sunnuntai 28. huhtikuuta 2024

Bakteeri olikin soluelin

Mitokondriot olivat alkujaan itsenäisiä bakteereita, mutta surkastuivat evoluution kuluessa aitotumallisten solujen organelleiksi eli soluelimiksi, jotka vastaavat myös meidän ihmisten soluhengityksestä. Eli juuri siellä tapahtuvat ne biokemialliset reaktiot, joissa hyödynnetään hengitysilman happea energian tuottamiseen.

Toinen itsenäisistä eliöistä kehittynyt soluelin on arkikielessä sinilevistä eli syanobakteereista kehittynyt viherhiukkanen, jossa tapahtuvat fotosynteesin eli yhteyttämisen keskeiset reaktiot. Myös se liittyy hapen kiertoon, koska juuri kasvit ja syanobakteerit tuottavat ilmakehät hapen.

Ilmakehän typpeä pystyvät nykyisten oppikirjojen mukaan sitomaan vain tietyt bakteerit ja arkeonit. Tästä syystä esimerkiksi viljanviljelyssä on tärkeää lisätä peltoihin säännöllisesti typpilannoitetta tai viljellä aina välillä typensitojabakteereiden isäntinä toimivia hernekasveja.

Nyt on amerikkalais-itäaasialainen tutkijaryhmä kuitenkin löytänyt levistä aivan uudenlaisen organellin eli soluelimen, joka pystyy muuttamaan typen sellaiseen muotoon, jota solut pystyvät hyödyntämään. Sitä kutsutaan nitroplastiksi.

Tämä soluelin näyttää aivan bakteerilta - jollaisena sitä aiemmin pidettiinkin - mutta uuden tutkimuksen mukaan se ei ole itsenäisesti elämään kykenevä organismi. Tämä voitiin päätellä kahdesta seikasta.

Ensinnäkin nitroplasti jakautui tutkimuksissa vain ja ainoastaan juuri ennen koko leväsolun jakautumista. Näin se siirtyi emosolusta jälkeläissoluille aivan samoin kuin kaikki muutkin solurakenteet ja -elimet.

Toiseksi tutkijat havaitsivat, ettei nitroplasti tuota itse kaikkia tarvitsemiansa proteiineja, vaan saa niitä muualta levästä. Toisin sanoen siltä puuttuu joitain geenejä, jotka mahdollistaisivat sille itsenäisen elämän.  

Lisäksi tutkijat olivat jo aiemmin selvittäneet DNA-vertailujen avulla, että levän ja nitroplastin esi-isät olivat olleet symbioottisessa suhteessa jo noin sadan miljoonan vuoden ajan. Siten levän ja bakteerin suhteen syvenemiselle peruuttamattomaksi symbioosiksi on ollut paljon aikaa.

Erona on viherhiukkasiin ja mitokondrioihin on kuitenkin se, että niiden muuttuminen soluelimiksi on tapahtunut jo evoluution varhaisessa vaiheessa, mutta nitroplastin vasta viimeisen sadan miljoonan vuoden kuluessa. Siten ne menettivät itsenäisyytensä lopullisesti todennäköisesti vasta sen jälkeen kun dinosautukset hävisivät maapallolta. 

Nähtäväksi jää, auttaako nitroplastin tunnistaminen soluelimeksi kehittämään sellaisia ruuantuotannon kannalta hyödyllisiä viljelykasveja, jotka pystyisivät itse sitomaan oman typpensä. Käytännössä tämä tarkoittaisi siihen tarvittavien geenien tunnistamista ja niiden siirtämistä haluttuihin viljakasveihin modernin geeniteknologian keinoin.

Mikäli näin tapahtuisi, avaisi se maatalouteen kokonaan uuden aikakauden, koska typen kemiallinen sitominen ilmakehästä on kallista ja siten esimerkiksi kehitysmaalaisten viljelijöiden tavoittamattomissa. Ja tarjoaisihan itse typpensä sitova kasvi myös länsimaille keinon tuottaa aiempaa halvempaa ruokaa.

