Kuinka ihmiset voisivat kehittyä selviytymään avaruudessa

Jos haluamme joskus lähteä Maasta ja tutkia maailmankaikkeutta, ihmiskehossa on parantamisen varaa, jotta selviytyisimme avaruuden karuista olosuhteista. Käyttäen synteettistä biologiaa Lisa Nip toivoo valjastavansa Maan mikrobien erityisiä kykyjä — kuten säteilysietokyvyn — tehdäkseen ihmisistä paremmin sopeutuneita avaruuteen. "Lähestymme aikaa, jolloin voimme itse päättää geeneistämme", Nip sanoo. "Ihmiskehon muokkaamisessa ei enää ole kyse siitä, kuinka se tapahtuu, vaan milloin se tapahtuu."

Maalla ovat harvassa ne paikat,

jotka ovat ihmisille
millään muotoa elinkelpoisia,

mutta silti olemme selvinneet.

Kun varhaiset esi-isämme huomasivat
kotinsa ja elantonsa olevan uhattuina,

he uskalsivat lähteä
tuntemattomille seuduille

etsimään parempaa elämää.

Näiden löytöretkeilijöiden jälkeläisinä

meidänkin suonissamme
virtaa paimentolaisveri.

Mutta samaan aikaan

leivän ja sirkushupien harhauttamina

ja käymiemme sotien sekaannuttamina

olemme nähtävästi unohtaneet
tämän halun tutkia.

Lajina me olemme kehittyneet nimenomaan

Maata varten, Maalla ja Maan ansiosta,

ja niin tyytyväisiä olemme
elinolosuhteisiimme,

että meistä on tullut apaattisia
ja aivan liian kiireisiä

huomaamaan resurssien rajallisuutta

ja että Auringonkin elämä on rajallinen.

Vaikka Mars ja kaikki sen
nimissä tehdyt elokuvat

ovat elvyttäneet innon
avaruusmatkustamiseen,

harva meistä näyttää todella ymmärtävän,
että lajimme hauras olemus

on varustettu harmillisen huonosti
pitkäkestoisille avaruusmatkoille.

Mennäänpä retkelle
paikalliseen metsään

ja tarkistetaan tosiasiat.

Nostakaa käsi pystyyn:

kuinka moni arvelisi pystyvänsä
selviytymään erämaassa

muutaman päivän?

Aika moni.

Entä muutaman viikon?

Kohtalaisen moni.

Entä muutaman kuukauden?

Aika hyvin sekin.

Ajatellaanpa, että
tässä paikallismetsässä

on ikitalvi.

Sama kysymys: kuinka moni
uskoisi selviytyvänsä päivän pari?

Aika moni uskoisi.

Entä muutaman viikon?

Lisätään sellainen juju,
että ainoa saatavilla oleva vesi

on jään muodossa kilometrien syvyydessä.

Maa on niin vähäravinteista,
ettei ole mitään kasvillisuutta,

eikä näin ollen tietenkään ole
minkäänlaista ilmakehää.

Tällaiset esimerkit olisivat vain
murto-osa ongelmista, joita kohtaisimme

planeetalla kuten Mars.

Miten sitten valmistaudumme matkoihin,
joiden määränpäät eroavat niin täysin

trooppisesta lomamatkasta?

Lähetämmekö jatkuvasti
tarvikkeita Maasta?

Rakennammeko avaruushissejä
ja muita rakennelmia,

jotka yhdistävät kohdeplaneetan
kotiplaneettaamme?

Entä miten kasvatamme
sellaista ruokaa, jota Maassa syötiin?

Mutta menen asioiden edelle.

Kun lajimme matkustaa
uuteen kotiin uuden tähden luo,

vietämme todennäköisesti
hyvin kauan aikaa

itse matkaan,

avaruudessa,

laivassa, ilmatiiviissä peltipöntössä,

mahdollisesti sukupolvien ajan.

Pisin yhtäjaksoinen aika, jonka
kukaan on viettänyt avaruudessa,

on noin 12-14 kuukautta.

Näistä astronauttien
kokemuksista avaruudessa

tiedämme, että oleskelu
painottomassa tilassa

tarkoittaa luukatoa, lihaskatoa,
verisuonitauteja

ja monia muita ongelmia,

jotka ovat sekä fysiologisia
että psykologisia.

Entä makropainovoima

tai muut muutokset painovoimassa

planeetalla, jolle menemme?

Lyhyesti sanottuna kosmiset matkamme
tulevat olemaan täynnä vaaroja,

joista osan arvaamme, osaa emme.

Niinpä olemmekin luottaneet
uuteen teknologiaan

tai seuraavaan uuden sukupolven robottiin

ja siihen, kuinka ne takaavat
turvallisen matkamme avaruudessa.

