Kuolemattomat solulinjat, kudosten jäljittely, massiiviset solutehtaat... Korvaavia menetelmiä on jo moneksi, mutta esimerkiksi geenitutkijat panostavat yhä eläinkokeisiin. Ehkä soluviljelijöillä on heille jotakin takataskussa.



TEKSTI:Jani Kaaro



Kuolemattomat solulinjat, kudosten jäljittely, massiiviset solutehtaat...
Korvaavia menetelmiä on jo moneksi, mutta esimerkiksi geenitutkijat
panostavat yhä eläinkokeisiin. Ehkä soluviljelijöillä on heille jotakin takataskussa.

Julkaistu Tiede-lehdessä

5/2001



Kumpi painaa vaa’assa enemmän: parantumatonta leukemiaa sairastavan lapsen vai tuhansien koe-eläinten kärsimys?

Tämä ei ole kompa. Eläinkokeiden oikeutus on todellinen, jokapäiväinen kysymys, vaikka useimmat meistä eivät joudukaan sen kanssa päivittäin tekemisiin.

Ketä pitäisi kuunnella? Äitiä, jonka lapsi tekee kuolemaa? Tutkijoita, joiden ura on rakettimaisessa nousussa eläinkokeiden ansiosta ja jotka käyttävät eläimiä työkaluina? Vai aktivistia, jonka esittämiä moraalisia näkökohtia ei voi sivuuttaa kevyellä ranneliikkeellä?

Hyväksymmekö eläinkokeita vai emme, on moraalinen kysymys. Sen takana tuntuu kuitenkin olevan niin laajoja ja yleisiä periaatteita, että harhailemme niiden keskellä kuin sumuun eksyneet laivat. Moni yrittää säilyttää mielenrauhansa työntämällä koko ongelman syrjään, mutta kieltäminen tekee siitä vain entistä painostavamman.




  eläinten tilalle?

- Kivun tuottaminen eläimille on eettisesti arveluttavaa.

- Koe-eläinten käyttö tulee kalliimmaksi kuin soluviljely.

- Yksittäisten solujen tapahtumia voidaan tutkia yksityiskohtaisemmin soluviljelmissä kuin kokonaisissa eläimissä.

- Koe-eläintoimintaa koskeva suomalainen asetus käskee korvaamaan eläinkokeen muulla menetelmällä, jos tämä on mahdollista.

Miksi ei?

- Tutkittava asia ei toimi yksittäisissä soluissa lainkaan tai toimii harhaan-johtavasti eri tavoin kuin kokonai-sessa elimistössä. Esimerkki: elimistön eri osien syntyyn vaikuttavien geenien tutkiminen.

- Tutkittava asia on niin uusi, ettei vielä tiedetä, mitä kokonaisessa elimistössä siltä osin tapahtuu. Tällöin ei tiedetä, mitä soluviljelmissä saadut tulokset tarkoittavat, ellei niitä verrata eläinkoetuloksiin. Mitä tuntemattomampaa asiaa tutkitaan, sitä vaikeampi on korvata eläimiä millään muulla. Esimerkki: tuntemattomien geenien tehtävän selvittäminen.

  Riikonen


Yksinkertaista ratkaisua ei ole

Filosofi Richard Sorabjin mukaan keskustelu eläinten oikeuksista ei ole edennyt kahteentuhanteen vuoteen. Jos eläinkokeita pohdittaisiin antiikin Kreikan väittämin, kuulisimme kovin tuttuja perusteluja puolesta ja vastaan. Se turhauttaa.

Joihinkin moraalisiin kysymyksiin ei yksinkertaisesti ole olemassa hyvää vastausta. Esimerkiksi Heta ja Matti Häyryn tutkimus terveydenhuollon priorisoinneista osoitti, että päätökset siitä, keitä hoidetaan ja keitä ei, eivät koskaan ole eettisesti tyydyttäviä. Ainoa eettisesti tyydyttävä ratkaisu on terveydenhuollon resurssien lisääminen niin, että priorisointeja ei tarvitse tehdä.