Tässä yhteydessä on kuitenkin syytä huomata, että ennen typpeä sitovien viljakasvien päästämistä luontoon olisi varmistettava, ettei typensidontakyky tee niistä muihin kasveihin verrattuna niin ylivoimaisia kilpailijoita, että ne muuttuisivat kaikkialle leviäviksi ja muuta kasvillisuutta syrjäyttäväksi rikkaruohoiksi. Tämä vaara on sen verran oleellinen, että viranomaiset kautta maailman tulevat vaatimaan sen kaikenkattavan selvittämisen ennen kuin kasveja päästetään ulkopelloille edes kokeiltaviksi. 

Niinpä lannoittamatta kasvavia viljasatoja ei kannata odotella kauppoihin vielä pitkään aikaan. Mutta mahdollisesti kuitenkin joskus tulevaisuudessa.

Aiempia ajatuksia samasta aihepiiristä:
Kun mulkku pistää
Pieneliöt manipuloivat isäntäänsä
Perunarutto kulkee ihmisen mukana


12 kommenttia:

  1. Uskooko proffa, ettei näin kävis oikeesti, iskee ahneus ja abot.
    Mutta toiseen asiaan, apila on hyvä sitojakasvi ja kakenliäksi hyvä maanrakenteen parantaja, (syv'juurinen) hamppu on kanssa hyvä maanparannuskasvi

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Niin no, apilahan ei itse sido typpeä, vaan sen tekevät kasvin juurinystyröissä elelevät bakteerit (suku Rhizobium). Sellaista kasvia, joka typpeä sitoisi, ei tiettävästi ole - siitä huolimatta, että evoluutiolla on ollut rapiasti aikaa sellaisen kehittymiseen. Että näin on, siihen on joku todella hyvä syy, ja ennen kuin se ymmärretään pohjia myöten, ovat kaikki geenimanipulaatioyritelmät ajan hukkaa.

      Poista
  2. Mikroskooppisesta maailmasta tehtävät havainnot voivat vaikuttaa yleisemmässä ajattelussa myös niin, että esimerkiksi ilmiö nimeltä "ihminen" nähdään isommassa kokokuvassa jonkinlaiseva koko elollisen luonnon koosteena. Ikään kuin asemamme luomakunnan kruununa perustuisikin nimenomaan siihen, että elimistömme on rakentunut maapallon koko elämän kirjosta, alkueläimistä aivosoluihin asti.

    Ihmiskuvaamme koskevaan keskusteluun meillä olisi laajaa motivaatiota päätellen siitä, että vaikka kaiken kirjallisuuden myyntiluvut -- toki joitakin massamieltymyksiä palvelevia tekstejä lukuun ottamatta -- ovat romahtaneet, silti muutamat, esimerkiksi kosmologiaa tai homo sapiensin lajihistoriaa käsittelevät teokset ovat nousseet bestsellereiksi.

    Ehkä pinnallisimmat poliittis-ideologiset aatteet -- kuten niin sanottu "vihreä ajattelu" -- olisivat korvattavissa tiedon rajoja kolkuttelevilla puheenaiheilla? Ja uusilla kysymyksillä: mikä on asemamme kaiken elollisen prameassa pyramidissa?

    <a href="><i>Kysymyksethän</i></a> ovat oikea totuudellisuuden muoto, eivät <i>vastaukset</i>, joihin kaikki aatteelliset, poliittiset tai muuten ideologiset julistukset perustuvat.

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. Tagit taas päin peetä.

      Kysymyksethän ovat oikea totuudellisuuden muoto, eivät vastaukset, joihin kaikki aatteelliset, poliittiset tai muuten ideologiset julistukset perustuvat.

      Olen pahoillani. Väsymys ja vähän heikko tekninen hallinta tekevät tepposia.

      Poista
  3. Voi voi tuota idealismin määrää. Tähän asti kaikki tieteen ja tekniikan kehittämät edistysaskeleet ja keksinnöt elintarviketuotannon alalla ovat vain johtaneet väestön kasvuun maapallolla ja sitä myöten lopulta entistäkin pahempaan nälänhätään.

