Lotta Purkamo tutkii elämän edellytyksiä ja rajoja Maassa sekä avaruudessa

Tutkija Lotta Purkamo yhdistää surutta geologiaa, molekyylibiologiaa, astrobiologiaa ja filosofiaa määritellessään elämän edellytyksiä ja rajoja Maassa sekä avaruudessa.

”St. Andrewsin tuntevat golfarit ja monarkiaintoilijat – täällä on luksusgolfkenttiä ja lisäksi Kate ja William tapasivat täällä”, tutkija Lotta Purkamo esittelee videopuhelun välityksellä Skotlannin itärannikolla sijaitsevaa nykyistä kotikaupunkiaan St. Andrewsia. Kaupungin pienuudesta huolimatta hän voi kuitenkin tällä hetkellä puhua St. Andrewsin yliopiston 600-vuotisesta historiasta ja seikkailla vapaa-ajallaan katedraalien raunioilla.

Jenny ja Antti Wihurin rahaston post-doc -stipendillä kallioperän mikrobeja tutkiva Purkamo samoili lapsena metsässä perheensä kanssa ja tunsi kasvien nimet jo varhain. Pikkusisko puolestaan poimi jo suppilovahveroita oppiessaan vasta kävelemään. Luonnontuntemus muuttui kiinnostukseksi ymmärtää maailman toimintaa syvällisellä ja yksityiskohtaisella tasolla, joten hän pyrki Helsingin yliopiston maa- ja metsätaloustieteelliseen tiedekuntaan opiskelemaan mikrobiologiaa. Maisteriopintojensa jälkeen hän oli joitakin vuosia töissä pienessä mikrobiologiayrityksessä, kunnes sai VTT:ltä väitöskirjapaikan. Väitöskirjassaan Purkamo tutki suomalaisen kallioperän mikrobiyhteisöjen rakennetta ja toimintaa.

Vuonna 2015 hän kuuli, että suomalainen energiayhtiö ST1 aikoi toteuttaa geotermisen lämmöntuotannon hankkeen. Se tarkoitti, että yritys aikoi porata Espoon Otaniemessä seitsemän kilometrin syvyyteen. Purkamo näki tilaisuuden laajentaa aiempaa väitöskirja-aihettaan tutkimalla näytteitä vielä syvemmältä kuin aikaisemmin. Hän halusi saada näytteitä porausten kallioperästä ja pyysi tuttuaan yhdistämään hänet ST1:sen kanssa.

”He olivat myötämielisiä tutkimukseni suhteen, kunhan se ei häiritsisi heidän varsinaista työtään. Olin että no niin, eiköhän ruveta laittamaan hakemuksia kaikkialle”, hän kertoo.

Keväällä 2016 Purkamo sai säätiöiden post-doc -poolin kautta Jenny ja Antti Wihurin rahaston apurahan, pakkasi perheensä mukaan ja lähti Skotlantiin tutkimaan, kuinka syvälle voidaan mennä maapallon kallioperässä ja löytää edelleen elämää.

”Jos mikrobit ovat olleet kallioperässä vaikka 50 miljoonaa vuotta, on kiinnostavaa tutkia, ovatko ne kovin eri näköisiä kuin niiden kaverit maanpinnalla ja miten on ylipäätään mahdollista, että ne ovat selvinneet niin haastavissa olosuhteissa”, hän kuvailee tutkimuskysymystään.

Tällä hetkellä kerätyt näytteet ovat syvimmiltään 4,4 kilometristä.

”Ilmastonmuutoksen kaltaisten ilmiöiden vuoksi meidän tulee saada laajoja kokonaiskuvia maailmasta, jolloin täytyy keskustella muiden alojen edustajien kanssa.”

