Elu tõusutee

Selle raamatu autor Nick Lane on Briti evolutsionist-biokeemik ja teaduskirjanik, Londoni Ülikooli kolledži õppejõud. Tema kolm evolutsioonialast raamatut on olnud väga populaarsed ja tõlgitud enam kui 20 keelde. „Elu tõusutee“ („Life ascending“) võitis 2010. aastal Kuningliku Seltsi auhinna teadusraamatute kategoorias.

Raamat kõneleb elu evolutsioonist, mida on fokusseeritud kümnele suurele murranguprotsessile elu ajaloolises arengus. Autor nimetab neid protsesse evolutsiooni leiutisteks, mis on taganud elusolendite ehituse ja talitluse tõusu lihtsamalt keerukamale, algeliselt täiuslikumale. Igale neist leiutistest on pühendatud peatükk (vt sisukorda). Eessõnas tunnistab autor, et käsitletavate leiutusprotsesside valik on subjektiivne, ja põhjendab, miks ta just niisuguse valiku tegi. Esitatud kriteeriumide kõrval on sellest valikust näha ka seda, et selle põhimotiiviks on olnud näidata, kuidas sai kujuneda inimteadvus darvinliku evolutsiooni tagajärjel ja milliseid bioloogilisi eeldusi see nõudis. See on nn progressiivse evolutsiooni tee. Nii mõnedki kujutlevad, et selline siht on olnud algselt evolutsioonimehhanismi sisse kodeeritud. Raamatu lugemisel saab kohe selgeks, et autor on kindlalt darvinistlikel seisukohtadel. Seda kinnitab ta juba sissejuhatuses: „Evolutsioon ei mõtle ette ega tee tulevikuplaane. Pole olemas leiutajat ega intelligentset disaini.“ Loodusliku valiku loomisjõud on piisav. Igatahes on teos väga elegantselt komponeeritud, selges sõnastuses kirja pandud ja põnev lugeda.

Teemade käsitluse tähelepanuväärseks ja hinnatavaks iseärasuseks on, et näidatakse teadust töötamas, sealhulgas kasutatavate meetodite arengut. Autor näitab, et teadus koosneb enam-vähem kindlatest tõdedest (faktidest, teooriatest) ja tõe poole liikumise tee otsimisest hüpoteeside loomise, nende konkurentsi ja vahetumise kaudu paljude teadlaste eksperimentaalses ja teoreetilises uurimistöös. Raamatu peatükid ongi üles ehitatud näitamaks seda, kuidas aste-astmelt on püütud evolutsiooniliste sündmuste olemuse ja nende kujunemise põhjuste mõistmisele liikuda, olles sageli eksiteel. Ühtlasi tunnistab autor, et enamiku nende protsesside, eriti ajas kaugete puhul, ei pruugi teadus kunagi jõuda tulemuseni, et väita: nii see oli ja mitte teisiti. Näiteks elu tekke kohta ütleb ta: „Me ei saa iial teada, kuidas elu tegelikult Maal alguse sai.“ Kuid me saame välja uurida, millised seaduspärasused elu tekkimisel pidid toimima ning millistes tingimustes see tõenäoliselt sai toimuda. Teadus ei ole kunagi valmis. Kuid praegu teame igatahes palju rohkem kui sada aastat tagasi.

Elu evolutsiooni esimene leiutis oli elu ise. Raamatu 1. peatükk käsitlebki selle võimalikke viise ja kohti. Peatükk algab lausa poeetilise kirjeldusega meile kujutlematutest tingimustest elueelsel planeedil Maa. See oli lausa põrguköök. Ei atmosfääris ega merevees olnud tingimusi, kus võinuksid toimuda elutekke protsessid. Kaua aega valitsenud ürgsupi hüpotees tuleb lõplikult kustutada. Ja ometi elu tekkis umbes 3,8 miljardit aastat tagasi. Autor jõuab hiljuti esile tõusnud süvamere põhja hüdrotermaalsete lõõride juurde, milles olid tõenäoliselt kõige sobivamad tingimused primitiivse elu tekkeks, nii füüsikalises kui keemilises mõttes. Hästi tuntud „mustade tossutajate“ asemel peab autor põhjendatult elu kõige tõepärasemaks sünnipaigaks teist tüüpi hüdrotermaalseid lõõre – poorsest serpentiinmineraalist koosnevaid aluselisi lõõre. Elu väljus neist mineraalrakkudest alles siis, kui olid tekkinud replikaatorid ja geenid.