Kysymys eläinkokeista on luonteeltaan samanlainen. Eläinten oikeuksien näkökulmasta mikään eläinkoe ei ole hyväksyttävä, mutta ihmisten on rikottava eläinten oikeuksia löytääkseen hoitoja omiin vakaviin sairauksiinsa. Ainoa eettisesti hyväksyttävä ratkaisu on kehittää sellaisia menetelmiä, joissa eläimiä ei enää tarvita.

Eläinkokeita korvaavien menetelmien tie on ollut pitkä ja kivinen. Viime vuosina on kuitenkin edistytty huomattavasti. Edelläkävijöitä ovat olleet Hollanti, Britannia ja Ruotsi. Suomessa vaihtoehtomenetelmien kehittäminen on jäänyt yksittäisten tutkijoiden varaan.

Myrkkytutkimuksia voi tehdä soluissa

Professori Hanna Tähti Tampereen yliopiston Solututkimus-keskuksesta on kehittänyt vuosien ajan menetelmiä, jotka korvaisivat eläinkokeita myrkyllisyystesteissä.

Erityyppisten myrkkyjen vaikutukset elimistön eri osiin tunnetaan jo niin hyvin, että kokonainen elimistö voidaan kokeissa monesti korvata erillisillä soluilla. Tiedetään, millaisia vaikutuksia niistä pitää etsiä.

Tähden mukaan solutason vaikutuksia voi tutkia viljelmissä tarkemmin kuin eläinkokeissa. - Soluihin päätyvät ainepitoisuudet voi mitata täsmällisemmin, ja aineiden vaikutuksia voi seurata suoraan mikroskopoimalla soluja ja mittaamalla niiden biokemian muutoksia, Tähti selittää. Lisäksi useita näytteitä voidaan mitata samanaikaisesti ja kokeet voidaan tehdä nopeasti. - Tehokkuus lisääntyy.

Sitä paitsi kaikki eläimet eivät reagoi kaikkiin myrkkyihin kuin ihminen. Esimerkiksi hiiri voi syödä turvallisesti sellaisia lääkeaineita, jotka saattavat aiheuttaa ihmisille vakavia oireita.

- Me tarvitsemme tietoa ennen kaikkea siitä, mitä tapahtuu ihmissolussa, Tähti korostaa.




Suomen koe-eläimet vuonna 1999

Tiedot ovat kahden vuoden takaa, koska viime vuoden tilastointi on yhä kesken. Vuonna 1999 Suomessa käytettiin yhteensä 228 334 selkärankaista koe-eläintä. (Koe-eläinasetus koskee vain selkärankaisia eläimiä, joten esimerkiksi hyönteisten käyttöä ei tilastoida.)

                                         89 959


                                         32 519


                                      1 737


                                   100


                              1 663


                                      1 686


                                        0


                                        104


                                        90


                       1 650


       93


                                           1 163


                                      38


                                     439


                                      614


                                0


             0


           9


                               0


                         2 148


                                    62


                                5 166


                                    182


                     246


                                         88 666

Lähde: Maa- ja metsätalousministeriö


Solut saatava lisääntymään

Ongelmana on ollut se, että ihmisen kuten muidenkaan nisäkkäiden solut eivät yleensä suostu lisääntymään viljelmässä. Varsinkin pitkälle erilaistuneet solut lopettavat jakautumisen eivätkä käyttäydy normaalisolujen tavoin.

Tähän ongelmaan on haettu ratkaisua syöpäsoluista, jotka ovat villiintyneet ikuiseen kasvuun. Tutkijat ovat löytäneet syöpäsolujen kasvua estäviä geenejä. Kun nämä geenit sammutetaan, tavalliset solut villiintyvät loputtomasti jakautuviksi syöpäsoluiksi. Näin valmistettuja, patentoituja kuolemattomia solulinjoja on nykyään tuhansia, ja niitä voi ostaa kansainvälisistä laboratorioista.

