Luonto, viisas opettaja
Luonnossa kaikella on logiikkansa. Vuosisatojen aikana luonto on innostanut yhtä lailla kansanparantajia ja huippututkijoita, joiden innovaatiot ovat ottaneet oppia luonnon mekanismeista. Tärkein luonnon opetuksista on silti yhteys.
Teksti Anna Väre Kuvat Dreamstime
Artikkeli on julkaistu Wulffi-lehdessä syksyllä 2025
Keväällä taivaalle palaavat linnut. Edestakaisin liitelevien, satapäisten lintuparvien, murmaatioiden, liikkeet näyttävät ensi katsomalta kaoottisilta, mutta luonnossa kaikella on logiikkansa; pysyttelemällä lähellä toisiaan linnut hämäävät petoja ja minimoivat ilmanvastusta säästäen lentämiseen kuluvaa energiaa.
Eläimiä ja luontoa havainnoimalla voimme oppia paljon myös itsestämme. Luonnon armoilla eläessään muinaiset ihmiset oppivat hyödyntämään sen viisautta niin kansanparannuksessa kuin teknisissä ratkaisuissakin.
Esimerkiksi kuusen haavapihkan sisältämien hartsihappojen ja lignaanien kyky ehkäistä tulehduksia ja suojata ihoa havaittiin jo vuosituhansia sitten. Kun kuusen oksa karsiutuu, paikkaa puu haavaansa pihkalla, joka suojaa sen runkoa lahottajilta. Muinaiset lappilaiset keittivät kuusen haavapihkaa voihin, ja valmistivat näin salvaa, jolla hoidettiin haavoja ja tulehduksia. Nykyään antibakteerista pihkasalvaa käytetään yhä iho-ongelmien, haavojen ja palovammojen hoidossa.
Linnut inspiroivat suunnittelijoita
Luonnon jäljittelyä on hyödynnetty biomimetiikassa, jonka keskeisin ajatus on, että luonto luo parhaita ratkaisuja.
Ensimmäisenä biomimeettisenä sovelluksena pidetään Leonardo da Vincin suunnittelemia lentolaitteita, joilla da Vinci pyrki mallintamaan lintujen siipien liikkeitä ja rakenteita. Japanilainen luotijuna taas saanut innoituksensa kuningaskalastajalinnun nokan muodosta.
Nykyään biomimeettisen toiminnan tavoitteena on vähentää ihmisen luonnolle aiheuttamaa kuormitusta ja kehittää ympäristöystävällisempiä prosesseja ja materiaaleja.
“”Luonnossa asioita ei ole tehokkuusoptimoitu, koska tehokkuutta tärkeämpää luonnolle on resilienssi.””
Luonnon mekanismien ymmärtäminen ei automaattisesti auta kehittämään kestäviä ja kustannustehokkaita ratkaisuja, joiden rahoittaminen olisi muihin tuotteisiin verrattuna perusteltua, mutta oppia siitä voi monella tapaa”, Luonnonvarakeskus LUKEN johtava tutkija Pekka Saranpää toteaa.
Hän haastatteli Business Finlandin vuonna 2018 tilaamaan raporttiin Future Watch – Biomimetiikka osana biotalouden tulevaisuutta lukuisia alan tutkijoita ja kartoitti alan yritysten tulevaisuudennäkymiä.
Vaikka kiinnostavaa tutkimusta tehdään paljon, vaativat etenkin isot projektit tiivistä yhteistyötä tutkimuslaitosten, yliopistojen ja yritysten välillä.
Luonnon monimuotoisuus on elinehto
Luonnon mekanismien ymmärtäminen ei ole yksin kiehtovaa, vaan elinehto myös meille ihmisille.
“Koska luonnonvaramme tulevat nykyisellä kuluttamisella loppumaan, on meidän etsittävä nykyisille raaka-aineille vaihtoehtoja. Tärkeintä juuri nyt olisi löytää vaihtoehtoja fossiilisille polttoaineille ja etsiä kiertotalouteen entistä toimivimpia ratkaisuja”, Saranpää sanoo.
Siinä missä biomimeettiset sovellukset jäljittelevät luonnon rakenteita tai toimintaperiaatteita, synteettisen biologian tavoitteena on luoda uusia eläviä organismeja tai täysin uusia biologisia järjestelmiä luonnon mekanismeja hyödyntämällä. Suomessa tällaista tutkimus- ja kehitystyötä tehdään erityisesti Aalto-yliopistossa ja VTT:llä.
Esimerkiksi fotosynteesiä hyödyntämällä tutkijat voivat muuttaa auringonvaloa kemialliseksi energiaksi ja polttoaineiksi sekä ympäristöystävällisemmiksi materiaaleiksi. Sen avulla voidaan myös luoda keinotekoisia kasveja.
VTT:llä useita kansainvälisiä tutkimus- ja kehityshankkeita johtanut tieteen akateemikko Merja Penttilä uskoo alan läpimurtojen lisääntyvän tekoälyn tuomien uusien mahdollisuuksien myötä merkittävästi.
