Hämmästyttää kummastuttaa

Ei ihme, jos pieni kulkija hämmästelee ja kummastelee – maailmassa riittää ihmeteltäviä asioita loputtomasti. Harmi, jos suuremmat kulkijat eivät sitä aina muista.

1. Auringossa aina varjo seuraa kulkijaa.
Kun päivä painuu pilveen niin varjo katoaa.

Lucky Luken sanotaan ampuvan varjoaan nopeammin. Tarkkaan ajatellen siihen nyt pystyy kuka vaan. Kaikki ovat varjoaan nopeampia. Aina. Ihan vähän, mutta kuitenkin. Varjo liikahtaa vasta, kun sen taustana oleva valo ehtii perille. Valo on nopea, mutta ei äärettömän nopea.

Lucky Luke on tietysti nopea vetäjä, mutta lisäksi Luken luotikin on mahdottoman nopea. Sekin ehtii perille ennen varjo on ehtinyt vetää asettaan esiin. Oikeasti valo (ja sen luoma varjo) on noin miljoona kertaa luotia nopeampi ja samalla nopeinta mitä on. Mikään rakettikaan ei voi koskaan ohittaa valoa. Valo menee niin lujaa, että sen mielestä mihinkään ei ole yhtään matkaa eikä matkantekoon siksi kulu ollenkaan aikaakaan.

Tavalliset kulkijat ovat valoon verrattuna hitaita. Varjo seuraa heitä käytännössä saman tien. Varjo syntyy, kun valon hiukkaset eivät pääse läpi, vaan imeytyvät kulkijaan tai heijastuvat takaisin (tai siroavat jonnekin). Jos kulkija on sininen sammakko, suuri siitä takaisin säteilevästä valosta on sellaista, joka näyttää siniseltä. Ikkuna päästää tavallista valoa hyvin läpi, mutta huonosti näkymätöntä ultraviolettia valoa; siksi ikkunan takana ei juuri rusketu.

Jos auringon tielle sattuu pilviä, pilvikin tekee varjon. Valoa pääsee läpi ohuestakin pilvestä niin vähän, ettei oma varjo juuri erotu pilven varjosta. Pilvi on vettä, mutta se ei silti ole läpinäkyvä, koska vesi on niin pieninä pisaroina tai jääkiteinä. Kun pisara on tarpeeksi pieni, lähentelee valoaaltojen kokoa, valo ei välttämättä pääsekään läpi, vaan siroilee vähän mihin sattuu.

2. Siilillä on piikit, linnulla on höyhenet
pupulla ja oravalla turkit pehmoiset.

Multa novit vulpes, verum echinus unum magnum on latinaa ja tarkoittaa, että ketulla on monta konstia, siilillä yksi, mutta hyvä. Siilille on kehittynyt hyvä puolustus, sen karvat ovat muuttuneet teräviksi piikeiksi ja se pystyy käpertymään tiiviiksi piikkipalloksi. Ketun on oltava nopea, että se ehtisi saada siilin saaliikseen.

Nykyään vain linnuilla on höyhenet. Ennen niitä oli dinosauruksillakin. Dinosaurukset kuolivat, mutta niiden jälkeläiset linnut jäivät. Höyhenistä on hyötyä lämmikkeenä erityisesti pienille eläimille, jotka jäähtyvät helposti. Höyhenet ja sulat ovat käteviä myös lentämisessä (pingviineillä sukeltamisessa).

Nisäkkäille syntyi hiukan toiselainen suoja: karvapeite. Kylmällä ilmalla lämmittää hyvin – ilma! Jos se vain ei pääse karkuun. Jänisten ja oravien tuuheassa karvapeitteessä on paljon eristävää ilmaa. Ilmava turkki on pehmoinen.