Tampereella on kuitenkin kehitelty toisenlaista tekniikkaa. - Kaupalliset syöpäsolulinjat poikkeavat liian paljon normaalisoluista. Meidän on tunnettava nimenomaan normaalien solujen toimintaa, Tähti perustelee.

Solututkimuskeskuksessa käytetään tekniikkaa, jossa hyödynnetään tietoa solun ikääntymisestä. Jokaisen kromosomin päässä on lyhyt tuppi, josta käytetään nimitystä telomeeri. Aina solun jakautuessa telomeeri lyhenee hieman.

- Kun telomeeri on huvennut ihan tyngäksi, kromosomisto näyttää joutuvan epätasapainoon. Siellä syntyy mutaatioita ja muuta hämminkiä. Lopulta solun jakautuminen loppuu ja solu kuolee, kertoo Solututkimuskeskuksen professori Timo Ylikomi.

Tampereella ihmisen normaalit solut saadaan kasvamaan käsittelemällä telomeeria. Soluihin lisätään telomeraasi-entsyymiä koodaava ylimääräinen geeni. Telomeraasi on kuin solunsisäinen pieni muurari, joka rappaa telomeeriin jatkuvasti lisää laastia, niin ettei se lyhene. Näin solut jakautuvat ikuisesti, mutta niillä ei ole syöpäsolujen heikkouksia.

Tavoitteena kudoksen matkiminen

Solututkimuskeskuksessa kasvaa jo solulinjoja, jotka on tuotettu telomeraasilla ja muilla tekniikoilla.

- Tässä on silmän verkkokalvon pigmenttisoluja, tässä maksan soluja, tässä maitorauhasen soluja, Tähti latoo pieniä maljoja ja pulloja laboratorion pöydälle.

  säätelevät hermosoluihin kulkeutuvia ioneja, ravinteita ja välittäjäaineita. Myös myrkyt kulkeutuvat hermosoluihin gliasolujen kautta.

Erilaisia soluja yhdistämällä voidaan paremmin jäljitellä luonnollista tilannetta kudoksessa, joka on erilaisten solujen muodostama yhteisö. Näin voidaan esimerkiksi tutkia, miten aineiden koostumus muuttuu, kun ne matkustavat solutyypistä toiseen.

Tekniikan kehittyessä voidaan rakentaa monenlaisia yhdistelmäviljelmiä, joille on käyttöä kaikessa solubiologisessa tutkimuksessa. Niin sanotuissa perfuusioviljelmissä kiertää ravintoliuos, joka huuhtoo ja ruokkii viljelmää kuin veri normaalia kudosta. Näillä viljelmillä voi tehdä pitkäkestoisia kokeita.

Tähti ennustaa, että tulevaisuudessa soluviljelmien merkitys kasvaa ja eläinkokeiden merkitys vähenee entisestään. Tätä kehitystä vauhdittaa osaltaan Tampereelle perustettava kudospankki, johon kerätään leikkauspotilailta saatuja kudoksia tutkimuksen tarpeisiin.

Tähden mukaan muutos on nopea. - Vielä muutama vuosi sitten Euroopassa oli vain muutamia soluviljelmiin erikoistuneita toksikologeja. Nyt meillä on Euroopan laajuinen järjestö, kansainvälisiä konferensseja ja useita tieteellisiä julkaisusarjoja, joihin hyväksytään vain soluilla tai soluviljelmillä tehtyjä tutkimuksia, Tähti kertoo.

- Tutkijat punnitsevat nykyään paljon tarkemmin, kannattaako eläinkokeisiin ryhtyä. Jos koe voidaan suorittaa korvaavilla menetelmillä, on epäeettistä tehdä se eläimillä.

Hiiren ja lehmän tilalle solutehdas

Kaikki soluviljelmiä käyttävät tutkijat lienevät yhtä mieltä siitä, että tutkimusmateriaalia ei koskaan ole riittävästi. Vaikeasti saatavat proteiinit ja kudokset kerätään vieläkin usein elävistä eläimistä.

