maanantai 25. huhtikuuta 2022

Kokeellista elektroniikkaa

1900- luvun alussa sähkötekniikasta kehittyi aivan uudenlainen muunnos tai suuntaus: elektroniikka. Voisi sanoa että muutos tuli aivan yllättäen. Mitään sellaista ei osattu kuvitellakaan. Tai ehkä hieman, sillä sähkötekniikka oli antanut siitä hieman esimakua. Olihan aika ihmeellistä, että energiaa voitiin siirtää ohuita metallilankoja pitkin ja kehittää siitä monipuolista liikevoimaa, tarkasti kohdistuvaa kuumuutta ja kirkasta valoa. Mutta elektroniikasta seurasi jotain vielä ihmeellisempää. Siitä muodostui todellinen teknologinen runsaudensarvi, joka muutti maailman kokonaan.

On oikeastaan aika outoa, että teknologian tutkijat eivät ole osanneet antaa nimeä tällaisille muutoksen aalloille. Niitä ei ole oikeastaan edes kunnolla käsitteellistetty. Historiassa on toki sellainen asia kuin aate, ja teknologian muutosaalloissa on jotain joka vaikuttaa voimakkaasti mieleen ja joka leviää sosiaalisesti ihmisten joukossa. Siksi nuo teknologia-aallot muistuttavat siinä suhteessa aatteita. Samalla niissä on materiaalinen, tieteellinen ja teollinen pohja, joten ne ovat oikeastaan jopa vahvempia ja pysyvämpiä kuin aatteet. Niin sanotut Kondratjevin syklit ovat eräs yritys kuvata tällaisia kehityksen hyökyjä, niistä olen aiemmin kirjoittanutkin.

Palaan elektroniikkaan: mistä siinä oikein on kysymys? Kun sähkötekniikka on olemukseltaan sähköenergian avulla tuotettavia hyödyllisiä vaikutuksia, elektroniikka ottaa askeleen pidemmälle. Siinä nuo energian vaikutukset kantavat mukanaan informaatiota. Lennätin ja puhelin voidaankin laskea varhaisimmiksi elektroniikan sovelluksiksi. 1900-luvun alussa keksittiin keskeinen elektroniikan rakenneosa eli vahvistin. Sen ensimmäisiä muotoja oli elektroniputki, myöhemmin sen korvasivat puolijohteet, kuten transistorit ja niihin perustuvat mikropiirit. Vahvistimien avulla alettiin käsitellä äänisignaaleja, ja vahvistimet ovat olennaisia radion rakenneosia. Pian elektroniikka alkoi myös tuottaa ja esittää kuvia (kuvalennätin, televisio). Oma tärkeä lukunsa elektroniikassa on myös erilaisten ilmiöiden mittaaminen, ja sen myötä automaatiosta muodostui vähitellen elektroniikan keskeinen sovellusalue.

Elektroniikka vetosi voimakkaasti ihmismieleen, onhan todella kiehtovaa tuottaa ja käsitellä informaation eri muotoja. Elektroniikka oli alusta alkaen pioneeritoimintaa. Innokkaat insinöörit ja amatöörit keksivät ja rakentelivat loputtomasti erilaisia laitteita ja kokeilivat niiden ominaisuuksia ja mahdollisuuksia. Jokainen elektroniikan harrastaja tietää, että kun rakennellaan vahvistimia, ne alkavat lähes itsestään värähdellä. Myös oma ensimmäinen vahvistinprojektini tuotti ikävästi vinkuvan värähtelijän, ja vain suurella vaivalla sain tuon taipumuksen kesytettyä.1900-luvun alusta alkaen vahvistimia rakentelevat kokeilijat saivat aikaan suorastan luonnonlain omaisesti värähtelijöitä eli oskillaattoreita. Joko vahingossa tai tahallaan, sillä oskillaattori on tärkeä ja suorastaan välttämätön monessa elektroniikan sovelluksessa, vaikkapa radiossa. Ensimmäiset pioneerit saattoivat saada nimensä ikuistetuksi tietynlaisen oskillaattorityypin keksijöinä. He olivat fyysikkoja, insinöörejä ja harrastajia. Pienellä vaivalla löysin helposti seuraavan nimiset oskillaattorin keksijät: Wien, Colpitts, Pierce, Hartley, Miller, Franklin, Butler, Clapp, Gunn, Meissner, Meachman, Lampkin, Vackář, Armstrong, Gouriet, Tesla. Luettelo on tuskin täydellinen.

Pioneeriajan elektroniikka oli olennaisesti kokeellista toimintaa. Kokeilijat eivät soveltaneet käytäntöön teorioita, vaan he pikemminkin loivat niitä. Insinööritieteenä elektroniikka eteni käytäntö ja kokeet edellä. Kuten edellä todettiin, äänisignaalin vahvistimesta syntyy helposti värähtelijä. Tästä onkin vain pieni harppaus elektronisten soittimien keksimiseen. Tällaisista soittimista eräs vanhimmista ja ehdottomasti legendaarisin syntyi vuonna 1919 Venäjällä, sen kehitti Leo Theremin. Hänestä ja häne soittimistaan olen kirjoittanutkin. Thereminin innoittamana amerikkalainen fyysikko Robert Moog alkoi kehitellä ja myydä sähköisiä syntetisaattoreita. On syytä mainita myös suomalainen keksijä Erkki Kurenniemi, hänen kehittämänsä digitaalinen Dimi-syntetisaattori ei kuitenkaan menestynyt kaupallisesti.

