Yllätysten joulukalenteri 2024: Tiesitkö tämän talviunesta?

Ruskeakarhu

On maanantai ja pimeä vuodenaika. Monet meistä ovat horroksessa, jotkut jopa unessa – mutta harva lukijoistamme on kuitenkin talviunessa. 

Karhulla on jännä aineenvaihdunta talvella, sammakot voivat jäätyä, siilit heräilevät virtsaamaan ja lepakot kärsivät univajeesta.

Tässä neljä jännää tiedonmurua talviunesta ja -horroksesta. Niitä lukiessa tulee mieleen, että olisi kätevää jos me ihmiset pystyisimme samaan kuin eläimet!

1. Karhu synnyttää, mutta ei syö

Karhuilla synnyttäminen sujuu harvinaisen kivuttomasti: emot synnyttävät talvipesässään tammi-helmikuussa eikä talviuni juuri häiriinny. Pennut ovat vain muutaman sadan gramman painoisia, joten synnytys ei vaadi suurta ponnistusta.  

Karhujen uni ei ole kovin syvää, minkä vuoksi ne saattavat herätä häiriöihin. Ruumiinlämpötila laskee unen aikana 37 celsiusasteesta alimmillaan 32 asteeseen. Ero horrostaviin nisäkkäisiin on suuri: esimerkiksi siilien lämpötila voi laskea lähelle nollaa. 

Karhujen aineenvaihdunta muuttuu täysin talviunen aikana. Se ei ulosta, virtsaa, syö eikä juo. Kuinka se on mahdollista? No, virtsarakkoon kertyvä virtsa kierrätetään paksusuolen kautta maksaan, missä se muutetaan aminohapoiksi ja edelleen valkuaisaineiksi.

Lue lisää karhujen talviunesta Suomen luonto -lehden artikkelista!

2. Sammakon rasva muuttuu nestemäiseksi

Sammakot selviävät Suomessa talvet viettäen hiljaiseloa talven järvien ja lampien pohjassa. Niillä on vararavintoa ja lisäksi talveksi niiden elimistön rasvakoostumus muuttuu enemmän juoksevaan muotoon.

Joidenkin amerikkalaisten sammakkolajien on todettu kestävän myös osittaista jäätymistä. Niiden solujen sisältö väkevöityy eikä jäädy, mutta soluväleissä voi tapahtua hallittua jäätymistä. Lisäksi sammakon veressä voi olla ”jäänestoaineita" kuten glukoosia, glyserolia ja ureaa, jotka alentavat veren jäätymispistettä. 

Kerroimme sammakkojen lasol-verestä Tiedetuubissa.

3. Lauhat talvet häiritsevät siilien unta

Tavallisesti siilit horrostavat Suomessa 7-8 kuukautta ja heräilevät vain noin parin viikon välein virtsaamaan. Lauhat talvet häiritsevät siilien horrosta. Jos talvi on lauha, siili heräilee horroksesta useammin ja kuluttaa energiavarastonsa loppuun.

Tämän vuoksi se saattaa lähteä pesästään etsimään ruokaa, jota routaisesta maasta löytyy huonosti. Siksi pakkaskaudella ulkona toikkaroiva siili kannattaa toimittaa hoitoon osaavalle luonnoneläinhoitajalle.

Lisätietoa siileistä on Eläinten ystävä -lehdessä.

4. Lepakot ovat tosi cool

Lepakot horrostavat Suomessa pitkään, esimerkiksi pohjanlepakko yhdeksän kuukautta. Usein ne talvehtivat vuodesta toiseen samassa paikassa — ja lisäksi ne ovat pitkäikäisiä, vanhin tavattu isoviiksisiippa on ollut ainakin 41-vuotias.

Lepakkojen lämpötila laskee 2-3 asteeseen. Aineenvaihdunta hidastuu niin paljon, että elimistö käyttää vain hyvin vähän energiaa.

Yllättäen monet lepakot kärsivät talven aikana unenpuutteesta, koska horroksen aikana ne eivät saa syvää REM-unta.

Lepakko heräilee talven aikana joitain kertoja ja voi syödä ja paritella, mutta jos horrostavaa lepakkoa muutoin häiritään, se saattaa menettää liikaa energiaa eikä selviä talvesta.

Lue lisää lepakkojen unenpuutteesta Ylen jutusta ja lepakkojen vuodenkierrosta Luomuksen nettisivuilta.

Yllätysten joulukalenteri 2024: Punainen taivas ja sininen auringonlasku

Auringonlasku Marsissa: Aurinko ympäristöineen on sininen, taivas punertava

Tästä alkaa Tiedetuubin Yllätysten joulukalenteri 2024. Luvassa on eri tyyppisiä juttuja kummallisista aiheista, ja tästä ensimmäisestä luukusta tunkevat esiin punainen planeetta ja sen sinertävät auringonlaskut.

Punainen on joulun ja punaisen planeetan Marsin väri.

Lämmin ja leppoisa punainen väri yhdistetään jouluun pyhän Nikolauksen punertavan asun ja siitä Coca-Cola -yhtiön 1930-luvulla mainoksiinsa ottaman, Haddon Sundblomin piirtämän punapukuisen joulupukin vuoksi.

Marsissa syy punerrukseen on sen sijaan ruoste eli rautaoksidi. Planeetan pinnalla on paljon rautapitoista hiekkaa, joka on hapelle altistuttuaan muodostanut rautaoksidia. Sitä on nykyisin kaikkialla Marsissa, pinnalla ja ilmassa.

Pinnalla hiukkaset heijastavat punaista valoa ja absorboivat muita värisävyjä, jolloin tuloksena punaisuutta.

Marsin kaasukehä on paljon ohuempi kuin maapallon ilmakehä – paine pinnalla Marsissa on noin sadasosa Maan pintapaineesta. Se koostuu myös pääosin ( noin 95 %) hiilidioksidista, joka yhdessä ilmassa olevan pölyn kanssa saa aikaan sen, että taivas Marsissa näyttää pääasiassa punertavalta.

Täällä maapallolla taivas on sininen ns. Rayleigh-hajonnan vuoksi. Kun eri värejä sisältävä Auringon valo törmää ilmakehän molekyyleihin, siroaa juuri sininen valo ilmamolekyyleistä tehokkaasti ja sitä näyttää tulevan joka puolelta suorastaan ylitsepursuavasti. 

