kuva). Kuitenkin jo 1960-luvulta alkaen kemistiryhmät (mm. James Ferris ja Leslie Orgel) selvittivät reittejä miten vetysyanidimolekyylit joko yksinään tai ammoniakin kanssa voivat yhtyä ja muodostaa puriiniemäksiä, ja miten syaaniasetyleeni, syaaniasetaldehydi ja urea voivat kondensoitua pyrimidiiniemäksiksi. Riboosisokeria taas voi syntyä formaldehydin spontaanista polyrisaatioreaktiosta. Kuitenkin ongelma kaikkien näiden komponenttien kohdalla on ollut ensinnäkin se että niitä synty lähtöaineistaan vain hyvin vähän, ja jos vaikka syntyykin, niin niiden yhdistäminen kokonaisiksi nukleosideiksi (riboosi + emäs) on vielä vaikeampaa. Ja sitten, edelleen vaikeampaa on lisätä tähän yhdistelmään fosfaattiosa, jota varhaisella planeetalla on esiintynyt liukoisessa muodossa vain hyvin vähän, tai josko ollenkaan.

Tehokkaampia synteesireittejä on kuitenkin viime vuosina löydetty nukleotidi-emästen synnyn selvittämiseen (mm. Ernesto Di Mauron ja David Brennerin laboratorioissa ks. Powner et al. Nature 459, 239-242, 2009). Silti on ollut vallalla käsitys että elämän käyttämä kemia on niin monimutkaista, että sitä on hyvin vaikeaa toteuttaa prebioottisten reaktioiden kautta. Nyt kuitenkin tämä elämän molekyylien synteesiongelma saattaa olla kääntymässä aivan päinvastaiseksi (no, peilikuvathan täydentävät toisiaan). Nimittäin, Schmitt-Kopplin ja kumppanit julkaisivat uuden, ultratehokkaan kemiallisen analyysin (fourier-transformaatio-ioni- syklotroni-resonanssimassaspektroskopia + miedot ekstraktointimenetelmät + elektronisuihkutus-ionisaatiomenetelmä, PNAS (2010) 107:2763-2768 ) Murchinson-meteoriitista.  Analyysin mukaan Murchinsonin meteoriitista löytyy valtava valikoima erilaisia, varsin suuriakin orgaanisia molekyylejä – eli useita kymmeniä tuhansia erillisiä massapiikkejä molekyylipainojen 100–2000 välillä, jotka molekyylipainoluokat sisältävät useita miljoonia erilaisia mahdollisia yhdisteitä. Tämä molekyylivalikoiman rikkaus ylittää huimasti sen mitä elämä tuottaa biokemiallisesti ja käyttää soluissaan. Siis, itse asiassa, kaaos on rikkaampi, ja informatiivisempi, kuin elämän tuottama järjestys: sattumanvaraisesti tuotettu kemiallinen maailma tuottaa enemmän vaihtelua ja on monipuolisempi kuin elämän tuottama hallittu ja säädelty biokemia.

Ongelma ei siis olekaan kaikkien elämän tarvitsemien kummallisten tuotteiden tuottaminen. Ongelma on – onkin se, miten ne oikeat tuotteet ovat valikoituneet siitä mahdottomasta puurosta mitä tuollaiset olosuhteet tuottavat.

Mikä on tärkeää elämässä?

13.10.2013 klo 21.17, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

 Mikä on tärkeätä meidän elämässämme? Onko raha? ruoka? rakkaus? – jaa, ehkä nuokin – mutta tämä asia ainakin on. Se vaikuttaa kaikessa. Sen aiheuttaman paineen  ansiosta  solumme pysyvät kuosillaan, se antaa ryhdin ja sisäisen paineen solukoillemme. Se saa isot molekyylimme – nukleeiinihapot ja proteiinit – laskostumaan juuri oikeisiin ja tarkkoihin avaruusrakenteisiin, ja se saa lipidimolekyylit tarttumaan toisiinsa niin että ne itsestään muodostavat kalvoja solujemme ympärille ja sisälle. Se kuljettaa aineita, kaikissa mahdollisissa kokoluokissa: solujen sisällä se kuljettaa molekyylejä paikasta toiseen – ravintoaineita solujen sisään, jätteitä ulos. Se kuljettaa viestiaineta, ravinteita ja kaasuja – sisään ja ulos – ihmisen nestekierrossa. Kasveissa se myös hoitaa edellämainittuja tehtäviä solujen sisällä, ja kuljettaa  viestiaineita ja sokereita kasvin eri osien välillä, ja nesteitä ja ravinteita juurista lehtiin. Meidänkin pitää saada sitä sisäämme joka päivä aika paljon – olosuhteista riippuen, n.  2-3 litraa päivässä (eri olomuodoissaan). Itseasiassa, n. 70 % meidän koko olemuksestamme on juuri sitä.

