Evoluutiosta
Edellisessä blogissa Harry pohdiskeli evoluution uusia ilmentymiä, eli uusien risteymälajien ilmestymistä luonnonvaraisissa ympäristöissä. Kommettien kautta lukijat ihmettelivät että voisikos noin nopeasti syntyä uusia lajeja. Kyllä voi, hyvinkin. Määräävänä tekijänä nopeissa lajimuutoksissa, sekä entisten häviämisessä että uusien syntymisessä, on yleensä olosuhteiden muuttuminen – joko niin että olosuhteet muutuvat paikanpäällä, tai niin että joku laji joutuu itse uusiin olosuhteisiin.
Se tekijä mikä pystyy merkittävästi ja nopeasti muuttamaan ympäristöä, suurten geologisten prosessien kuten mannerten liikkumisen ja tektoniikan ohella, on tietenkin ihminen. Ihminen luo ihan uudenlaisia ympäristöjä, kuten kaatopaikkoja, kaivosalueita, jätelauttoja – jotka tarjoavat mahdollisia elinympäristöjä uusille lajeille. Ihminen myös hävittää luononvaraisia ekosysteemejä, levittää ympäristöön kaikenlaisia kemikaaleja ja muuttaa ilmakehän CO2-pitoisuutta, ja ilmastoa – ja tällä kaikella aiheuttaa tällä hetkellä lajien katoamisen joka vetää vertoja Permi-Trias-kausien vaihteen suurelle sukupuutolle.
Toinen tapa millä ihminen saa lajit muuttumaan toisekseen ihan hetkessä on tietenkin lajien jalostaminen. Toisin kuin tuo edellinen, tämä lajien muokkaus on hyvinkin tarkoituksellista ja tavoitteellista. Kaikki meidän viljelykasvimme ja kotieläimemme on jalostettu villeistä kantamuodoistaan. Tässä prosessissa ne ovat muuttuneet uusiksi lajeiksi – joissakin tapauksissa niin totaalisesti että lajien sukulaisuutta on vaikea edes tunnistaa. Jalostuksen tärkein menetelmä on valinta: valitaan aineistosta niitä ominaisuuksia, tai geenituotteita ja geenejä mitä halutaan. Monia haluttuja geenejä on saatu siirrettyä viljeltäviin lajeihin risteytysten kautta. Risteytyksiä on voitu tehdä helposti lähisukuisten lajien, mutta myös etäisempiä sukulaislajeja on risteytelty keskenään, erityisesti kasveissa; yleensä tämä saadaan tapahtumaan niin että yhdistetään somaattisia soluja keskenään soluviljelmässä, ja tuotetaan fuusiosta sitten uusi kasvi. Kasvien kromosomistoja on muokattu niin että ne on saatu kopioitumaan useammksi kopioksi (on tuotettu polyploidiaa); toisaalta niitä on myös voitu vähentää ensin yksinkertaiseksi (haploidiksi), ja sitten taas palauttaa homotsygoottiseksi kaksinkertaiseksi kromosomistoksi. Genomeihin on myös saatu runsaasti muutoksi käsittelemällä soluja erilaisilla mutageeneilla. Kaikista näistä käsittelyistä yleensä seuraa valtaisa määrä erilaisia kummallisia ja epämuotoisia ja huonosti toimivia kummajaisia, mutta tehokkaalla valinnalla seasta löytyy myös yksilöitä joiden ominaisuudet ovat parantuneet. Kaikki viljellyt lajimme ja lajikkeemme ovat syntyneet näin.
Nykyään näiden perinteisten ja aika sattumanvaraisten menetelmien rinnalla on olemassa geenisiirtomentelmät, joiden avulla voidaan haluttuja ominaisuuksia siirtää mihin tahansa paranneltavaan kasvi- tai eläinlajiin. Menetelmät ovat ja laajassa käytössä suuressa osassa maailmaa. Tosin ne ominaisuudet mitä on viety viljelykasveihin liittyvät toistaiseksi erilaisiin kasvinsuojelullisiin ominaisuuksiin, mutta laatuominaisuuksien parantaminen olisi myös täysin mahdollista. Kotieläimistä ei ole tullut tuotantoon vielä siirtogeenisiä muotoja, vaikka tutkimustasolla eläinten geenisiirrot ovatkin aivan rutiinitouhua ainakin hiirille, kaneille, sioille ja lampaille. Kaupalliseen tuotantoon on tuotettu vasta siirtogeenisiä vuohia jotka tuottavat maidossaan lääkeaineita.
Mutta nyt geenien muokkaus on mullistumassa: tutkijoiden käyttöön on tullut uusi, entisiä huomattavasti tehokkaampi ja tarkempi menetelmä minkä tahansa lajin tarkkaan ja kohdennettuun muokkaamiseen. Crispr-cas9 menetelmässä käytetään ohjaimena pientä RNA-molekyyliä, jonka avulla haluttu muutos – joko sekvenssin poisto, muokkaaminen tai uuden DNA-sekvenssin lisäämisen, voidaan kohdentaa tarkasti juuri haluttuun kohteeseen.
http://www.nature.com/nbt/journal/v32/n4/full/nbt.2842.html
Tämä muokkausmenetelmä on niin tarkka että näin muokatut kasvit ilmeisesti tulevat pääsemään viljelyyn myös Euroopassa, perinteistä GM-materiaalia kevyemmällä valvonnalla. Sovellutusalueet tulevat olemaan rajattoman suuret – sekä perustutkimuksessa, viljeltävien mikrobien, kasvien, ja myös eläinten muokkaamisessa, jos niin halutaan. Ihmisenkin genomin korjaileminen olisi jo hyvinkin toteutettavissa – mutta se ei ole vielä lainsäädännöllisesti sallittua.
