Elävät sähkölaitokset ovat tulossa. Geobakteerit kirnuavat sähkövirtaa ja puhdistavat saastunutta maata.


ja puhdistavat saastunutta maata.



Kuvittele, että olet lentokentällä. Naputtelet kannettavaasi kuumeisesti, kun ruutu yhtäkkiä pimenee. Voi ei! Akku! Mutta ei hätää. Otat tietokonelaukusta pienen pullon ja lorautat kannettavaasi etikkaa. Pienet mikrobit koneen sisällä saavat ruokaa, ja pääset jatkamaan naputtelua.

Etikalla toimiva tietokone ei välttämättä ole kovin kaukaista tulevaisuutta. Massachusettsin yliopistossa kehitetyt mikrobikennot - eräänlaiset bakteereilla  toimivat paristot - saavat käyttövoimansa etikasta ja sokerista, ja ne tuottavat jo riittävästi sähköä taskulaskimia ja kauko-ohjauksisia leikkiautoja varten.




Kultakin talteen


Geobakteereilla näyttää olevan Midaksen kosketus. Professori Derek Lovleyn ryhmä havaitsi hiljattain, että jouduttuaan kosketuksiin liukoisen kullan kanssa geobakteerit voivat muuttaa sen kiinteäksi. Kun tutkimus julkaistiin, myös kultakaivosyhtiöt liittyivät geobakteerijahtiin.

Liukoista kultaa esiintyy käytännössä kaikkialla meressä, mutta äärimmäisen pieniä määriä. Pieniä rikastumia voi kuitenkin syntyä valtameren pohjan kuumiin lähteisiin ja mustiin savuttajiin, joissa liukoinen kulta kohtaa sopivia bakteereja. Ne siirtävät kultamolekyyleihin pari elektronia lisää, jolloin metallista tulee kiinteää ja puhtaampaa.

Lovley uskoo, että osa sedimenttikivistä löytyvistä kultaesiintymistä on syntynyt tällä tavalla. Ne ovat muodostuneet miljardeja vuosia sitten valtamerten kuumissa lähteissä ja jääneet kiven sisään noustessaan merestä kuivalle maalle.



Mikä tahansa bakteeri ei kelpaa

Mikrobiologit ovat unelmoineet mikrobien tuottamasta sähköstä jo vähintään sata vuotta. Sähkö syntyisi periaatteessa samalla tavalla kuin tavallisessa paristossa: sysäämällä elektronit liikkeeseen. Kun bakteeri hajottaa ravintomolekyylin, se saa samalla muutaman ylimääräisen elektronin, jotka se luovuttaa ympäristöönsä. Jos bakteerit luovuttaisivat nämä elektronit suoraan elektrodiin, kuten pariston napaan, ihminen saisi sähköä käyttääkseen.

Monet kokeilut mikrobikennoilla eivät ole herättäneet suuria toiveita. Useimmat bakteerit nimittäin hengittävät happea ja luovuttavat elektroninsa happimolekyyleille. Kun elektronit ovat liittyneet happeen, ne eivät ole enää vapaita sähköntuotantoon. Tämän vuoksi tutkijat joutuvat lisäämään mikrobikennoihin välittäjäainetta, joka kerää ylimääräiset elektronit jo bakteerin sisästä ja kuljettaa ne erikseen elektrodiin. Menetelmä on hidas ja epäkäytännöllinen.


Geobakteeri siirtää elektroneja metalliin

Mikrobikennojen kehittämisessä alkoi kuitenkin nousu 1990-luvun alussa, kun Massachusettsin yliopiston professori Derek R. Lovley löysi Potomacjoen pohjamudasta uudenlaisia bakteereita. Nämä bakteerit, jotka saivat myöhemmin nimekseen Geobacter metallireducens, "hengittivät" metallia.

Geobakteerit tarjosivat oivallisen oikotien tehokkaampien mikrobikennojen kehittämiseen. Koska ne elivät hapettomassa pohjamudassa, ne eivät voineet siirtää elektroneja happeen vaan siirsivät ne suoraan rautaan. Laboratoriokokeissa ne kasvoivat tyytyväisinä Potomacjoen mudassa metallisten elektrodien päällä ja luovuttivat elektroninsa niihin.


Kiinnostaa armeijaa ja autoteollisuutta

Geobakteerien löytymisen jälkeen Lovleyn ryhmän ei ole tarvinnut hakea apurahoja. Hänen laboratorioonsa on virrannut miljoonia dollareita tutkimusrahaa niin Yhdysvaltain hallitukselta kuin Pentagonilta ja autoteollisuudelta.

Yhdysvaltain armeijaa kiinnostaa mikrobikennojen hyödyntäminen kaukaisissa kohteissa, joissa paristojen ja akkujen vaihto on hankalaa.

Autoteollisuus on luonnollisesti kiinnostunut auton akkujen korvaamisesta mikrobikennoilla.