Tällä aineella on paljon erilaisia hyöty- ja virkistyskäyttöjä myös ruumiin ulkopuolella. Siinä voi kylpeä – monet lajit asuvat kokonaan sen sisällä. Sitä on kaunis katsella.

Joka paikassa – kuten solujen sisällä – ja myös ympäristössämme, järvissä ja merissä se sitoo runsaasti lämpöenergiaa ja vapauttaa sitä taas lämpötilan laskiessa: se siis tasaa ja hidastaa lämpötilanvaihteluita kaikissa mittakaavoissa, sekä yksilön sisällä että ympäristössä.  Se tasaa lämpötilaa myös koko planeetan mittakaavassa – sen tiheyden vaihtelut eri lämpötiloissa pitävät yllä merivirtoja joiden ansiosta meillä pohjolassakin on aika mukavan lauhkea ilmasto. Ja sittenkun ne oikeat jäätävät olosuhteet tulevat –  täällä pohjolassa talvikuukausien aikana, tai koko planeetalla noin 800 miljoonaa vuotta sitten (totaali jääkausi joka kesti – katkonaisesti – parin sadan miljoonan vuoden ajan)– niin se jäätyy vain pinnaltaan. Pinnalla kelluva jää muodostaa suojaavan kuoren jonka alla elämä voi säilyä hengissä, lämpimämpiä aikoja odottamassa.

Ilmakehässä se toimii suojaavana kasvihuonekaasuna joka lämmittää koko planeettaa noin 25 asteen verran. Ilmakehästä se tulee ajoittain alas, myös korkeampaan maastoon, ja sieltä alas valuessaan se tuottaa paljon energiaa jota voidaan paikoin kerätä talteen. Auringon säteilyenergian vaikutuksesta se jonkun verran hajoaa komponetteihinsa – vedyksi ja hapeksi – mutta tehokkaasti tämä hajoaminen tapahtuu vain kasvien ja levien viherhiukkasissa ja levissä. Siitä reaktiosta me saamme ne käyttöömme – happi kulkeutuu ilmakehään meille nautittavaksi, ja vetyatomit pelkistävät hiilidioksidin hiilihydraateiksi – tästä tuleekin sitten se ruoka mitä tuolla alussa jo kyseltiin.  Hiileen sidotut vetyatomit kuljettavat auringon energian meidän solujenmme sisälle – ja  sitten taas hengitysreaktioissa ne vapauttavat energian, yhtyvät takaisin happeen ja muodostavat – hmmm,  sitä ainetta.

Tämä aine on myös se ympäristö jossa elämä joskus aikaan – n. 4 miljardia vuotta sitten – alkoi. Solujen sisällä elämä edelleen toimii vain tässä ympäristössä. Tämä on se komponentti jota koetaan löytää vierailta planeetoilta –sen merkkinä että sielläkin voisi olla solullista elämää.

No arvaat varmaan mitä se on. Siihen voi keittää hyvät kahvit ja juoda ne kaverin kanssa. Sen hallinnasta on käyty  sotia. Ja me arvostamme sitä niin paljon että huuhtelmme sillä vessamme.

Elämä on – mutta mitä?

1.10.2013 klo 09.27, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Mitä elämä on? Tyhmä kysymys – kaikkihan sen tietävät. Tai kaikki ainakin tunnistavat elävän eliön eläväksi, jos sen näkevät –  paitsi että suurin osa elävistä on liian pieniä nähtäväksi, ja paikoissa, jotka ovat silmille näkymättömissä. Kuitenkin, jos päästään mikroskooppisesti tai kemiallisesti analysoimaan, niin elävä aines näyttää ihan erilaiselle kuin eloton.