Niin hienoja kuin ne ovatkin,
mielestäni aika on tullut sille,

että täydennämme näitä
kömpelöitä sähköisiä jättiläisiä

jollain, jonka luonto on jo keksinyt:

mikrobilla,

joka on yksisoluinen,
itseään luova ja itsensä uudistava

elävä kone.

Se vaatii hyvin vähän huoltoa,

tarjoaa liikkumavaraa suunnittelussa

ja vaatii vain yhden
muoviputken kuljetukseen.

Se tutkimusalue, joka on sallinut
meidän hyödyntää mikrobin ominaisuuksia,

on synteettinen biologia.

Se on saanut alkunsa molekyylibiologiasta,
joka on antanut antibiootteja, rokotteita

ja paremman tavan havainnoida
fysiologisia vivahteita

ihmiskehossa.

Käyttäen synteettisen biologian työkaluja

voimme nykyään muokata
lähes minkä tahansa eliön geenejä,

olivatpa ne mikroskooppisia tai eivät,

ja tehdä sen valtavan nopeasti
ja tarkasti.

Kun huomioidaan ihmisten luomien
koneiden rajoitteet,

synteettinen biologia ei tarkoita
meille ainoastaan ruoan,

polttoaineen ja ympäristön muokkausta,

vaan myös itsemme muokkausta

lievittääksemme kehomme vaillinaisuutta

jotta selviäisimme avaruudessa.

Antaakseni esimerkin

kuinka voimme käyttää
synteettistä biologiaa avaruudessa

palatkaamme Marsiin.

Marsin maaperän koostumus muistuttaa
Havaijin vulkaanista tuhkaa,

jossa on eloperäisen aineksen jäämiä.

Ajatellaanpa hypoteettisesti,

että mitä jos Marsissa voisi
oikeasti kasvaa jotakin

ilman Maasta tuotuja ravintoaineita?

Ensimmäinen kysymys lienee

kuinka tehdä kasveistamme
kylmyyttä sietäviä?

Koska keskimäärin Marsin lämpötila

on aika hyytävät -60 celciusastetta.

Seuraava kysymys on,

kuinka teemme kasveistamme
kuivuutta kestäviä?

Otetaan huomioon, että suuri osa
vedestä joka muuttuu jääksi

haihtuu nopeammin kuin
voin sanoa "haihtuu".

Käy ilmi, että olemme jo
tehneet jotain tällaista.

Lainaamalla kalojen geenejä,
jotka tuottavat pakkasnestettä,

ja kasvien kuten riisin
kuivuudensietogeeniä

ja liittämällä ne yhteen
tarvitsemissamme kasveissa

olemme luoneet kasveja, jotka
sietävät kuivaa ja kylmää.

Maassa niitä kutsutaan nimellä GMO,

eli geenimuunnellut organismit,

ja tukeudumme niihin ruokkiaksemme
ihmiset ympäri maailmaa.

Luonto tekee jo tällaisia asioita

ilman meidän apuamme.

Olemme vain löytäneet
täsmällisempiä tapoja siihen.

No, miksi haluaisimme muuttaa kasvien
geneettistä koostumusta?

Jos emme tekisi niin,
se tarkoittaisi, että muokkaisimme

loputtomia hehtaareja uutta maata
täysin uudella planeetalla

vapauttamalla ilmaan biljoonia
litroja kasvihuonekaasuja

ja että loisimme sitten valtavan
lasikuvun sille kaikelle.

Se on epärealistinen kuvitelma,

josta tulee nopeasti
paljon maksava kuljetustehtävä.

Yksi parhaista tavoista taata,

että meillä riittää ruoka ja happi,

on tuoda mukanamme organismeja,
jotka on jo luotu

sopeutumaan uusiin ja
karuihin olosuhteisiin.

Toisin sanoen käyttäisimme organismeja
planeetan maankaltaistamiseen

niin lyhyellä kuin pitkällä aikavälillä.

Näitä organismeja voi myös muokata
tuottamaan lääkeaineita tai polttoainetta.

Voimme käyttää synteettistä biologiaa
tuomaan muokattuja kasveja mukanamme,

mitä muuta voi tehdä?

No, aiemmin mainitsin,
että lajina me

kehityimme nimenomaan Maata varten.

Se ei ole muuttunut viimeisen
viiden minuutin aikana,

jonka olemme viettäneet täällä.

Joten jos joku meistä heivattaisiin
Marsiin tällä nimenomaisella hetkellä

ja vaikka mukaan saisi
ruokaa, vettä ja happea

ja suojapuvun,

kokisimme epämiellyttäviä terveysongelmia

ionisoivan säteilyn vaikutuksesta,
joka pommittaa pintaa

Marsin kaltaisilla planeetoilla,
joilla käytännössä ei ole ilmakehää.

Jos emme halua kaivautua maan alle

koko oleskelumme ajaksi
jokaisella uudella planeetalla,

meidän on löydettävä tapoja suojautua

tarvitsematta turvautua suojahaarniskaan,

joka painaa lähes tulkoon
yhtä paljon kuin itse

tai tarvitsematta lyijysuojaa.