Marsin ohuessa kaasukehässä tapahtuu vähemmän Rayleigh-sirontaa, mutta se vähä mitä tapahtuu, toimii juuri päin vastoin: yhdessä suurehkojen, valmiiksi punertavien pölyhiukkasten kanssa kaasukehän hiilidioksidi sirottaa valoa niin, että punaisen ja oranssin sävyt tulevat näkyvimmiksi.

Vaikka monissa kuvissa Mars näyttää suorastaan hersyvän punaiselta tai oranssilta, useimmiten värit ovat oikeasti aika laimeita.

Punainen auringonlasku Pariisin lentoasemalla

Myös auringonlaskut ja -nousut ovat erilaisia maapallolla ja Marsissa.

Kun täällä kotiplaneetallamme ne voivat olla romanttisen punaisia, on Marsissa pääasiallinen väri viileän sininen.

Olennaista on se, että valo kulkee Auringon ollessa matalalla taivaalla pidemmän matkan ilmakehän läpi kuin silloin, kun se on korkealla taivaalla.

Valon sironta tapahtuu voimakkaammin lyhyille aallonpituuksille, kuten siniselle valolle, joka siroutuu pois valon reitiltä ilmakehän läpi. Pidempiä aallonpituuksia, kuten punaista valoa, siroutuu vähemmän, jolloin ne pääsevät läpi ja värjäävät taivaan punaisen sävyiseksi.

Matalalla on valon edessä myös enemmän pölyä, savua ja aerosoleja, jolloin tapahtuu myös niin sanottua Mie-sirontaa. Tämä sironta on tehokkaampaa kaikille valon aallonpituuksille, mutta sillä on vähemmän aallonpituuteen liittyvää valikoivuutta kuin Rayleigh-sironnalla. Mie-sironta lisää usein juuri punaisen ja oranssin valon määrää.

Marissa ohuemman ja pääasiassa hiilidioksidia sisältävän kaasukehän sekä suuren pölymäärän vuoksi tapahtuu juuri päin vastoin: horisontin yläpuolella oleva Aurinko näyttää sinertävältä.

Muuten: kenties punaisin kohde avaruudessa on punainen jättiläistähti Betelgeuse. Se sijaitsee Orionin tähtikuviossa ylävasemmalla ja on paljain silminkin katsottaessa hyvin selvästi punertava. Tämä ylijättiläinen on spektriluokaltaan M1–M2 eli sen pintalämpötila on luokkaa 3 600 K. 

Valitse sinulle sopiva joulukalenteri

Joulun "tähti"

On taas joulukuu ja aika kalenterin. Olemme julkaisseet Tiedetuubissa vuosien varrella useita joulukalentereita, mutta tänä vuonna julkaisemme joululakenterijoulukalenterin.

Jouluisia juttuja on Tiedetuubissa ollut paljon, mutta olemme tehneet yhden yleiskalenterin lisäksi kolme erityistä jouluista juttusarjaa: kemiallisen joulukalenterin, virtuaalisen joulumatkakalenterin tieteellisesti kiinnostaviin paikkoihin ja Tiedetöppäysjoulukalenterin.

Mikä estää katsomasta niitä nyt uudelleen?

Lisäksi nämä jo käytetyt kalenterit sopivat nykyaikaiseen kiireiseen elämään myös siksi, että kaikkia luukkuja voi katsella nyt saman tien!

Jos haluat sen sijaan pitää jännitystä yllä, niin suuntaa Lasten yliopiston Digimaailmaan, missä Kemiallisen joulukalenterin luukut avataan päivä päivältä perinteiseen tapaan.

Tiedetuubin vanhemmat kalenterit ovat täällä:

Lähtölasku jouluun 2013

Kemiallinen joulukalenteri (2015)

Tiedetöppäyskalenteri (2019)

Vuonna 2018 esittelimme tiedepaikkoja, mutta nyt niitä on kartalla jo paljon enemmän kuin esittelimme aikanaan. Etenkin näin korona-aikaan mielikuvamatkat eri puolille planeettaa ovat kiinnostavia, joten alla koko tarjontamme!

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetöppäysjoulukalenterin tunnus

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä. Aihe ei ole erityisen jouluinen, mutta kiinnostava, sillä töppäykset pitävät sisällään niin tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja kuin myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Tiedetöppäykset ovat myös kiinnostavia siksi, että ne osoittavat miten tiede toimii: se on itse itseään korjaava systeemi, jonka tavoitteena on totuus.

Jos joku epärehellinen tutkija koettaa väärentää tuloksiaan, toiset kyllä paljastavat tämän ennemmin tai myöhemmin. Jos virheelliset mittaukset tai epäselvät havainnot johtavat tekemään epätosia päätelmiä, niin tutkijakollegat kyllä korjaavat tämän pian. Jokainen hyvä tutkija on luonnostaan myös epäilijä, vaikka kyse on omista tuloksista.

Totuus voittaa aina lopulta, eikä luonnonlakeja voi huijata.

Tämä on tärkeää muistaa näinä aikoina, kun tutkimustuloksia väärennellään julkisuudessa ja niistä kerrotaan valikoiden. Kansanedustajatkin esittävät suoranaisia valheita, ja monet yleisesti ottaen järkevät ihmiset eivät halua uskoa tiedeyhteisön varsin yksimielisesti hyväksymiin asioihin, kuten ilmastonmuutokseen tai evoluutioon.

Juuri siksi on kiinnostavaa poimia historiasta kalenterillisen verran tapauksia, joissa tiede on ollut hakoteillä. Vastapainoksi ikäville, mutta opettavaisille tapauksille on myös töppäyksiä sekä erehdyksiä, jotka paljastuivat hyödyllisiksi.

