B Maailman ja ihmisen synty

13B Mitä oli ennen alkuräjähdystä? Mikä oli alkuräjähdyksen syy?
14B Millaisia kertomuksia maailman syntymisestä on olemassa?
15B Miksi maailmankaikkeus ja ihminen ovat olemassa filosofioiden mukaan?
16B Miksi maailmankaikkeus ja ihminen ovat olemassa uskontojen mukaan?
17B Miten ensimmäinen solu syntyi?
18B Mikä on eläinten synnyttämisen evoluutio? Esimerkiksi miten ja milloin syntyivät munat ja sikiöt?
19B Mikä on sukupuolielinten evoluutio? Esimerkiksi miten ja milloin syntyivät siittimet ja emättimet?
20B Minkä välivaiheiden kautta kalasta tuli ihminen?
21B Millaisia kertomuksia ihmisen syntymisestä on olemassa?
22B Millaisia ihmisen geenejä evoluutio suosii nykyaikana?
23B Miten geeniteknologia voi muuttaa ihmistä tulevaisuudessa?

13B Mitä oli ennen alkuräjähdystä? Mikä oli alkuräjähdyksen syy?
G1:
Universumimme saattaa olla vain yksi "kupla" laajemmassa multiversumissa, jossa alkuräjähdyksiä tapahtuu jatkuvasti eri kohdissa ikuista inflaatiota.
G2:
Maailmankaikkeus pyrkii kohti suurempaa epäjärjestystä. Alkuräjähdys oli tila, jossa entropia oli matalimmillaan, ja kaikki sen jälkeinen on ollut energian jakautumista laajempaan tilaan.
C1:
Jos aika itse sai alkunsa alkuräjähdyksessä, "ennen" ei välttämättä ollut olemassa lainkaan. Samalla tavalla kuin maapallolla ei voi mennä pohjoisemmaksi kuin pohjoisnavalle, ei ehkä voi mennä ajassa taaksepäin alkuräjähdystä edeltävään hetkeen.
C2:
alkuräjähdys oli kvanttifysiikan ilmiö,
se syntyi jonkin aiemman kosmisen prosessin seurauksena,
tai sillä ei ollut syytä siinä merkityksessä kuin tavallisesti ymmärrämme syy–seuraus-suhteen, koska syykin edellyttää ajan olemassaoloa.
M1:
Fysiikan lait sellaisina kuin ne tunnemme lakkaavat toimimasta ns. Planckin ajassa, 10⁻⁴³ sekuntia alkuräjähdyksen jälkeen. Sitä aiempaa emme osaa kuvata.
M2:
Meiltä puuttuu kvanttigravitaatioteoria - emme osaa yhdistää kvanttimekaniikkaa ja yleistä suhteellisuusteoriaa. Ilman sitä emme voi kuvata "hetkeä nolla".

14B Millaisia kertomuksia maailman syntymisestä on olemassa?
G1:
**Suomalainen muinaisusko:** Sotka (tai joutsen) laskee munansa Väinämöisen polvelle. Munan rikkoutuessa sen yläosasta tulee taivas, alaosasta maa, keltuaisesta aurinko ja valkuaisesta kuu.
G2:
**Kreikkalainen mytologia:** Alussa oli Khaos (tyhjyys), josta syntyivät Gaia (maa) ja Uranos (taivas). Heidän tuskallinen erottamisensa loi tilan, jossa elämä voi kukoistaa.
C1:
Raamattu: Jumala luo maailman kuudessa päivässä ja lepää seitsemäntenä. Valo, maa, meri, kasvit, eläimet ja ihminen syntyvät Jumalan sanan voimasta.
C2:
Kiinalainen mytologia: Jättiläinen Pangu kasvoi kosmisen munan sisällä. Kun muna avautui, taivas ja maa erkanivat toisistaan. Pangun kuolemasta syntyivät vuoret, joet, tuulet ja muut luonnonilmiöt.
M1:
Skandinaavinen Ymir
Jumalat tappavat alkujättiläisen Ymirin ja tekevät hänen ruumiinosistaan maailman: kallosta taivas, verestä meret, luista vuoret.
M2:
Hindulaisuus, buddhalaisuus
Maailma syntyy, elää, tuhoutuu ja syntyy uudestaan loputtomassa kierrossa. Brahma luo, Vishnu ylläpitää, Shiva tuhoaa.