Elektroniikka oli hedelmällinen alue, missä modernin teknologia ja taide alkoivat lähentyä toisiaan, ja se tapahtui erityisesti musiikin ja elektronisten soittimien muodossa. Dimi-syntetisaattorin kehittäjä Erkki Kurenniemi toimi laajasti monilla taiteen aloilla ja yhdisti luovasti taidetta ja teknologiaa. Hänen aikanaan, 1960-1990 luvuilla Suomessa elettiin eräänlaista kokeellisen elektroniikan kulta-aikaa. Harrastetoiminta oli erittäin vilkasta, ja tuontiyritys Radio-Mikro hankki ennakkoluulottomasti uusimpia elektroniikan rakenneosia kaikkiala maailmasta. Olen laatinut sen toiminnasta kirjoituksen Hulluna elektroniikkaan. Jälkeenpäin on helppoa huomata, että tuolloin rakennettiin teknologista perustaa muun muassa Nokian ja Koneen tulevalle uskomattomalle menestykselle.

Voidaan myös edetä pidemmälle. Elektroniikkaan liittyy sen ihmeenomainen ja usein yllätyksiä tuottava toiminta. Vahva kokeellinen lähestymistapa näkyy sekä sen kehityshistoriassa että vahvassa harrastetoiminnassa. Suomessa on vuosia toiminut Kokeellisen elektroniikan seura – en tosin tiedä, toimiiko tuo yhteisö tällä hetkellä. Sen toiminta hyödyntää nostalgista kulutus- ja ammattielektroniikkaa ja niiden estetiikkaa. Näistä aineksista tuotetaan sekä installaatioita että kokeilemalla rakennettuja musiikkikoneita. Seuraavassa elektroniikan ja taiteen kohtaamisessa edetään vielä pidemmälle outojen elämysten suuntaan. Paranormaalin teknologian museo on edellä mainitun elektroniikkaseuran projekti. Se esittelee elektronisesti tuotettuja ja vahvistettuja paranormaaleja ilmiöitä, ja hyödyntää näin yli sadan vuoden ikäistä spiritismin ja henkisyyden nostalgista perinnettä. Moderni ja nostalginen vanhempi teknologia vahvistavat paranormaaleihin ilmiöihin liittyviä mielikuvia, ja koska elektroniikka samalla edustaa tiedettä ja edistystä, mielikuva tällaisesta museosta on vahvasti ironinen.

Vielä pidemmälle taiteen suuntaan etenee kuvataiteilija Alvar Gullichsenin kehittämä Bonk Business- konsepti. Bonk on kuvitteellinen yritys, jonka tuottamat koneet on defunktionalisoitu kokonaan, niissä ei voi tunnistaa mitään tuttujen koneiden hyötyfunktioita. Niinpä jäljelle jää vahvistettuna koneiden nostalgisoitu teollinen muotokieli, sekä niiden paranormaalit ja henkisyyttä vahvistavat toiminnat.

Kertomus kokeellisen elektroniikan ulottuvuuksista ja taidekytkennöistä liittyy omaan nuoruuteeni. Aloitin elektroniikkaharrastuksen jo koululaisena. Siihen kuului radioiden rakentelua ja kokeilua rakennussarjojen kytkennöillä. Puhdas taideprojekti oli sähköllä toimiva kineettinen veistos, uhkaavasti itseään ravisteleva kone, jonka taisin viedä kouluunkin. Kokeilin myös elektronisilla soittimilla ja äänenmuokkauksella, koneet kuulostivat kuitenkin niin karmeilta, etten jatkanut niiden kehittelyä. Opiskelin sitten lisää elektroniikkaa Teknillisessä korkeakoulussa. Kirjoitin harjoitustyönä tietokoneohjelman, joka tuotti automaattisesi moderneja dadaistisia runoja. Menestynein projektini oli suunnittelemani ortoperspekta- stereovahvistin. Se palveli minua uskollisesti yli 30 vuotta. 

 


Colpitts-oskillaattori, 1918.


 

 

perjantai 8. huhtikuuta 2022

Kuinka tietokirjat rakensivat suomi-kuvaa ja sivistynyttä kansakuntaa

Mistä on aikanaan syntynyt ajatus Suomesta? Ehkä sen takana on kylmiä tosiasioita. Jossain kaukana kylmässä pohjoisessa on kaukainen tarunhohtoinen paikka, Ultima Thule. Se tunnettiin jo antiikissa, noin 300 eaa. Väitettiin, että tuolla kaukaisen pohjolan alueella asuisi ihmisiä. Ilmeisesti siellä oli jopa käyty, sillä tarun mukaan siellä paistaa aurinko vuorokaudet ympäri. Samasta syystä tarinaan ei oikein uskottu. Thule oli vain kiehtova legenda, mutta hyvin epätodennäköinen.

Legenda Thulesta oli kuitenkin sitkeä. Thule paikallistui pohjoisen Britannian saariin, Islantiin ja Norjaan. Se antoi oman sävytyksensä myös käsitykseen Suomesta, joka sai nimen Fennia tai Fennica, nimi esiintyy roomalaisella historioitsijalla Tacituksella ( 55–120). Kirjallisiin lähteisiin Fennia alkoi ilmaantua säännöllisesti 1100-luvulla. Olaus Magnus kirjoitti suomalaisista vuonna 1555 ilmestyneessä teoksessaan Pohjoisten kansojen historia. Teoksen viehättävissä kuvissa näemme suomalaisia askareissaan, metsästämässä, kalastamassa ja hiihtämässä. Pääosin kuvasto on toki oman aikansa yleisesti käytettyä aineistoa, vaatetuskin on lähinnä eurooppalaisen tyylin mukaista. Fennia esitetään myös hänen runsaasti kuvitetuissa kartoissaan, suunnilleen oikealle paikalle sijoitettuna mutta vahvasti mielikuvituksen voimin täydennettynä.