1. Lobotomia

2. Piltdownin ihminen
John Cooken maalaus tutkijoista ihailemassa Eoanthropus dawsonin kalloa

3. Eetteri
Orionin kaasusumu Andrew Ainslie Commonin kuvaamana vuonna 1883

4. Lysenko & vernalisaatio
Lysenko (vas) puhuu ja Stalin (oik) kuuntelee.

5. Nollaosoitin
Tony Hoare puhumassa (oikealla)

6. Silvo Sokan rakettilento
Silvo Sokka ja Silverstar.

7. DDT
DDT-myrkkypurkin etikettiä

8. Kylmäfuusio
Stanley Pons (vas) ja Martin Fleischmann (oik).

9. Maapallon ikä
Lordi Kelvin

10. Ilokaasu
Ilokaasua juhlissa

11. Mars-luotaimen kova kohtalo
Mars Climate Orbiter joulukehyksissä

12. Paniikkikohtauksella painottomaksi
Nikola Tesla

13. Edisonin 10 000 epäonnistumista
Thomas Alva Edison ja fonografi

14. Superlahjakkuudesta hylkiöksi
John Darsee

15. Einsteinin suurin moka
Einstein näyttää kieltä

16: Valoakin nopeammat neutriinot
Gran Sasson OPERA-koelaitteistoa joulukehyksissä

17: Nylanderin jäkäläpäähänpinttymä
William Nylander ja jäkälää joulukehyksessä

18: Linus Pauling ja helixmoka
Linus Pauling

19: Agakonnat tuholaistorjujina
Agakonna käsissä

20: Penisilliini
Alexander Fleming

21: Liian vallankumouksellinen kalenteri
Vallankumouskalenteri ja Marianne

22: Talidomiditapaus
Talidomidin aiheuttamia epämuodostumia lapsen jaloissa

23: Ydintalvi peruttu
Carl Sagan ja hiroshiman räjähdyksen sienipilvi lentokoneesta kuvattuna

24: Kosmonauttien peruutettu kuumatka

Tiedetöppäysjoulukalenteri 24: Kosmonauttien peruutettu kuumatka

N1-raketti ja Neuvostoliiton avaruusjohtajia

51 vuotta sitten jouluna Apollo 8 kiersi Kuuta. Kolmen astronautin kuumatkan myötä Yhdysvaltain ja Neuvostoliiton kiihkeä avaruuskilpa päättyi, vaikka vasta Apollo 11:n lento heinäkuussa 1969 toi "voiton" Amerikkaan. Rautaesiripun toisella puolella oli tapahtunut kenties kalleimmaksi tullut tieteellistekninen töppäys ikinä.

Neuvostoliitto oli avaruusajan alussa aivan omassa luokassaan. Se onnistui lähettämään ensimmäisenä avaruuteen niin satelliitin kuin ihmisenkin, ja ero oli suuri paitsi ajassa, niin myös teknisesti: itänaapurin raketti oli voimakkaampi ja avaruuslaitteet parempia.

Kahdesta nolosta häviöstä suivaantunut presidentti John F. Kennedy päätti lähettää vuonna 1961 amerikkalaiset ensinnä Kuuhun, ja polkaisi käyntiin massiivisen Apollo-ohjelman. Sen säikäyttämänä Neuvostoliitto puolestaan päätti myös lähettää kosmonautit kohti Kuuta. 

Tosin Kennedy tarjosi Neuvostoliitolla mahdollisuutta lentää Kuuhun yhdessä; on vaikea sanoa oliko kyse teatterista vai aidosta tarjouksesta, mutta ulos oli selvä. Nikita Hruštšov totesi Neuvostoliiton avaruussaavutukset mielessään, että “jos amerikkalaiset lähettävät astronautin avaruuteen, me lähetämme kaksi kosmonauttia, jos hekin lähettävät kaksi, niin me lähetämme kolme, ja jos he lentävät Kuuhun, niin me lennämme ennen heitä”.

Neuvostoliitossa käynnistettiinkin oma kuulento-ohjelma. Avaruusohjelmaa johtanut Sergei Korolev (otsikkokuvassa alhaalla keskellä) suunnitteli jo suurta N1-nimistä rakettia, ja hahmotteli samalla myös nopeammin toteutettavaa ratkaisua, missä Sojuz-raketeilla voitaisiin toteuttaa lento Kuuhun: kuualukset ja laskeutumiskapselit lähetettäisiin omilla raketeillaan.

Mutta sitten politiikka ja henkilösuhteet astuivat peliin. Korolevia ei nimettykään kuuhankkeen pääsuunnittelijaksi. 

Korolevin kilpakumppani oli jo aiemmin ollut Valentin Glusko (otsikkokuvassa alhaalla oikealla). Eräs hänen parhaimmista työtovereistaan oli sotilaallisia ohjuksia kehittänyt Vladimir Tselomei (otsikkokuvassa vasemmalla), jonka hyvä ystävä oli Hruštšovin poika Sergei. Tämä varmaankin vaikutti siihen, että Korolev joutui Kremlin epäsuosioon, ja niin kuulennot annettiin työparin Glusko & Tselomei tehtäväksi.

He alkoivat suunnitella miehitettyä lentoa Kuun ympäri jo lokakuuksi 1967, vallankumouksen 50. vuosipäivän kunniaksi. Ensimmäisen avaruuskävelyn tehneen, kokeneen kosmonautin Aleksei Leonovin johtama pilottiryhmä lähetettiin riskialttiiseen kuulentokoulutukseen. 

Tarkoituksena oli kehittää nykyisin Proton-nimisenä tunnettava kantorakettia UR-500, joka olisi kyennyt sinkoamaan Korolevin tiimin suunnitteleman kuualuksen, Sojuzin, juuri ja juuri ympäri Kuun. Kuuhun laskeutumista vasten olisi tarvittu toinen rakettilaukaisu, jonka kyydissä oli kuumoduuli. Alukset olisivat telakoituneet Maan kiertoradalla.
 

N1:n mallikappale laukaisualustalla vuonna 1967

N1:n mallikappale laukaisualustalla vuonna 1967.

 

Politbyroo antoi kuitenkin Hruštšoville kenkää syksyllä 1964, jolloin Korolevin asema parani jälleen. Työ N1:n kanssa saattoi jatkua. Jättiraketti olisi hieman kuten amerikkalaisten kuuraketti Saturnus V; hieman matalampi, mutta leveämpi, mutta periaatteessa samantapainen.

N1:n käyttöä kuuohjelmassa ei kuitenkaan hyväksytty, mutta kun kahden raketin menetelmä osoittautui liian hankalaksi ja vaaralliseksi, katseet kääntyivät N1:n suuntaan. 

Sen kehittäminen oli kuitenkin hankalaa, koska pätevänä rakettimoottorien suunnittelijana tunnettu Glusko ei suostunut yhteistyöhön. Niinpä Korolev joutui tyytymään enemmänkin suihkumoottoreita suunnitelleen Nikolai Kuznetsovin apuun. Tuloksena oli heikompitehoiset ja epäluotettavammat moottorit, joita tarvittiin peräti 30 kappaletta N-1:n ensimmäiseen aiheeseen.

