Ihmisen ulkomuoto on symmetrinen: vasen ja oikea puoli ovat toistensa peilikuvia. Sen sijaan sisäelimissä on paljon epäsymmetrisyyttä.


Sen sijaan sisäelimissä on paljon epäsymmetrisyyttä.




Onkohan Jumala vasen- tai oikeakätinen? Se olisi helppo selitys elämän johdonmukaiselle epäsymmetrisyydelle.

Esimerkiksi ihmisen sydän on hieman vasemmalla, maksa puolestaan selvästi oikealla. Vasen keuhko on pienempi kuin oikea. Oikea munuainen on pienempi kuin vasen. Miesten oikea kives on suurempi ja sijaitsee ylempänä kuin vasen. Evoluutio ei näytä kyenneen rakentamaan sisuskalujamme tekemättä niistä jollain tavoin toispuolisia.

Tutkijat ovat yrittäneet ratkaista elämän epäsymmetrian arvoitusta jo puolitoista vuosisataa. Erityisesti on pähkäilty, kuinka kehittyvä alkio voi tietää, missä päin on vasen ja missä oikea.


Käänteinen mies antoi ensi vihjeen

Se, millainen epäsymmetrian rakennusohje voisi olla, alkoi pikkuhiljaa hahmottua 1970-luvulla.

Ratkaisulle antoi ääriviivat ruotsalaislääkäri Björn Afzeliuksen vastaanotolle tullut 48-vuotias lontoolaismies. Hänellä oli omituinen kokoelma oireita, jotka viittasivat Kartagenerin syndroomaan: krooninen keuhkoputkentulehdus, liikkumattomat siittiöt ja peilikuvaksi kääntyneet sisäelimet eli situs inversus.

Afzelius arveli, että Kartagenerin syndrooma johtuu solun värekarvojen häiriöistä. Keuhkojen ja hengitysteiden sisäpinnat ovat täynnä pieniä värekarvoja, jotka liikuttavat suojaavaa limaa ulospäin ja häätävät näin epäpuhtauksia. Jos keuhkojen värekarvat eivät toimi, hengitystieinfektiot kroonistuvat herkästi. Värekarvojen toimintahäiriö estäisi myös siittiöiden liikkumisen, sillä niiden häntä on eräänlainen värekarva (joskin pitkiä värekarvoja sanotaan uintisiimoiksi).

Mutta miten värekarvat vaikuttaisivat siihen, kehittyykö sydän vasemmalle vai oikealle puolelle?
Kukaan ei tiennyt vastausta, joten värekarvojen mahdollinen osuus unohtui pariksikymmeneksi vuodeksi.


Lisävinkkiä saatiin kanan alkioista

Sillä välin tutkijat kuitenkin lähestyivät epäsymmetrian arvoitusta muista näkökulmista.




Miksi värekarva pyörii myötäpäivään


Värekarvojen pyöriminen myötäpäivään viestii ainakin hiiren alkiolle, mikä on vasen ja mikä oikea puoli. Mutta miksi karvat pyörivät juuri myötäpäivään? Miksei yhtä hyvin vastapäivään?

Vastaus on, että elämän epäsymmetria ulottuu molekyyleihin asti. Esimerkiksi dna kiertyy oikealle, eli se on oikeakätistä. Värekarvat koostuvat proteiineista, jotka puolestaan rakentuvat aminohapoista, ja kaikki nisäkkäiden elimistön tuottamat aminohapot ovat vasenkätisiä. Tällaisista epäsymmetrisistä osista koostuva värekarva pyörii luontevasti vain yhteen suuntaan.


Mike Levininsonic hedgehog

sonic hedgehogsonichedgehog

sonic hedgehog


Värekarvat työntävät vasemmalle

Ratkaiseva löytö tehtiin 1990-luvun lopulla Tokion yliopistossa professori Nobutaka Hirokawan johdolla.
Hirokawan ryhmä tutki kinesiinejä, eräänlaisia molekulaarisia moottoreita, jotka kuljettavat molekyylejä solun sisällä mikrotubuliinisäikeitä pitkin. Kinesiinejä esiintyy erityisen runsaasti juuri värekarvoissa, jotka koostuvat 9-11 mikrotubuliinisäikeestä.

Ymmärtääkseen paremmin kinesiinien toimintaa Hirokawan ryhmä tuotti poistogeenisen hiiren, jolta puuttui eräs kinesiinien toiminnalle välttämätön proteiini. Kinesiini osoittautui elintärkeäksi, sillä kaikki hiiret kuolivat varhain sikiövaiheessa. Puolella sikiöistä oli sydän väärällä puolella.

Poistogeenisten hiirten oireet viittasivat värekarvojen toimintahäiriöön. Siksi Hirokawa tutkaili alkion solmuketta, alkion keskiviivalle ilmestyvää pientä painannetta, jossa on tiheälti värekarvoja. Hän havaitsi, että poistogeenisiltä hiiriltä puuttuivat värekarvat kokonaan.

