Yllättäviä tuloksia bakteerikokeissa

Yleisesti tiedetään, että mutaatiot ovat geeneissä tapahtuvia satunnaisia muutoksia. Mutta ilmaantuvat ne todella aina sattumalta? Eräät bakteereilla suoritetut kokeet saattavat muuttaa vallitsevaa käsitystä.

Kyseessä ovat Rochesterin yliopiston professorin Barry Hallin tutkimusryhmineen suorittamat kokeet, joiden tulokset hän julkisti vuonna 1991 Proceedings of the National Academy of Sciences -nimisessä julkaisussa. Huomiota herättävintä asiassa olivat ne vallankumoukselliset johtopäätökset, joihin Hall oli tutkimusten perusteella päätynyt.

Hallin tutkimukset kohdistuivat tieteellisissä kokeissa yleisesti käytettyyn Escherichia coli -bakteeriin, tarkemmin sanoen sen erääseen mutanttimuotoon. Tämä mutantti oli menettänyt kyvyn tuottaa tiettyä kasvamiseen ja lisääntymiseen tarvitsemaansa ravinnetta. Ellei sitä ollut valmiina ympäristössä, bakteerit pysyivät kyllä hengissä, mutta niiden toimintakyky ja lisääntyminen pysähtyi. Kun bakteeriyhdyskuntaan sitten lisättiin tätä ravinnetta, ne pysyivät aktiivisina ja lisääntyivät.

Aiemmissa kokeissa Hallin työryhmä oli havainnut näiden bakteerien joukossa yksilöitä, joille oli tapahtunut uusi geenimuutos niin että ne pystyivät jälleen itse tuottamaan kyseistä ravinnetta. Viljelmät, joissa tämä mutaatio esiintyi, muodostivat pian paksun kerroksen. Hall kehitti koejärjestelyjä, joiden avulla voitiin tarkoin todeta ja kirjata jokainen näistä kahdesta itsenäisestä mutaatiosta ja määritellä niiden esiintymistiheys.

Tulos oli yllättävä: kaksoismutaatioita esiintyi yli kahdeksan kertaa odotettua enemmän, lähtien siitä oletuksesta, että mutaatiot olivat täysin itsenäisiä. Niinpä Hall päätteli, etteivät mutaatiot olleetkaan täysin satunnaisia, vaan että bakteereissa käynnistyi jokin prosessi tai mekanismi mikä kiihdytti tarpeellisten mutaatioiden esiintymistiheyttä. Vaikka 'ortodoksisen' kannan edustajat eivät sulattaneet Hallin päätelmiä, hän pysyi kannassaan ja väitti, että mutaatiot ovat pikemminkin jatkuvia kuin satunnaisia.

Mitä merkitys tällä löydöllä on evoluutioteorialle? Parhaiten se selvinnee kun ajattelee, että se näyttäisi kumoavan uusdarvinistisen teorian mukaisen ennusteen. Hall kirjoitti Daily Telegraph -lehdessä:

"Vanha paradigma, jonka mukaan mutaatiot ovat ehdottoman satunnaisia eivätkä pyri vastaamaan mihinkään tarpeeseen, on kuollut - ja tätä monen biologin on vaikea niellä!"

Toinen tämän tutkimuksen esiin nostama tärkeä seikka ja lisätutkimuksen kohde on solun toimintamekanismin mutkistuminen entisestään. Mistä solu tietää, että sen täytyy korjata tietty mutaatio toisella? Tapahtuuko todella näin? Havainnolle täytyy olla jokin geneettinen tai biokemiallinen selitys. Yksi asia ainakin on selvä: mitä enemmän bakteereita ja muita yksisoluisia tutkitaan, sen monimutkaisemmiksi ne osoittautuvat.

Bakteereille tämän tyyppiset yksinkertaiset mutaatiot ovat ilmeisen tärkeitä, jotta ne voisivat selviytyä pitkiä aikoja ympäristössä, joka ei välittömästi vastaa niiden tarpeisiin. Niiden kyky muuntua on täysin ymmärrettävä niiden tehtävää ajatellen. Miten ne muuten pystyisivät hoitamaan päätehtävänsä, eli hajottamaan luontoon jatkuvasti kertyvät jätteet? Useimpien muiden eläinlajien kohdalla muuntumistarve ei ole läheskään yhtä suuri. Bakteerienkin muuntumiselle näyttää silti olevan hyvin tiukat rajat; uusia kantoja eli 'rotuja' syntyy jatkuvasti, mutta tiettävästi yhdenkään bakteerin ei ole todettu muuntuvan toiseksi tai täysin uudeksi bakteerilajiksi.

Hallin tutkimukset saattavat avata uusia uria evoluutioteorian tulkinnassa. Ne herättävät esim. kysymyksen, voisiko tämä nyt havaittu solujen kyky selittää sellaisen nopean lajiutumisen, mitä äskettäin on joidenkin lajien kohdalla todettu? Sisältyykö geeneihin jo alunalkaen valmiuksia tuottaa lajin säilymistä edesauttavia ja (tiettyjen rajojen puitteissa) uusia lajeja aikaan saavia mutaatioita? Tähän viittaavat näiden kokeiden lisäksi mm. lyhyen ajan sisällä aikaan saadut lukemattomat hyvin erinäköiset ja -kokoiset koirarodut, jotka niin ulkomuodoltaan kuin luonteeltaankin poikkeavat rajusti todennäköisestä esi-isästään, sudesta.

Näiden päätelmien hyväksyminen johtaa epäilemättä empiirisen tieteen rajoille, koska samalla joudutaan hyväksymään myös ajatus evoluution tarkoitushakuisuudesta (mikä tähän asti on jyrkästi torjuttu). Tarkoitus- ja päämäärähakuisuus puolestaan edellyttäisi ennalta olemassa olevaa, geneettiseen informaatioon jo alusta lähtien sisältynyttä 'ohjelmaa', tarkkailumekanismia, minkä avulla organismi kykenisi tulkitsemaan ympäristössä tapahtuvien muutosten merkitystä ja osaisi tarvittaessa reagoida niihin sopivilla mutaatioilla.

Jos Hallin teoria saa kannatusta ja muutkin biologit ryhtyvät suorittamaan vastaavia kokeita, saamme ehkä nähdä tieteessä yhden aikakauden päättyvän ja toisen alkavan.

Lähde:
www.biblicalcreation.uk/
20.05.06