Tarina sai kuitenkin saanut yllättävän käänteen jo tammikuussa 1966, kun Korolev kuoli moskovalaisen sairaalan leikkauspöydälle. Kuuohjelman johtoon asetettiin Valeri Mishin, jolla oli kuitenkin jatkuvia vaikeuksia Politbyroon kanssa, minkä ansiosta Tselomei onnistui pitämään myös omaa suunnitelmaansa koko ajan esillä.

Kuuhanke meni kuitenkin eteenpäin. Nykyisin Sojuzina tunnettu alus oli aluksi tarkoitettu kuulentoihin, tosin hieman erikoisvarusteltuna. Itänaapurien kuumoduuli oli vähän kuin amerikkalaisten kuumoduuli, paitsi että vain yhdelle kosmonautille mitoitettu miehistöosa oli pienempi ja muodoltaan pallomainen, minkä lisäksi moduulin päällä oli suuri asennonsäädöstä huolehtiva osa.  

Siinä missä Apollot olivat kolmepaikkaisia ja Kuuhun laskeutui kaksi astronauttia, oli neuvosysteemissä vain kaksi matkalaista.  Heistä toinen siirtyisi Kuun kiertoradalla avaruuspuvussa ulkokautta kuumoduuliin ja laskeutuisi sillä Kuun pinnalle, missä hän vuoden 1969 suunnitelmien mukaan viipyisi vain neljä tuntia.  Alukset telakoituisivat toisiinsa Kuun kiertoradalla ja Kuun pinnalla käynyt kosmonautti siirtyisi Sojuziin, mikä palaisi Maahan. 

Ajatuksena oli myös – turvallisuuden vuoksi – miehittämättömän kuumoduulin lähettäminen etukäteen Kuun pinnalle. Miehitetty moduuli laskeutuisi sen luokse, ja paluumatka voitaisiin tehdä tyhjänä laskeutuneella aluksella.  Käytännössä laskeutuminen kävelymatkan etäisyydelle miehittämättömästä aluksesta on hyvin vaikeata, lähes mahdotonta, minkä vuoksi ajatuksesta luovuttiin. 

Ensimmäisellä N1:n koelennolla oli kyydissä Zond L1S-1 -salanimen saanut Sojuz ja tarkoitus oli tehdä ilman kosmonautteja automaattinen lento Kuun ympäri. Helmikuun 21. päivänä vuonna 1969 tehty laukaisu kuitenkin epäonnistui, kun raketti mäsähti moottoririkkojen vuoksi Baikonurin maankamaraan kolmen minuuttia kestäneen lennon päätteeksi.

Jos lento olisi mennyt hyvin, olisi Neuvostoliitolla ollut vielä mahdollisuus voittaa kuukilpailu, mutta nyt se näytti jo epätodennäköiseltä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri 23: Ydintalvi peruttu

Carl Sagan ja hiroshiman räjähdyksen sienipilvi lentokoneesta kuvattuna

Vuonna 1983 viisi tutkijaa julkaisi artikkelin Science-lehdessä. "Nuclear Winter: Global Consequences of Multiple Nuclear Explosions" koetti arvioida sitä, millainen olisi maailmanlaajuisesta ydinsodasta tuleva ydintalvi.

 

Tutkimus oli paitsi aiheeltaan raflaava, niin sen teki tunnetuksi eräs kirjoittajista. Tähtitieteilijä Carl Sagan oli aikansa TV-kuuluisuus, 80-luvun Brian Cox – tai jopa enemmänkin, koska julkisuudessa olevia tutkijoita oli vähemmän, TV:n vaikutus vielä suurempi ja Sagan oli lisäksi todella pätevä tutkija. 

Tuossa artikkelissa Sagan, astrofyysikko James Pollack sekä ilmastotieteilijät Richard Turco, Owen Toon ja Thomas Ackerman sovelsivat aiemmin massiivisten tulivuorten purkausten seurauksia käsitelleitä tutkimuksia tilanteeseen, missä suuri määrä ydinräjähdyksiä tapahtuisi eri puolilla maapalloa.

Vaikka heti artikkelin johdannossa tutkijat selittävät suuria epävarmuustekijöitä, he päätyvät kuitenkin dramaattisiin johtopäätöksiin.

Räjähdysten ja tulipalojen ilmakehään nostama savu ja pöly saisivat aikaan maailmanlaajuisen katastrofin. Parissa viikossa planeetta olisi usvan peitossa, valoa pääsisi maan kamaralle vain pari prosenttia normaalista ja lämpötilat olisivat monin paikoin alle -15°C. 

Tätä kestäisi kuukausia, mikä johtaisi nälänhätään, kun tuotantokasvit kuolevat tai kärsivät suuresti, satoja menetetään ja eläimet menehtyvät. 

Sana "ydintalvi" viittaa juuri tähän: jopa keskellä kesää lämpötila laskisi reippaasti alle nollan, sade tulisi lumena ja vedet jäätyisivät. Voi vain kuvitella, mitä trooppisilla alueilla tapahtuisi ihmisille, jos pakkanen tulisi ja kestäisi kuukausia. 

Näin tapahtuisi jo kevyen luokan ydinsodassa, missä "vain" satakunta megatonnia räjäytettäisiin suurimpien kaupunkien päällä. 

Massiivisessa sodassa, missä yhteensä noin 5000 megatonnia räjähtäisi myös asuttujen alueiden ulkopuolella, tuloksena olisi vielä pitempään kestävän ydintalven lisäksi tappavaa radioaktiivisuutta laajoilla alueilla.

Sen jälkeen, kun pöly, savu ja tomu putoavat maahan ilmasta, ja Aurinko pääsee jälleen paistamaan, olisi sen säteily myös vaarallista, koska räjähdysten seurauksena otsonikerros olisi kärsinyt. Se, mitä säteily ja kylmyys ei olisi tappanut, Auringon voimakas ultraviolettisäteily surmaisi. 

Tuloksena olisi dinosaurusten häviämiseen verrattavissa oleva joukkotuho. Kauheaa tekstiä, ällistyttävän ikävä tulevaisuudenkuva. Ei mikään ihme, että ydinsodan pelossa olevassa maailmassa se sai osakseen paljon huomiota.