2. peatükk on replikaatoritest ja geneetilisest koodist. See on õieti elutekke käsitluse teine osa, sest ilma pärilike replikaatoriteta tõelisest elust rääkida ei saa. Ja alles nende ilmumise järel sai alata tegelik looduslik valik. Selle teema käsitlemisel asub autor seisukohale, et esmalt tekkis RNA-põhine elu (nn RNA-maailm), mis läks järk-järgult üle DNA-eluks. See hüpotees on laialt tunnustatud, kuid mitte kõigi poolt, kes arutlevad elu üle in statu nascendi. Siiani jäävad vaieldavaks geneetilise koodi kujunemise füüsikalis-keemilised asjaolud.

Kolmas leiutis Lane’i kümne hulgas on fotosüntees. Jutt on oksügeensest fotosünteesist, mille evolutsioon leiutas tsüanobakterite (sinivetikate) näol. See protsess võis alguse saada juba 3,5 miljardit aastat tagasi. Sealt levis see mehhanism hiljem vetikatele ja neilt taimedele. Oksügeenne fotosüntees muutis maailma. Atmosfäär ja veed täitusid hapnikuga. See asjaolu muutis oluliselt elu tingimusi ja evolutsioonilisi võimalusi. Fotosünteesist sai lõppematu tooraine ja energia allikas. Tänu sellele said tekkida kompleksemad eluvormid, makroorganismid ning elu maismaal.

Elu tuli bakterimaailmast välja üsna müstilise sündmuse tagajärjel: kaks prokarüootset (eeltuumset) rakku, bakter ja arhe, ühinesid üheks kimäärrakuks. Tekkis rakutuum ja endosümbiontsest bakterist sai lõpuks rakuorganell – mitokonder, energiajaam. Eukarüootse (päristuumse) raku tekkimise erinevaid hüpoteese, tingimusi ja käiku käsitleb autor põhjalikult ja kujukalt. Tekkisid suured ja suurte genoomidega rakud, millel ka genoomi teistsugune ja võimalusterohkem struktuur. Ainult niisugused rakud olid võimelised moodustama hulkrakseid, eri kudede ja elunditega organisme, makroorganisme. Avanesid evolutsiooni uued perspektiivid. Autor mainib siinkohal, et bakteritele (prokarüootidele) olid sellised evolutsioonilised muundumised suletud, bakterite evolutsioon oli tupikseisus. Väide prokarüootide evolutsiooni ummikust on muidugi liialdus, nad saavad sellistena nagu on väga hästi hakkama, bakterid on tõenäoliselt kõige eluvõimelisem eluvorm Maal.

5. peatükk käsitleb sugulist paljunemist. Kuidas ja miks see nähtus tekkis, miks on see nii laialt levinud (enamikul eukarüootidest). Näivalt ebamõistlik ja kulukas sigimisviis on bioloogide mõistust vaevanud ammust aega. Kas suurem, peaaegu piiramatu kombinatiivne muutlikkus seletab kõik eelised ära? Ilmselt suurema osa. Lahksugulisuse puhul on sageli võimalus jagada nišše ja jaotada funktsioone („tööd“) partnerite vahel.

Need evolutsioonilised saavutused on kujundanud kõiki elusolendeid või vähemalt kõiki päristuumseid – taimi, seeni, loomi. Järgmistena käsitletavad evolutsiooni leiutised (liikumine, nägemine, soojaverelisus, teadvus) on etappideks loomariigi täiustumisteel. Kõiki neid käsitletakse süsteemselt biokeemia, füsioloogia, anatoomia ja ökoloogia aspektides.

Nägemise evolutsiooni puhul näitab autor selle erinevate tasemete otstarbekust vastava arengutüübi ja eluviisiga loomadel, alates lihtsast täpp- või laiksilmast kuni kaameratüüpi silmani. Selle juures muudab ta tühisteks intelligentse disaini pooldajate väited inimese silma taandamatust keerukusest, mis ei saavat tekkida pimeda loodusliku valiku toimel. Küll aga jääb kaheldavaks autori toetus arvamusele, et loomasilma retseptorvalk rodopsiin pärineb vetikailt. Praeguste fülogeneetiliste andmete järgi ei ole loomade eellaste hulgas ühtegi kloroplastide või silmtäpiga alglooma. Kui tõesti on tegemist põlvnemisega ühisest eellasgeenist, tuleks vist oletada lateraalset geeniülekannet.

