Vulkanuslaiset, missä piileksitte?

Astrobiologiasta ei voi koskaan olla liian innoissaan, eihän?

Viime kerralla pohdimme mikroskooppisten alienien mahdollisuuksia piileskellä täällä Maapallolla. Nyt siirrytään hitusen isompiin kysymyksiin, Setiin eli maanulkoisen älyllisen elämän etsintään. Se keikkuu hauskasti vakavan tieteen ja fiktion välimaastossa: tieteellistä skeptisyyttä ja päätähuimaavan kalliita mittauslaitteita käytetään testaamaan villejä ideoita, joista monet ovat peräisin scifikirjoittajien kynistä (kuva: NASA).

Osa Seti-tutkijoista arvelee, että Linnunrata kuhisee sivilisaatioita, joista useimmat ovat paljon ihmiskuntaa vanhempia. Olisihan nyt hurjan jännittävää, jos kävisi ilmi, että meillä olisi joukoittain älykkäitä naapureita, jotka keksivät kvanttifysiikan ja fuusiovoiman jo vuosimiljoonia sitten ja ovat edenneet tieteessä ja teknologiassa tasolle, jota emme osaa edes kuvitella. Setin tehtävä on etsiä niitä.

Seti aloitti toimintansa 50 vuotta sitten, mutta ahkerista etsinnöistä huolimatta toisia sivilisaatioita ei ole näkynyt. Italialaisfyysikko Enrico Fermin kuuluisin sanoin: missä kaikki ovat? Kysymykseen on pohdittu vastauksia monessa kirjassa, joista on suomeksi käännetty esimerkiksi Paul Daviesin Kolkko hiljaisuus ja Stephen Webbin Jos maailmankaikkeus kuhisee elämää… missä kaikki ovat? Syitä muiden sivilisaatioiden puuttumiseen tai näkymättömyyteen on esitetty vähintäänkin satoja, mutta tässä muutama suosituin omilla kommenteillani höystettynä.

1. Maa on harvinainen

Jos monimutkainen elämä tarvitsee aivan tietynlaiset olosuhteet syntyäkseen, voisi olla, että sopivat paikat ovat yksinkertaisesti hyvin harvinaisia. Ehkä maankaltaiset planeetat, joilla on alkuaineita sopivassa suhteessa, oikea lämpötila, magneettikenttä ja nestemäistä vettä, ovat yksinkertaisesti suurharvinaisuuksia. Tämä oli uskottava ajatus siihen saakka, että eksoplaneettoja (eli vieraiden aurinkokuntien planeettoja) alettiin toden teolla löytää.

Viime vuosina tähtitieteen alan uutisista vähintään puolet on koostunut yhä maankaltaisemmista planeetoista, joita tuntuu löytyvän kaikkialta ympäriltämme, myös aivan kosmisesta naapurustostamme. Esimerkiksi Gliese 667 -kolmoistähtijärjestelmä on ”vain” 22 valovuoden päässä. Yhtä kolmikon tähdistä kiertää peräti kolme teoriassa elinkelpoista planeettaa (kuvassa Gliese 667Cb, kuva: ESO).

Tuoreiden arvioiden mukaan omassa galaksissamme, Linnunradassa, saattaisi olla noin sata miljoonaa elinkelpoista kivipalloa – suppealla ”elinkelpoisen” määritelmällä. Astrobiologit pelaavat varman päälle ja tapaavat etsiä planeettoja, jotka olisivat mukava elinympäristö astrobiologeille, vaikka on varsin mahdollista, että vieraan elämän biokemia on hyvin erilaista kuin astrobiologien. Ainakin varmasti tiedämme astrobiologien olevan älyllisiä olentoja ja kehittyneen juuri tällaisissa oloissa.

Vaikuttaakin kertakaikkiaan siltä, että elämme tuikitavallisella kivimöhkäleellä tuikitavallista tähteä kiertäen.

