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.

Hyvä harrastus – ja helppo. Lukemista löytyy aina. Kuva: Shutterstock

Kieli rikastuu, ajattelu syvenee ja sosiaalinen taju kehittyy.

Tietokirjan järki on selvä: saa tietoa, jolla jäsentää maailmaa ja vaientaa mutuilijat. Riittävästi tietoa hankkimalla tulee asiantuntijaksi, ja sillä on selvä hyötyarvo.

Entä missä on fiktion lukijan tulosvastuu? Mitä itua on kuluttaa aikaansa tuntitolkulla hatusta vedettyjen ihmisten hatusta vedettyihin edesottamuksiin? Paljonkin: romaani tai novelli opettaa toimimaan muiden ihmisten kanssa.

Fiktio simuloi sosiaalista maailmaa, esittää asiaa tutkinut Toronton yliopiston psykologian professori Keith Oatley. Niin kuin lentosimulaattori opettaa lentotaitoja, sosiaalisten tilanteiden simulaattori – romaani – opettaa sosiaalisia taitoja.

Kokeet vahvistavat, että fiktiota lukeneet tajuavat paremmin so­siaalisia kuvioita kuin tietotekstiä lukeneet. 

Suvaitsevaisuus kasvaa

Kuvitteellisesta tarinasta on sekin ilo, että pääsee väliaikaisesti jonkun toisen nahkoihin. Samastuminen tarinan henkilöön voi muuttaa lukijan käyttäytymistä ja pistää asenteet uusiksi, ovat kokeillaan osoittaneet Ohion yliopiston tutkijat.

Samastumisella on vaaransa. Romaanin aiheuttama itsemurha-aalto koettiin 1700-luvun lopulla, kun nuoret onnettomat miehet matkivat Johan Wolfgang von Goethen päähenkilön tekoa Nuoren Wertherin kärsimyksissä.

Ohiolaistutkimuksessa vaikutus oli rakentavampi: kun nuoret aikuiset olivat lukeneet tarinan miehestä, joka meni äänestämään, he menivät hanakammin vaaliuurnille vielä viikon kuluttua lukemisesta. He olivat saaneet kansalaishyvetartunnan.

Valkoihoisten suvaitsevaisuutta taas kasvattivat tarinat, joissa päähenkilö osoittautui homoseksuaaliksi tai afroamerikkalaiseksi. Lukijoilta karisi myös stereotypioita. Tämä kuitenkin edellytti, että päähenkilön ”erilaisuus” paljastui vasta tarinan myöhemmässä vaiheessa ja lukijat olivat ehtineet asettua hänen nahkoihinsa.

Stressi väistyy

Kun uppoutuu lukemaan, maailman meteli jää kauas ja paineet hellittävät. Tuttu tunne, josta on myös tieteelliset näytöt: lukeminen poistaa stressiä.

Terveystieteen opiskelijat saivat Yhdysvalloissa tehdyssä tutkimuksessa lukeakseen netistä ja aikakauslehdestä poimittuja artikkeleita, jotka käsittelivät historiallisia tapauksia ja tulevaisuuden innovaatioita. Aihepiirit olivat siis kaukana tenttikirjojen pakkolukemistosta.

Puolentunnin lukutuokio riitti laskemaan verenpainetta, sykettä ja stressin tuntua. Huojennus on yhtä suuri kuin samanpituisella joogahetkellä tai televisiohuumorin katselulla. Mikä parasta, apu löytyy helposti, lukemista kun on aina saatavilla.

Sanasto karttuu

Kirjoitettu kieli on ylivoimaisesti suurempi uusien sanojen lähde kuin puhuttu. Erot lasten sanavaraston runsaudessa voi johtaa suoraan siihen, miten paljon he altistuvat erilaisille teksteille, vakuuttavat lukemisen tutkijat Anne Cunningham ja Keith Stanovich.

Tiuhimmin uutta sanastoa kohtaa tieteellisten julkaisujen tiivistelmissä: tuhatta sanaa kohti harvinaisia on peräti 128. Sanoma- ja aikakauslehdissä harvinaisten sanojen tiheys nousee yli 65:n ja aikuisten kirjoissa yli 50:n.

Lastenkirjakin voittaa sanaston monipuolisuudessa televisio-ohjelman mennen tullen. Lapsilukija kohtaa kirjassa yli 30 harvinaista sanaa tuhatta kohti, kun aikuisten telkkariviihdettä katsoessa niitä tulee vastaan 23 ja lastenohjelmissa 20.

Juttelukaan ei pahemmin kartuta sanavarastoa. Aikuispuhe sisältää vain 17 epätavallista sanaa tuhatta kohti.

Syntyy omia ajatuksia

Ihmisen aivoja ei ole ohjelmoitu lukemaan. Kun taito kehittyi 5 500 vuotta sitten, näkemiseen, kuulemiseen, puhumiseen ja ajatteluun rakentuneet alueet alkoivat tehdä uudenlaista yhteistyötä.