3. Muurahaiset aina rakentaa ja rakentaa,
vaan eivätkö ne koskaan valmihiksi saa.

Kukapa omakotitaloakaan valmiiksi saisi. Aina tulee jotain korjattavaa, milloin pientä milloin suurta. Sotkua syntyy helpommin kuin järjestystä. Tavaroita on helpompi rikkoa kuin korjata. Muurahaiskeon neulaset eivät ole ikuisia, niitä on vaihdettava. Kekoa on tuuletettava kuumalla ilmalla ja kylmällä estettävä lämpöä karkaamasta. Keon alla pesä jatkuu syvälle maan uumeniin ja sisällä on aina nälkäisiä toukkia ja sisällä työskenteleviä muurahaisia, joille on etsittävä ruokaa.

On myös “laiskoja” muurahaisia. Kaikki ahertavat työmuurahaiset ovat tyttöjä. Pojilla on siivet ja ne eivät tee pesän eteen mitään. Niitä kiiinnostaa vain häälento ja siivekkäät tyttömuurahaiset, joista voi tulla kuningattaria. Laiskimmilla muurahaislajeilla ei ole työmuurahaisia lainkaan, vaan ne elävät huijaamalla pesän ja lastenhoidon toisilta muurahaislajeilta.

4. Matkamies käy rantaan lammen vettä juodakseen,
niin peilikuva katsoo alta tyynen veen.

Auringon valo tulee matkamiehen kasvoihin, heijastuu siitä lammen pintaan ja takaisin silmiin. Tyynessä vedessä kuva on ehjä, tuulisella säällä se menee rikki. Tarpeeksi syvä vesi toimii peilinä, koska… (Huh, tämä on vaikea. Fyysikot apua, miten peili toimii? Lisäys: kommenteissa lainauksia kirjasta, jossa aiheesta kerrotaan hyvin.)

Fuskasin vähän tässä samoin kuin kohdassa 1. Selittelin mitä valo tekee, mutta en oikein kunnolla, että miksi. Syy on siinä, että oikeasti kukaan ei oikein ymmärrä miksi valo käyttäytyy niin kuin käyttäytyy. Tai mikä vaan oikein pieni. (Tai oikein suuri.) Meillä ei ole edellytyksiä tajuta kuin “keskikokoisia asioita”. Suuret tai pienet asiat käyvät yli ymmärryksemme.

Kun valon näkee, on kuin silmään osuisi ja uppoaisi pienen pieni pallo. Mutta lammen pinnasta heijastuessaan valo aaltoilee. Aalto voi olla monessa paikassa yhtäaikaa eikä valosta voi arvata, mihin kohtaan se vaikka silmässä lopulta pompsahtaa. Vasta kun valoa on paljon, voidaan ennustaa mitä se tekee.

5. Mitenkähän lumpeet kelluu veden pinnalla,
ja yhtä kevyt korento on niiden rinnalla.

Lumpeenlehti painaa vedenpintaa koko painollaan, mutta se on liian kevyt. Paino ei riitä uppoamiseen. Varsi ja juuret ankkuroivat lumpeen pohjaan.

Korento on lumpeen tavoin vettä kevyempi.  Kastuisi korento silti vedenpinnalle laskeutuessaan, jos veden pinta ei kannattelisi sitä. Veden pinta on jännittynyt kelmu, jonka kovuuden huomaa kyllä, jos mätkähtää veteen mahalleen (saippuaveteen sukeltaminen ei sattuisi niin paljon). Veden pienimmät osat ovat sähköisiä, niiden plus- ja miinuspuolet vetävät toisiaan puoleensa. Pinnassa olevaa vesihiukkasta eivät muut vesihiukkaset kisko ylöspäin; ylhäällähän ei ole vettä vaan ilmaa. Sen sijaan pinnassa olevia hiukkasia kiskotaan kyllä alaspäin ja siksi veden pinta pakkaantuu niin tiiviiksi.

6. Kalat asuu vedessä ja kuu ja tähdet taivaalla,
mut lapset voivat purjehtia unilaivalla.

Kalat ovat asuneet vedessä  kauan ja siellä ne yhä pärjäävät kuin -  kalat vedessä. Kauan on myös siitä, kun osa kaloista alkoi sopeutua elämään kuivalla maalla. Aikojen saatossa ne ehtivät sitten muuttua siileiksi, ketuiksi, jäniksiksi, oraviksi, dinosauruksiksi, linnuiksi, sinisiksi sammakoiksi – ja lapsiksi, jotka lukevat blogista maailman ihmeellisiä asioita.