Professori Pirkko Vihko on kehittänyt solutehtaita, jotka näyttävät ratkaisevan suurimman osan proteiinien ja solujen saatavuuteen liittyvistä ongelmista. Vihko on Helsingin yliopiston biokemian professori ja Oulun yliopiston kliinisen kemian dosentti. Oulussa sijaitseekin kaksi solutehdasta, ja Helsingin Biomedicumiin rakennetaan jo kolmatta laitosta.

Solutehtaiksi voidaan kutsua myös pieniä koeputkikasvatuksia, mutta Vihkon solutehtaat ovat massiivisia, lähes kolmemetrisiä, huipputeknisiä laitoksia. Ne sijaitsevat steriileissä tiloissa, jotka on ylipaineistettu, ettei pölyinen ulkoilma pääse sisään.

Tehtaan sydän on 40 litran bioreaktori, jossa solut kasvavat. - Käytännössä tämä on solujen viljelyä pytyssä, Vihko kuvailee. Hänen mukaansa bioteknikot ovat jo sata vuotta haaveilleet erillisten solujen valjastamisesta teollisuuden ja tutkimuksen palvelukseen. Solutehtaat ovat tämän unelman täyttymys.

Solutehtaissa voi tuottaa myös sellaisia proteiineja, joita lääkefirmat yrittävät tuottaa siirtogeenisissä "lääkelehmissä". - Jos niitä pidetään epäeettisenä keinona, niin solutehtaat ovat varteenotettava vaihtoehto, Vihko esittää.




  käskee korvata

Itse asiassa eläinkokeiden korvaamisesta tai vähentämisestä on vaikeaa säätää paljon sen vahvempia määräyksiä kuin Suomen laki jo sisältää. Käytännössä sieltä löytyvät eläinsuojelijoiden koros-tamat kolmen R:n periaatteet: Replacement, Reduction ja Refinement eli korvaaminen, vähentäminen ja menetelmien parantaminen. Asetus koe-eläintoiminnasta sanoo mm. seuraavaa (lihavoinnit toimituksen):

6 § - - Eläinkoe on korvattava muulla tutkimus- tai opetusmenetelmällä, milloin se kokeen tarkoituksen tai tuloksen saavuttamiseksi on käytännössä mahdol-lista. - -

8 § Jos tieteellisestä eläinkokeesta aiheutuu tai voi aiheutua eläimelle kipua tai tuskaa - -

1) Koe on tehtävä kokeen tarkoituksen saavuttamisen huomioon ottaen mahdol-lisimman alhaiseen kehitys-opilliseen tasoon kuuluvalla eläinlajilla;

2) kokeessa ei saa käyttää useampia eläimiä kuin kokeen tarkoituksen saa-vuttaminen edellyttää;

3) koemenetelmistä on valittava se, joka aiheuttaa eläimelle vähiten kipua ja tuskaa ja jolla saadaan kokeen tarkoi-tuksen kannalta luotettava tulos; - -

  Riikonen


Seuraavaksi nisäkässolutehtaita

Tietyn proteiinin tuottamiseksi solutehdas tarvitsee sopivan "koneen" eli oikean geenin.

Ensin on löydettävä geeni, joka ohjaa halutun proteiinin tuottoa. Geeni siirretään tuottajasoluun, ja proteiinin valmistus käynnistyy. Tätä tekniikkaa kehitettiin jo 1980-luvulla, ja ensimmäinen sen avulla tuotettu proteiini oli insuliini. Sitä koodaava geeni istutettiin kolibakteereihin. Tekniikan soveltamisessa tuli kuitenkin nopeasti mutka matkaan.

- Proteiinien toimintaan vaikuttaa se, miten ne ovat laskostuneet ja minkälaisen kolmiulotteisen rakenteen ne muodostavat. Siitä riippuu, millä tavalla ne toimivat yhdessä, Vihko selittää. Kävi ilmi, että bakteerit ja hiivat eivät osanneet laskostaa esimerkiksi kaikkia ihmisen proteiineja oikein.