Purkamo on halunnut tutkijan urallaan yhdistää ennakkoluulottomasti tutkimuslinjoja toisiinsa. VTT:llä tehty väitöskirja-aihekin kiinnosti lähtökohtaisesti siksi, että hän sai yhdistää tutkimuksessaan geologiaa ja mikrobiologiaa. Nyt työskennellessään Wihurin stipendillä myös astrobiologia on saanut jalansijaa tutkimuksessa. Purkamon ajatukset ovat jokseenkin epätyypillisiä tiedemaailmassa ja hän on saanut kohdata välillä ihmettelyä.

”Tieteentekijät ovat pysyneet pitkään omissa siiloissaan – geologit eivät ole puhuneet biologien kanssa, vaikka prosessit ovat linkittyneitä yhteen. Uudella sukupolvella tuntuu kuitenkin olevan erilainen meininki tieteen tekemiseen. Ilmastonmuutoksen kaltaisten ilmiöiden vuoksi meidän tulee saada laajoja kokonaiskuvia maailmasta, jolloin täytyy keskustella muiden alojen edustajien kanssa.”

Purkamon tulevia tutkimustuloksia voi tulkita monesta eri näkökulmasta. Kun geologia ja biologia kohtaavat avaruustieteet puhutaan astrobiologiasta. Tuloksia maapallon elämän rajallisuudesta voidaan käyttää apuna, kun halutaan selvittää vastaavia asioita vaikkapa Marsista tai Jupiterin Europasta.

”Jupiterin Europassa on 10 kilometrin syvyydeltä jäätä, jonka jälkeen alkaa yhtä syvä koko planeetan kattava vesialue ja lopussa on kivinen ydin. On siis olemassa paljon paikkoja, jonne on mahdotonta mennä, joten tarvitaan mallintamista.”

Tutkimuksen filosofiset ulottuvuudet liittyvät puolestaan pohdintaan ihmisten suhtautumisesta potentiaalisesti muualta löydettävään elämään.

”Jos Marsista löytyykin mikrobeja, meidän täytyy miettiä, voiko niitä tuoda huoletta Maahan tai täytyykö niitä jotenkin suojella omilta mikrobeiltamme.”

Parhaillaan Purkamoa odottaa laboratoriossa näytteitä 4,375 kilometrin syvyydestä Otaniemestä.

”Eristän ensin näytteistä DNA:ta ja RNA:ta, minkä jälkeen kikkailen monistamisen kanssa. Sitten lähetän näytteet sekvensointiin”, hän kertoo.

Kun sekvensointitulokset tulevat, hän ryhtyy tietokonehommiin. Sinivihreästä tekstistä ja mustista ruuduista koostuva data asettuu järjestykseen, kun hän komentaa algoritmeja.

”Luulin ennen, että tutkija viettää suurimman osan ajastaan labrassa, mutta ei se niin mene. Vietän ehkä 20% työajastani siellä.”

Sen sijaan Purkamo analysoi tuloksia tietokoneavusteisesti, kirjoittaa, käy seminaareissa, esiintyy niissä itse ja viestii tutkimuksestaan. Arkipäivään liittyy tavallisesti jotakin sellaista, joka ei varsinaisesti ole tutkimista itseään, mutta on olennaisessa osassa suhteiden rakentamisessa kansainvälisen tiedeyhteisön kanssa.

Apurahatutkijan elämä on epävarmuuden sietämistä ja jatkuvaa rahoituksen etsimistä tuleviin tutkimuksiin. Purkamo sanoo, että olisi tietysti ihanaa elää ilman huolta rahasta, mutta hän toisaalta nauttii vapaudesta. Vapaus on hänen mukaansa tieteellisen luovan työn edellytys.

”Taiteilija yhdistelee luovasti sitä, mitä näkee ympärillään – tutkija puolestaan yhdistelee luovasti tietoa. Luovuutta on se, että keksii mitä tutkia, mistä kulmasta ja miten sitä tutkitaan”, hän sanoo.

”Lisäksi kun joku natsaa, siitä saa huimasti itsevarmuutta. Että joku muukin uskoo tähän ja haluaa rahoittaa tätä kreisiä tutkimustani!”