Myös energiateollisuus on korvat höröllään, sillä mikrobit lupailevat käytännössä ehtymätöntä energianlähdettä. Pystyväthän ne käyttämään ravinnokseen mitä tahansa orgaanista jätettä, kuten merten pohjamutaa.

Mikrobikennot ovat myös erittäin tehokkaita. Kun perinteisessä puunpoltossa kyetään hyödyntämään vain noin 30 prosenttia puun sisältämästä energiasta, bakteerit muuntavat jopa 80-90 prosenttia etikan tai sokerin sisältämästä energiasta sähköksi.


Saasteet kuriin samoilla bakteereilla

Sähköntuotannon lisäksi geobakteereja on valjastettu menestyksellisesti saastuneiden maa-alueiden puhdistukseen. Niiden ensimmäisiä tehtäviä on ollut siivota valtava radioaktiivisen uraanin saastuttama jäteallas Coloradon osavaltiossa.

Geobakteerit puhdistavat saasteita muuttamalla niiden olomuotoa. Esimerkiksi Coloradon radioaktiivisessa jätteessä uraani esiintyy liukoisina ja tappavan myrkyllisinä yhdisteinä, jotka voivat saastuttaa vesistöjä ja päätyä juomaveteen. Geobakteerit muuntavat liukoisia yhdisteitä uraniniitiksi. Se on samaa liukenematonta kiveä kuin uraanikaivoksissa, eikä se enää leviä ympäristöön. Toisin sanoen veden sisältämä uraani vajoaa hitusina vesistön pohjalle, josta sen voi kerätä pois tai jonne sen voi jättää rauhaan.

Öljyn saastuttamia maa-alueita bakteerit puhdistavat toisella tavalla. Öljy on orgaanista jätettä, joten ne käyttävät sitä ravinnokseen.

Nyt tutkijat miettivät, miten öljyn syömisen sivutuotteena syntyvän elektronivirran voisi valjastaa sähköntuotantoon. Näin saastuneet maa-alueet tuottaisivat sähköä puhdistuessaan.

Verrattuna tavanomaisiin menetelmiin, joissa saastunut maa-aines kaivetaan ylös ja kuljetetaan pois, mikrobien käyttö on monin verroin yksinkertaisempaa. Maahan vain porataan reikiä ja lorotetaan niihin etikkaa. Kun geobakteerien määrä lisääntyy, alkaa vispilänkauppa elektronien kanssa.


Jani Kaaro on vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Kätevä sana on valunut moneen käyttöön.

Makea vesi kuuluu elämän perusedellytyksiin. Siksi tuntuu itsestään selvältä, että vesi-sana kuuluu suomen kielen vanhimpiin sanastokerroksiin.

Se ei kuitenkaan ole alun perin oma sana, vaan hyvin vanha laina indoeurooppalaisista kielistä, samaa juurta kuin saksan Wasser ja englannin water.

Suomensukuisissa kielissä on toinenkin vettä merkitsevä sana, jota edustaa esimerkiksi saamen čáhci, mutta sen vastine ei syystä tai toisesta ole säilynyt suomessa. Ehkäpä indoeurooppalainen tuontivesi on tuntunut muodikkaammalta ja käyttökelpoisemmalta.

Tarkemmin ajatellen vesi-sana on monimerkityksinen. Luonnon tavallisimman nesteen lisäksi se voi tarkoittaa muunkinlaisia nesteitä, kuten yhdyssanoissa hajuvesi, hiusvesi tai menovesi.

Vesiä voi erotella käsittelyn tai käyttötarkoituksen mukaan, vaikka Suomen oloissa juomavesi, kasteluvesi ja sammutusvesi ovatkin usein samaa tavaraa. Sade- ja sulamisvesistä tulee varsinkin asutuskeskuksissa viemäröitävää hulevettä. Murteissa hulevesi tarkoittaa tulvaa tai muuta väljää vettä, esimerkiksi sellaista, jota nousee sopivilla säillä jään päälle.

Luonnon osana vesi voi viitata erilaisiin vedenkokoumiin, etenkin järviin. Suomen peruskartasta löytyy satoja vesi-loppuisia paikannimiä, joista useimmat ovat vesistönnimiä, kuten Haukivesi, Hiidenvesi tai Puulavesi.

Useat vesien rannalla olevat asutuskeskukset ovat saaneet nimensä vesistön mukaan. Vesi-sana ei enää suoranaisesti viittaa veteen, kun puhutaan vaikkapa Petäjäveden kirkosta tai Ruoveden pappilasta.

Vesi-sanasta on aikojen kuluessa muodostettu valtava määrä johdoksia ja yhdyssanoja. Näistä suuri osa on vanhoja kansanomaisia murresanoja, kuten vetelä, vetinen, vetistää ja vettyä.

Vesikosta on muistona enää nimi, sillä tämä vesien äärellä ja vedessä viihtyvä näätäeläin on hävinnyt Suomesta 1900-luvun kuluessa. Myyttisiä veden asukkaita ovat olleet vetehinen ja vesu eli vesikyy, jotka mainitaan myös Kalevalassa.