2. Elämän synty on harvinaista

Voisihan olla, että maailmankaikkeus on sullottu täyteen elämälle otollisia paikkoja, mutta elämän synty on niin epätodennäköinen prosessi, että suurin osa elinkelpoisista planeetoista ja kuista on autioita vuosimiljoonasta toiseen. Ongelma on, että elämän syntyä käsittelevä tutkimus on vielä pahasti lapsenkengissään. Kenelläkään ei ole oikeastaan kuvaa siitä, miten Maan elämä tarkalleen syntyi, ja kuinka todennäköistä se mahtoi olla (todennäköisimpänä elämän syntypaikkana tällä haavaa pidetään alkalisia merenpohjan savuttajia. Kuva: NOAA). Arviot elämän synnyn todennäköisyydestä vaihtelevat astrobiologienkin keskuudessa koko skaalan lähes mahdottomasta käytännössä väistämättömään.

Skaalan jälkimmäiselle päälle antaa epäsuoraa tukea se, että Maahan elämä syntyi käytännössä heti kun se oli edes teoriassa mahdollista. Varhaisessa aurinkokunnassa harhailleet taivaankappaleet lakkasivat mätkähtelemästä Maahan ja höyrystämästä valtameriä noin 3,8 miljardia vuotta sitten. Varhaisimmat todennäköiset merkit elämästä tunnetaan kivistä, joiden ikä on… 3,8 miljardia vuotta.

Tietenkin elämän synty Maapallolle melkein heti on voinut olla kosminen lottovoitto, joka ei toistu muualla maailmankaikkeudessa. Tai voi olla, että elämä syntyikin Marsissa, missä näyttäisi olleen kohtuullisen lämmin ilmasto, vettä ja happipitoinen kaasukehä jo nelisen vuosimiljardia sitten, eli hyvän aikaa ennen elämän ilmaantumista Maapallolle. Marsista on erilaisten myllerrysten yhteydessä päätynyt Maahan tonneittain kiveä, jonka mukana bakteerien kaltainen varhainen elämä olisi hyvin voinut liftata meille. Niin sillä olisi ollut enemmän aikaa syntyä. Ainakin nykyisten bakteerien lepoasteet kykenevät hyvinkin selviämään hengissä avaruusmatkailusta.

3. Monimutkainen elämä on harvinaista

Elämä Maapallolla kyllä syntyi nopeasti, mutta kesti arviolta kaksi miljardia vuotta, yli puolet elämän historiasta nykyaikaan saakka, ennen kuin ensimmäiset aitotumaiset solut ilmestyvät fossiiliaineistoon. Siitäkin täytyi odotella vielä yli vuosimiljardin, ennen kuin monisoluiset eläimet keksittiin, ja vielä pidempään, ennen kuin elämä kipusi meristä maalle. Suurimman osan Maapallon historiasta meret ovat kuhisseet mikrobeja, mutta mikään ei ole uinut niiden seassa, ja mantereet ovat olleet elottomia kivitasankoja. Ei tuntuisi mahdottomalta, että maailmankaikkeus kuhisisi bakteerien tapaista elämää, mutta isot ja monimutkaiset eliöt olisivat hyvin harvinaisia.

Bakteerit eivät ainakaan täällä maassa harrasta monisoluisuutta, eräitä harvinaisia poikkeuksia lukuun ottamatta. Esimerkiksi eräät myksobakteerit lyöttäytyvät yhteen ja muodostavat monisoluisia itiöemän tapaisia, jotka peräti näkyvät paljaalla silmällä (kuva: Myxococcus xanthos -bakteerin itiöemiä, Michiel Vos/PLOS Biology). Ne ovat kyllä muutenkin omituisia: ne muun muassa etsivät ravintoa ryhminä, joita kutsutaan susilaumoiksi.

Ennen kuin todella monisoluisia otuksia saattoi syntyä, tarvittiin endosymbioosiksi kutsuttu kahden solun yhteenliittymä.  Isomman solun sisällä elävä toinen solu otti tehtäväkseen energiapolitiikasta huolehtimisen. Nytkin kaikkien autotumaisten solujen sisällä olevat mitokondriot olivat alun perin bakteereja, ja niillä on jäljellä oma rengasmainen kromosominsa bakteeri-DNA:ta.