Eriti mitmekülgne ja huvitav füsioloogia, anatoomia ja eluviisi seoste käsitlus avaldub püsisoojasuse kujunemise peatükis. Seal leidub koht ka elusolendite suurima, Permi ajastu lõpu (250 miljonit aastat tagasi) väljasuremise iseloomu ja põhjuste kirjeldamiseks. Samuti kerkib dinosauruste soojaverelisuse probleem ning analüüsitakse lindude hingamissüsteemi. Püsisoojasus annab teatud tingimustes eeliseid, kuid selle eest tuleb ka kallilt maksta.

Arutlev ja keele varal suhtlev teadvus on evolutsiooni viimane suurtest leiutistest. Raamat annab veenvaid argumente selle kujunemiseks loodusliku valiku teel nende eelduste baasil, mis eelnevalt on saavutatud. Teadvus ei ole mingi äkiline leid, vaid tekkinud kõigil ajuga loomadel ilmnevate teadvuselementide (tunded, mälu, otsustusvõime jms) arengu tulemusena. Inimteadvus võimaldab uurida ja arutleda tema enda päritolu.

Raamat lõpeb peatükiga „Surm“. See on autori n-ö retooriline trikk – lõpus on surm. Surm on teadaolevalt kõigi elusolendite saatus. See ei ole üldse evolutsiooni tulemus. Selles peatükis on juttu raku programmeeritud enesetapust (apoptoos), mille mehhanism esineb juba osal bakteritest, nt sinivetikatel. Selline rakkude iseeneslik suremine saadab looma (ka inimese) kogu elu, juba embrüonaalsest arengust, kuid vananemisel ületab selle intensiivsus uuendumise. Tagajärjeks on raukushaigused ja surm. Autor, toetudes viimase aja loomkatsete andmetele, usub, et vananemist saab edasi lükata ja sellega tavaliselt kaasnevaid haigusi vältida. Ja seda koguni üheainsa hästi väljatöötatud imeravimi abil. „Vananemisvastane tablett ei ole müüt.“ Mina küll kahtlen sellise imeravimi võimalikkuses. Kuid eks tulevik näita, mis võimalik, mis mitte.

Kokkuvõttes võib öelda, et selles raamatus räägitakse elu evolutsioonist palju laiemalt, kui ütlevad peatükkide pealkirjad. Need evolutsiooni leiutised on seotud omavahel ning paljude muude evolutsiooniliste muutuste ja seisunditega.

Kui tuleks pärjata Maarjamaa viimaste aastate vägevam raamatusündmus, siis oleks kindlamaid kandidaate sarja „Imelise teaduse raamatukogu" üllitamine. Head populaarteadust ilmus Eestis niigi vähe, siis pani antud teemaga veidikenegi tegelenud kirjastus Olion kõrvad pea alla... Õnneks ei salli loodus tühja kohta.

Imelise teaduse raamaturiiulile ilmunud teosed on seni olnud lasud nabakümnesse. Suurepärased lugemised. Tarkuse varasalved, kui minna pateetiliseks. „Elu tõusuteel" jätkab samas vaimus.

Olgu siinkohal öeldud, et kerge raamat see ei ole. Kel keskkool ammu selja taga ning bioloogia ja keemia lootusetult ununud, võib hätta jääda. Samas hakkab raamatut läbides ajusopist peidus olnud teadmisi tasapisi pinnale imbuma. Aastatepikkune populaarteaduslike artiklite ja netikülgede lugemine tuleb kasuks.

„Evolutsiooni 10 suurimat avastust", kõlab teose teine pealkiri. Ehk siis loomise lugu. Kuidas toimus evolutsioon ning maailm sai selliseks, nagu on.

Kuidas tekkis elu, DNA, fotosüntees, päristuumne rakk, suguline paljunemine, liikumine, nägemine, püsisoojasus, teadvus, surm. Sai kümme kokku küll.

Mõistagi ei ole kirjutatu puhas tõde, sest tõde ei tea keegi peale Jumala, kui temagi. See, mis kirjas, on teooriad. Arvamused. Teaduslikud järeldused faktide põhjal. Kohati tekib skeptikul kahtlusi, aga nii ilmselt peabki olema.

Kokkuvõtteks: kes tahab õppida maailma tundma, sellele on antud raamat kohustuslik.

Ah jaa, mõistagi tasuks märkimist, et "Elu tõusutee" sai 2010. aastal Londoni Kuningliku Seltsi Wintoni auhinna ehk teisisõnu tunnistati parimaks ingliskeelseks populaarteaduslikuks raamatuks.

http://www.ohtuleht.ee/blogid/raamatublogi/4260