”Edistynyt tekoäly voisi käsitellä rajattomasti biologista informaatiota ja on suuri apu uusien organismien ja molekyylien suunnittelussa. Esimerkiksi Googlen DeepMindin kehittämä AlfaFold -tekoälytyökalu on todella merkittävä panostus tällaiseen tutkimukseen”, hän kertoo.
Kolmiulotteisia proteiinirakenteita ennustava sovellus auttaa ymmärtämään biotekniikassa ja lääketieteessä hyödynnettävien proteiinien toimintaa laboratoriotutkimuksia huomattavasti nopeammin ja kustannustehokkaammin. Vuonna 2021 DeepMind julkaisi AlphaFoldin lähdekoodin ja sen ennustamat proteiinirakenteet avoimesti kaikkien saataville.
Sopeutumiskyky ratkaisee
Teollisten ja teknologisten oivallusten jäljittelystä olisi hyötyä myös ihmisten sosiaalisissa suhteissa ja luonnon monimuotoisuuden merkityksen ymmärtämisessä.
”Emme ole muusta ekosysteemistä irrallisia olioita, joita muun luonnon lainalaisuudet eivät koskettaisi”, biologi ja Luonnonsuojeluliiton projektisuunnittelija Olli-Pekka Turunen sanoo.
“”Nykyajassa on vahvasti valloilla minä ensin -ajattelu, se, että yhteiskunnassa vain vahvat pärjäävät.””
Luonnonvalinnassa todellinen avainkysymys ei kuitenkaan ole yksilön-, vaan lajin geenien menestyminen. Parhaiten pärjäävät eliöt, joilla on kyky luoda toimivia symbiooseja.”
Yksilöiden välistä raakaa kilpailua perustellaan usein Darwinin evoluutioteorialla, jota usein tulkitaan virheellisesti: eläinkunnassa ”the fittest” ei pitkällä aikavälillä tarkoita vahvinta, vaan sopeutuvaisinta ja mukautuvaisinta eläinlajia.
Esimerkiksi jäkälät koostuvat sienestä ja levästä, jotka elävät molempia hyödyttävässä symbioosissa: sieni tarjoaa jäkälälle suojaavan rakenteen, ja levä vastaa fotosynteesistä tuottaen sokeria ja muita ravinteita, joita sieni tarvitsee elääkseen.
Siinä missä alkuihmisten muodostaman yhteisön erillisille jäsenille löydettiin omat tehtävänsä yksilöllisiä vahvuuksia hyödyntäen, nyky-yhteiskunnassa ihmiset joutuvat usein kilpailemaan asioista, joiden saavuttamisen edellyttämät ominaisuudet eivät läheskään kaikille ole luontaisia.
Seurauksena tästä Olli mainitsee keskittymis- ja tarkkaavaisuushäiriödiagnoosien yleistymisen: Ovatko levottomuuteen liittyvät haasteet ongelma itsessään, vai onko ongelma siinä, että esimerkiksi kouluympäristössä pärjääminen mahdollistaa menestymisen vain niille, joilta löytyy kykyä keskittyä ja oppia moniärsykkeisessä ja meluisassa ympäristössä?
Evoluution muokkaamissa eläinyhteisöissä myös levottomille löydetään tehtävänsä.
Eläimet ovat kekseliäitä ja uteliaita
Erittäin älykkäistä eläinpopulaatioista Olli mainitsee apinoiden ohella vahvasti aliarvostetut rotat.
“”Rotat ovat todväärinymmärrettyjä eläimiä, joita on todellinen elämys ymmärtää!””
Aikojen saatossa rotille on kehittynyt erinomainen ongelmanratkaisu- ja selviytymiskyky ja niillä on lukuisia tapoja osoittaa hellyyttä toisilleen.”
Eläinten menestyminen perustuu kykyyn vältellä vaaroja ja hankkia ravintoa. Jos eläin ei tunne pelkoa, on se usein utelias muiden eläinlajien, myös ihmisen suhteen. Esimerkiksi särjen on todettu oppivan tunnistamaan ihmisen, joka tarjoaa sille säännöllisesti ravintoa turvallisessa ympäristössä.
”Kalat ovat taitavia kommunikoijia. Ruokkimalla särkeä säännöllisesti sen kanssa voi muodostaa henkilökohtaisen suhteen, jolloin se oppii tunnistamaan ruokkijansa tämän kehonkielen perusteella.”
SANASTO
Biomimetiikka: Luonnon rakenteiden, materiaalien ja järjestelmien soveltamista teknologiaan ja suunnitteluun. Jäljittelee eliöiden evoluution myötä kehittyneitä ratkaisuja parantaakseen ihmisen kehittämiä innovaatioita.
Biotekniikka: tieteenala hyödyntää eläviä soluja ja entsyymejä biomolekyylien valmistamisessa teollisiin, lääketieteellisiin ja ympäristönsuojelullisiin tarkoituksiin.