15B Miksi maailmankaikkeus ja ihminen ovat olemassa filosofioiden mukaan?
G1:
**Aristoteles:** Kaikella olevalla on "loppusyy". Ihminen on olemassa toteuttaakseen ominaislaatuaan, eli järjellistä toimintaa ja hyvettä (*eudaimonia*).
G2:
**Nihilismi:** Elämällä ei ole objektiivista merkitystä, arvoa tai moraalista perustaa. Maailmankaikkeus on kylmä ja välinpitämätön.
C1:
Platonismi: Platon ajatteli, että näkyvä maailma heijastaa syvempää, täydellisten ideoiden todellisuutta. Ihmisen tehtävä on etsiä totuutta ja hyvyyttä.
C2:
Humanismi: Elämän merkitys löytyy ihmisistä itsestään – rakkaudesta, tiedosta, luovuudesta, yhteisöstä ja toisten auttamisesta.
M1:
Camus: Elämä on absurdi - etsimme merkitystä merkityksettömästä universumista. Vastaus: kapinoi, luo oma merkitys ja elä silti täysillä.
M2:
Spinoza: Jumala = Luonto = Kaikki. Ei ole erillistä luojaa jolla olisi suunnitelma. Kaikki seuraa välttämättömyydestä.

16B Miksi maailmankaikkeus ja ihminen ovat olemassa uskontojen mukaan?
G1:
**Kristinusko/Juutalaisuus:** Ihminen on luotu "Jumalan kuvaksi", mikä antaa jokaiselle yksilölle mittaamattoman arvon. Tehtävänä on varjella luomakuntaa ja elää yhteydessä Luojaan.
G2:
**Hindulaisuus:** Maailmankaikkeus on Brahmanin (perimmäisen todellisuuden) ilmentymä. Usein puhutaan "Lila"-käsitteestä, jonka mukaan maailman luominen on Jumalan leikkiä tai tanssia. Ihminen on olemassa oivaltaakseen oman sielunsa (*Atman*) ja maailmansielun (*Brahman*) ykseyden.
C1:
Islam: Allah loi maailmankaikkeuden viisaudessaan. Ihmisen tarkoitus on palvoa Jumalaa, tehdä hyvää ja elää Hänen johdatuksensa mukaan.
C2:
Taoismi: Kaikki syntyy Taosta, todellisuuden perimmäisestä periaatteesta. Ihmisen hyvä elämä on sopusointua Taon kanssa.
M1:
Buddhalaisuus
Tarkoitus: Päästä eroon kärsimyksestä duhkha. Syy kärsimykseen on takertuminen ja tietämättömyys.
M2:
Alkuperäiskansojen uskonnot
Esim. suomalainen muinaisusko tai Pohjois-Amerikan intiaanit:
Tarkoitus: Pitää tasapaino yllä. Antaa lahjoja hengille, kunnioittaa luontoa, jatkaa sukua. Elämä on vastavuoroisuutta.

17B Miten ensimmäinen solu syntyi?
G1:
Ensimmäisen solun synty eli **abiogeneesi** on yksi tieteen suurimmista kysymyksistä. Kyseessä ei ollut yksi äkillinen salamanisku, vaan satoja miljoonia vuosia kestänyt kemiallinen prosessi, jossa eloton aine muuttui eläväksi.
G2:
Alkukodissa (n. 4 miljardia vuotta sitten) oli yksinkertaisia kaasuja, vettä ja mineraaleja. Energianlähteet, kuten tulivuoret, UV-säteily ja salamat, saivat nämä reagoimaan keskenään.
* **Mitä syntyi:** Aminohappoja (proteiinien osia), sokereita ja typpiemäksiä.
C1:
Osa näistä molekyyleistä saattoi järjestyä rakenteiksi, jotka pystyivät kopioimaan itseään. Yksi tunnettu ajatus on niin sanottu RNA-maailma, jossa RNA sekä varastoi tietoa että katalysoi kemiallisia reaktioita.
C2:
Rasvamolekyylit saattoivat muodostaa pieniä kalvorakkuloita, jotka sulkivat nämä molekyylit sisäänsä. Tällaiset rakenteet muistuttivat alkeellisia soluja.
M1:
Jossain kohtaa nämä esisolut oppivat käyttämään energiaa ympäristöstä. Hyvä kandidaatti on merenpohjan kuumat lähteet: niissä on kemiallista energiaa, lämpötilagradientteja ja mineraalipintoja jotka katalysoivat reaktioita. Varhaisimmat mikrobifossiilit muistuttavat nykyisiä kuumien lähteiden bakteereja.
M2:
Eli elämä syntyi melko nopeasti Maapallon jäähtymisen jälkeen - muutamassa sadassa miljoonassa vuodessa.