"Ydintalvi", Xavier Laviron

Xavier Lavironin kuva (Flickrissä), mikä antaa viitteitä vähän siitä, miltä ydintalvi voisi näyttää.

 

Heti artikkelin julkaisun jälkeen monet muut tutkijat löysivät päättelystä muutamia heikkouksia. Esimerkiksi sateet vähentäisivät pölyn määrää ilmassa nopeammin kuin tutkijaviisikko oli arvioinut. 

Mitä kunnollinen tutkija tekee tässä tilanteessa? Myöntää erehtyneensä ja tekee uuden arvion esiin nostettujen faktojen pohjalta. Sagan et al. kirjoittivatkin samaiselle Science-julkaisulle vuonna 1990 uuden artikkelin, missä ne esittivät ydintalven korjatun version.

Sen mukaan olennaisin eroavaisuus on se, että lämpötila ei laske aivan niin paljon kuin alkuperäisessä laskelmassa esitettiin. Arvio olisi keskileveysasteilla 10-20°C, eli kesällä keskimääräinen lämpötila ei laskisi pakkasen puolelle.   Paikallisesti lämpötila voisi kuitenkin pudota jopa 30°C, mikä tarkoittaisi tukevaa pakkasta.

Lisäksi artikkelissa oli nyt mukana arvioita sademäärien kehityksestä. Kyllä: nekin menisivät sekaisin.

Jos siis alkuperäinen kauhukuva ydintalvesta oli hieman väärä, ei tarkennettu kuvakaan ole mitenkään mieltä ylentävä. Tämä kannattaa pitää mielessä, kun pohtii sitä, että maailmassa on edelleen riittävästi ydinaseita saamaan aikaan maailmanlaajuisen tuhon. 

Tiedetöppäysjoulukalenteri 22: Talidomiditapaus

Talidomidin aiheuttamia epämuodostumia lapsen jaloissa

Onko tämä huijaus vai sellaisen lavastus? Joka tapauksessa australialastohtori William McBride paljasti 1950-luvun unilääke Talinomidin haitalliset vaikutukset sikiöihin ja teki suuren palveluksen monille syntymättömille lapsille.

 

Talidomidi, eli C13H10N2O4 olikin aivan liian mainio yhdiste ollakseen totta.

Se oli unilääke, joka ei aiheuttanut riippuvuutta. Se oli myös rauhoittava lääke, jonka huomattiin myös hillitsevän tehokkaasti tulehduksia. Se oli lisäksi turvallinen siinä mielessä, että päinvastoin muut unilääkkeet, se ei ollut myrkyllinen yliannostettuna.

Lääkettä tehtiin ensimmäisen kerran Länsi-Saksassa vuonna 1953, ja se tuli myyntiin neljä vuotta myöhemmin. Suomessa se oli kaupan syksystä 1959 alkaen, eli 60 vuotta sitten siis sitä napsittiin myös Suomessa.

Lääkkeen myynti loppui kuitenkin loppui kuin seinään vuonna 1961. Australialainen synnytyslääkäri William McBride esitti ensimmäisenä epäilyksiä siitä, että talidomidi aiheuttaa vakavia epämuodostumia etenkin raajoihin.

McBride auttoi keväällä 1961 synnytyksissä, joissa vauvat olivat hyvin erikoisia. Kaikkien lapsien äidit olivat käyttäneet talidomidia tyypillisesti aamupahoinvoinnin hoitoon.

Kädet ja jalat olivat vinoon kasvaneita, muistuttivat hylkeen eviä, ne olivat epäsymmetrisiä, liian lyhyitä ja niissä saattoi olla liikaa tai liian vähän varpaita tai sormia – kuten otsikkokuvan lapsella.

Monet lapsista olivat sokeita tai kuuroja, ja heillä saattoi olla epämuodostumia sydämessä, munuaisissa, ruoansulatuskanavassa ja sukupuolielimissä.

Samaan aikaan myös saksalainen Widukind Lenz teki kesällä samanlaisia havaintoja, mutta laajempaan tietoon asia tuli McBriden arvostettuun lääketieteen julkaisuun The Lancetiin tekemästä artikkelista. Nyt ympäri maailman kiinnitettiin asiaan huomiota ja tehtiin tutkimuksia talidomidin vaikutuksista. 

Pahaksi onneksi lääkettä oli käytetty varsin paljon juuri odottavien äitien raskauspahoinvointiin, ja kun naiset ottivat lääkettä 3. – 8. raskausviikolla, olivat seuraukset kohtalokkaat: juuri tuolloin ihmisalkioille kehittyvien elinten muodostuminen oli vauhdikkaimmillaan, ja lääke haittasi tätä dramaattisesti.

Proteeseja ja talidomidilääkkeitä Science Museumissa

Proteeseja ja talidomidilääkkeitä Science Museumissa.

 

Lääkkeen poisvetoa markkinoilta seurasi oikeudenkäyntien suma, missä potilaat vaativat rahoja lääkeyhtiöltä ja lääkeyhtiö koitti kyseenalaistaa lääkkeen saaneen aikaan väitetyt vaikutukset.

Selvittelyissä paljastuikin, että talidomidin vaikutusmekanismit olivat varsin tuntemattomat, ja sen käyttöä ihmisillä alettiin pohjustaa heti sen jälkeen, kun lääke oli osoittautunut hiirikokeissa harmittomaksi. Sen oletettiin siis olevan sopiva myös ihmisille. Myöhemmin kokeita tehtiin myös apinoilla ja kaneilla, joille lääke sai aikaan samankaltaisia epämuodostumia kuin ihmisille.

Oikeudenkäynneissä kävi myös ilmi, että osa näistä talidomidin haittoja selvittäneistä tutkimuksista oli tehty puutteellisesti tai tuloksia oli jopa väärennetty.

Kun McBriden perustama tutkimussäätiö osoitti 1980-luvulla toisen lääkkeen, Bendectin, haittoja, McBride joutui pitkälliseen taisteluun lääketeollisuutta vastaan: teollisuuden uskottiin salakuuntelevan ja vakoilevan häntä koettaessaan kerätä materiaalia, jolla hänen maineensa voitaisiin pilata.

