sunnuntai 2. huhtikuuta 2017

Ihmeellinen kone, joka kaappaa valoa

Kyllä tekniikan mies, tai nainen tässä tapauksessa (toimittaja Raili Leino), tietää, milloin hän näkee koneen. Toimittajalle kehut fotosynteesin kuvauksesta, joka on rehellinen havainnolle: konehan se on. Lisäisinpä jopa että liukuhihna, jonka alkupään pitää 'tietää', mitä loppupää tarvitsee. Eihän se itse tiedä, mutta sen tekijän on pitänyt tietää niin kuin koneensuunnittelijan aina. Koneensuunnittelijalla se äly on  ja viisaus ajatella, mitä tarvitaan missäkin vaiheessa.

Tuottavuutta Fotosynteesiin - Tekniikka ja Talous 31.3.2017

Koneisto on hyvin monimutkainen ja monikerroksinen. Energian- ja elektroninsiirtoreaktioiden pitää tapahtua jopa sekunnin miljardisosan miljoonasosan tarkkudella oikeaan aikaan ja oikeassa paikassa. Jokaisessa kasvisolussa on miljoonia fotosynteesin elektroninsiirtoketjuja, joiden pitää toimia kuin rasvattu kone. Elektronit eivät saa pakkautua: niiden pitää koko ajan kulkeutua ketjussa eteenpäin. … 



Toimittaja hienosti teknisin termein kertoo kuinka monimutkainen ja äärimmäisen tarkka prosessi ja tuotantoketju se on, kun valoa kaapataan fotoni kerrallaan, varastoidaan niitä 'akkuun', hajotetaan vesimolekyyli hapeksi ja protoneiksi sekä jatkojalostetaan ne lopulta toisien proteiinikoneiden avulla solun sisäiseksi energiaksi ja lopulta sokeriksi.

Viherhiukkasen liukuhihnakoneisto: energia vurtaa vasemmalta oikealle

Tämän tuotantoketjun alkupään hienous on siinä, miten se pystyy jalostamaan yksittäisistä fotoneista sellaisen energia paukun, joka 'räjäyttää' vesimolekyylin hajalle. H2O, kaksi vety- ja yksi happiatomia yhdessä, ovat lujasti toisissaan kiinni. Yksittäinen auringosta tuleva fotoni ei sisällä riittävästi energiaa sen sidoksen purkamiseen - ONNEKSI! Sillä jos näin olisi niin vesistäistä vapautuisi koko ajan spontaanisti vetyä ja happea ilmakehään. Jokainen voi miettiä, mitä tapahtuisi ensimmäisen salaman iskiessä: valtava vetyräjähdys. Eikö ole kätevä hienosäädetty 'sattuma' tämäkin?


Fotosynteesi on suunniteltu niin, että siinä käytetään viherhiukkasta ja proteiinia fotonin kaappaamiseen ja siirtämiseen. Sen energia sidotaan fotoni kerrallaan. Kun energiaa on kerääntynyt kahden fotonin verran, tämä energia johdetaan proteiinin sisällä vesimolekyylin luokse ja energia käytetään molekyylin sidosten purkamiseen. Vapautuu vety-ytimiä eli positiivisesti varautuneita protoneja ja elektroneja eli muodostuu sähkövaraus. Tätä sitten liukuhihnan jälkimmäiset vaiheet käyttävät hyväkseen mm. protonimoottorin avulla tuotetaan ATP molekyylejä, joita käytetään sokerin valmistukseen, mikä taasen tapahtuu kuudessa eri vaiheessa. Happea purkautuu ilmakehään ikään kuin sivutuotteena veden hajottua - eläinten ja ihmisten onneksi.