Kuu pysyy taivaalla, koska se putoaa koko ajan maahan – mutta putoaa ohi!  Kuulla on vauhtia, joka veisi sen suoraan avaruuteen, jos maa ei vetäisi sitä puoleensa. Kuu vetää maata yhtä lujaa kuin maa kuuta. Mutta koska maa on niin paljon isompi, se ei kuun voimasta paljon liikahda.

Kuu kiertää maata, niin voi hyvin sanoa, mutta ihan tarkkaan ottaen se ei ole oikein. Hirmu eri kokoiset pallot kiertävät avaruudessa kohtaa, joka on melkein – mutta ei ihan – keskellä isompaa palloa.

Tähdet ovat aurinkoja. Lähinkin tähti on niin kaukana, että näemme sen sellaisena kuin se oli nelisen vuotta sitten; niin kauan tähden valolta on kestänyt kulkea tänne. Yllättävän usein yksi tähti on oikeastaan kaksi aurinkoa, ne vain kiertävät toisiaan niin lähekkäin, että näyttävät täältä kaukaa katsoen yhdeltä.

Paljain silmin erottuvat vain aivan lähimmät paikallistähdet. Eivätkä nekään kaikki. Esimerkiksi taivaan kirkkaimman tähden Siriuksen kahdesta auringosta toinen on jo sammunut. Se on romahtanut valkoiseksi kääpiötähdeksi, joka ei enää säteile.

Miksi nukkua ja nähdä unia? Käännetään kysymys toisin päin? Miksi valvoa? Aina nukkumalla ei pitkälle pötkisi. Elämässä pärjääminen vaatii hereillä oloa. Unen merkitys silti ihmetyttää. Ehkä aivot lepäävät ja järjestelevät kaikkia ihmeellisiä asioita, mitä ne ovat päivän aikana keränneet.

Mitä unilaivasta näkyy? Ehkä kaloja, jotka nukkuvat silmät auki. Tai delfiinejä, jotka ovat aina nukkuessaan vain puoliunessa; toinen puoli aivoista nukkuu ja toinen valvoo vuorotellen. Millaisiahan unia delfiinit näkevät?

Lähde: Pokela, M. ja Koskimies, P. 1983: Ihme ja kumma -laulu.

Avaruusahven

Mitä tuumaa kala, kun se ei tiedä missä päin on alas ja missä ylös? Selkäuimarimonni tuntee olonsa kotoisaksi miten päin vaan, mutta parvi valkoleukatilapioita voi olla ihmeissään, kun kaverit uivat vastaan miten päin sattuu.

Vielä enemmän ihmeissään kalat voivat olla, kun ne palaavat tänään maan pinnalle. Tilapiaparvi on kellunut kaksitoista päivää painottomassa tilassa maata kiertävässä Sojuz-raketissa. Kalat lastasi rakettiin Euroopan avaruusjärjestö.

Kalat ovat poikasia, joiden kiihtyvyyttä ja painovoimaa tunteva korvan aisti on vielä kehittymässä. Tutkijat ennustavat, että painottomassa tilassa aisti herkistyy ja kuulokivielimet kasvavat erityisen suuriksi.

Ihmisellä huimausta ja tinnitusta aiheuttavan ménièren taudin otaksutaan johtuvan kuulokivielimen virheellisestä toiminnasta.

Avaruudessa seikkailevien kalojen hapensaannin turvaa erillinen pieni kasviakvaario. Tiukkaan tilaan suunniteltu biologinen suodatus pitää jätteet kurissa. Uintitilaa akvaarion melkein kolmellakymmenellä kalalla on vain kolme litraa. Valkoleukatilapia on valittu kokeeseen, koska se on sitkeä kala, joka selviää karuissakin oloissa.

Kirjoahven, poikastensa suuhautoja, suosittu ruokakala, koti-Afrikasta ympäri maailmaa levinnyt tulokaslaji; suursyömäri, pohjanmyllääjä, täystuho, mutta yhtäkaikki sympaattinen akvaariokala on ansainnut uuden arvonimen: avaruusahven.