18B Mikä on eläinten synnyttämisen evoluutio? Esimerkiksi miten ja milloin syntyivät munat ja sikiöt?
G1:
Eläinten lisääntymisen historia on siirtymistä vedestä maalle ja lopulta "sisäiseen suojeluun". Kehitys on kulkenut kalojen kutemisesta matelijoiden koviin muniin ja lopulta nisäkkäiden kohdun sisäiseen sikiönkehitykseen.
G2:
Alkuaika: Ulkoinen hedelmöitys ja "mäti" (n. 500+ milj. vuotta sitten)
Varhaiset merieläimet ja kalat vapauttivat sukusolunsa suoraan veteen.
* **Muna:** Aluksi muna oli vain pehmeä, hyytelömäinen solu, joka tarvitsi vettä pysyäkseen elossa ja kehittyäkseen.
* **Sikiö:** Kehitys tapahtui kokonaan emon ulkopuolella veden varassa.
C1:
Noin 310–320 miljoonaa vuotta sitten kehittyi niin sanottu amnionmuna eli kuorellinen muna. Sen sisällä oli nesteitä ja kalvoja, jotka suojasivat alkiota kuivumiselta. Tämä oli suuri evoluutioaskel, koska eläimet pystyivät lisääntymään maalla ilman, että munat piti laskea veteen. Nykyiset matelijat ja linnut käyttävät tämän rakenteen muunnelmia.
M1:
Vaihe 3a: Ovoviviparia – "munat pidetään sisällä"
Monet hait, käärmeet ja liskot tekevät näin: Muna hedelmöittyy ja kehittyy naaraan sisällä, mutta poikanen saa ravintonsa munan ruskuaisesta, ei emosta. Syntyessään "kuoriutuu" juuri ennen syntymää tai sen aikana.
Tämä on välimuoto: suojaa antaa emo, ruoan muna.
M2:
Vaihe 3b: Aito viviparia – istukka ja kohtu
Tämä kehittyi kunnolla nisäkkäillä ∼160-200 M vuotta sitten.
Kohtu: Hedelmöittynyt munasolu kiinnittyy kohdun seinämään.
Istukka: Emon ja sikiön verenkiertojen väliin kasvaa elin joka välittää happea ja ravinteita + vie kuona-aineet pois. Sikiö ei enää tarvitse ruskuaispussia.
Sikiövaihe: Alkion jälkeen tulee pitkä sikiövaihe, jolloin elimet kehittyvät valmiiksi emon sisällä.
Tulos: Nisäkkäät synnyttävät eläviä poikasia, joita naaraat imettävät.

19B Mikä on sukupuolielinten evoluutio? Esimerkiksi miten ja milloin syntyivät siittimet ja emättimet?
G1:
Sukupuolielinten evoluutio on kiehtova matka, joka liittyy tiiviisti elämän siirtymiseen vedestä maalle ja tarpeeseen suojata herkkä sukusoluja kohtaamista ulkoisilta uhilta.
G2:
​Aluksi, kun elämä kukoisti vain vesistöissä, useimmat lajit harrastivat ulkoista hedelmöitystä: munasolut ja siittiöt laskettiin suoraan veteen, jossa ne kohtasivat toisensa (kuten monet kalat ja sammakkoeläimet tekevät edelleen). Sukupuolielimiä sellaisena kuin me ne ymmärrämme ei siis aluksi tarvittu lainkaan.
C1:
Sisäinen hedelmöitys alkoi kehittyä yli 400 miljoonaa vuotta sitten joillakin varhaisilla kaloilla. Kun siittiöt siirtyivät suoraan naaraan lisääntymiskanavaan, hedelmöittymisen onnistuminen parani erityisesti ympäristöissä, joissa vesi ei kuljettanut sukusoluja tehokkaasti.
C2:
Tämän seurauksena kehittyi erilaisia paritteluelimiä. Ne eivät ole kaikilla eläimillä samanlaisia eivätkä edes samaa alkuperää. Esimerkiksi haiden koirailla on evistä kehittyneet paritteluelimet (clasperit), kun taas nisäkkäiden siitin on kehittynyt eri rakenteista.
M1:
Käärmeet ja liskot
Kaksiosainen siitin, piilossa hännän tyvessä. Vain toista käytetään kerralla. Usein piikikäs.
Nisäkkäät, kilpikonnat, krokotiilit, jotkut linnut
Paisuvainen elin joka jäykistyy verellä. Työnnetään naaraan emättimeen.
Nisäkkäät
Lihaksikas putki joka ottaa siittimen vastaan ja johtaa kohtuun.
M2:
Siitin ja emätin eivät ole "perusosia". Ne ovat erikoisvarusteita jotka kehittyivät vasta kun elämä siirtyi maalle ja alkoi suojella poikasia paremmin. Evoluutio kokeili satoja eri versioita - siksi eläinkunnassa on niin hurja kirjo sukupuolielimiä.