Joten käyttäkäämme luontoa
inspiraation lähteenä.

Maan moninaisen elämän joukossa

on eliöitä nimeltä ekstremofiilit,

jotka rakastavat ääriolosuhteita,

jos muistatte lukion biologiasta.

Ja niiden joukossa on bakteerilaji
nimeltä Deinococcus radiodurans.

Se kestää kylmyyttä, kuivuutta,
tyhjiölle ja hapolle altistumisen

ja ennen kaikkea säteilylle altistumisen.

Vaikka tiedetään sen
säteilyltä suojaava mekanismi,

sitä ei ole vielä sovellettu
nisäkäsgeeneihin.

Eikä se olekaan kovin helppoa.

Säteilysietokykyyn liittyy monia asioita,

eikä voi vain siirtää yhtä geeniä.

Mutta kun yhdistetään ihmisnokkeluus

ja aika,

en usko, että se on hankalaakaan.

Jos lainaisimme edes murto-osan
sen säteilysietokyvystä,

se olisi silti huomattavan paljon parempi
kuin mitä meillä on,

mikä on vain ihomme melaniini.

Käyttäen synteettisen biologien työkaluja

voimme valjastaa
Deinococcus radioduransin kyvyn

kukoistaa olosuhteissa, joissa
säteily muuten olisi kuolettava.

Vaikka sitä on hankala nähdä,

homo sapiens, siis ihmislaji,

kehittyy joka päivä,

ja se kehittyy nytkin.

Tuhansia vuosia kestänyt evoluutio

on luonut ihmisiä kuten tiibetiläiset,

jotka elävät matalahappisissa oloissa,

mutta myös argentiinalaiset, jotka
voivat niellä ja käsitellä arsenikkia,

kemikaalista yhdistettä, joka
tappaa perusihmisen.

Joka päivä ihmiskeho kehittyy
sattumanvaraisten mutaatioiden kautta,

jotka yhtä sattumanvaraisesti
sallivat joidenkuiden

sinnitellä kurjissa tilanteissa.

Mutta, ja tämä on iso mutta,

sellainen evoluutio vaatii kahta asiaa,
joita meillä ei aina ole,

tai joihin ei ole varaa,

kuoleman ja aikaa.

Lajimme kamppailussa löytää
paikkansa maailmankaikkeudesta

meillä ei aina ole tarvittua aikaa,

jotta kehittyisi luonnollisesti
niitä lisätoimintoja,

joita tarvitaan muualla selviytymiseen.

Elämme aikaa, jota E.O. Wilson
on kutsunut geenien kiertämisen ajaksi,

jolloin opimme hoitamaan geenivirheitä
kystistä fibroosia tai lihastauteja

väliaikaisilla ulkoisilla avuilla.

Mutta joka päivä

lähestymme tahdonalaisen
evoluution aikakautta,

aikaa, jolloin meillä on lajina

mahdollisuus päättää geeneistämme.

Ihmiskehon muokkaamisessa
uusilla kyvyillä

ei ole enää kyse siitä, kuinka,

vaan milloin se tapahtuu.

Tällainen lähestymistapa,

jossa muokataan eliöiden
geneettistä koostumusta,

varsinkin omaamme,

ei ole eettisesti kiistanalatonta.

Tekeekö se meistä vähemmän ihmisiä?

Mutta toisaalta, mitä ihmisyys on, jos ei

tähtipölyä, joka sattuu olemaan tietoista?

Mihin suuntaan viedä ihmisälyä?

Varmastikin on sen hukkaamista
vain istua ja ihmetellä sitä.

Kuinka käytämme tietoamme

suojelemaan itseämme ulkoisilta vaaroilta

ja suojelemaan itseämme itseltämme?

Kysyn nämä kysymykset

en lietsoakseni tieteen pelkoa

vaan valottamaan niitä mahdollisuuksia,

joita tiede on meille suonut ja suo yhä.

Meidän pitää kerääntyä yhteen
keskustelemaan ja ottaa ratkaisut vastaan

paitsi varovaisesti

myös rohkeasti.

Mars on määränpää,

mutta se ei jää ainoaksi.

Viimeinen ylitettävä rajamme

on päättää, mitä teemme ja mitä pitäisi
tehdä lajimme valtavalla älykkyydellä.

Avaruus on kylmä, julma
ja anteeksiantamaton.

Tiemme tähtiin on täynnä koettelemuksia,

jotka saavat meidät kysymään keitä olemme,

mutta myös minne olemme menossa.

Vastaus piilee valinnassamme
käyttää tai hylätä teknologia,

jonka innoittajana on ollut elämä itse,

ja se valinta tulee määrittämään meitä
koko olemassaolomme loppuajan.

Kiitoksia.

(Taputuksia)