Tässä saattoi olla perääkin, mutta McBriden säätiön riippumaton tutkimuskomitea lausui vuonna 1988, että osa McBriden tuloksista oli joko sellaisia, joihin hän itsekään ei uskonut tai ei luottanut täysin niiden todenmukaisuuteen, joten "tässä mielessä hän syyllistyi tieteelliseen huijaukseen."

McBride erosi pian tämän jälkeen säätiönsä johdosta ja säätiön toiminta lakkasi.

Tiedetöppäysjoulukalenteri 21: Liian vallankumouksellinen kalenteri

Vallankumouskalenteri ja Marianne

Moni asia voitaisiin tehdä nykyisin paljon paremmin ja suoraviivaisemmin, jos taakkana ei olisi historian painolastia ja vuosisatojen aikana tulleita perinteitä. Toisaalta tapaukset, jolloin näin on tehty, eivät ole menneet aina ihan putkeen. Kuten esimerkiksi Ranskan vallankumouksen aikaan käyttöön otettu uusi, tieteellinen kalenteri.

 

Nykyisin käytössä oleva kalenteri on niin sanottu gregoriaarinen kalenteri, joka on parannettu versio juliaanisesta kalenterista ja nimistöltään sekoitus roomalaista jumalista ja kristillisistä pyhimyksistä sekä latinalaisen kielialueen ulkopuolella paikallisista jumaltarinoista.

Esimerkiksi perjantai on Venus-jumalan päivä (Veneris dies, viernes, vendredi, venerdì) tai meillä lainautuneena Freija-aasajumalattaren nimestä. Pian alkavan tammikuun nimi tulee suomalaisittain tammesta, joka on tarkoittanut talven sydäntä tai kalevalaisten runojen isoa tammea. koko taivaan peittävää maailmanpuuta. Latinalaisessa maailmassa Ianuarius tai Januarius merkitsee Janukselle, kaiken alkamisen jumalalle, pyhitettyä kuukautta.

Kalenterin ydin on kuitenkin tähtitieteessä, sillä tarkoituksena on pitää kirjaa ajan ja vuodenaikojen kulusta. Vuosi on jaettu monennäköisistä historiallisista syistä 12 kuukauteen, joissa on 30 tai 31 vuorokautta. Vuorokaudessa on 24 tuntia ja tunnissa 60 minuuttia ja minuutissa 60 sekuntia. 

Hankaluutena kaikissa kalentereissa on se, että kuukaudet ja päivät on hankala saada toimimaan siten, että ne pysyvät tahdissa vuodenaikojen kanssa. Vuoden tarkka pituus on 365,2422 päivää, ja gregoriaanisessa kalenterissa on päästy hyvin lähelle sitä, 365,2425 päivään. Virhettä kertyy siis vain 0,3 päivää vuosituhannessa, koska sitä korjataan karkauspäivin joka neljäs vuosi.

Lisäksi maapallon pyöriminen hidastuu ja tätä täytyy kompensoida karkaussekunnein aina silloin tällöin.

Gregoriaaninen kalenterissa vuosi vaihtuu 1. tammikuuta, ja ajanlaskun alku on laitettu munkki Dionysius Exiguuksen 500-luvulla laskemaan Jeesuksen syntymävuoteen. Nimensä kalenteri on saanut paavi Gregorius XIII:lta, joka määräsi aiempaa Julius Caesarin aikana tehtyä kalenteria parannettavaksi.

Syynä oli lähinnä se, että pääsiäisen aika oli siirtynyt kalenterin mukaan kauaksi alkuperäisestä ajankohdastaan: pääsiäinen kun on määritelty kevätpäiväntasauksen jälkeisen täydenkuun jälkeineksi sunnuntaiksi, ja kun kevätpäiväntasaus 21. maaliskuuta oli 1500-luvulle tultaessa vähitellen siirtynyt kymmenisen päivää myöhemmäksi, pelättiin keväisen pääsiäisen siirtyvän lopulta kesään.

Uusi kalenteri otettiin käyttöön vuonna 1582. Vähitellen se omaksuttiin koko Euroopassa, ja Suomessa (ja Ruotsissa) sen käyttöön siirryttiin 1753.

Vallankumouskalenteri

Ranskassa noudatettiin 1700-luvun lopussa myös gregoriaanista kalenteria. Kun vallankumoukselliset voimat alkoivat ravistella maata 1792, haluttiin eroon paitsi kuninkaasta, aatelistosta ja feodaaliyhteiskunnan rakenteista, niin myös kaikesta niihin ja kirkkoon liittyvistä traditioista.

Uusi, uljas tasavalta piti perustaa järjen ja tieteen avulla. Siksi myös kalenteri haluttiin uudistaa – tosin syynä oli myös se, että uuden kalenterin haluttiin heijastavan uuden ajan alkua.

Calendrier républicain, eli tasavaltalaiskalenteri (tai calendrier révolutionnaire, vallankumouskalenteri) otettiin käyttöön toisen vuoden viinisatokuukauden 14. päivänä, eli 4. lokakuuta 1793, jolloin kalenteri määrättiin alkavaksi takautuvaksi 22. syyskuuta 1792, eli päivänä, jolloin Ranska julistettiin tasavallaksi.

Olennaisin osa kalenteria oli muuttaa kaikki mahdollinen kymmenjärjestelmän mukaiseksi. Vuodessa oli 12 kuukautta, joissa oli tasan 30 päivää. Kuukaudessa oli kolme kymmenpäivästä viikkoa, eli dekadia.

Aivan aluksi kuukausiin viitattiin vain numeroin, mutta pian niille annettiin runolliset nimet, jotka liittyivät vuodenaikoihin. Päivät nimettiin työkalujen, kasvien ja eläinten mukaan.

Nimet olivat itse asiassa kovin kauniita (lista muokattuna Wikipediasta):

Syksy:
Vendémiaire (pohjana sana sato tai viinisato) alkoi 22. syyskuuta
Brumaire (usva) alkoi 22. lokakuuta
Frimaire (kylmyys) alkoi 21. marraskuuta

Talvi:
Nivôse (luminen) alkoi 21. joulukuuta
Pluviôse (sateinen) alkoi 20. tammikuuta
Ventôse (tuulinen) alkoi 19. helmikuuta

Kevät:
Germinal (siemen) alkoi 20. maaliskuuta
Floréal (kukka) alkoi 20. huhtikuuta
Prairial (niitty) alkoi 20. toukokuuta

Kesä:
Messidor (elonkorjuu) alkoi 19. kesäkuuta
Thermidor (kuuma) alkoi 19. heinäkuuta
Fructidor (hedelmäinen) alkoi 18. elokuuta

Kahdessatoista 30-päiväisessä kuukaudessa oli se huono puoli, että jäljelle jäi vuoden lopussa aina viisi tai kuusi vuorokautta. Niille keksittiin kätevä käyttö siten, että ne määrättiin vapaapäiviksi.