Käsitys suomalaisista on muovautunut jo Tacituksen aikanaan laatiman kuvauksen mukaiseksi. Villiä ja viheliäisen köyhää ja huonosti puettua kansaa, joka ”asuu risumajoissa”. Näin kuvattiin tuota kaukaisessa pohjolassa asuvaa umpimielistä ja itsepäistä kansaa, joka jurottaa itsekseen puhuen keskenään käsittämätöntä kieltä.

Suuri etappi Suomea käsittelevässä tietokirjallisuudessa on Johannes Messeniuksen kirjoittama kuvitettu pohjolan historia Scondia illustrata. Messenius oli sekaantunut katolisten ja protestanttien väliseen vehkeilyyn, ja hän kirjoitti teoksen vuosina 1616–1636 ollessaan vangittuna Kajaanin linnassa. Kirja ilmestyi painettuna Tukholmassa vasta 1700- luvun alussa. Teos on pitkälle mielikuvituksen tuotetta, historioitsijoiden yleisen tavan mukaan hän yritti rakentaa maalleen eli Ruotsille arvokasta menneisyyttä, ja liitti sen raamatun henkilöihin ja kertomuksiin. 15-osaisen kirjan kymmenes osa käsittelee Suomea, sen alkuperäiset lähteet ovat kadonneet. Messeniuksen muotokuva vuodelta 1611 on vanhin tunnettu suomalainen öljyvärimaalaus, se on nähtävissä Oulun tuomiokirkossa.

Suomalaiset oppineet alkoivat vähitellen kiinnostua yleisestä suomi-kuvasta. Daniel Jusleniusta (1676 – 1752) pidetään ensimmäisenä fennofiilinä. Hänen suomalaisuutta ylistävät väitöskirjansa perustuivat kuitenkin vielä tunnepohjaisiin kuvitelmiin. Suomen historian isänä pidetty Henrik Gabriel Porthan (1739 – 1804) tarkasteli kriittisesti Suomea käsitteleviä kirjallisia lähteitä. Tulos oli varsin laiha, ja johtopäätös oli asiallisen tyly: maamme ei ollut vielä kelvollinen toimivaksi yhteiskunnaksi. Tarvittiin kansan sivistystason kohottamista ja elinkeinojen kehittämistä. Porthan piti maamme lukemattomia järviä haitallisena, ja ehdotti niiden kuivattamista.

1800- luvulla alkoi Suomessa pitkä ja intensiivinen henkisen ja aineellisen kehityksen kausi. Vaikka tuohon kauteen sisältyi nälkävuosien suuri katastrofi, sadassa vuodessa Suomen väkiluku kaksinkertaistui. Aikakauden suuria aatteita olivat nouseva kansallisuusaate, suomenkielen asemaa ajava fennomaaninen liike, valtiojärjestystä uudistava demokratialiike, raittiusliike, naisliike ja työväenliike. Kaiken pohjana oli kuitenkin kansansivistyksen ajatus – sen siemenet oli kylvetty jo edellisinä vuosisatoina. Koululaitosta piti kehittää ja ennen kaikkea kansalle piti saada hyödyllistä luettavaa.

1700- luvulla maailman merkittävimpiä sivistyshankkeita olivat ensyklopediat eli tietosanakirjat. Edistyksen ihanteiden mukaan vapaa ihminen tarvitsee laajan yleissivistyksen voidakseen toimia hyödyllisenä yhteiskunnan jäsenenä. Hankkeista kuuluisin ja merkittävin oli Denis Diderot’n ja Jean le Rond d’Alembert´n toimittama mittava Encyclopédie, ou dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers. Kirjan arvellaan vaikuttaneen jopa Ranskan suuren vallankumouksen syttymiseen. Ensimmäinen suomenkielinen tietosanakirja oli Agathon Meurmanin Sanakirja yleiseen siwistykseen kuuluwia tietoja varten (1883-1890). Se sisälsi 945 sivua ja noin 12 000 hakusanaa. Suuri kansallinen hanke oli 1909-1919 ilmestynyt Tietosanakirja. Sen julkaisuyhtiön takana olivat osakeyhtiöt Otava ja Werner Söderström. Tuota teosta varten suomen kieliopin isä Emil Nestor Setälä keksi sanan "tietosanakirja". Kirjassa oli 66 000 hakusanaa, ja sarjaa myytiin hämmästyttävät 16 000 kpl, mikä oli yllätys myös kustantajalle.

1800- luvun lopulla ilmestyi myös kirjoja, joissa oli tietosanakirjan tapaisten hakusanojen mukaan ryhmiteltyjä pidempiä artikkeleita. Tällainen oli Zacharias Topeliuksen kirjoittama lukukirja Boken om Vårt Land (1875) ja sen suomennos Maamme kirja (1876). Se kuvailee Suomea, sen maakuntia, luontoa, kansaa ja historiaa. Alempien luokkien lukukirjaksi laadittua teosta luettiin kouluissa vuosikymmeniä. Kirjan menestys löi kaikki ennätykset, sitä myytiin vuoteen 1907 mennessä uskomattomat 240 000 kappaletta.

Hieman saman kaltainen teos oli kuusiosainen tietokirjasarja Oma maa. Tietokirja Suomen kodeille (1906), jonka toimitti E.G. Palmen. Kirjassa osa artikkeleista oli ryhmitelty kalenterin mukaan, eli siinä on kuhunkin päivään liittyviä tapahtumia ja henkilöitä. Sarjasta julkaistiin samalla periaatteella kokonaan uudistettu laitos vuonna 1958.