Kieltämättä mitokondrion ja sitä myöten suurten, monimutkaisten aitotumaissolujen synty tapahtui vain kerran, ja antoi odottaa itseään melkoisen pitkään. Voi olla, että se oli ratkaiseva ja epätodennäköinen askel. Endosymbioosi – solujen sisällä elävät solut – sinänsä ei ole kuitenkaan kovin harvinaista. Kasveille yhteyttämiskyvyn antanut viherhiukkanen on itse asiassa syanobakteeri, tuttavallisemmin sinilevä. Levien kirjavassa joukossa on aika joukko muitakin ratkaisuja, joissa solut ovat haukanneet sisäänsä yhteyttäjiksi erilaisia yhteyttäviä bakteereja ja jopa toisia leviä. Pelomyxa-ameeba puolestaan näyttää luopuneen kokonaan mitokondrioista ja ottaneen niiden tilalle avukseen toisenlaisia bakteereja.

Ehkä meikäläisten eläinten kaltaisten eliöiden syntykään ei ole aivan itsestäänselvyys. ”Eläimet” voitaisiin astrobiologisessa mittakaavassa määritellä monisoluisiksi eliöiksi, jotka saavat energiansa syömällä muita eliöitä. Yksinkertaisimmillaan eläimet ovat sienieläinten (kuten kuvan järvisienen) tai polyyppien kaltaisia passiivisia meriveden siivilöijiä tai matoja, joissa on suu toisessa, peräaukko toisessa päässä. Kuinka todennäköistä on, että eläimet koskaan vaivautuisivat kehittymään sen mutkikkaammiksi? Vaikea sanoa.

Ei ole tietenkään lainkaan ilmiselvää, että elämä toisella planeetalla kävisi läpi edes etäisesti samankaltaisia vaiheita kuin Maassa. Jos alienit ovat perustavanlaatuisesti erilaisia jo alun perin, mistä voisi arvata, tarvitsevatko ne edes soluelimiä tai monisoluisuutta? Koko juttu on silkkaa käsien heiluttelua, kunnes ensimmäinen esimerkki maanulkoisesta elämästä itse asiassa löydetään. Omasta mielestäni vaikuttaa, harmi kyllä, aivan mahdolliselta, että askelet kohti sivilisaatiota tökkäävät usein jo tähän vaiheeseen.

4. Älykäs elämä on harvinaista

Vaikka planeetta kuhisisi kaikenkarvaisia eläimiä, kuinka todennäköistä on, että yksikään niistä koskaan kehittyy yhtä nokkelaksi tai nokkelammaksi kuin ihminen – ja sitten vielä keksii tieteen ja teknologian sen sijaan, että viettäisi seuraavatkin vuosituhannet maalailemalla riistaeläimiä luolanseiniin tai viljelemällä maata kotieläinvoimin?

Eläimiä on ollut olemassa jo aika kauan, ja niin on myös useimpia niitä tekijöitä, joita on arveltu ihmisen evoluutiossa olennaisiksi: kilpailua erilaisten eläinten välillä, monimutkaisia sosiaalisia järjestelmiä, yhä uudelleen muuttuvaa ilmastoa ja kasvillisuutta. Silti dinosaurusten, taskurapujen tai ankeriasmonnien sivilisaatioita ei ole näkynyt (kuvassa Dale Russellin kehittämä hypoteettinen Troodon-dinosauruksesta kehittynyt dinosauroidi. kuva: Jim Linwood/Flickr). Ihminen ei ole välttämättä Maapallon ylivoimaisesti älykkäin laji, mutta selvästikin se on ainoa, joka on kehittänyt kumuloituvan kulttuurin ja sivilisaatioksi laskettavan sosiaalisen järjestelmän.

Ja vaikka symbolein kommunikoiva, ihmisen kaltainen laji syntyisikin, ei ole vielä lainkaan ilmiselvää, että se koskaan saavuttaisi sellaista tieteen ja teknologian tasoa, että se alkaisi kommunikoida avaruuteen saakka kuuluvin radiolähetyksin, saatikka tajuaisi olevansa yhdellä monista mahdollisesti elinkelpoisista planeetoista ja ryhtyisi varta vasten toisia etsimään.