Lähteet: Stafford, N. 2007: Fish in space help studies of balance disorders. Nature News 17.9. ja Euroopan avaruusjärjestö. European Space Agency, ESA: spaceflight.esa.int.

(C) luotiset.wordpress.com – Kolkkala, M.

(Valkoleukatilapia: Oreochromis mossambicus; Selkäuimari: Synodontis nigriventris)

Kirjojen kulttuurievoluutiota

Jos Kotona maailmankaikkeudessa ja Avoin tie tappelisivat, kumpi voittaisi? Kokeillaan, otetaan nyrkkeilymatsi. Annetaan nuoremman kirjan (vanhemman kirjoittajan; Valtaoja 2004) aloittaa:

”niin evoluutio kuin kulttuurievoluutiokin vievät yksinkertaisesta monimutkaiseen, karkeasta hienosyiseen, mekaanisesti ennalta määrätystä yllättävään vapauteen: suunta on selkeä” (Avoin tie, s. 15, kursivointi alkuperäinen)

”kulttuurievoluution keskimääräinen suunta on yhtä selvä kuin biologisen evoluutionkin: yksinkertaisesta monimutkaiseen, karkeasta hienosyiseen, niukkuudesta runsauteen; ylöspäin, ei alaspäin. Välillä notkahdetaan, joudutaan harhateille tai peräti umpikujaan, mutta koskaan ei palata takaisin alkuun” (Avoin tie, s. 114)

Sitten iskuvuoro nuoremmalle kirjoittajalle (Valtaoja 2001). Tämä huomaa vanhemman suojauksissa heikkouksia:

”Yksinkertaisemmista eläimistä kehittyy väistämättä monimutkaisempia. Kehitysoppi on kehitystä, eihän sitä herranjestas muuten kehitysopiksi sanottaisikaan! Väärin, väärin. Lähes kaikki, ellei sitten ihan kaikki.” (Kotona maailmankaikkeudessa s. 105)

”Evoluutio etenee sattumanvaraisesti, vailla päämäärää, eikä kerran valitulta tieltä voi kääntyä takaisin.” (Kotona maailmankaikkeudessa, s. 74)

”Jos elämä syntyikin nopeasti, niin selvästikään sillä ei ollut kiirettä kohti monimutkaisempia, meidän sovinistisen kielenkäyttömme mukaan ”korkeampia”, elämänmuotoja.” (Kotona maailmankaikkeudessa, s. 114)

Tekninen tyrmäys! Vanhempi Valtaoja tuijottelee kanveesissa ”tiikereitä ja dahlioita” (Kotona maailmankaikkeudessa s. 98). Kulttuurievoluutiolla voi olla selkeä suunta, ehkä, mutta että biologisella evoluutiolla olisi? Höpö, höpö. Nuorempi Valtaoja kuuntelee tunnettua fossiilien tutkijaa, mutta välttää vielä hutilyönnit:

” ’Uskotko että kompleksisuus on kasvanut evoluution myötä’… ’Totta kai! Mutta moni ei halua myöntää sitä, pelkäävät että teleologinen prinsiippi, ennalta määrätty tarkoitusperä, nostaa rumaa päätään’ ” (Morris, S. C., Kotona maailmankaikkeudessa, s. 300)

Kompleksisuus on kasvanut, selvä se, mutta on väärin päätellä tästä, että biologisella evoluutiolla olisi suunta.

S. J. Gould on verrannut evoluutiota humalaiseen, askel eteen, askel taakse. Ei siinä pitkälle pötkisi, jos yrittäjiä olisi vain yksi, totta, mutta kuvitellaanpa miljoonia humalaisia ”kehityksen” vuorenrinteellä. Annetaan kaiken kukkuraksi aikaa lähes loputtomasti. Olisipa kumma jos joku toikkaroija ei päätyisi sattumalta korkealle.Yhtä kumma olisi, jos suuri joukko ei polkisi kaiken aikaa lähellä vuoren juurta.