Kirjoja siis janottiin ja niitä luettiin. Vaimoni isoäiti Lempi Katariina Korhonen, työväenluokkainen tyttö, pohti päiväkirjassaan, mitähän tekisi, jos saisi oikein paljon rahaa. Hän ostaisi kirjoja, paljon kirjoja! Ja hän haaveili myös paremmasta ”laudakosta” eli kirjahyllystä. Joulukuussa 1918 hän saikin ihmeellisen syntymäpäivälahjan: Oma maa- kirjasarjan! (Piirrä piirtojasi, elon armas käsi, 2021).

Jos kokonainen kirjasarja tuntui liian kalliilta, oli mahdollista hankkia tiiviimpää tietoa tarjoava yksiosainen tietosanakirja. Yrjö Karilaksen Pikkujättiläinen: tietokirja nuorisolle, muistikirja aikuisille ja ohjekirja itseopiskelijoille alkoi ilmestyä vuonna 1924, sen ensimmäisessä painoksessa oli 952 sivua. Vuoden 1964 laitoksessa, joka oli 19. painos, oli 1449 sivua, ja kirjan yhteenlaskettu myynti oli 300 000 kappaletta. Vuonna 1984 julkaistiin vielä nostalginen Uusi pikkujättiläinen, josta otettiin vuoteen 1991 mennessä kymmenen painosta.

1800- luvun lopun ja 1900-luvun alun tietokirjat eivät kerro vain historiasta, viljelytekniikasta, luonnonoloista ja kulttuurin merkkihenkilöistä. Suomi oli nopeasti modernisoituva, teknistyvä ja teollistuva maa. Oli tarve kertoa ihmisille yleistajuisesti myös tieteestä, tekniikasta ja teollisuudesta, ja tällaisia kirjoja julkaistiin, usein ulkomaisten esikuvien mukaan. Hienoin esimerkki on kolmiosainen Keksintöjen kirja (1907, 1908). Sen toimitti Vihtori Peltonen alias kirjailija Johannes Linnankoski ”suomalaisten ja ulkomaisten asiantuntijoiden avulla”. Kirja on runsaasti kuvitettu, ja siinä on yhteensä 1700 sivua. Syvemmälle tieteen suuntaan kurotti saksalaisen professori Leo Graetzin käännetty ja Suomen oloihin mukailtu suurteos Sähkö ja sen käyttö (1922). Runsaasti kuvitettu kirja kuvaa kansantajuisesti sekä fysiikkaa että sen teknisiä sovelluksia aina sähkövoimaan, radioon ja radioaktiivisuuteen asti.

Erittäin tärkeä ja innostava kirja oli Ilmari Jäämaan vuonna 1919 julkaisema Nuorten kokeilijain ja keksijäin kirja. Ilmari Jäämaa toimi johtotehtävissä sekä Nuoren Voiman Liitossa että kustannusyhtiö WSOY:ssä. Kirjassa kuvattiin lähes kaikkea sitä jännittävää ja mielenkiintoista, mikä tuohon aikaan saattoi nuoria insinöörin taimia kiinnostaa, ja siinä annettiin ohjeita erilaisten laitteiden rakenteluun. Kirja kattoi muun muassa valokuvauksen, elokuvan, sähkökoneet, puhelimen ja radion. Kirjasta otettiin yhteensä 13 lisättyä painosta, viimeinen vuonna 1958.

Nämä varhaiset tietokirjat rakensivat realistista ja modernia kuvaa maailmasta ja Suomesta. Maamme kirjassa historiankuva on toki romanttinen ja sankarillinen, mutta epätieteelliset viittaukset muinaisiin kulttuurikansoihin on jo hylätty. Emme ole ateenalaisia, emmekä myöskään ole ”valittua kansaa”. Tällaiset maininnat elävät enää vanhoissa lauluissa, virsikirjoissa ja hartauskirjoissa.  

Maamme kirjan kirjoittamisen aikaan tieteellinen maailmankuva oli vielä jäsentymässä, mikä johti virheellisiin käsityksiin ja toimiin. "Hyödyn aikakauden" ruotsalaiset teoriat ja opit eivät oikein toimineet käytännössä. Hallaa ei voi torjua soita ja kosteikkoja kuivaamalla. Ne toimivat lämpövarastoina, joten tällainen toiminta vain pahentaa pakkasvahinkoja. Myös järvien kuivatus pääsi vauhtiin: jos matalammalla korkeudella on toinen vesistö, järvi voidaan kuivata kaivamalla kanava. Se oli kuitenkin hyödytöntä, kuivatut järvet osoittautuvat maanviljelyyn kelpaamattomiksi. Kävipä kerran myös niin, että järvestä purkautuvat vesimassat veivät mennessään kokonaisen kylän.

 

Johannes Messenius

 

keskiviikko 6. huhtikuuta 2022

Mitä olet aina halunnut tietää genetiikasta mutta et ole uskaltanut kysyä

Minua on aina kiinnostanut biologia. Lukiossa en voinut opiskella biologiaa, koska jonkun käsittämättömän säännön takia biologia ja psykologia olivat vaihtoehtoja. Otin psykologian, koska en oikeastaan tiennyt siitä mitään. Se olikin hyvä valinta. Sitä paitsi silloin, 1960-luvun lopulla ei biologiassa näyttänyt tapahtuvan mitään kovin jännittävää. Paitsi esiteltiin munkki Mendelin pupu- ja herneristeytyksiä, jotka tuntuivat hiukan tylsiltä eikä niitä osattu kunnolla selittää.

