Mikrobit ja luonnon tasapaino.

Mikrobeja eli silmin näkymättömiä pieneliöitä, bakteereja, sieniä ja viruksia on kaikkialla. Niitä on valtamerissä, maaperässä, kuumien lähteiden ja vedenalaisten vulkaanisten purkautumien muodostamissa onkaloissa, kasvien ja eläinten loisina ja symbiootteina, ihmisen iholla ja suolistossa. Suurin osa niistä on hyödyllisiä ja osa suorastaan välttämättömiä muun ekosysteemin tasapainolle. Vasta viime aikoina tutkijat ovat alkaneet ymmärtää, kuinka merkittävä asema niillä itse asiassa on luonnon tasapainon säilyttämisessä.

 

Influenssavirus

Kuvalähde: Tiede 2000 1/1983
 

Mikrobit ja ihminen

Ihmisen suolistobakteerit esim. ovat välttämättömiä ruoansulatukselle. Niiden on kuitenkin oltava määrällisessä tasapainossa. Jos tasapaino esim. antibioottihoidon seurauksena häiriytyy, on seurauksena ruoansulatushäiriöitä, ripulia tai pahimmassa tapauksessa myrkytystila.
  Ihollamme olevat bakteerit suojelevat meitä haitallisten bakteerien hyökkäyksiltä, elimistöömme joutuneet virukset ja bakteerit saavat immuunijärjestelmämme valmistamaan puolustusaseita myöhempiä mikrobihyökkäyksiä vastaan.
  Olemme myös oppineet käyttämään bakteereja hyväksemme. Jo varhaisina aikoina on huomattu maitohappobakteerin ruokaa säilyttävä ominaisuus piimän, jugurtin, juustojen ja metwurstin valmistuksessa. Leipomisessa ja viininvalmistuksessa taas erilaiset hiivat ovat olleet kauan tunnettuja. Myöhemmin monia lääkkeitä on tuotettu mikrobien avulla.

Evoluution alkuaskelia?

Koska mikrobeja löytyy erittäin kuumista ja hapettomista paikoista, tukijat ovat päätelleet niitä olleen olemassa paljon luultua kauemmin, eli jo siitä lähtien, kun maapallo oli vielä jokseenkin kuumassa tilassa. Ne on sijoitettu lähelle juurta ns. elämänpuussa eli lajien ja eliöryhmien kehitystä kuvaavassa kaaviossa. Tästä syystä myös geenitutkijat ovat olleet tavattoman innostuneita tutkimaan mikrobeja ja vertailemaan niiden geenistöä muihin elollisiin. Ja kun sitten on todettu kasveilla, eläimillä ja ihmisillä olevan osaksi samoja geenejä kuin alkeellisilla mikrobeilla, on kehitysopillinen uskomus mikrobeista evoluution alkuvaiheena ja muiden elämänmuotojen lähtökohtana vahvistunut.
  Alunperin tiedemaailmassa ei uskottu, että geenejä vertailemalla voitaisiin määrittää eri lajien kehitysopillinen asema. Biologi Carl Woesen kuitenkin rakensi - sinnikkään työn tuloksena - tuon geenijärjestykseen perustuvan 'elämänpuun'. Hänen onkin sanottu antaneen biologialle enemmän kuin kukaan muu sitten Darwinin. Eräs tutkija totesi:

"Tähän asti evoluutiota on selitetty teorioiden, olettamusten ja hypoteesien pohjalta, mutta molekyylisen puun jälkeen ei enää ole kysymys teoriasta vaan tosiasiasta." (TV1, "Näkymätön maailma")

Tällä lausunnollaan tutkija siis myönsi, että tähän asti evoluutioteoria on ollut pelkkiä olettamuksia! Toisaalta, vaikka geenejä vertailemalla saadaankin selville tosiasioita, eli samankaltaisuuksia eri eliöiden geeneissä, nuo tosiasiat eivät välttämättä todista mitään eliöiden tai organismien sukulaisuussuhteista. Yhtä hyvin voitaisiin väittää, että samankaltaisuudet autoissa tai taloissa merkitsevät sitä, että ne ovat kehittyneet toisistaan evoluution kautta. Jokainen kuitenkin tietää niissä olevien samankaltaisten rakenteiden johtuvan suunnittelijoiden halusta soveltaa samoja, hyväksi havaittuja periaateratkaisuja.

Tutkimisen ongelmia

Geenitutkijoiden ongelmana on mikrobien pienuus. Saadakseen tarpeeksi geenimateriaalia on kerättävä tai monistettava suuri määrä mikrobeja. Tutkija ei aina voi olla täysin varma, mitä mikrobeja hänen haaviinsa on tarttunut ja onko viljelyalustalla lisääntynyt juuri ja vain etsitty mikrobi. Oikean geeniaineksen seulominen suuresta määrästä DNA:ta on kuin neulan etsimistä heinäsuovasta ja mahdollisuus virhepäätelmiin on suuri. Ja vaikka geeniaines olisikin vain etsityn lajin DNA:ta, siinä on kuitenkin lukemattomien, jopa miljoonien yksilöiden geenejä. Tilanne on hiukan sama, kuin jos kaikkien suomalaisten DNA:t sekoitettaisiin ja siitä pyrittäisiin varmuudella löytämään juuri tietyn ihmisen geenit. Vähin erin tutkijat kuitenkin ovat löytämässä ratkaisuja näihin ongelmiin.