Antiikista 1700-luvun loppupuolelle asti uskottiin veden olevan yksi maailman alkuaineista. Sitten selvisi, että se onkin vedyn ja hapen yhdiste. Oppitekoinen uudissana vety tuli suomen kielessä tarpeelliseksi kuitenkin vasta 1800-luvun puolimaissa, kun luonnontieteistä alettiin puhua ja kirjoittaa suomeksi.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehden numerossa 11/2018

Alzheimerin tautiin tarkoitettu lääke auttoi unien hallintaa.

Jos haluat hallita uniasi, se voi onnistua muistisairauden hoitoon tarkoitetulla lääkkeellä. Lääke virittää ihmisen näkemään niin sanottuja selkounia, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Selkounessa ihminen tiedostaa näkevänsä unta ja pystyy jopa vaikuttamaan siihen.

Joka toinen ihminen on mielestään nähnyt selkounen ainakin kerran elämässään. Joka neljäs näkee niitä kuukausittain, arvioi parin vuoden takainen tutkimuskatsaus.

Alzheimerlääke auttoi tuoreessa yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa koehenkilöitä selkouniin. Koehenkilöistä nuori nainen onnistui unessa rullaluistelemaan tavaratalossa, kun oli ensin suunnitellut sitä valveilla.

”Luistelimme ystäväni kanssa pitkin käytäviä. Oli niin hauskaa, että upposin täysillä uneen mukaan”, 25-vuotias nainen kuvailee.

Unet olivat koehenkilöiden mukaan lääkkeen vaikutuksesta todentuntuisempia kuin ilman lääkettä. Yhdysvaltalainen tutkimus julkaistiin Plos One -lehdessä.

Kokeessa tutkijat harjoittivat yli 120 eri ikäistä koehenkilöä näkemään selkounia. Ryhmään oli valkoitunut ihmisiä, jotka muistavat unensa hyvin ja ovat kiinnostuneita selkounista.

He opettelivat tekniikoita, joiden pitäisi helpottaa selkouneen pääsyä. Pitkin päivää ja ennen nukkumaan menoa voi esimerkiksi toistella itselleen, että kun näen unta, muistan näkeväni unta.

Unia voi visualisoida eli harjoitella mielessään etukäteen. Selkouneen päästyään voi tehdä todellisuustestejä, kuten onnistuuko seinän läpi käveleminen tai leijuminen.

Lääkekokeessa, jota johti selkounien uranuurtaja Stephen LaBerge, koehenkilöt saivat galantamiinia. Sitä käytetään lievän tai kohtalaisen vaikean Alzheimerin taudin hoitoon.

Lääke terästää asetyylikoliinin määrää aivoissa. Asetyylikoliini huolehtii viestien välityksestä aivosolujen välillä, virkistää muistia ja kiihdyttää rem-unta. Juuri remvaiheessa ihminen näkee yleisimmin unia.

Suurimman annoksen galantamiinia saaneista 42 prosenttia pystyi kuvauksensa mukaan selkouniin. Osuus oli huomattavasti suurempi osa kuin muissa koeryhmissä.

Koehenkilöiden unta ei mitattu unilaboratorioiden laitteilla, joilla tallennetaan silmien liikkeitä ja elintoimintoja. Tulokset perustuivat koehenkilöiden kertomaan.

LaBerge seurasi kuitenkin toisessa tuoreessa tutkimuksessaan silmien liikkeitä unennäön aikana. Silmien liikkeet kiihtyvät rem-unen aikana.

Kun koehenkilöt siirtyivät selkouneen, he liikuttivat silmiään ennalta sovitusti vasemmalta oikealle. Sitten heidän piti seurata unensa kohteita, joita he olivat ennalta visualisoineet.

Silmät liikkuivat sulavasti, samoin kuin ihmisen seuratessa katseella todellista kohdetta. Kuviteltua kohdetta seuratessa silmät liikkuvat nykäyksittäin.

Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä.

Kysely

Oletko nähnyt selkounta?

mdmx
Seuraa 
Viestejä5259
Liittynyt23.11.2009

Viikon gallup: Oletko nähnyt selkounta?

Lucid unet näen ehkä vähän samantyyppisenä kuin hypnoosin, niiden avulla voinee käsitellä asioita jotka eivät tule suoraan tietoisuuteen ja vaikuttaa siihen miten tietyt piirteet itsessään kokee. Mulla ne kuulu tiettyyn elämänvaiheeseen, olisinko ollut joku 25vuotias tjsp. Painajaisia oli, aika rajujakin jotka toistui samanlaisena lukuisia kertoja, pomppasin unissani sängyssä istumaan ja huusin ja uni vaan jatku ja jatku, näin päällekkäin unta ja todellisuutta. Kesti pitkään ennenkö uni lakkasi...
Lue kommentti