Seuraavaksi Hirokawa katsoi valomikroskoopilla normaalin hiirenalkion solmuketta. Sen värekarvat vispasivat nopeasti myötäpäivään. Koska solmuke sijaitsi täsmälleen keskiviivalla ja sen karvat liikkuivat vain yhteen suuntaan, se saattoi todella olla tienviitta, josta alkio tunnisti oikean ja vasemman. Mutta miten?

Mekanismi selvisi yksinkertaisella kokeella. Kun Hirokawa pudotti värillisiä lateksipisaroita keskelle solmuketta, ne tempautuivat hetkessä keskiviivan vasemmalle puolelle. Värekarvojen liike aiheutti sinne - ja vain sinne - suuntautuvan pyörteen. Se tarkoitti, että mikä tahansa signaalimolekyyli, kuten sonic hedgehog, joutuisi vääjäämättä vasemmalle puolelle.

Jos värekarvoja ei olisi, kuten Hirokawan poistogeenisillä hiirillä, signaalimolekyylit jakautuisivat tasaisesti kummallekin puolelle. Myöhemmin on havaittu, että myös Kartagenerin oireyhtymä seuraa tätä mallia: puolella potilaista sydän on oikealla ja puolella vasemmalla.


Kaikki hiiret eivät sopineet teoriaan

Hirokawan löytö oli yksi kehitysbiologian suurista läpimurroista. Se näytti selittävän, millä tavoin alkio - pelkkä solumöykky - erottaa oikean vasemmasta.

Selitystä kuitenkin uhkasi pitkä varjo takavasemmalta. Hirokawan malli ennustaa, että värekarvahäiriöstä kärsivän sydän muodostuu kummalle puolelle tahansa. Baylor College of Medicinen kehitysbiologi Paul Overbeek oli kuitenkin tuottanut vuonna 1992 siirtogeenisiä hiiriä, joiden kaikkien sydän oli oikealla. Sen ei pitänyt olla mahdollista. Tutkijat alkoivat kiireesti selvittää Overbeekin inv-hiirten mysteeriä.

Yksinkertaisin vastaus olisi ollut se, että inv-hiirten värekarvat pyörivät vastakkaiseen suuntaan kuin muiden. Valitettavasti ne pyörivät aivan normaalisti. Sikiöiden solmukkeen muoto oli kuitenkin epätavallinen, mikä vaikutti värekarvojen aiheuttamaan virtaukseen. Kokeissa lateksipisarat liikkuivat tavallista hitaammin ja jäivät usein pyörimään keskelle solmuketta.


Tätä nykyä kaksi selitystä kilpailee

Nyt tutkijat ovat esittäneet kaksi kilpailevaa mallia, jotka selittävät ristiriitaisia havaintoja vasen-oikea-epäsymmetrian muodostumisessa.

Hirokawan mallin mukaan alkion solmukkeen molemmilla puolilla on signaalimolekyylejä erittäviä soluja.

Signaalimolekyylit tulevat esiin epäaktiivisina ja aktivoituvat vasta jouduttuaan solmukkeeseen. Ne säilyvät aktiivisina vain muutaman sekunnin, minkä jälkeen ne tuhoutuvat. Normaalisti solmukkeen pyörre ehtii tätä ennen temmata ne vasemmalle, missä ne käynnistävät sydämen kehityksen. Inv-hiirillä virtaus on niin hidas, että aktivoituneet signaalimolekyylit tuhoutuvat ennen ehtimistään keskiviivan vasemmalle puolelle. Siksi kaikkien inv-hiirten sydän syntyy oikealle.

Toisen mallin mukaan pelkät värekarvat eivät selitä epäsymmetriaa, vaan asia on mutkikkaampi. Erityisesti Mike Levin on korostanut, että epäsymmetrian idut alkavat muodostua jo ennen alkion solmukkeen ilmaantumista.

Värekarvat saattavat olla vain yksi melko myöhäinen lenkki tapahtumaketjussa. Levinin mukaan epäsymmetrian rakentumisessa on myös huomattavia eroja eri lajien, kuten sammakoiden, kalojen ja hiirten, välillä, eikä solmukkeella välttämättä ole samaa merkitystä niille kaikille. Siksi on liian varhaista yleistää jyrsijähavaintoja ihmiseen tai muihin lajeihin.

Vaikka mysteerin ääriviivat ovat siis hahmottuneet, lopullisesta ratkaisusta puuttuu suuria paloja.


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

Artikkeli perustuu Chris McManusin kirjaan Right hand, left hand: The origins of asymmetry in brains, bodies, atoms and cultures (Harvard University Press 2004). McManus on Lontoon University Collegen psykologian professori, joka tutkii kätisyyttä, aivopuoliskojen työnjakoa ja käyttäytymisen genetiikkaa.

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 
Viestejä25798
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.