Sitten alkoi molekyyligenetiikan kausi. DNA:n rakenne oli jo kuvattu, ja sen toimintaa alettiin selvittää. Se alkoi kiinnostaa yhä enemmän, koska olihan kyseessä todella suuri asia, koko elämän salaisuus alkoi ratketa. Ehkä se osattaisiin tutkia läpikotaisin ja selittää eksaktin tieteen tarkkuudella. En koskaan saanut aikaiseksi, että olisin perehtynyt asiaan kunnolla, lukemalla tieteellisiä artikkeleita tai ryhtymällä opiskelemaan biologiaa yliopistossa. Oli niin paljon muutakin tekemistä. Tyydyin lukemaan tiedeuutisia ja suurelle yleisölle suunnattuja tietokirjoja. Kokemuksesta tiesin jo, että luonnontiede etenee fragmentaalisesti, pieni ja erikoistunut pala kerrallaan, ja eturivin tiedeartikkelien lukeminen on kovin tylsää ja työlästä. Kokonaiskuva hahmottuu vaivalloisesti, kun artikkeleissa viittaillaan jatkuvasti toisiin yhtä fragmentoituneisiin artikkeleihin (en kritisoi vaan totean että näin sen valitettavasti täytyy mennä). Tätä kesti vuosikymmeniä, ja samalla genetiikka eteni, niin kuin sanotaan, jättiharppauksin. Jälkiviisautena voi sanoa, että minun ei tarvinnut onneksi vaivautua paneutumaan vääriksi osoittautuneisiin teorioihin.

Kun genetiikkaa seuraa pitkän ajan kuluessa populaaritieteellisen aineiston kautta, tietoihin jää kummallisia aukkoja ja ristiriitoja. Ainakin itse löysin päästäni sellaisia, ja sain niitä paikattuakin. Siinä oli suurena apuna genetiikkaa varsin laajasti esittelevä Adam Rutherfordin (ei sukua kuuluisalle fyysikolle) kirja Lyhyt historia meistä kaikista (Bazar 2019). Katsotaan tarkemmin niitä aukkoja.

Aloitetaan tutusta. Parhaiten meidät on perehdytetty DNA- molekyyliin, joka on ihmisen ja muidenkin elollisten olentojen perimän kantaja. DNA- niminen aine eristettiin kalanmädistä vuonna 1869. Vähitellen alettiin epäillä, että se olisi perimää sisältävää ainetta. Näin osoittautui olevan, kun Rosalind Franklin, James D. Watson ja Francis Crick selvittivät molekyylin rakenteen vuonna 1953. Tuo molekyyli on kuin pitkä, spiraaliksi kiertyvä tikapuu, jonka askelmina on niin sanottuja typpiemäksiä: yksinkertaisia molekyylejä nimeltään adeniini (A), guaniini (G), sytosiini (C) ja tymiini (T). Näiden emäksien järjestys on geneettinen koodi, se ohjaa DNA:n toimintaa elimistössä, ja muun muassa määrittelee, minkälainen eliö on kyseessä.

DNA-koodi on ikään kuin kirjainjono, ….ATGACGGGGAAAGCAGGGGAAGCGCTGAG … ja niin edelleen. Tässä on pieni pätkä ihmisen Chx10-geeniä, palataan geeneihin pian. Tuon emäsjärjestyksen selvittämistä eli geneettisen koodin lukemista sanotaan sekvensoinniksi. Se on aikanaan ollut suunnattoman vaikeaa, nykyään se alkaa sujua. DNA:n koodi eli genomi on siis tällainen kirjainjono. Ihmisen DNA:ssa tämän jonon pituus on noin kolme miljardia kirjainta. Aikanaan koodin koko oli paha haaste tietokoneille, nykyään genomi mahtuu helposti muistitikulle. Genetiikka onkin pitkälle erilaisten koodien kanssa puuhailua, ja tietokoneet ovat siinä täysin korvaamaton apuväline.

On pakko kertoa havainnollinen kevennys. Noin vuonna 1977 sain työpaikallani käyttöön elämäni ensimmäisen siirrettävän kovalevyn. Se oli noin telamiinan kokoinen, siviilikielellä noin neljän sentin paksuinen ja LP-levyn kokoinen kiekko. Ihmisen genomin tallentamiseen olisi tarvittu noin tuhat tällaista kiekkoa. Niiden säilytykseen olisi tarvittu pieni huone.

Jo koulussa minulle oli kerrottu, että ihmisen perimä on kromosomeissa. Mitä ihmettä ne sitten ovat? Asialla on historiallinen tausta: kun solunäytettä värjätään tietyllä tavalla, solun tuman sisällä näkyy mikroskoopilla pieniä värjäytyneitä jyväsiä. Siitä nimi: värjäytyneet kappaleet. Varsin myöhään  ymmärrettiin, että ne ovat tiukoiksi sykeröiksi kietoutunutta DNA- molekyyliä. Ihmisen DNA-molekyyli olisi suoraksi vedettynä kahden metrin pituinen. Tällä tavoin kelattuna se mahtuu tuman sisälle. DNA ei ole koko aikaa kromosomimuodossa, se kelautuu kromosomeiksi tietyssä solun elinkaaren vaiheissa.

Ihmisen kromosomit muistuttavat muodoltaan märkiä narulla kuivumassa olevia sukkia, monet ovat X-kirjaimen tapaisia. Ihmisellä niitä on 22 paria, joista toinen tulee äidiltä ja toinen isältä. Kummassakin on jokseenkin sama perimäaines, joka toimii kokonaisuutena. Lisäksi on sukupuolen määräävä kromosomipari, nimeltään XX (nainen) ja XY (mies).  Muun muassa kromosomeja ja erilaisia niiden poikkeamia ja poikkeamien vaikutuksia tutkimalla genomin toiminta on alkanut valjeta. Perimämme tulee siis vanhemmiltamme, ja tarvitsemme kummankin vanhemman puolelta tulevat perimän osat. Joskus puhutaan väistyvästä perimästä (kumpikin vanhempi tarvitaan) ja vallitsevasta, eli yksi perimän osa riittää tuottamaan vaikutuksen. Sanan vaikutus asemasta voisi sana piirre, ominaisuus tai sairaus, mutta asia on oikeastaan aika monimutkainen. Tällainen tieto perimästä on tullut historiallista reittiä, koska kromosomitutkimusta on tehty pitkään. Tietoa saatiin jo munkki Mendelin kokeista.  Kun DNA:n rakenne alkoi tarkentua,  ymmärrettiin, että tietyt DNAn osat ovat aina tietyissä kromosomeissa.