Ratkaisu saatiin siirtymällä kehittyneempiin eliöihin: hyönteisiin. - Perhosen solut osaavat tehdä melkein kaikki proteiinit yhtä hienosti kuin nisäkässolukin, Vihko ylistää.

   kaikkein monimutkaisimpia ihmisen proteiineja, joita edes hyönteissolut eivät osaa valmistaa.

  kartoittaneet ihmisen geenit, mutta emme tiedä, mitä ne tekevät, hän muistuttaa. Nyt selvitetään, millä tavoin geenit toimivat, eli mitä proteiineja ne tuottavat ja miten entsyymiproteiinit säätelevät niiden toimintaa. Kaikkia näitä proteiineja voi tuottaa solutehtaissa.

Tuntematon geeni ensin solutestiin

Eläinsuojelijoiden iloksi eläinkokeet vähenivät tuntuvasti 1990-luvulla, mutta geenitutkimuksen myötä eläinkokeiden määrä on jälleen kääntynyt jyrkkään nousuun. Tutkimuksen tähtiä ovat nyt poisto- ja siirtogeeniset hiiret.

Käytännössä tutkijat oppivat ymmärtämään vieraan geenin toimintaa vain sammuttamalla sen ja seuraamalla, mitä eläimelle tapahtuu. Geenitutkimus myötäilee siis vanhaa sanontaa, jonka mukaan ymmärrämme asioiden merkityksen vasta, kun niitä ei enää ole.

Ihmisen koko genomin toiminnan tutkimus vaatii lähitulevaisuudessa paljon eläinkokeita, koska toiminnaltaan tuntemattomia geenejä on niin runsaasti. Kokeisiin tarvitaan satoja, joskus tuhansia hiiriä.

- Yhden poistogeenisen hiirikannan luominen maksaa vähintään puoli miljoonaa markkaa, kertoo dosentti Olli Lassila Turun yliopistosta. Kokeet menevät lisäksi usein mönkään. - Jos inaktivoitu geeni on yksilönkehitykselle välttämätön, eläin ei kehity eikä sitä voida tutkia, hän selittää.

Poistogeenisillä hiirillä on usein vakavia kehitys- ja kasvuhäiriöitä, syöpää ja immuunijärjestelmän puutteita. Ei tarvitse olla tieteen vastustaja kysyäkseen, onko tällaisissa uhrauksissa aina järkeä. Toisaalta totta on sekin, että onnistuneet poistogeeniset hiiret auttavat usein ratkaisevasti tautien ymmärtämistä.

Soluviljelijät eivät kuitenkaan jää pyörittämään peukaloitaan uusien geenien edessä. Kunkin tuntemattoman geenin tehtäviä voisi alustavasti seuloa soluviljelmissä, ennen kuin sen vaikutusta kokonaiseen elimistöön tutkitaan koe-eläimissä. Näin vähennettäisiin geenitutkimuksen eläinkokeita ainakin jonkin verran.

Geenien poistaminen tehokkaammaksi

  Todennäköisyys, että juuri haluttu geeni onnistutaan sammuttamaan, on parhaassakin tapauksessa vain promillen luokkaa.

Lassilan työryhmä on kuitenkin kaikessa hiljaisuudessa kehitellyt uutta menetelmää EU:n rahoittamassa projektissa. Menetelmällä on mahdollista jo nyt korvata osa poistogeenisistä hiiristä ja tulevaisuudessa enemmänkin.

- Todennäköisyys, että oikea geeni saadaan pois päältä, on solulinjassamme jopa 70 prosenttia, Lassila kertoo. Kyseessä on kanan B-valkosoluista eli vasta-aineita tuottavista soluista saatu DT40-solulinja.

Solulinjassa olisi mahdollista katsoa etukäteen, mitkä geenit ovat eläimen kehittymiselle täysin välttämättömiä. Sellaista geeniä ei kannata sammuttaa, koska eläin ei silloin kehity ollenkaan. Näitä tutkimuksen umpikujia syntyy poistogeenisten hiirten tehtailussa jatkuvasti.