Nyt olemme jälleen uudenlaisen lukukulttuurin alussa. Verkkolukeminen on tullut jäädäkseen, ja jotkut pelkäävät, että tyhmistymme, kun totutamme aivomme ärsyketulvaan ja pikaselailuun netissä. Tiedonvälitys on lisääntynyt räjähdysmäisesti mutta niin myös häly.

Syventyvän lukemisen kohtalosta kantaa huolta professori Maryanne Wolf Tufts-yliopistosta. Tapaa näet kannattaisi vaalia. Aivokuvaukset paljastavat, että paneutuva lukija käyttää laajasti molempia aivopuoliskojaan. Hän ei vain vastaanota kirjoittajan sanomaa vaan vertaa sitä aiemmin hankkimaansa tietoon, erittelee sitä ja rakentaa omaa ajatteluaan. Pintalukijalla ei tähän ole aikaa.

Mikko Puttonen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2012 

Täysin raittiiden suomalaisnuorten osuus on moninkertaistunut vuosituhannen alusta.

Nuoruus raitistuu, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Nuorten alkoholin käyttö kasvoi vuoteen 1999, joka oli myös kaikkein kostein vuosi. Silloin vain joka kymmenes yhdeksäsluokkalainen ilmoitti, ettei ollut koskaan käyttänyt alkoholia.

Sittemmin täysin raittiiden osuus on moninkertaistunut, ilmenee vuoteen 2015 ulottuneesta eurooppalaisesta, nuorten päihteidenkäyttöä käsittelevästä Espad-tutkimuksesta.

Jopa muut eurooppalaiset jäävät jälkeen. Suomessa täysin raittiita 15–16-vuotiaista nuorista on joka neljäs, kun Euroopassa heitä on keskimäärin joka viides.

Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen THL:n erikoistutkija Kirsimarja Raitasalo kollegoineen on ­koettanut tunnistaa niitä nuoruuden muutoksia, jotka voisivat selittää humalan hiipumista.

Ratkaisevaa näyttää olleen ainakin se, että alaikäisten on yhä vaikeampi saada alkoholia. Nykynuoret kokevat sen selvästi hankalammaksi kuin aiemmat ikäpolvet.

Kauppojen omavalvonta on osaltaan tehonnut. Kassoilla kysytään kaikilta alle 30-vuotiaan näköisiltä papereita.

Vanhemmat ja muutkin aikuiset ovat tiukentaneet asenteitaan nuorten juomiseen.

”Tietoisuus alkoholin haitoista on ehkä lisääntynyt. On tullut paljon tutkimustietoa esimerkiksi siitä, miten alkoholi vaikuttaa nuorten aivojen kehitykseen”, Raitasalo pohtii.

Nuorten omakin maailma on muuttunut toisenlaiseksi. Älylaitteet, pelit ja sosiaalinen media kyllästävät arkea. Pussikaljoittelu joutuu kilpailemaan monen muun kiinnostavan ajanvietteen kanssa ja on ehkä osittain hävinnyt niille.

Juovuksissa olemisesta on ehkä tullut myös tyylirikko. Nuoret eivät enää näytä arvostavan kännissä örveltämistä.

Kysely

Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä25784
Liittynyt16.3.2005

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Käyttäjä4809 kirjoitti: Eiköhän syy ole -90 luvulla alkaneen laman menetetyt työpaikat ja samalla supistettu koulutus, minkä seurauksena vuodestä -99 alkaen vanhemmilla ei enää ole ollut niin paljon rahaa annettavaksi nuorisolle. Sekä myös nuorisolle soveltuvien työpaikkojen vähentyminen ja samaan aikaan tapahtunut kohtuuton vuokrien nousu, vasinkin pääkaupunkiseudulla. En tiedä, mutta en usko rahaan. Esimerkiksi kilju, 10 % juoma joka maksaa joitain senttejä litralta, tuntuu olevan...
Lue kommentti
molaine
Seuraa 
Viestejä1189
Liittynyt3.8.2011

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

En kyllä usko, että rahalla on iso merkitys ja veikkaan, että käytettävissä olevat rahat on vain kasvaneet, jos verrataan vaikka omaan nuoruuteen. Ei viina suomessa ole niin kallista, etteikö köyhälläkin olisi varaa dokailla. Oma junnu ei läträä lainkaan viinan kanssa. Iso osa kavereistakaan ei, vaikka osa ilmeisesti jonkin verran lipittelee. Kyllä nuorten asenteet on mielestäni muuttuneet ihan selkeästi. Ehkä alkoholipolitiikka on toiminut? Kotoa ei meillä kyllä tällaista ole opittu...
Lue kommentti

Panterarosa: On selvää, että "Partitava kisaa kurupati-kuvaa" ei oikein aukene kehitysmaalaisille N1c- kalmukinperseille.