Eräs kiinnostava yksityiskohta on Y-sukupuolikromosomi. Se  tulee aina isältä. Siksi sen sisältämä perimä tulee miespuolista sukulinjaa pitkin. Se on kiinnostava tutkimuskohde. Tosin Y-kromosomi sisältää melko vähän perimää. Taas yksi aukko jota en tiennyt. On myös naispuolinen sukulinja. Nimittäin soluissa on mitokondrioiksi sanottuja jyväsiä, jotka tuottavat solun tarvitseman energian. Mitokondrioissa on myös pieni pätkä DNA:ta, ja se tulee äidin puolelta. Mitokondrio-DNA:n avulla voi siis tutkia naisen sukulinjaa. Tämäkin DNA-pätkä on aika lyhyt. Ja toinen mitokondrion mentävä aukko on tässä. Oppikirjojen kuvissa solun sisään on piirretty yleensä muutama mitokondrio-jyvänen. Montako niitä on solussa? Vastaus: paljon, muutama miljoona per solu. Mitokondrioita on siis ”helposti” saatavissa tutkijoiden tarpeisiin.

Geeni on eniten julkista keskustelua tuottava aihe. Mitä se oikein on. Aloitetaan teoriasta. Geeni on sellainen pätkä DNA:ta, johon liittyy joku toiminta - tai voisi liittyä. Usein geeni ”koodaa” jotain proteiinia – mutta ei aina, geenit myös säätelevät tosten geenien toimintaa. Parhaiten tunnettu geenin toiminta solussa saa solun tuottamaan geenin koodaamaa proteiinia. Ja proteiinit ovat mutkikkaita molekyylejä, joista kaikki elollinen koostuu. Entä kuinka suuria koodinpätkiä nuo geenit sitten ovat? Vastaus: useimmat ovat vajaat tuhat kirjainta pitkiä. Entä kuinka monta geeniä ihmisen genomissa on? Vastaus selvisi varsin myöhään, ja se kuuluu: niitä on noin 20 000. Pikainen kertolasku kertoo, että suurin osa DNA-koodia ei olekaan geenejä. Mitä ihmettä! Karkea johtopäätös on, että se on hyödytöntä. Aiemmin on puhuttu jopa roska-DNAsta. Asia ei ole näin. On vain niin, että kaikkea, mitä on genomissa, ei ymmärretä. Se ei oikeuta kieltämään sen merkitystä. Osa on historiallista, osa on jostain syystä toimimatonta, ja osa on jotain muuta. En käsittele tätä enempää, se on mutkikasta.

Kun geenien lukumäärä selvisi 2000-luvun alkuvuosina, se aiheutti tieteellisen skandaalin ja sensaation. Määrää pidettiin aivan liian pienenä, onhan esimerkiksi useimmilla kasveilla kymmeniä kertoja enemmän geenejä. Koko genetiikan arvoa tieteenä epäiltiin. Ihmettelyn takana on kuitenkin yleinen genetiikkaan liittyvä väärinkäsitys. Eräiden periytyvien tautien syynä havaittiin olevan geenivirhe. Ajateltiin: yksi geeni, yksi sairaus. Edelleen ajateltiin, että kukin geeni koodaa tiettyä ominaisuutta, kuten hiusten ja silmien väriä. Tuntui kuitenkin oudolta, että ihminen voitaisiin määritellä vain noin 20 000 ominaisuuden kokoelmana. Eikö geenejä pitäisikin olla paljon enemmän?

Ajattelussa on ratkaiseva virhe. ”Ominaisuus” ei välttämättä tarkoita yhtään mitään, se on melko mielivaltaisesti valittu sana, jota olemme halunneet käyttää asiasta, jonka koemme tärkeäksi. Esimerkiksi ihmisen silmien väri on useimpien meistä mielestä "ominaisuus", ja sen katsotaan olevan periytyvä. Niin se usein näyttää olevan. Tosiasiassa silmien värin tai vaikka hiusten värin ilmaantuvuuteen vaikuttaa useita geenejä. Ehkä tästä johtuen on monissa maissa syntynyt uskomus, että romanit varastavat vaaleatukkaisia sinisilmäisiä lapsia. Eräs tällainen tapaus johti huostaanottoon, mutta geneettinen tutkimus todella osoitti, että lapsi oli niiden vanhempien lapsi, jotka häntä luonaan pitivät. Mustatukkaiset vanhemmat voivat siis saada vaaleahiuksisen lapsen. Se voi olla harvinaista, mutta mahdollista. Monien niin sanottujen ”ominaisuuksien” periytyminen on mutkikasta. On etsitty älykkyysgeeniä, mutta ongelmana on ymmärtää ylipäätään, mitä älykkyys on. Julkisuudessa on saaneet paljon huomiota myös ”rikollisgeenit”. Vankilassa olevat väkivaltarikolliset ovat todella geneettisesti hieman erilaisia kun vertailuväestö. Se ei kuitenkaan tee tietynlaisen geneettisen profiilin omistajasta rikollista.