Kaiken hyvinvoinnin ja lääketieteen maailmassa, voimme nyt kysellä onko ihminen vielä luonnonvalinnan kohteena. On toki. Paitsi että valitsijana on ihminen.
Hyvä kirjoitus taas. Minusta ihmisen valinta nousi luonnonvalinnan ohelle silloin kuin tulen käyttö alkoi. Tulen hallinta tarjosi ylivoimaisen suojan muuta luontoa vastaan jolloin nykyihmisen pitkä ja avuton lapsuusaika mahdollistui. Siinä yhteydessä on voinut olla aika nopeakin evolutiivinen vaihe esi-vanhempiemme historiassa.
Tuli on todellakin valtavan tärkeä keksintö. Ilman tulta ei olisi tullut mitään muitakaan teknisiä keksintöjä. Tuli antoi suojan petoja ja kylmää vastaan, se mahdollisti ruuan kypsentämisen – ja varmaan myös teki ”kotipaikan” – eli sosiaalisen elämän ja yhteisöllisyyden keskuksen. Niin helppo keksintö (?), ja niin tärkeeä. Mutta siihen tarvittiin kaksi toimivaa kättä, ja järkee päähän…
Oma teoriani tulen hallintaan johtaneistä syistä on yksinkertaisesti nälkä. Metsäpalon tai savannipalon jälkeen ruoka on ollut tiukilla ja ne yksilöt jotka ovat uskaltaneet mennä lähimmäksi vielä kyteviä kohteita ovat voineet löytää ruokaa ja suojaa, sekä oppineet olemaan liikaa pelkäämättä tulta. He ovat niitä jotka selviytyivät, eli meidän esivanhempiamme. Mielikuvituksessani voin nähdä muinaisen pikkulapsen tarttuvan toisesta päästään hiiltyneeseen risuun ja heiluttavan sitä, jolloin lisääntyneen hapen ansiosta siihen syttyy liekki jota utelias lapsi ihmettelee…
Juuri näin luontevasti se kaikki lienee kehittynyt. Leikki on ollut olleellisen tärkeää, paitsi tulen tekemisessä niin kaikessa muussakin keksimisessä ja oppimisessä. Ihmistä on kait nimtetty jossakin myös ”leikkiväksi ihmiseksi”. Leikkiminen, kokeileminen, ihmettely, uteliaisuus…hauskaa mutta hyödyllistä.
Hienoa on lukea Teidän ajatuksia.Voisiko evoluutioprosessia ajatella niin että kun ihmisillä prosessi kestää varmaan jopa tuhansia vuosia, niin bakteereilla ja viruksilla muutos näkyy jopa vuoden-puolentoista nopeudella, koska rokotuksia joudutaan uusimaan jatkuvasti.
Juuri näin. Lajin muutoksen nopeus korreloi mm. sukupolven kierron nopeuteen. Se riippuu myös monesta muusta molekyylitason seikasta, mm. siitä montako kopiota genomista solujen sisällä on (bakteereilla tyypillisesti vain yksi, ihmisillä kaksi), ja siitä miten helposti yksilö voi vaihtaa geenejä muiden samansukuisten tai erisukuisten – jopa kaukaisten lajien kanssa (bakteerit helposti, ihmiset vaikeasti) – ja siitä miten suuria yksilömääriä kyseinen laji tuottaa (bakteerit valtavasti, ihmiset hyvin vähän). Joten: aikataulut ovat erilaiset.
Tämän päivän (1.3.) Hesarissa oli artikkeli geenimuuntelusta eli perimän muokkaamisesta. Tutkijoiden mukaan perimän muokkaamisesta on tulossa niin helppoa, että seuraukset huolestuttavat menetelmien kehittäjiä.
Koska ihminen on evoluution tuote, voidaan perustellusti väittää, että myös ihmisen sormeilut perimän muuntelussa ovat yhtä ja samaa evoluutiota; nyt vain nopeutetulla aikataululla.
Sivistysvaltioissa laboratoriot ja niissä käsiteltävät alkiot ovat valvonnan alaisia ja niiden toimintaa ohjataan lainsäädännöllä, mutta kuka tietää onko näin kaikkialla? Venäjän tai Pohjois-Korean kaltaiset tiedevaltiot saattavat tehdä millaisia kokeiluja tahansa valiorodun edustajia muokatakseen ja tuottaakseen. Olisi naiivia kuvitella, että geenimuuntelua tultaisiin käyttämään ainoastaan ylevien lääketieteellisten tavoitteiden saavuttamiseksi.
Näinhän se on! Etiikasta ja ongelmista voidaan keskustella ja pitääkin! Että EI sellaista sulkua, jota joku ei joko ahneudessaan tai jopa mahdollisesti suunnattomassa tiedonjanossaan jossain joskus kierrä, on ONNEKSIKIN totta. Evoluutio ei saa hyytyä byrokraattien rutistukseen. Pelkokin voi olla hyvä renki mutta isossa kuvassa huono ISÄNTÄ.
Luonnonvalinta valikoi elinkelpoisimmat, elinympäristöönsä sopivimmat. Kokonaan uusia ominaisuuksia se ei kuitenkaan saa aikaan. Eikä luonnonvalinta synnytä myöskään uusia lajeja. Tunnetun historian aikana ei näin ole tapahtunut.