Nyt tämä ensimmäinen proteiini, joka kaappaa fotoneja on melkoisen monimutkainen, mutta tarkoin järjestäytynyt. Silti se tekee äärimmäisen yksinkertaisen asian: kaappaa valohiukkasen, fotonin. Ei ole kuviteltavissa minkäänlaista sattuman rakentamaa ketjua, jolla tämä proteiini olisi voinut valmistua vähitellen ollen ensin yksinkertaisempi ja silti käyttökelpoinen. Ei ole sellaista yksinkertaisempaa proteiinia, joka kaappaisi jotain yksinkertaisempaa kuin fotonin, koska ei ole olemassa fotonin esiastetta: fotoni on alkeishiukkanen ja siten alkupiste. Ei ole siis mahdollista olla olemassa proteiinia, joka toimisi jotenkin sinnepäin ja joka sitten mutaatioiden avulla kehittyisi täksi proteiiniksi. Ei, tämän on täytynyt syntyä kerralla valmiiksi ja olla juuri oikeassa paikassa liukuhihnaa, jotta siitä olisi jotain hyötyä liukuhihnan loppuosalle. Ja kuten kuvasta näkyy tämä on monimutkainen valon kaappauskone, joka ilmentää selkeitä suunnittelupiirteitä:
Fotonin kaappausproteiini
Tiedätkö muuten miksi kasvit ovat vihreitä? Vihreä värihän tarkoittaa sitä, että lehtien pinta imee muut valon aallon pituuden paitsi vihreä. Vihreän valon aallonpituutta ei saa päästää tälle tuotantolinjalle, koska se rikkoisi tämän herkän rakenteen. Se on siis suojausmekanismi.

Vaikka viherhiukkanen ei milloinkaan olisi voinut syntyä vähitellen ja sattumalta, niin argumentin vuoksi, oletetaan nyt, että näin tapahtui. Leikitään ajatuksella, että johonkin bakteeriin syntyi viherhiukkanen ja se alkoi lisääntymään jakautumalla yhdessä bakteerin kanssa. Nyt merkittävän kilpailuedun turvin, saihan se energiaa ensi kerran elämän historiassa auringosta, sen jakautuminen kiihtyi vilkkaasti. Jos jakaantumista tapahtuisi, kilpailun puuttuessa, vaikkapa kahden tunnin välein (joidenkin bakteerien tiedetään jakautuvan näin kiivaasti) niin alta kuukaudessa maan vesistöjen kaikki atomit olisi käytetty eli jo paljon ennen tätä 'viherlevää' olisi kaikkialla mihin valo yltää. Tämän prosessin toinen raaka-aine veden lisäksi on hiilidioksidi. Hyvin nopeasti (miljoonia vuosia ajatellen) kävisi niin, että hiilidioksidi loppuisi ilmakehästä ja tämän vallan saanut bakteeri kuolisi raaka-aineen puutteeseen. Myöskin maailma olisi täynnä sokeria, jota kukaan ei käyttäisi. Ajatusleikeillä ei saa luonnon tarkkaa tasapainoa aikaiseksi. Kaikki riippuu kaikesta.


Evoluutio-opissa ei ole selitystä, miten ja mistä viherhiukkanen on kehittynyt. On vain opin ennakko-oletukseen perustuva toteamus, että se syntyi silloin ja silloin menneisyydessä ja siitä eteenpäin se on ollut olemassa. Näin on täytynyt olla, koska tänään niitä on ja Luoja Jumalaa ei ole olemassa. Se siis vain oletetaan ja tämä oletus ei perustu havaintoon. Koko tässä päättelyssä ei ole mitään tieteellistä, vaan se on puhdas uskomus. Siihen voi ja pitää uskoa, jos haluaa uskoa siihen, ettei Jumalaa ole olemassa, mutta se vaatii kyllä kovan ja vahvan uskon. Heikkojen uskovien on parempi mennä vajavaisuuksiensa kanssa Ihmisen Pojan luokse ja anoa armoa.


Tarvitaan siis hirvittävän monimutkainen koneisto tekemään äärimmäisen yksinkertainen asia: kaappaamaan fotoni. 

Asiasta syvemmin kiinnostuneille tässä kaksi animaatiota, jotka hyvin kertovat miten monivaiheinen ja tarkoin järjestetty tämä prosessi on:  





Ei kommentteja:

Lähetä kommentti