Mikrobit ja maapallo

Maapallon mikrobien yhteenlaskettu paino on suurempi kuin eläinten ja kasvikunnan paino yhteensä. Merten biomassasta jopa noin 95 % arvioidaan olevan mikrobeja. Mikrobien muodostamat levät ja plankton ovat ratkaisevassa asemassa merieliöstön ravintoketjussa. Ilmakehässä oleva happi on suurelta osin levien tuottamaa. Myös maaperässä mikrobien merkitys on suuri; monet kasvit tarvitsevat mikrobeja avukseen eri tarkoituksiin. Voidaan perustellusti sanoa, että ilman mikrobeja ei olisi muutakaan elämää. Esim. sademetsän ekosysteemissä voi elää satoja tuhansia lajeja, mutta systeemin ytimenä ovat mikrobit. Silmin näkymättömät sienirihmastot muodostavat yhteyksiä kasvien välille, bakteerien toimesta kaikki maahan joutunut maatuu ja muuttuu ravinteiksi. Maaperän koostumus on myös suhteessa kasvillisuuteen; kuusen juurella maan pieneliöstö on toisenlaista kuin sademetsässä tai vaikkapa koivun juurella.
  Paitsi että levät ottavat ilmasta hiilidioksidia ja vapauttavat happea, osa niistä vapauttaa ilmakehään myös rikkiyhdisteitä. Tämän on viime aikoina havaittu mm. säätelevän ilmaston lämpötilaa, sillä ilman rikkipitoisuus vaikuttaa pilvien määrään ja tiheyteen. Tiivis pilvi heijastaa enemmän auringon säteilyä avaruuteen jäähdyttäen siten ilmastoa. Leväkato voi vähentää pilvisyyttä ja näin ollen jouduttaa ilmaston lämpenemistä.

Lisätietoa mikrobeista tarvitaan

Mikrobien vaikutuksen tuntemisen tärkeys havaittiin Biosfääri II -nimellä tunnetun kokeen yhteydessä. Tähän ulkomaailmasta suljettuun kasvihuonesysteemiin oli kerätty mahdollisimman kattava määrä kasveja ja eliöitä sekä myös mikrobeja, jotka tosin olivat tulleet lähinnä sattumanvaraisesti maaperän ja muun eliöstön mukana. Kokeen tarkoitus oli testata tällaisen keinotekoisesti rakennetun ekosysteemin toimivuutta silmälläpitäen mm. niiden mahdollista hyödyntämistä avaruusmatkailussa. Jonkin aikaa kaikki sujui hyvin, kunnes yllättäen systeemin happitasapaino järkkyi; ilmakehän happipitoisuus laski lähes kolmasosan, minkä johdosta monet lajit kuolivat. Kokeen jatkamiseksi happea jouduttiin pumppaamaan ulkopuolelta.
  Tutkittaessa happikadon syytä, päädyttiin siihen, että jokin happea käyttävä mikrobi oli saanut systeemissä liian hyvät lisääntymisolosuhteet. Tällaisen ekosysteemin toimivuus siis edellyttää, että olisi tunnettava mahdollisimman tarkasti mahdollisimman monen mikrobin elintavat ja niiden suhtautuminen lukemattomiin muihin, itseään enemmän tai vähemmän isompiin 'ötököihin'. Hommassa on se jo aiemmin todettu vaikeus, että mikrobeja on hyvin monenlaisia ja ne ovat vaikeasti tutkittavia niiden pienuuden takia.

Ihmisen riesana vai apuna?

Joka tapauksessa on alettu ymmärtää, että meidän on tultava toimeen mikrobien kanssa, koska ne ovat meidän olemassaolomme kannalta välttämättömiä. Toisaalta olisi opittava tuntemaan niitä paremmin, jottei jokin mikrobi liikaa lisääntyessään saisi aikaan suurta vahinkoa. Maailmanhistoria tuntee useita suuria virusten tai bakteerien aiheuttamia epidemioita, joissa on kuollut enimmillään kymmeniä miljoonia ihmisiä. Pahimpia niistä oli toisen maailmansodan jälkeinen 'espanjantauti', johon kuoli n. 25 miljoonaa ihmistä.
  Suuren muuntumiskynsä ja lisääntymisnopeutensa johdosta bakteerit pystyvät kehittämään jatkuvasti uusia antibiooteille vastustuskykyisiä kantoja. Mitä enemmän antibiootteja käytetään, sitä pikemmin ne lakkaavat tehoamasta, joten on yritettävä kehittää jatkuvasti uusia antibiootteja. Tutkijat toivovat tekevänsä löytöjä metsästämällä maaperässä olevien vielä tutkimattomien mikrobien geenejä. Koska mikrobit elävät yleensä yhteisöissä, yli 99 prosenttia niistä ei suostu lisääntymään laboratoriossa. Siksi ainut keino saada riittäviä määriä niiden geenimateriaalia, on siirtää sitä sellaisiin bakteereihin, jotka lisääntyvät laboratorio-oloissa. Bakteereilla on kyky siirtää ja vastaanottaa geenifragmenttejä, pieniä geenin palasia yksilöstä toiseen. Tämä kyky mahdollistaa myös yhdelle bakteerille kehittyneen lääkeimmuniteetin siirtymisen toisiin bakteereihin nopeuttaen lääkkeille immuunien bakteerikantojen muodostumista.