Vielä toistaiseksi DT40-solulinjalla on rajoituksensa: menetelmä soveltuu lähinnä veren solujen tutkimiseen.

Lassilan mukaan solulinja kuitenkin tarjoaa suuria mahdollisuuksia eläinkokeiden vähentämiseen. - Nyt tarvitaan tutkijoita kehittämään tätä, hän kannustaa. Kun opitaan säätelemään solujen erilaistumista esimerkiksi lihas-, hermo- ja verisoluiksi, menetelmää voidaan soveltaa laajemmin. - Sen kustannukset ovat vain kymmenesosa poistogeenisten hiirten hinnasta.

Korvaaviin menetelmiin niukasti rahaa

Tutkijoiden eduksi on sanottava, että he siirtyvät vaihtoehtoisten menetelmien käyttöön hyvin halukkaasti. Se johtuu usein kuitenkin siitä, että menetelmät ovat halvempia tai antavat tarkempia tuloksia. Eettiset syyt painavat yleensä vähemmän. Näin väittää vaihtoehtoisia menetelmiä rahoittavan Juliana von Wendtin Säätiön toiminnanjohtaja Riitta Salmi.

- Apuraha-anomuksista näkyy selvästi, ettei suuri osa tutkijakunnasta ole oivaltanut pointtia: että keinot ovat yhtä tärkeitä kuin päämäärät, Salmi kertoo.

Vaihtoehtoisten menetelmien kehittäminen on ollut hidasta. Eräs syy siihen lienee huono arvostus. Maa- ja metsätalousministeriö jakaa vaihtoehtoisten menetelmien kehittelyyn vain 200 000 markkaa vuodessa. Toinen rahoittaja on lahjoitusvaroin toimiva Juliana von Wendtin Säätiö. Muissa maissa vaihtoehtoisten menetelmien kehittelyyn jaetaan miljoonia.

Toinen vaihtoehtoisia menetelmiä hidastava tekijä on inhimillinen: niissä on valtava työ. Jonkun on kehitettävä menetelmä, omistettava sille vuosia, testattava sitä ja uskottava siihen - ja saatava muutkin uskomaan. - Usein kuulee valitusta siitä, ettei meillä ole sitä ja tätä tekniikkaa, huomauttaa Pirkko Vihko. - Eivät ne tekniikat taivaasta tipu. Jonkun on tuotava ne maahan, hankittava rahoitus ja pantava ne pystyyn.

Ihmiset päättävät, mitä tiede saa tehdä

Eläinsuojelijoiden painostus on monissa maissa yllyttänyt uusien menetelmien kehittämiseen. Myös Olli Lassila kiittelee eläinten asemasta käytyä keskustelua. - Minusta on hyvä, että tutkijat haastetaan mukaan keskusteluun. Meidänkin on pakko miettiä lähtökohtiamme ja menetelmiämme. Tiede on osa tätä maailmaa.

- Ei ole olemassa yliluonnollista olentoa nimeltä tiede, sanoo myös filosofi Mary Midgley. Tiedettä tekevät ihmiset, ja he tekevät sitä toisille ihmisille. Siksi on yksin ihmisten käsissä, mitä tieteen nimissä saa tehdä.

Nykyinen keskustelu on keskittynyt eläinten oikeuksiin. Mutta tavallisesti oikeuksilla on merkitystä vain niille, jotka kykenevät itse puolustamaan niitä.

Midgley onkin ehdottanut toisenlaista lähestymistapaa ja kysynyt: "Mistä kaikesta voimme välittää?" Hän kirjoittaa teoksessa Animals and Why They Matter:

Tiede ei ole vain intellektuaalista peliä, jota tietyt ihmiset pelaavat keskenään. Se on aito yritys tutkia maailmankaikkeutta. Ulottuvillamme olevasta maailmankaikkeudesta merkittävimmän osan muodostavat eläimet, jotka jakavat maapallon meidän kanssamme. Ne eivät ole täällä meidän huviksemme ja hyödyksemme, eivätkä ne ole ihmisten alistama vähemmistö. Eläimet ovat ryhmä, johon me kuulumme. Me olemme itse vähemmistö niiden joukossa. Olisi siis täysin järkevää ottaa ne vakavasti.