Eikä evoluutiolle saada suuntaa, vaikka mukaan otetaan luonnonvalinta. En ainakaan ole tietoinen tieteellisestä näytöstä sen puolesta, että valinta veisi useammin ylämäkeen kuin alamäkeen, miten ne sitten määritelläänkään. Esimerkiksi kissa-hiiri –leikki taudinaiheuttajien kanssa johtaa siihen, että usein kierretään pelkkää kehää.

Kysytään esimerkiksi loisten suurelta enemmistöltä kannattaako monimutkaistua vai yksinkertaistua? Tai kysytään älyllisen kehityksen kannattavasta suunnasta (meidän selkärankaisten) lähimmiltä sukulaisilta vaippaeläimiltä. Vaippaeläinhän vakuuttaa meille, että aivoja tarvitaan vain pienenä. Sitten niistä voi luopua ja mennä suulleen makaamaan merenpohjaan, missä on mukava viettää loppuikä vettä suodatellen.

Korkealla ”kehityksen rinteessä” asuu siellä täällä ”dahlioita ja tiikereitä”. Entä rinteen juurella? Siellä kuhisee. Meillä on edelleenkin vain pieni aavistus bakteerien tai elämän rajapinnan alittaneiden virusten huimasta kirjosta. Emme tunne edes bakteerilajeja, joita elää omissa mahoissamme saati sitten vaikka merissä ja maaperässä. Viime aikoina olemme saaneet selvitettyä suuresta joukosta tuntemattomia lajeja sentään geenisekvenssin tai pari ja oppineet, että yksinkertaisia otuksia on vieläkin enemmän kuin luulimme.

”Mutta jos ihmiskunnasta tulee yksi ja yhteen sulautunut, vailla eri rotuja ja ihon värejä, maailmasta ei enää löydy uusia Johanna Raunioita ja Halle Berryjä.” (Avoin tie, s. 150)

Mitä se Mendel keksikään?

Tehdään koe, risteytetään joukko johannaraunioita ja halleberryjä. Ai, ne ovat samaa sukupuolta? No, johannahalkoahoja ja chuckberryjä sitten. Kukaan lapsista ei ehkä muistuta kauheasti kumpaakaan vanhempaansa. Mutta kas kummaa, F2-polvessa alkaa jo näkyä ihan johannan ja chuckin näköisiä tyyppejä, joskin joku johanna saattaa olla yllättävän musikaalinen ja chuck hyvä hyppäämään pituutta.

Ikävien ominaisuuksien suhteenhan se olisi vain mukavaa, jos geenit olisivat yhteen sulautuvia. Perinnölliset sairaudetkin laimenisivat käytännössä olemattomiin ja ihmiskunnasta tulisi tosi tervettä porukkaa.

Mutta kun ei. Geenit ovat epäjatkuvia ja uusia yhdistelmiä riittää loputtomasti.

Eikä sovi unohtaa uusia mutaatioita.

”Luonnonvalinta ei enää toimi, kun kaikilla ihmisillä alkaa olla keskimäärin kaksi lasta… sopivimpien eloonjäämistä ei tapahdu… geeniperimä muuttuu enää sekoittumisen, ei valinnan kautta…” (Avoin tie, s. 146)

Mikäpä olisi sen somempaa, jos jokaisella olisi keskimäärin kaksi lasta; mitäpä muutakaan se tarkoittaisi kuin, että väkiluku pysyisi samana? (Väkiluvun kasvu on ihmiskunnan ongelmista ainoa, jonka suhteen olen pessimistinen.)

Saivartelu sikseen. Kirjoittaja tarkoittanee, että luonnonvalinta ei toimi, kun kaikilla alkaa olla tasan kaksi lasta. Uudelleen: mikäpä olisi sen somempaa! (Eiköhän tuota perimää sitä paitsi aikanaan opittaisi sopivasti peukaloimaankin, jos nyt hirmuinen hätä luonnonvalinnan puutteesta sattuisi joskus tulemaan.) Mutta niin ei vaan ikinä tapahdu, että kaikkien kelpoisuus olisi sama. Maailma ja geenit eivät ole sillä tavalla reiluja.