Bakteriofagit

Bakteriofagit eli bakteerisyöjät ovat hyvin pieniä, viruksen kaltaisia mikrobeja, joiden tehtävänä luonnossa on pitää bakteerikanta kurissa. Tämän ne tekevät ruiskuttamalla omaa perimäänsä bakteeriin, jolloin tämä alkaa tuottaa lisää bakteriofageja.
  Bakteriofagit ovat spesifisiä eli ne ovat erikoistuneet eri bakteereille. Vielä 1900 -luvun alkupuolella niitä käytettiin yleisenä hoitokeinona erilaisia sairauksia vastaan ja laboratoriot kehittivät omia, eri bakteereihin tehoavia 'faagirotuja'. Penisilliinin keksimisen jälkeen niiden käyttö vähentyi ja länsimaissa lähes loppui. Viime aikoina, bakteerien tultua antibiooteille vastustuskykyisiksi, huomio on jälleen kääntynyt bakteriofageihin.


Bakteriofagi T4

Bakteriofagit ovat käytössä turvallisia, koska ne eivät ole 'kiinnostuneita' ihmisen omista soluista, vaan ainoastaan niiden isäntäeläiminä toimivista bakteereista. Kun isäntäbakteerit on tuhottu, bakteriofagit poistuvat ihmisestä.
  Vaikka bakteerit ovat tarpeellisia luonnon tasapainolle, niiden liiallinen leviäminen ei ole hyväksi. On paikkoja, joissa bakteerit saattaisivat helposti levitä hallitsemattomasti. Tällaisia ovat esim. meri ja muut suuret vesistöt. Tiedetäänkin, että meressä olevista bakteereista jopa 70% on joutunut bakteriofagien 'saaliiksi'. (Yle/Teema, 1.4.2009)

Lisätietoa: fi.wikipedia.org/wiki/Bakteriofagi


Mikrobit osaavat hommansa

Edellä mainitut bakteerien ominaisuudet tekevät niistä täydellisiä tehtäviensä toteuttamiseen; ne pystyvät elämään siellä, missä ihminen ei voi elää. Ihmisen toimesta syntyy suuret määrät jätettä ja saastetta, bakteerit ja muut mikrobit sen sijaan syövät sitä! Ilman mikrobeja hukkuisimme jätteisiin. Tähänkin seikkaan on vasta aivan viime aikoina alettu kiinnittää huomiota. On huomattu, että suuret määrät jätteitä voidaan voidaan tehokkaasti ja nopeasti hävittää kiihdyttämällä niissä olevien mikrobien kasvua. Se taas tapahtuu yksinkertaisesti lisäämällä jätteisiin vain ilmaa ja kosteutta! Jätteet maatuvat nopeasti ja lähes hajuttomasti. Eräs jäteongelmien kanssa työskennellyt ja edellä mainittua menetelmää soveltanut biologi totesikin:

"Mikrobeilla, noilla Jumalan pienimmillä luomuksilla, on kyky ratkaista ongelmamme!"

Mielenkiintoa monella taholla

Ei ihme, että tutkijat kokevat tarpeelliseksi saada lisää tietoa mikrobien näkymättömästä maailmasta. Tätä kiinnostusta on varsinkin lääketieteen, biologian, kasvijalostuksen ja kemianteollisuuden piirissä. Luonnollisesti mikrobit kiinnostavat myös geenitutkijoita ja evoluutioteoreetikkoja, jotka uskovat ihmisen alkuperän olevan mikrobeissa. Merkillistä vain että - huolimatta valtavasta muuntelukyvystään - mikrobit ovat säilyneet mikrobeina miljardeja vuosia! Ei ainakaan toistaiseksi ole mitään näyttöä siitä, että ne voisivat muuttua muiksi eliöiksi. Näitä todisteita tarvittaisiin, jotta väite mikrobisesta alkuperästämme voitaisiin ottaa todesta.
  Eräässä TV:n Luontoilta-ohjelmassa muuan henkilö yleisön joukosta kysyi, voiko liasta syntyä täitä ja luteita! Asiantuntijat tyrmäsivät jyrkästi ja yksimielisesti moisen epätieteellisyyden. Samat asiantuntijat kuitenkin toisissa yhteyksissä osoittivat periaatteessa uskovansa tähän mahdollisuuteen hyväksyessään evoluutioteorian olettamukset elämän syntymisestä jostain alkuliemestä tai mönjästä, eli käytännössä juuri tuosta liasta.



12.7.2001