    Fordson F-traktori, AIV-rehu ja kaikki uudet entistä satoisammat viljelykasvit. Ja monet muut edistysaskeleet. Alkuun ne on kaikki helpottanut ruoantuotantoa, mutta kohta ongelma on aina tullut takaisin entistä pahempana. Eikö ihmiskunta ikinä opi mitään!

    Ei näköjään!

    VastaaPoista
    Vastaukset
    1. No tuo väite ensitäkin pahemmasta nälänhädästä teknisen kehityksen osalta ei kyllä pidä paikkaansa. Nälänhädät ovat tämä päivänä todellisuudessa yhteiskunnallisia ongelmia, eivät maanviljelyllisiä tai teknisiä. Nälänhätää on vain siellä missä yhteiskunta on sekaisin tai erittäin kehittymätön. Hyvin pieni sekä prosentuaalinen että määrällinen osa ihmiskunnasta enää kokee edes nälkää saati sitten nälänhätää. Ja se yhdistettynä terveydenhuollon alkeistasonkin oppimiseen on resepti tolkuttomalle populaation kasvulle. Mutta ei se kasvanut populaatiokaan juurikaan tänä päivänä nälkää näe, se vain leviää ameeban lailla ja tappaa muun luonnon altaan ja ympäriltään.

      Poista
    2. Anonyymi, kyllä maailmassa edelleen nälkää näkeviä riittää, eikä se määrä ole mikään pieni:https://www.wfp.org/ending-hunger

      Poista
    3. Onhan se maatalouden kehittyminen hyvä asia, mutta se kehitys on johtanut siihen, että maatalouden tuotteista maksetaan niin pientä hintaa, että vain tosi isot yksiköt pärjäävät. Toinen huonompi asia on, että voimme rahdata entistä enemmän ruoka-apua kehitysmaihin ja samalla lisätä niiden syntyvyyttä. Lisääntynyt väkimäärä ei tietenkään pysy kotonaan, vaan haluaa länteen, esim. Suomeen, jossa ei ole huolta huomisesta ja palvelut pelaa, kaikki kun tulee ressukalle maksutta.

      Poista
    4. Neula ja laakeri, kyllä heitä on, mutta se miksi näin on, on muuttunut täysin sitten teknologian kehittymisen. Nyt kysymys on vain perseilevästä hallinnosta ja huonosta logistiikasta, ei siitä ettei ruokaa oikeasti olisi saatavilla. Ja se prosenttiosuus joka ihmisistä näkee nälkää on nykyään pienin koko meidän historiassamme, joskin määrällisesti se on melkoinen, johtuen siitä että meitä on tolkuttoman paljon.

      Poista
    5. Koska maapallon kestokyky on rajallinen, on syytä aloittaa syntyvyyden säännöstely siellä missä syntyvyys ja ihmismassat aiheuttavat ongelmia.

      Ruoka-avun ehdoksi tulee laittaa syntyvyyden säännöstely. Muuten siinä avussa ei ole mitään järkeä.

      Poista
  4. Mun mielestä on rikollista myydä ruokaa ählämeille ja neekereille!!! lisivät äärettömiin ja tuhoavat koko maapallon.

    pysyisivät vain omissa rajoissaan ja ylijäämä pikipäät joutaakin delata, ja pikipäät voisivat vähentää nussimistaan

    ei ole syntyvän lapsen vika, että hänet on nussittu tähän maailmaan, mutta SE ON NIIDEN NUSSIJOIDEN VIKA!!!, jota toimintaa ei tule edistää antamalla noille ruokaa tai MITÄÄN!

    VastaaPoista

Kommentointi tähän kirjoitukseen on vapaata ja toivottavaa, mutta (toivottavasti) syntyvien keskusteluketjujen seurantaa helpottaisi, mikäli käytettäisiin nimimerkkejä tai nimeä. Pyydän myös noudattamaan kaikissa vastineissa hyviä tapoja ja asiallista kieltä. Valitettavasti tämä asia karkasi käsistä kesällä 2022, minkä seurauksena olen 15.8.2022 alkaen poistanut epäasiallista kielenkäyttöä sisältävät kommentit riippumatta niiden asiasisällöstä.

Kiitos ajatuksen lukemisesta

Tervetuloa uudelleen!