”kavahdamme todella luonnostamme sukurutsaa… koska se on haitallista lajin säilymisen kannalta” (Avoin tie, s. 14)

”Lajin”?

Ihan pieni ajatuskoe: jos ihmiskunnasta jäljellä olisi vain sisko ja sen veli, he kavahtaisivat todella luonnostaan sukurutsaa (jos olisivat viettäneet lapsuutensa yhdessä). Mutta mikä olisi lajin kannalta ainoa toivo?

Yksilölle sukurutsa on yleensä haitallista paljolti haitallisten väistyvien geenimuotojen takia.  Mutta luonto on täynnä poikkeuksia. Valtaojakin mainitsee Acarophenax -punkit, jotka eivät insestiä kavahda (Kotona maailmankaikkeudessa, s. 279).  Punkeilla ja pistiäisillä on omat ovelat konstinsa puhdistautua haitallisista väistyvistä geenimuodoista, kauniilla suomen kielellä “paternaalinen geenieliminaatio” ja “haplodiploidia”. Ei niistä tässä yhteydessä sen enempää, laitoinpahan vain kun tiedän hienoja sanoja.

—

Eihän tämä ihan reilua ole arvostella kirjaa vain edellisten lainausten perusteella (”kirjoita itse parempi, jos olet niin viisas”?). Biologiahan on vain pieni sivujuonne Avoin tie -kirjassa. Mutta koska kirjoittaja kuittailee varsin ahkeraan biologeille (Kotona maailmankaikkeudessa s. 98, 113 ja 120), niin pieni vastakuittailu sallittaneen. Yritin pysyä lestissäni enkä lähtenyt ruotimaan kirjojen tähtitiedeosuutta.

Kotona maailmankaikkeudessa on hyvä ja viihdyttävä kirja, eikä Avoimessä tiessäkään paljon ole moittimista. Mikäpä ettei kosmoksen ihmeistä olisi kiehtovaa lukea. Rönsyjä molemmissa kirjoissa riittää joka suuntaan fysiikan ulkopuolellekin. Ei siinä mitään, rönsyt ovat pääosin ihan hauskoja (ja tämä arvostelu rönsyilee ainakin yhtä pahasti). Huonot vitsit taitavat tosin olla suomalaisten populaarifyysikkojen ammattitauti (vertaa K. Enqvist).

Sokerina pohjalla otetaan matsiin vielä jokerilyöjä (onko se sallittua nyrkkeilyssä?): Stephen Webb. Webbin teos ”Missä kaikki ovat” käsittelee Valtaojan lempiteemoja: elämää ja sen mahdollisuuksia maapallolla ja muualla linnunradassa. Tässä kirjassa rönsyt pysyvät hallinnassa; Fermin paradoksi toimii punaisena lankana, jonka avulla Webb niputtaa yhteen kiehtovan aiheen toisensa jälkeen. Biologiaosistakaan ei löydä moittimista, jos ei sitten se, että perusjutut ovat asiallisia jopa kuivakkuuteen saakka. Ihan sivumennen kirja toimii huippuhyvänä johdantona tieteelliseen ajattelutapaan. Särmä linja pitää loppuun saakka niin hyvin, että kirja tuntuu jopa aavistuksen tylyltä.

Ottelun lopputulos:

1. Webb
2. Valtaoja 2001
3. Valtaoja 2004

Uusi haastaja populaaritieteen kehään: Valtaoja 2007

-M. Kolkkala. Kriitikkoa saa kritisoida.

Lähteet:

Valtaoja, E. 2004. Avoin tie. Kurkistuksia tulevaisuuteen. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 275 s.

Valtaoja, E. 2001: Kotona maailmankaikkeudessa. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 333 s.

Webb, S. 2005: Missä kaikki ovat? Viisikymmentä ratkaisu Fermin paradoksiin ja maan ulkopuolisen elämän arvoitukseen. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa ry, 333 s. Suom. Karttunen, H. – Alkuteos: Webb, S. 2002: If the universe is teeming with aliens… where is everybody? Fifty solutions to the Fermi paradox and the problem of extraterrestrial life. Springer-Verlag New York Inc. 288 s.