Jani Kaaro on vapaa toimittaja ja Tiede-lehden kesätoimittaja. Hän kirjoitti Olli Lassilan tutkimusryhmän työstä myös numerossa 3/2001 (Kana opettaa immunologia, s. 28-32).

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

Hirmun anatomia on selvinnyt sääsatelliittien mikroaaltoluotaimilla. Ne näkevät pilvien läpi myrskyn ytimeen ja paljastavat ukkospatsaat, joista myrsky saa vauhtinsa. Kuva: Nasa/Trimm

Pyörivät tuulet imevät energiansa veden lämmöstä.

Trooppiset rajuilmat tappoivat vuosina 1995–2016 lähes 244 000 ihmistä, koettelivat muuten 750 miljoonaa ihmistä ja tuhosivat omaisuutta runsaan 1 000 miljardin dollarin arvosta, enemmän kuin mitkään muut mullistukset, esimerkiksi tulvat tai maanjäristykset.

Näin arvioi maailman luonnonkatastrofeja tilastoiva belgialainen Cred-tutkimuslaitos raporteissaan, joissa se laskee katastrofien pitkän aikavälin inhimillistä hintaa.

Myrskytuhot ovat panneet myrskytutkijat ahtaalle. Kaikki tahtovat tietää, mistä näitä rajuilmoja tulee. Lietsooko niitä ilmastonmuutos?

Lämpö alkaa tuntua

Näihin asti tutkijapiireissä on ollut vallalla käsitys, jonka mukaan hirmuista ei voi syyttää ilmastonmuutosta vielä kotvaan. Se alkaa voimistaa myrskyjä vasta pitkällä aikajänteellä.

Nyt hurjimpia myrskyjä on kuitenkin alettu kytkeä ilmaston lämpenemiseen. Esimerkiksi alkusyksystä 2017 Maailman ilmatieteen järjestö WMO arvioi, että lämpeneminen todennäköisesti rankensi elokuussa Houstonin hukuttaneen Harvey-myrskyn sateita.

Jotkut tutkijat ovat puhuneet kytköksistä jo vuosia.

Esimerkiksi Kerry Emanuel, Massachusettsin teknisen yliopiston myrskyspesialisti, laski 2005, Katrinan runnottua New Orleansia, että Atlantin ja Tyynenmeren myrskyt ovat nykyään 60 prosenttia voimakkaampia kuin 1970-luvulla.

Keväällä 2013 Nils Bohr -instituutin Aslak Grinsted raportoi, että lämpenemiskehitys vaikuttaa myrskyissä syntyviin tulva-aaltoihin.

Kun maapallon keskilämpötila nousee 0,4 astetta, myrskytulvien määrä tuplaantuu. Tämä rajapyykki on jo ohitettu. Kun lämpötila nousee kaksi astetta, tulvat kymmenkertaistuvat. Silloin superrajuja myrskyjä hyökyy Atlantilta joka toinen vuosi. Tähän asti niitä on nähty kerran 20 vuodessa.

Meri lämpenee otollisesti

Tärkein myrskyjä ruokkiva muutosvoima löytyy sieltä, mistä myrskyt ammentavat energiansa ja mihin ilmastonmuutoksen nähdään vaikuttavan: meriveden lämpötilasta. Se kehittyy myrskyille otolliseen suuntaan.

Esimerkiksi Meksikonlahdella, hurrikaanien voimanpesässä, on mitattu jopa pari astetta tavallista korkeampia meriveden lämpötiloja.