Kolkko hiljaisuus -kirjan kirjoittaja Paul Davies pohtii, että tarpeeksi monimutkaisen teknologian kehittämiseksi hypoteettisen naapurisivilisaatiomme pitäisi keksiä tiede, eikä tieteellinen metodi ole lainkaan niin luonnollinen ja väistämätön keksintö kuin nykyihmisestä saattaa tuntua. Ehtihän korkeakulttuureja olla aika monta, ennen kuin eurooppalaiset viimein siihen osuivat. Kirjassa pohditaan laajemminkin sitä, millainen aatteellinen ja uskonnollinen tausta tieteen keksimiseen tarvittiin, ja miksi se tapahtui juuri siellä ja silloin kuin tapahtui.

5. Sivilisaatiot ovat lyhytikäisiä

Ehkä masentavin vaihtoehto on, että monimutkainen elämä on yleistä, ja sivilisaatioitakin syntyy tuon tuostakin, mutta ne kaikki tuhoavat itsensä ennen kuin pääsevät kunnolla edes alkuun, joten niitä on kerrallaan olemassa vain muutama hassu. Tällaiset selitykset avaruusolioiden radiohiljaisuudelle olivat suosittuja Kylmän sodan aikaan, jolloin ihmiskuntaakin uhkasi itseaiheutettu ydintalvi (kuva: USA:n hallitus/Wikipedia). Pessimistisempien mielestä ihmiskunta lähestyy yhä väistämätöntä tuhoaan, vaikka ydinsodalta näillä näkymin vältyttiinkin. Ekologinen katastrofi, seuraavan ison meteoriitin isku, pandemia, uudet ennennäkemättömän tehokkaat joukkotuhoaseet, meitä vastaan kääntyvät tekoälyt… tulevaisuus on synkeitä uhkia täynnä.

Paul Davies on optimistisempi: hän ei kirjansa mukaan näe mitään syytä, miksi sivilisaatio ei voisi kerran vakiinnuttuaan jatkaa elossa vaikka vuosimiljoonia, yhä eteenpäin kehittyen – toki koneiden muodossa, alkuperäiset eliöt olisi jo kauan sitten unohdettu. On kyllä myönnettävä, etten olisi itse taipuvainen ihan samaan optimismiin. Kaikki sivilisaatiot eivät varmaankaan ole niin pitkäikäisiä, mutta ehkä joku on.

6. Sivilisaatiot eivät harrasta viestintää radioaalloilla / Setiä / avaruustutkimusta / laajentumista

Tietenkin on mahdollista, että sivilisaatioita on vaikka millä mitalla, mutta syystä tai toisesta ne eivät levittele itsestään merkkejä avaruuteen. Seti-projektit ovat etsineet merkkejä vieraista sivilisaatioista vielä hyvin rajallisella määrällä keinoja, ja hyvin lyhyen aikaa. Ehkä emme ole vain vielä sattuneet huomaamaan niitä. Ehkä pitkälle kehittyneet sivilisaatiot luopuvat viestinnästä radioaalloilla, jotka leviävät avaruuteen, ja alkavat käyttää vaikka valokuitua: sinne päinhän ihmiskuntakin on hyvää vauhtia menossa.

On myös ajateltu, että vuosimiljoonien mittapuulla rauhalliseenkin tahtiin tähdeltä toiselle matkaava sivilisaatio olisi jo ehtinyt levittäytyä yli koko Linnunradan, jolloin heitä pitäisi olla kaikkialla, ei vain kotiplaneetallaan, kuin Star Trekin Borg ikään. Mutta mistä tiedetään, haluavatko kaikki sivilisaatiot levittäytyä yli galaksin? Ehkä ne lakkaavat jossakin vaiheessa piittaamasta avaruudesta ja keskittyvät sen sijaan viettämään päivänsä videopelien ja Facebookin parissa.