Jos kalenterin muuttamisessa oli jo muutosta kerrakseen, niin niiden lisäksi myllättiin myös tunnit ja minuutit. Vuorokauteen tuli kymmenen tuntia, joissa oli sata minuuttia, joissa oli sata sekuntia.

Kellojärjestelmä muutettiin takasin vanhaksi lähes saman tien, koska sitä vastustettiin kaikkialla ja voimakkaasti. Kalenteri kesti kuitenkin 14 vuoden ajan, sillä Napoleon palautti vanhan gregoriaanisen kalenterin käyttöön vuonna 1802. Sitä ennen vallankumoukselliset olivat kuitenkin ennättäneet monien muiden mukana mestata valtaosan uuden kalenterin kehittäjistä.

Nyt tasavaltalaiskalenteria voi käyttää muun muassa hupiin: oman syntymäajan voi muuttaa esimerkiksi tasavaltalaispäivämääräksi tai kuukausien sekä päivien nimiä voi ihailla runollisessa mielessä.

Ihan pelkkää historiaa ei kalenteri kuitenkaan ole vielä, sillä joihinkin vallankumouksen tapahtumiin viitataan niiden vallankumouskalenterin mukaisilla päivämäärillä (kuten Thermidor-käänne tai Brumairekuun vallankaappaus).

Housujenkäyttölupa

Tasavaltalaiskalenterin päivämääriin törmää edelleen myös esimerkiksi lainsäädännössä, koska monet edelleen käytössä olevat lakipykälät ovat peräisin vallankumouksen ajalta.

Suurin osa niistä on kuitenkin jo kumottu, kuten esimerkiksi vuonna 2012 kuopattu laki siitä, että naisten pitää anoa lupa housujen käyttämiseen julkisella paikalla. Lakia ei koskaan sovellettu, mutta poliisi antoi lupalappuja niitä pyytäneille lainkuuliaisille naisille. Lapussa lukee päivämäärä vallankumouskalenterin mukaan. 

Housulaki on myös kiinnostava siksi, että vuonna 2012 siitä keskusteltaessa huomattiin, että se oli laiton laki. Se kun oli räikeässä ristiriidassa ihmisten tasa-arvon ja vapauden kanssa, mitkä olivat perustuslain eräitä kulmakiviä. 

Tiedetöppäysjoulukalenteri 20: Penisilliini

Alexander Fleming

Jos et siivoa kunnolla pöytääsi – tai laboratoriotasi – niin älä ota turhia paineita: saatat olla kuten Alexander Fleming, joka löysi penisilliinin. Joskus töppäys tuottaa hyödyllisen yllätyksen.

Jos asian ilmaisee poliittisen korrektisti, niin Alexander Flemingillä oli varsin rento ote työympäristönsä siisteyteen.

Hän oli tutkijana Lontoossa St. Mary's Hospitalissa, Pyhän Maarian sairaalassa, ja hänen tärkein kiinnostuksen kohteensa olivat antibakteeriset aineet. Hän oli vuoteen 1927 mennessä saanut jo mainetta muun muassa stafylokokki-bakteerien ominaisuuksien selvittämisestä, ja hän oli edennyt sairaalan rokotusosaston johtajaksi.

Fleming oli tunnettu siitä, että hänen työhuoneensa ja tutkimuslaboratorionsa oli yleensä varsin sekaisin. Ei siksi ollut mikään ihme, että hän lähti kesälomalleen vuonna 1928 siten, että laboratorioon jäi paljon pesemättömiä bakteerikasvatuslaseja. Siivoamisen sijaan hän vain vei ne labran kulmaan, ja lomille lomps.

Kun hän tuli takaisin 3. syyskuuta 1928, hän tutkiskeli pesemättä jääneitä kasvatusmaljoja ja huomasi, että yhdessä niistä oli sienirihmastoa, jonka ympäriltä kaikki bakteerit olivat kuolleet. Muissa laseissa sen sijaan oli stafylokokkeja totuttuun tapaan.

 

Flemingin petrilasi

Fleming näytti kummallista petrilasia aiemmin hänen apulaisenaan olleelle Merlin Prycelle, joka muistutti heti Flemingiä siitä miten hän oli löytänyt vuonna 1921 lysotsyymin, antiseptisen entsyymin. Se näytti tappavan kaiken läheltään.

Tarkemmin homepesäkettä tutkiessaan Fleming totesi sen kuuluvan Penicillium-sukuun ja että se eritti ympärilleen ainetta, joka häiritsi bakteerien kasvua. Tarkemmissa tutkimuksissa home määrittettiin Penicillium moratumiksi, ja siitä erittyvä aine nimettiin penisilliiniksi. 

Fleming ounasteli jo tuolloin, että siitä saattaisi tulla varsin tehokas lääke monien sairauksien hoitamiseen, mutta ei uskonut sen suurempiin mahdollisuuksiin. Ongelmana kun oli se, että aineen tekeminen puhtaana oli vaikeaa. Se osoittautuikin todella hankalaksi. Penisilliiniä ei onnistuttu tuottamaan suuria määriä, minkä vuoksi sitä ja sen ominaisuuksia lähinnä tutkittiin. 

Toisen maailmansodan aikaan Yhdysvalloissa tarvittiin kuitenkin paljon antiseptisiä aineita, minkä vuoksi myös penisilliinin massatuotantoa alettiin pohtia tarkemmin. Teollinen tuotanto alkoi vuonna 1943, kun oli löydetty Penicillium notatum -laji, jonka kasvatus elatusaineessa onnistui hyvin. 

Vuoden 1944 aikana tuotantomäärät kasvoivat olennaisesti, ja sodan päätyttyä penisilliiniä saatiin myös siviilikäyttöön muuallakin kuin Yhdysvalloissa ja sen liittolaismaissa.