Genetiikkaan liittyy myös toinen yleinen käsitys, joka on vanhaa perua ja kaipaa päivitystä. On ajateltu, että genomi on eräänlainen ihmisen rakennepiirustus, joka kuvaa tarkasti kaikki osat ja niiden toiminnan. Genomi on kuitenkin enemmän, se on tietokonekielellä ilmaisten sekä ohjelma (tai kone) että dataa. Genomi ohjaa ihmisen kehitystä hedelmöityneestä solusta aikuiseksi asti, ja huomattava osa toimintaa on kytkeä päälle tai päältä pois erilaisia toimintoja, jotka asiallisesti ottaen ovat toisia geenejä. Ja geenit jatkavat toimintaansa myös koko elämän ajan.

Käytännössä genetiikka on pitkälle mutkikasta tilastomatematiikkaa. Totean sen vain tässä, mutta en lähde avaamaan enempää – koska en oikeasti ole oikea asiantuntija. Sen verran voin sanoa, että genetiikkaan vetoaminen ja sen avulla perustelu pitäisi tehdä äärimmäisen varovasti ja tieteellisiin faktoihin ja asiantuntemukseen nojautuen. En ole kertonut tässä tarkempaa geenin määritelmää. Se ei ollenkaan selvä asia, ja siitä keskustellaan edelleen. Matematiikan osuus tulee hyvin esille paleogenetiikassa. DNA:n eristäminen muinaisihmisistä kuten Neanderthalin ihmisestä ei ole lainkaan pikkujuttu. Jos sitä ylipäätään löytyy, se on murentunut pikku palasiksi, ja 90% siitä saattaa olla täysin väärää perimää eli lähtöisin bakteereista ja pieneliöistä. Siksi sen koostaminen ihmisen DNA:ksi on työläs tilastollinen prosessi. Toisaalta genetiikka näkee hämmästyttävällä tavalla myös menneisyyteen. Voimme päätellä sen avulla jopa muinaisia tapahtumia.

Voisin sanoa pari sanaa tuosta Rutherfordin kirjasta, vaikka tämä ei olekaan mikään kirja-arvostelu. Ensin kritiikkiä, joka ei kohdistu niinkään kirjoittajaan vaan käännökseen. Kirjassa on useita virheitä ja jopa merkityksettömiä lauseita. Löytyy myös turhan paljon lauseita, joiden merkitys tuntuu olevan hiukan hukassa tai jopa väärin päin. Muutama outo lause saattaa olla yritys huumoriksi, ulkomainen kritiikki sanoo kirjaa hauskaksi. Kirja on ehkä ajettu ensin google-kääntäjän läpi ja sitten siistitty. Tällainen teksti on tunnistettavaa, sitä tulee jatkuvasti vastaan erilaisissa käyttöohjeissa tai vaikka nettikauppojen sivuilla. En paheksu käännösohjelman käyttöä sen enempää kuin sanakirjan. Mutta kääntäjän täytyy olla viime kädessä itse vastuussa tekstistään, ja tiedekirjan kääntäminen on vaikea laji. Mukana kirjassa on sanasto, joka on turhan suppea.

Kirjailija on sisällyttänyt tekstiinsä paljon asiaa, jopa turhankin paljon. Ja hän säilyttää henkilökohtaisen ja tuttavallisen kirjoitustavan, mikä on hyvä asia. Kirjoittaja erittelee ansiokkaasti myös genetiikan synkkää kääntöpuolta ja väärinkäytöksiä. Genetiikan liepeillä on alusta lähtien ollut eugeniikka eli rodunjalostus. Sen takana on Darwinin serkku Francis Galton, hän jopa keksi sanan eugeniikka ja edisti sitä innolla. Galton oli etevä tiedemies, joka ansioitui monella alalla. Eugeniikka osoittautui kuitenkin virheeksi, se perustui vääriin yleistyksiin ja selviin virheisiin, ja lopulta johti törkeisiin ihmisarvon loukkauksiin ja jopa kansanmurhiin. Kirjoittaja käsittelee genetiikkaa perinpohjaisesti ja vankalla tietopohjalla, onhan hän ammatissaan toimiva geenitutkija. Hän on yhtä perinpohjainen sen ongelmia ja väärinkäyttöä kohtaan. Esimerkiksi käsitteelle ”rotu” ei löydy järjellistä vastinetta todellisuudesta. Kirjoittajan äiti on intialainen, ilmeisesti se on herkistänyt rasismille.

Kirja on perinpohjainen, antaa paljon tietoa, ja tuottaa ymmärrystä. Vaikka kirja ei ole aivan kevyt lukea, vahva lukusuositus. Ja suositus ostaa se omaksi, sillä sitä ei omaksu yhdellä istumalla ja se käy hakuteoksena.

tiistai 5. huhtikuuta 2022

Miten diktaattoreita koulutetaan

 Hyvä ja paha hallinto ovat puhuttaneet ihmiskunttaa ikiajoista. Ainakin historiallisella ajalla, siis aikoina joina ihmiskunnalla on ollut käytössään kirjoitustaito, oppineet ja filosofit ovat pohtineet hyvää ja huonoa hallintoa, tyranniaa ja sodankäyntiä. Tällaiset pohdinnat ovat suurten kulttuurikansojen harrastuksia, Kiinan, Intian, Persian, Mesopotamian, Egyptin ja Kreikan. Suurella kulttuurikansalla en välttämättä tarkoita mitään erityisen positiivista, vaan yksinkertaisesti sitä, että nuo kansat ovat väkirikkaita, ja siten ne rakentavat suuria kaupunkeja ja valtakuntia, mutta myös saavat aikaan suuria määriä tuhoa, hävitystä ja kärsimystä. 