Jopa aiemminkin eläneen ja sittemmin kuolleen eliön jäännökset  voi tunnistaa eloperäisiksi siksi, että ne ovat niin erilaista materiaalia kuin eloton luonto ympärillä. Ne koostuvat suurista orgaanista molekyyleistä – proteiineista, tumahapoista eli DNAsta ja RNAsta, rasva-aineista – ja kaiken maailman erilaisista hiiliperäisistä molekyyleistä. Elävät solukot koko ajan muuntavat näitä isoja molekyylejä muodosta toiseen – rakentavat uusia, hajottavat vanhoja. Näin tehdäkseen ne ottavat sisäänsä rakennusaineita ja energiaa – joko syömällä toisia, tai – jos ovat vihreitä – sitomalla suoraan auringon valon energiaa  kemialliseen muotoon, eli yhdisteiden sidosenergioihin. Sitoessaan auringon energiaa ja syödessään toisiaan eliöt muodostavat suuria ravintoketjuja ja verkostoja, ekosysteemejä – ja nämä edelleen muodostavat planeetan pintaa peittävän eliökunnan.

Verrattuna elottomiin systeemeihin, tämä  pyörittää hyvin merkillistä prosessia: sitomansa energian avulla eliö rakentaa ja ylläpitää valtavan monimutkaista kemiallista prosessia. Se kierrättää omia rakennusaineitaan – hiiltä, vetyä, happea ja typpeä – siten, että se vuorotellen sitoo niitä rakenteisiinsa. Samalla se sitoo niihin runsaasti energiaa,  ja myöhemmin kun se käyttää tai vapauttaa energiaa, myös rakennusaineet vapautuvat taas kaasumaisessa muodossa ilmakehään.

Tämän energian läpivirtauksen ja materiaalien kierrätysprosessin avulla elävät solukot pystyvät koko ajan uudistumaan, tuottamaan uusia kopioita, ja satunnaisesti tuottamaan myös uusia variaatioita itsestään. Elottoman luonnon rinnalla tällainen ikiliikkuja on hyvin merkillinen – ja näyttää rikkovan termodynamiikan toista pääsääntöä – mutta sen toiminta tietysti perustuu siihen, että sillä on käytössään hieno koneisto jolla se pystyy sitomaan energiaa rakenteisiinsa.
 
Lisääntymisessään, olemassaolossaan ja toiminnoissaan elävät eliöt käyttävät (bio)kemiaa. Elottomassa luonnossa tapahtuu tyypillisesti vain sellaisia reaktioita jotka ovat termodynaamisesti kaikista helpoimpia ja suotuisimpia, energiatasapainoon päätyviä – mutta elämä toteuttaa koko ajan hyvin monimutkaisia, paljonkin energiaa vaativia reaktioita. Elämän reaktiot toimivat hyvin hallitusti ja säädellysti, ja tuottavat ja ylläpitävät monimutkaisia yhdisteitä juuri sopivassa määrissä, oikeassa paikassa ja oikeaan aikaan. Näitä reaktioita se toteuttaa entsyymi-katalyyttien ja solunsisäisen viestinnän avulla. Näiden toiminta taas perustuu geneettiseen informaatioon ja sen säätelyyn sekä molekyylien tarkkaan rakenteeseen ja vuorovaikutusverkostoon.

Kaikessa moniulotteisessa monimutkaisuudessaan elämä siis pystyy koko ajan luomaan ja ylläpitämään järjestystä. Ne koneistot ja mekanismit, joilla se tämän toteuttaa, ovat niin monimuotoiset ja hienot, että ihmisen keksimä teknologia ei pysty niitä edes lähestulkoonkaan jäljittelemään.

Ihminen pyrkii ymmärtämään elämän eri prosesseja – ja myös elämää kokonaisuudessaan, ilmiönä. Kuitenkin jopa tämän ilmiön määrittely on hyvin haasteellista. Satoja erilaisia elämän määritelmiä on julkaistu – mm. kokonainen ”Origins and Evolution of  Life” -lehden numero  (2010, vol. 2.) oli omistettu tälle kysymykselle. Määritelmän tietysti pitäisi olla sellainen että se kattaisi kaikki mahdolliset elävät systeemit, ja sen avulla pitäisi jopa pystyä määrittämään mikä systeemi on elävä, ja mikä ei.