Nyt penisilliini katsotaan ensimmäiseksi moderniksi antibiootiksi.

Tämä laboratoriohygienian laiminlyöntiin liittyvä töppäys palkittiin vuonna 1945 Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinnolla. Fleming sai sen yhdessä Oxfornin yliopistossa penisilliiniä tutkineiden Howard Floreyn ja Ernst Boris Chainin kanssa.

Tiedetöppäysjoulukalenteri 19: Agakonnat tuholaistorjujina

Agakonna käsissä

Hyvää tarkoittava biologinen tuholaistorjunta aiheuttaa joskus itsessäänkin merkittäviä ympäristöongelmia. Näin kävi agakonnien kanssa Australiassa ja vähän muuallakin.

Tämänkertainen tiedemoka ei ole sataprosenttisen tieteellinen, sillä hommassa on vain hutkittiin kunnolla ennen kunnollista tutkimusta. Tulokset ovat kuitenkin sitä luokkaa, että moka sopinee sarjaan.

Australialaisilla sokeriruokoviljelmillä oli 1900-luvun alkupuolella paha ongelma. Sadot tuhoutuivat, koska sikäläiset kovakuoriaislajit Dermolepida albohirtum ja Lepidiota frenchi olivat ikävän persoja sokeriruo’oille. Kuoriaisten toukat popsivat viljelyskasvien juuria, ja eloon jääneiden ruokojen lehdet päätyvät aikuisten kuoriaisten suihin.

Kuoriaisista oli päästävä jotenkin eroon.

Ongelma on yksinkertainen, ja niin ratkaisunkin luultiin olevan. Helpointa oli tuoda alueelle jokin otus syömään tuholaiset pois, tai ainakin vähentämään iljetyksiä sen verran etteivät sadot täysin tuhoudu.

Viljelmille päätettiin tuoda agakonnia (Rhinella marina). Ne ovat alunperin Keski- ja Etelä-Amerikan manneralueelta kotoisin olevia suuria rupikonnan sukulaisia. Isoimmat 24 cm pitkät yksilöt painavat lähes puolitoista kiloa. Ja konnat ovat tunnetusti oikeita petoja popsimaan hyönteisiä.

Agakonnat olivat tuolloin muotia, sillä otukset olivat vastikään poistaneet kuoriaiset tehokkaasti Puerto Ricon sokeriruokoviljelmiltä. Asiasta kirjoitettiin oikein Nature-tiedelehdessäkin, otsikolla ”Toads save sugar crop”. Tämän innoittamana otuksia siirrettiin vastaaviin tehtäviin monille monille Karibian ja Tyynenmeren saarille, Floridaan, sekä Australiaan.

Kuulostaako hyvältä? Niin myös australialaisista. Vuonna 1935 Queenslandin viljelmille vapautettiin 102 agakonnaa. Otusten syömiskäyttäytymistä tutkittiin vuoden ajan, minkä jälkeen niitä istutettiin alueelle 62 000 lisää. Konnat alkoivat viihtyä alueella hyvin. Aivan liian hyvin.

Agakonnat kyllä söivät ruokojen tuholaisia, mutteivät isoina ja kömpelöinä otuksina oikein osanneet kiivetä aikuisten kuoriaisten luo sokeriruokojen lehdille. Lisäksi ruokoviljelmät olivat konnille liian avonaista ja kuumaa maastoa. Ne levittäytyivät ympäristöön.

Agakonna

Agakonnan englanninkielinen nimi cane toad eli ”ruokokonna” viittaa myös tuholaistorjuntakäyttöön. Lajin tieteellinen nimi R. marina sopisi sinällään myös tiedetöppäykseksi, koska se viittaa merelliseen elinympäristöön, vaikka todellisuudessa agakonna ei sellaisessa ollenkaan viihdy. Tästä oudosta väärinkäsityksestä saamme kiittää Carl von Linnéä, joka perusti näkemyksensä vielä aiemman eläintutkijan Albertus Seban piirrokseen. Tieteilijöiden toisinaan harrastamista toisen käden tulkinnoista saisi aikaiseksi todella monta lisäluukkua! Kuva: Flickr / Sam Fraser-Smith.

 

Agakonnat syövät mitä ikinä kiinni saavatkin: hyönteisiä, jyrsijöitä, liskoja, mutta myös kasveja, koiranruokaa, kotitalousjätettä ja raatoja. Kun jokainen naaras lisäksi tuotti vuodessa tuhansia munia, joista noin 50–100 saavuttaa sukukypsyyden, konnien populaatio lähti pian lähes eksponentiaaliseen kasvuun.

Kyllä luonto hoitaa, sanottiin. Ja tokihan australialaiset pedot oikein mielellään söivätkin tätä uutta yleistyvää ja näennäisen helppoa saalista. Seuraukset tosin olivat tuhoisat, sillä agakonnien selässä ja niskassa on myrkkyrauhasia. Myös munat ja nuijapäät ovat tappavan myrkyllisiä. Ainoastaan nuoret konnat ovat jonkin aikaa myrkyttömiä lähestyessään sukukypsyyttä.

Useimmat agakonnan syöntiä yrittäneet otukset kuolivat. Australiassa ei luontaisesti elä muita konnalajeja, joten pussipedoilla ei ollut mitään mahdollisuuksia agakonnien vahvan myrkyn edessä. Pahiten kärsi pirunkissa (oikealta nimeltään siirohäntäkvolli), jonka kannasta tuhoutui 97 prosenttia. Samoin kävi monille käärme- ja varaanilajeille sekä yhdelle krokotiilille. Kyseisten petojen aiemmat saaliseläimet pääsivät samalla yleistymään ongelmaksi asti. Toiset lajit taas taantuivat kun konnat tulivat kilpailemaan niiden ruuista.

Tätä nykyä Australiassa arvioidaan olevan yli 200 miljoonaa agakonnaa.

Kun otusten tiheys on Amerikoissa enimmillään 20 yksilöä sadalla metrillä, Australiassa se voi olla 2000–4000 yksilöä. Nykyään konnia löytyy pitkältä pätkältä Australian pohjois- ja itärannikolta. Esiintymisalueen länsirajan konnille on lisäksi kehittynyt normaalia suuremmat jalat, mikä mahdollistaa pidemmät kulkumatkat. Konnarintama etenee tällä haavaa länteen noin 60 kilometriä vuodessa.