20B Minkä välivaiheiden kautta kalasta tuli ihminen?
G1:
Kalat, joilla oli "keuhkot" ja vahvat evät (n. 400–375 milj. vuotta sitten)
Kaikki alkoi matalissa, vähähappisissa vesissä eläneistä varsieväkaloista.
* **Välivaihe:** *Tiktaalik roseae*. Se oli täydellinen välimuoto kalan ja sammakkoeläimen välillä. Sillä oli suomuja ja kidukset, mutta myös litteä pää, kaula ja evät, joiden sisällä oli ranteita ja sormia muistuttavia luita. Se pystyi punnertamaan itsensä ylös mudasta haukkoakseen happea ilmasta.
G2:
Sammakkoeläimet ja ensimmäiset maajalat (n. 365 milj. vuotta sitten)
Seuraavassa vaiheessa evät muuttuivat varsinaisiksi raajoiksi.
* **Välivaihe:** *Acanthostega* ja *Ichthyostega*. Nämä olivat varhaisia tetrapodeja eli nelijalkaisia. Niillä oli jo selkeät varpaat, mutta ne elivät edelleen pääasiassa vedessä. Ne olivat ikään kuin "jaloilla varustettuja kaloja", jotka pystyivät liikkumaan rannoilla.
C1:
Varhaiset amniotit (noin 320 miljoonaa vuotta sitten) – ne kehittivät kuorellisen munan, mikä mahdollisti lisääntymisen kuivalla maalla.
Synapsidit (noin 310 miljoonaa vuotta sitten) – tämä eläinryhmä johti myöhemmin nisäkkäisiin. Ne eivät olleet dinosauruksia, vaan niiden oma kehityslinja.
Ensimmäiset nisäkkäät (noin 200 miljoonaa vuotta sitten) – pieniä, karvaisia ja lämminverisiä eläimiä.
M1:
Apinat → Ihmisapinat 25-7 M vuotta sitten
Mitä tapahtui: Häntä katosi, olkanivel vapautui → roikkuminen. Aivot kasvoivat.
Gorillojen linja erkani ∼8 M v sitten, simpanssien ∼6-5 M v sitten.
DNA:ssa meillä ja simpansseilla on kymmeniä samoja muinaisia virusten jäänteitä täsmälleen samoissa kohdissa - todiste yhteisestä esi-isästä.
M2:
Ihmisen suku: apinasta kaksijalkaiseksi 7 M - 300 000 vuotta sitten
1. Sahelanthropus 7-6 M v: Vanhin mahdollinen kaksijalkainen.
2. Australopithecus 4-2 M v: "Etelänapina". Käveli pystyssä, aivot vielä simpanssin kokoiset. Lucy on kuuluisa.
3. Homo habilis 2,4-1,4 M v: "Käteväihminen". Ensimmäiset kivityökalut. Aivot kasvoivat.
4. Homo erectus 1,9 M - 110 000 v: "Pystyihminen". Matkusti Afrikasta pois, käytti tulta, metsästi. Ruumiinrakenne jo hyvin ihmismäinen.
5. Homo heidelbergensis 700-200 000 v: Keihäät, majat. Jakautui Euroopassa neandertalinihmiseksi, Afrikassa meiksi.
6. Homo sapiens 300 000 v - nyt:
Nykyihminen. Afrikasta 60 000 v sitten muualle. Aivot ∼1400 cm³, kieli, taide, kulttuuri.

21B Millaisia kertomuksia ihmisen syntymisestä on olemassa?
G1:
**Viikinkimytologia:** Jumalat (Odin, Vili ja Ve) löysivät rannalta kaksi puunrunkoa, saarnen ja jalavan. He antoivat niille muodon, hengen ja aistit. Näin syntyivät ensimmäinen mies **Ask** (saarni) ja nainen **Embla** (jalava).
G2:
Maan alta nouseminen (Emergenssi-myytit)
Erityisesti Pohjois-Amerikan alkuperäiskansojen (kuten Hopi- ja Navajo-intiaanien) keskuudessa ihminen on kotoisin syvältä maan alta.
* **Tarina:** Ihmiset asuivat pimeissä ja ahtaissa onkaloissa syvällä maan alla. He nousivat kerros kerrokselta ylemmäs kehittyen samalla henkisesti ja fyysisesti, kunnes lopulta "syntyivät" maan pinnalle aukon kautta.
C1:
Juutalaisuus, Kristinusko ja Islam opettavat, että Jumala loi ensimmäisen ihmisen, Aadam. Raamatun mukaan Jumala muodosti Aadamin maan tomusta ja puhalsi häneen elämän hengen. Ensimmäinen nainen, Eeva, luotiin Aadamin kylkiluusta.
C2:
Kreikkalainen mytologia
Prometheus muovasi ihmiset savesta, ja jumalat antoivat heille elämän. Tarinaan liittyy myös tulen antaminen ihmisille.
M1:
Kiina: Nüwa
Jumalatar Nüwa muovaa
Mistä tehty
Keltaisesta savesta. Väsyessään roiski mutaa → tavalliset ihmiset
M2:
Popol Vuh: Mayat
Jumalat kokeilevat 3 kertaa
1. Mutaihmiset sulivat
2. Puuihmiset aivottomia
3. Maissi-ihmiset onnistuivat