Tästäpä se ongelma kuitenkin syntyykin – elävät systeemit ovat niin erilaisia, että ne eivät helposti mahdu samoihin määritelmiin. Miten esim. määritellään eliöt jotka eivät lisäänny – tai systeemit jotka ovat kuolemassa – tai puoliksi eläviä, kuten virukset, tai elämän lepomuodot. Tai miten rajataan ulkopuolelle elottomat systeemit, jotka toimivat samantapaisesti kuin elämä – kuten (taas) virukset – tai kiteet, tuli, ideologiat tai galaksit.
 
Kaikissa määrittely-yrityksissä on siis aina ollut joitakin puutteita. Esimerkiksi Nasan yleisesti käyttämä määritelmä ”self-sustaining chemical systems capable of Darwinian evolution” käsittää elämän vain sukupolvien jatkumona – siis yhteisönä, joka lisääntyy ja kehittyy – eikä tämä määritelmä sisällä yksilöiden elämää, tai hetkellistä, staattisesti elävää yhteisöä. Emeritus-professori Erkki Haukioja (1982) onnistui paremmin saman tyyppisessä määritelmässään, kuvaten elämän systeemeiksi jotka pystyvät säilymään ja lisääntymään ympäristössään. Eräs Euroopan johtavista astrobiologeista, kemisti Andre Brack (1998) puolestaan korosti elämän erityyppisiä molekulaarisia vuorovaikutuksia, määrittelemällä sen ”vesiliukoiseksi kemialliseksi systeemiksi, joka siirtää molekyylirakenteisiin sisältyvän informaation ja kehittyy edelleen”.

Itse olen koettanut sisällyttää ottaa huomioon kaikki Maan elämän oleelliset ominaisuudet, määrittelemällä sen näin: Ympäristöstään rajattuja, toiminnallisia monimutkaisia systeemejä (dynaamisia komplekseja), jotka käyttävät informaatiota ja energiaa sisäisen järjestyksensä luomiseen ja ylläpitoon.

Eleganteimman  ja pelkistetyimmän määritelmän kuitenkin on antanut Nobel-fyysikko Schrödinger  vuonna 1944 ilmestyneessä kirjassaan ”What is Life”. Hän määritteli elämän ”negatiiviseksi entropiaksi”. En malta olla lainaamatta tähän vielä Wikipedia-artikkelin ensimmäisiä rivejä kyseisen kirjan esittelystä:

[quote=]What Is Life? is a 1944 non-fiction science book written for the lay reader by physicist Erwin Schrödinger. The book was based on a course of public lectures delivered by Schrödinger in February 1943, under the auspices of the Dublin Institute for Advanced Studies at Trinity College, Dublin. The lectures attracted an audience of about 400, who were warned ”that the subject-matter was a difficult one and that the lectures could not be termed popular, even though the physicist’s most dreaded weapon, mathematical deduction, would hardly be utilized.” Schrödinger’s lecture focused on one important question: ”how can the events in space and time which take place within the spatial boundary of a living organism be accounted for by physics and chemistry?”[/quote]

Astrobiologia – mitä se on?

13.9.2013 klo 09.59, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Astrobiologia-sana alkaa varmaan olla monille jo tuttu – mutta mitähän tuo sanakummajainen oikeasti pitää sisällään? Selvästi se tarkoittaa jotakin tutkimusalaa – mutta se kirjoittaa saman nimen alle kaksi toisistaan tosi kaukana olevaa tutkimusaihetta –  kosmisen avaruuden ja elämän.  Miten mikään tutkimusala voisi tutkia samaan aikaan asioita jotka sijaitsevat maailman vastakkaisissa ääripäissä. …tai no, ehkä ne eivät ihan niin ääripäissä olekaan – pitää muistaa että tämä meidänkin planeettamme kuuluu avaruuteen ja kosmiseen kokonaisuuteen.

Astrobiologiaa on määritelty tieteeksi joka tutkii  ”elämän syntyä, evoluutiota, esiintymistä, kehitystä ja tulevaisuutta kosmisessa maailmankaikkeudessa” – näin mm. Euroopan astrobiologien verkoston EANAn RoadMap-projektin sivulla. Ensimmäinen haaste tässä tutkimusaiheessa on sen määrittäminen mitä elämä on.