Biodiversiteetti eli luonnon monimuotoisuus: Luonnossa jokaisella kasvi- ja eläinlajilla on oma tehtävänsä ja -paikkansa ravintoketjussa. Lajien moninaisuus tukee luonnolle elintärkeitä toimintoja, kuten kasvien pölytystä tai vesistöjen puhdistamista.
Ekosysteemi: eliöiden ja niiden elottoman ympäristön muodostama toiminnallinen ja vuorovaikutteinen kokonaisuus, jossa energia ja aine kiertävät.
Ekologinen jalanjälki: Yritysten negatiiviset vaikutukset ympäristöön eli kuinka paljon ympäristön resursseja se käyttää toiminnassaan. Myönteiset vaikutukset, jotka yrityksen toiminnalla on ilmastoon; esimerkiksi, miten yritysten tuotteet ja palvelut auttavat sen asiakkaita vähentämään omia ilmastopäästöjään. Yritysten tavoitteena tulisi olla samanaikainen negatiivisten vaikutusten minimointi ja positiivisten maksimointi (nettonolla).
ESG: Lyhenne sanoista environmental, social ja governance, jotka tarkoittavat yritysten vastuullisuuden kolmea pääaluetta: ympäristövastuuta, sosiaalista vastuuta ja hyvää hallintotapaa, joka kattaa myös taloudellisen vastuun.
Synteettinen biologia: Tutkimusta ja toimintaa, joka yhdistää biologian ja insinööritieteet uusien biologisten järjestelmien suunnittelussa ja rakentamisessa tavoitteenaan muokata uusia soluja, geenejä tai eliöitä, joita ei löydy luonnosta.
Kiertotalous: talousmalli, jossa pyritään minimoimaan jätteen syntyä ja maksimoimaan resurssien käyttöaikaa muun muassa kierrättämällä ja uusiokäytöllä.
Lignaanit: luonnossa esiintyviä fenolisia yhdisteitä, jotka toimivat kasvin puolustusaineina mikrobeja ja tuholaisia vastaan.
Luonnon ennallistaminen: Pyrkimys palauttaa luontokohteita, kuten soita, metsiä ja niittyjä niiden luonnontilaan sekä edistää luonnon monimuotoisuutta, ekosysteemien toimivuutta ja torjua ilmastomuutoksen etenemistä.
Luonnon resilienssi: Luonnon biologiseen monimuotoisuuteen perustuva kyky palautua erilaisista häiriöistä, kuten saasteista ja ilmastonmuutoksesta, ja säilyttää toimintakykynsä muuttuvissa olosuhteissa.
Ympäristövastuu: Yritys huolehtii, ettei sen toiminta ylitä luonnon kantokyvyn rajoja. Ympäristövastuun piiriin kuuluu vesien, ilman ja maaperän suojelu sekä luonnonvarjojen säästeliäs käyttö esimerkiksi kiertotalouteen panostamalla.
ASIANTUNTIJAT
Pekka Saranpää on Luonnonvarakeskuksen (LUKE) johtava tutkija. Yhdistää tutkimuksessaan kasvien rakennetta ja kemiaa sekä teknologiaan liittyviä elementtejä. Ollut mukana kehittämässä LUKEN metsätuotteisiin ja biojalostamoihin liittyvää tutkimusportfoliota.
Pekka suosittelee: Kustaa Saksin ja taiteilijakaksikko IC-98:n tekstiiliteos ”A World in Waiting” on näkemys maisemasta 2000 vuoden kuluttua, kun maapallon ilmasto on lämmennyt, merenpinta noussut ja ihmiskunta aikaa sitten kadonnut.
Olli Turunen on biologi ja Suomen luonnonsuojeluliiton projektisuunnittelija, joka on erikoistunut soiden ennallistamiseen liittyviin hankkeisiin.
Olli suosittelee: Merlin Sheldraken teos Näkymätön valtakunta: Miten sienet muokkaavat maailmaamme, mieliämme ja tulevaisuuttamme (Gummerus) esittelee sienten maailmaa mikroskooppisista hiivoista psykedeelisiin sieniin ja satoja tonneja painaviin sienirihmastoihin.
Merja Penttilä on VTT:n Senior Advisor ja tieteen akateemikko. Toiminut aiemmin VTT:n biotekniikan tutkimusprofessorina ja osa-aikaisena synteettisen biologian professorina Aalto-yliopistossa.
Merja suosittelee: George Monbiotin kirja Regenesis: Feeding the World Without Devouring the Planet keskittyy maatalouden ongelmiin maailman suurimpana ympäristötuhojen aiheuttajana ja esittää biotalouteen perustuvia ja planeetallisesti kestäviä ratkaisuja maailmaan ruokapulaan.
Juttu on julkaistu Wulff-konsernin WULFFI-asiakaslehden juhlanumerossa syksyllä 2025.