Erilaiset Seti-hankkeet etsivät myös meille varta vasten lähetettyjä signaaleja, sellaisia, jotka sanoisivat ”hei, me olemme täällä. Ette ole yksin.” Samanlaisia viestejähän ihmiset ovat puolestaan lähettäneet tähtienväliseen avaruuteen siinä toivossa, että joku kuulisi. Mutta onko mitään syytä olettaa, että vierasta sivilisaatiota ylipäätään kiinnostaisi, onko siellä muualla joku, saatikka että ne käyttäisivät aikaa ja resursseja mahdollisille naapureille viestittelyyn?

7. Sivilisaatiot eivät halua leikkiä ihmisten kanssa

Vielä yksi mielenkiintoinen, joskin melko mielikuvituksellinen, mahdollisuus on, että meidät pidetään tarkoituksella pimennossa. Ehkä koko kosminen naapurusto on täynnä pitkälle kehittyneitä älyllisiä olentoja, jotka pitävät meitä joko liian alkeellisina tai liian barbaarisina kohdattaviksi. Usein näissä ajatuksissa on mukana vahva ihmisinhon elementti: olemme vain niin väkivaltaisia, typeriä tai muuten ällöttäviä, etteivät fiksut ja sivistyneet alienit halua koskea meihin pitkällä tikullakaan. Eräs Lassi ja Leevi -sarjakuvastrippi tiivisti asian näin:

Seti-tutkijat ovat esittäneet vakavamminkin muotoillun ajatuksen, joka on nimetty hauskasti eläintarhahypoteesiksi. Idea on, että alienit arvostavat luonnollisesti etenevää evoluutiota ja kulttuurievoluutiota, eivätkä halua puuttua siihen, jos suinkin mahdollista. Niinpä ne pysyttelevät piilossa orastavilta sivilisaatioilta, kenties vain tarkkaillen huomaamattomasti sivusta. Ehkä meihin otetaan yhteyttä, kun olemme valmiita liittymään galaktiseen yhteisöön.

Kuulostaako scifiltä? Jep. Mutta entä jos kävisikin lopulta ilmi, että se on totta?

Huomaa, että näissä laskelmissa, samoin kuin kuuluisassa Draken kaavassa, yritetään arvioida sivilisaatioiden yleisyyttä nimenomaan Linnunradassa, omassa galaksissamme. Galaksejahan on havaittavassa maailmankaikkeudessa ainakin 170 miljardia, joissa on kussakin (koosta riippuen) miljoonia, miljardeja tai triljoonia tähtiä planeettoineen. Maailmankaikkeus on niin iso, että käsittämättömän epätodennäköisetkin asiat tapahtuvat jossain: vain todennäköisesti hyvin kaukana. Kohtaamisista muiden galaksien asukkien kanssa on tuntemiemme fysiikan lakien puitteissa lähestulkoon turhaa haaveilla, naapuriuniversumeista nyt puhumattakaan, mikäli elämmekin multiversumissa.

Niin villeiltä kuin Seti-väen hypoteesit kuulostavatkin, eiköhän kaikkein pelottavinta olisi jos ilmenisi, että olemme todella täysin yksin.

Lähteitä ja lisätietoa:

Paul Davies (2012) Kolkko hiljaisuus: maanulkoista älyä etsimässä. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa. Tiede-lehden kirjaesittely.

Stephen Webb (2005) Missä kaikki ovat? Tähtitieteellinen yhdistys Ursa.

Terry Bisson (1990) Meat. Mainio novelli, jossa alienit toteavat ihmiset kertakaikkiaan liian ällöttäviksi.

Tähdet ja avaruus: 100 miljardia – elinkelpoisia planeettoja saattaa olla yhtä paljon kuin tähtiä.

Science Daily: Three planets on the habitable zone of nearby star: Gliese 667c reexamined.

Fiegna ym. 2006: Evolution of an obligate social cheater to a superior cooperator. Nature. Monisoluisista, yhteistyötä ja huijausta harrastavista myksobakteereista.

Wikipedia: Search for extraterrestrial intelligence,  Planetary habitability, List of potential habitable exoplanets, Abiogenesis, Timeline of evolution, Endosymbiont, Myxobacteria, Sapient dinosaurs, Zoo hypothesis.