Toistaiseksi tunnemme vain yhdenlaista elämää – ja vain yhden paikan missä elämää varmasti esiintyy – eli tämän oman kotiplaneettamme. Tätä Maan elämää onkin helppo tavoittaa tutkittavaksi – sitä voidaan analysoida ja testata kaikilla tasoilla ekologiasta solu- ja molekyylibiologiaan – ja tätähän tehdään sen perinteisen biologian puitteissa.  Maan elämä on kuitenkin myös astrobiologian tutkimuskohde – toistaiseksi, se on meille ainoa elämän malli ja standardi: jos elämää esiintyy muualla, se luultavasti olisi jotakin samankaltaista. Voidaan toki myös miettiä, noin hypoteettisesti,  voisiko se olla erilaista – ja millä tavalla erilaista – jossakin muualla.

Astrobiologia hakee myös tähän tuttuunkin elämään erilaista näkökulmaa – laajempaa perspektiiviä: se kysyy mm. millaista elämä on ollut joskus aivan alussaan, niissä ensimmäisissä iduissaan joissa elottomat molekyylikompleksit alkoivat toimia kuin elävät oliot –tai,  miten monimuotoiseksi se on kehittynyt, millaisissa ääriolosuhteissa sitä esiintyy tällä planeetalla, ja mitkä ovat sen selviytymisstrategiat kaikista ankarimmissa olosuhteissa.  Se myös kysyy mitkä tekijät ovat oleellisia elämän synnyn, kehittymisen ja elossa pysymisen kannalta tällä planeetalla.

Näiden perusteella sitten voidaankin ekstrapoloida sitä mitkä ovat elämän esiintymisen mahdollisuudet planeettakuntamme muilla kappaleilla – ja mikä ettei, missä tahansa maailmankaikkeudessa, eksoplaneetoilla. Ekstrapolointia toistaiseksi – mutta tietenkin tavoitteena on lopulta havainnoilla toteen näyttää että elämää siellä jossakin on – tai että sitä ei ole. Tämä kysymys – onko elämä yleistä maailmankaikkeudessa — vai onko se äärimmäisen harvinaista, josko ehkä peräti ainutlaatuista – lieneekin koko älykkään (ihmis)lajin suurimpia kysymyksiä.

Astrobiologiassa haetaan myös vastauksia kysymykseen ”miksi”:  miksi asiat ovat tapahtuneet niin kuin ne ovat tapahtuneet. Yleisesti ottaen, kaikki isot prosessit maailmassa ovat dynaamisia ja monitekijäisiä, vuorovaikutteisia. Astrobiologiassa haetaan näitä vuorovaikutuksia: Miten kosminen kehitys on vaikuttanut tähtien ja planeettakuntien syntyyn ja ominaisuuksiin, miten (ja mitkä) olosuhteet nuorella planeetalla ovat vaikuttaneet elämän syntyyn, miten elämän ja eliökunnan kehitys on vaikuttanut planeetan olosuhteisiin, miten planeetan elottomat komponentit ja eliökunta yhdessä asettuvat jonkunlaiseen tasapainotilaan – miten stabiili tai epästabiili tuo tila on – mitä tapahtuu kun se muuttuu, mitkä tekijät sitä muuttavat – ja mitä siitä sitten seuraa.

Elämän edellytysten, ja elämän synnyn ja selviytymisen tarina ei suinkaan ole triviaali vaan hyvin HYVIN monitasoinen, moniulotteinen ja monimutkainen . Se on koko kosmoksen ikäinen prosessi, ja meidän eliökuntamme  tasolla tämän planeetan ikäinen prosessi. Se on tarina loputtomasti muuttuvista ja keskenään vuorovaikuttavista osatekijöistä. Astrobiologia pyrkii valottamaan tämän prosessin lainalaisuuksia ja kokonaiskuvaa. Koko prosessi on – ainakin osittain –  kaoottinen systeemi , joka kuitenkin synnyttää järjestystä. Elämä on äärimmäisen monitasoinen ja hienosti rakentunut ilmiö kaaoksen ja järjestyksen välimaastossa.