22B Millaisia ihmisen geenejä evoluutio suosii nykyaikana?
G1:
Evoluutio ei välttämättä suosi korkeaa älykkyysosamäärää (IQ), koska monissa maissa korkeasti koulutetut ihmiset saavat tilastollisesti vähemmän lapsia. Evoluutio ei suosi "viisainta", vaan sitä, joka **saa eniten eloonjääviä jälkeläisiä**.
G2:
Evoluutio suosii nykyään niitä, jotka sopeutuvat parhaiten **kaupungistuneeseen, teknologiseen ja ravintorikkaaseen ympäristöön**. On kuitenkin tärkeää muistaa, että evoluutio on hidasta. Monet meistä kantavat edelleen "kivikauden aivoja" ja "nälänhädän kehoa", jotka yrittävät selviytyä älypuhelinten ja pikaruuan maailmassa.
C1:
Laktoosin sietokyky. Monissa väestöissä on yleistynyt geenimuoto, jonka ansiosta aikuiset voivat hajottaa maitosokeria. Siitä oli etua alueilla, joilla karjanmaito oli tärkeä ravinnonlähde.
C2:
Sopeutuminen erilaisiin ympäristöihin. Esimerkiksi korkean vuoriston väestöillä on kehittynyt geenimuotoja, jotka auttavat hyödyntämään vähähappista ilmaa.
M1:
Sirppisoluanemia: Geeni suojaa malarialta, mutta kaksi kopiota aiheuttaa anemian. Afrikassa se silti yleistyi koska malaria tappoi enemmän.
M2:
Evoluutio ei pysähdy koskaan. Se vain vaihtaa maalia. Seuraavan 10 000 vuoden aikana geenit jotka auttavat sietämään istumatyötä, näyttöruutuja ja prosessoitua ruokaa saattavat yleistyä.

23B Miten geeniteknologia voi muuttaa ihmistä tulevaisuudessa?
G1:
**Geeniterapia:** Voimme korjata viallisia geenejä suoraan elävissä kudoksissa. Esimerkiksi syöpähoidot, joissa potilaan omat immuunisolut muokataan tunnistamaan ja tuhoamaan syöpäsoluja (**CAR-T-soluterapia**), ovat jo arkipäivää.
G2:
**Lopullinen parannus:** Alkioiden geenimuokkaus (esim. **CRISPR-Cas9**-tekniikalla) voisi poistaa suvusta kokonaan perinnölliset sairaudet, kuten Huntingtonin taudin tai kystisen fibroosin. Tällöin korjattu geeni periytyy myös tuleville sukupolville.
C1:
Yksilöllinen lääketiede. Hoidot voitaisiin valita ihmisen geeniperimän perusteella, jolloin lääkkeet toimisivat tehokkaammin ja aiheuttaisivat vähemmän haittavaikutuksia.
C2:
Alkioiden geenimuokkaus. Periaatteessa olisi mahdollista muokata alkion geenejä ennen syntymää. Tämä voisi ehkäistä joitakin perinnöllisiä sairauksia, mutta siihen liittyy merkittäviä turvallisuus- ja eettisiä kysymyksiä. Siksi se on useimmissa maissa hyvin tiukasti säänneltyä.
M1:
Uudet aistit: Geeni meduusan infrapunanäköön, linnun magneettiaistiin, koiran hajureseptoreihin. Liitetään aivojen näköalueelle.
Väsymys pois: DEC2-geenin mutaatio → jotkut ihmiset pärjää 4h unilla. Tämä voitaisiin antaa kaikille.
M2:
Säteilykesto: Dsup-geeni karhukaiselta suojaa DNA:ta. Mars-matkailijoille.
Ikääntyminen: FOXO3, SIRT6, TERT -geenien säätö → solut korjaavat itseään. Tavoite: 150v tervettä elämää.