Kun Haiyan, yksi kaikkien aikojen kovimmista taifuuneista, marraskuussa 2013 jätti kaksi miljoonaa filippiiniläistä kodittomiksi, meri oli myrskyn syntyalueella vielä sadan metrin syvyydessä kolme astetta normaalia lämpimämpi.

Meressä tapahtuu muutakin epäedullista: pinta nousee. Se kasvattaa myrskyjen nostattamia tulva-aaltoja, jotka usein saavat aikaan pahinta tuhoa.

 

Näin hirmumyrsky kehittyy

Hirmun syntymekanismi on sama kaikkialla, vaikka nimitykset vaihtelevat. Atlantilla ja Amerikan puoleisella Tyynellämerellä puhutaan hurrikaaneista, Aasian puolella taifuuneista ja Intian valtamerellä ja Oseaniassa sykloneista. Grafiikka: Mikko Väyrynen

 

Trooppisia hirmumyrskyjä syntyy päiväntasaajan molemmin puolin 5. ja 25. leveyspiirin välillä. Päiväntasaajalla niitä ei muodostu, sillä sieltä puuttuu coriolisvoima, jota myrsky tarvitsee pyörimiseensä

Kehittyäkseen myrsky vaatii tietynlaiset olot. Suursäätilan pitää olla laajalla alueella epävakaa ja ukkossateinen ja meriveden vähintään 26 asteista 50 metrin syvyydeltä. Lisäksi tuulien pitää puhaltaa heikosti 12 kilometrin korkeuteen asti. Voimakkaissa virtauksissa myrskynpoikanen hajoaa.

1. Merestä nousee lämmintä, kosteaa ilmaa. Se kohoaa nopeas­ti ja tiivistyy ukkospilviksi, jotka kohoavat 10–15 kilometrin korkeuteen. Samalla vapautuu lämpöä, mikä ruokkii matalapainetta.

2. Fysiikan säilymislakien mukaan ylös kohoavan ilman tilalle virtaa ympäriltä korvausilmaa, jolloin ilmanpaine alueella laskee.

3. Lämpöä kohoaa ylös yhä laajemmalti, ukkospilvien jono venyy, ja ilman virtausliikkeet voimistuvat. Ilmanpaine laskee lisää, ja alueelle syntyy liikkuva matalapaineen keskus.

4. Paine-ero tuottaa voiman, joka alkaa pyörittää tuulia kiihtyvää vauhtia. Maan pyörimisliikkeestä aiheutuva coriolisvoima kiertää niitä spiraalin lailla vastapäivään kohti matalan keskusta. Kun tuulen sekuntinopeus nousee yli 33 metrin, on syntynyt trooppinen hirmumyrsky.

Hurjimmissa myrskyissä tuulen nopeus nousee 70–90 metriin sekunnissa. Pyörteen halkaisija vaihtelee puolestaan 400 kilometristä 1 000 kilometriin.

5. Myrskyn voimistuessa sen ylle muodostuu korkeapaine, joka pyörii tuulia vastaan. Laskeva ilmavirtaus kuivattaa ja lämmittää keskusta, ja se seestyy myrskynsilmäksi.

6. Silmää kiertävät tuulet sekoittavat tehokkaasti meren pintaa 50–100 metrin syvyydeltä. Kun lämmintä vettä painuu syvyyksiin ja viileää kohoaa pintaan, ”lämpövoimala” jäähtyy ja hitaasti liikkuva myrsky voi heikentyä. Nopeaan myrskyyn jarru ei ehdi vaikuttaa, ja silloin kumpuava vesi voi loppumatkasta muuttua vaaralliseksi.

7. Kun ranta lähestyy ja meri madaltuu, tuulet pakkaavat vettä myrskyn tielle tulva-aalloksi, joka syöksyy myrskyn mukana maalle tuhoisin seurauksin.

Maalle saavuttuaan myrsky laantuu, kun se ei enää saa käyttövoimaa meren lämmöstä.

 

Tuula Kinnarinen on Tiede-lehden toimitussihteeri.

Julkaistu Tiede-lehdessä 1/2014. Päivitetty 12.9.2018.