Pienet kansat ja heimot eivät välttämättä ole tässä suhteessa sen mukavampia, ovatpa vain kvantitatiivisesti harmittomampia. Muutamia vuosikymmeniä sitten kulttuuriantropologit ihastelivat Uuden Guinean heimojen rauhallista ja harmonista elämää. Sitten eräs antropologi älysi kysyä, miksi siellä näyttää olevan niin vähän miehiä? Vastattiin, että kas kun he ovat kuolleet tappeluissa ja kahakoissa. Hillitäkseen tuota helposti leimahtelevaa perinnettä nämä heimot olivat kehittäneet äärimmäisen kohteliaan ja sovitteleva tapakulttuurin. Sitäpä kelpasi antropologienkin ihastella.

Pidämme kirjoitustaitoa siunauksena, ja sitä se tietysti onkin. Emme oikein osaa edes kuvitella kulttuuria joka ei olisi kirjoitustaitoinen. Mutta asioilla on aina kääntöpuolensa ja kääntöpuolen kääntöpuolensa. Kirjoituksia on nimittäin laadittu ennen kaikkea vallan pönkittämiseksi. Papisto tai heidän edeltäjänsä, tietäjät ja shamaanit alkoivat sementoida valtaansa kehittelemällä pyhiä kirjoituksia joiden vaalijoiksi he nimittivät itsensä. Mahtiheimot laativat kirjoituksia suuresta ja mahtavasta menneisyydestään. Ja hallitsijat palkkasivat kirjureita kirjoittamaan kronikoita, joissa ylistettiin heidän erinomaisuuttaan ja urotekojaan. Näemme tässä yleisen kuvion. Valta perustelee oikeutustaan vetoamalla menneisyyden tapahtumiin ja olosuhteisiin. Tunnistamme tämän tavan jatkuvan myös nykyaikana. Ja sitten se kääntöpuolen kääntöpuoli. Käsityksemme menneisyydestä on pitkälle sepitettä – mutta ilman sitä emme tietäisi menneestä senkään vertaa.

Ylenpalttinen muinaisten sankarien ja heidän sotaretkiensä ihailu ei tunnu terveeltä – etenkin kun nuo sankarit eivät niin sanotusti juurikaan kestä päivänvaloa. Kovin monet ihailun kohteet ovatkin tyranneja, roistoja ja kusipäitä, jotka täysin ansaitsevat alatyylisen luonnehdinnan. Esimerkiksi vielä muutama vuosikymmen sitten oppikirjat nostivat jalustalle Aleksanteri ”Suuren”. Oikean historiallinen henkilön joka on turvallisen kaukana menneisyydessä. Aleksanteri syntyi vuonna 365 eaa. Makedoniassa, ja kerrotaan, että eräs hänen opettajansa oli kuuluisa filosofi Aristoteles. Aleksanteri haaveili jo lapsena maailman valloittamisesta. Mikäpä oli haaveillessa, koska hänen isänsä oli kuningas, ja isän kuoltua hän saattoikin alkaa toteuttaa haavettaan. Yleisen käsityksen mukaan, jota historiankirjoitus meillekin syöttää, hallitsijan tehtävä on käydä sotia. Hän hyökkäsi Persian suuntaan, ja kulemma sai hallintaansa tavattoman suuria alueita. Mitä valloittaminen ja hallinta käytännössä tarkoittivat, emme oikein tiedä. Joka tapauksessa Aleksanterin väitetään perustaneen joukon kaupunkeja kuten vaikkapa Aleksandrian. 

Siinäpä oli miehellä puuhaa, kun hän vielä varsin nuorena sotaretkensä lopuksi otti ja kuoli. No, jos hän olisi kuollut retkensä aluksi, olisi tuo retki varmaan ollut aika lailla hankalampi. Aleksanteria kuvaavat kertomukset, joita edelleen voimme eri lähteistä lukea kuvastavat lähinnä silmitöntä ihailua. Niiden lähde kai tulee suoraan sylttytehtaalta. Ehkä Aleksanteri oli kuitenkin olemassa, ja arvatenkin sai aikaan paljon sotkua. Siteeraten tällaisia sankarikertomuksia on kai yhtä kohtuullista todeta, että hän kuoli ankaran juopottelun jälkeen haimatulehdukseen. Ei se yhdestä kosteasta illasta kehity, pikemminkin se vihjaa että Aleksanteri oli päissään koko sotaretkensä ajan. Kun kivut iskivät, Aleksanteri lääkitsi itseään viinillä. Nykyisen lääketieteen valossa voi sanoa että huono lääke. Voimme valita miten paljon uskomme tämän kusipään sankarilliseen elämään tai surkeaan kuolemaan.

Klassinen koulutus pyrkii kasvattamaan valtiomiehiä tai muuten vain suurmiehiä. Suomessa aina 1950-luvulle asti, ja varmaan muissakin vanhan Euroopan maissa koulutukseen on kuulunut kuolleita kieliä, jotta oppilaat voisivat mahdollisimman autenttisesti lukea jumaloiduista antikin sankareista. Kuinka tuo historiankirjoitus ihaileekaan antiikin ajan persialaissotia ja peloponnesolaissotia ja niiden sankareita ja koko tuota maailmaa jossa arvokkainta on käydä sotia ja alistaa vieraita kansoja. Näillä opeilla kasvatettiin 1900-luvun kusipäät, tiedämme kyllä ketkä. Ja heidään jälkiään seuraavat. Tarvittiin vain pieni muunnos. Lisätään tarustoon kansalliset mausteet, korvataan epäluotettavat ja valehtelevat kreikkalaiset omalla uljaalla kansalla, ja laitetaan spartalaisten tai persialaisten tilalle inha viholliskansa.

Niin kuin Kurt Vonnegut totesi monissa kirjoissaan: ”näin se käy”. Ennen kuin kaikki meni päin helvettiä.