LUMA-toiminnan profiilissa esiintyvät sanat luonnontieteet, matematiikka, tietotekniikka ja teknologia, eikä määrittelyssä sinänsä ole mitään vikaa. Koska LUMA-toiminnan tarve on ollut suurinta matematiikan, fysiikan ja kemian kohdalla, tuo profiili saattaa kuitenkin näyttäytyä kovana ja teknologisena. Tämän takia on hyvä nostaa esille luonnontieteiden elollista puolta. Koetan tässä yhteydessä hiukan häiritä perinteitä katsomalla luontoa kemistin silmin.
Elollinen ja eloton luonto nähdään usein toistensa vastakohtina. Kun eloton luonto noudattaa fysiikan ja kemian matemaattisia lainalaisuuksia, nähdään biologiset tapahtumat elämänä, joka on jotain muuta ja jotain enemmän, aina uskonnollisiin tulkintoihin asti. Jaottelu ei ole aivan perusteeton, mutta on syytä ymmärtää mistä puhutaan.
Elollinen luonto, kasveineen ja eläimineen, on meille kaikille tuttu, vaikka peruskaupunkilaisen kokemuspiiri saattaakin olla luontodokumenttien hallitsemaa. Tieteenalana biologia menee luonnollisesti paljon syvemmälle. Biologinen tietämyksemme on lisääntynyt valtavasti viimeisen runsaan sadan vuoden aikana ja vähin erin olemme saaneet käsityksen siitä monimutkaisuudesta, joka luonnon monimuotoisuuteen liittyy. Elollinen luonnontiede ei ole helppoa.
Elämän synnyn myötä maailmaan tuli uusia pelisääntöjä, luonnonvalinta ja evoluutio, jotka eivät kuulu fysiikan ja kemian perusilmiöihin. Näiden pelisääntöjen myötä elottomalle maapallolle kehittyi tavallaan rinnakkaismaailma, elollinen luonto. Paljon puhutaan luonnon monimuotoisuudesta, mutta samalla on syytä muistaa, että elämänmuotoja on planeetallamme tavallaan vain yksi. Tuntemamme elämä perustuu DNA:han: kaikilla organismeilla bakteereista suolaheinään ja skorpioneihin perinnöllisyydestä vastaa periaatteessa sama DNA kuin ihmiselläkin. Vaihtoehtoja DNA:lle varmaan voisi olla, mutta maapallolla niitä ei ole.
Biologiassa keskeisiä teemoja ovat esimerkiksi ekologia, joka kertoo elämisen ehdoista ja sopeutumisesta, sekä genetiikka, joka avaa meille ikkunan perinnöllisen informaation syntyyn ja kulkuun. Tulokset kertovat myös meistä, koska me olemme osa sitä elämänmuotoa, joka on valloittanut maailman. Elollinen luonto ei kuitenkaan ole biologien yksinoikeus, vaan ilmiöiden ymmärtämiseen tarvitaan koko luonnontieteen osaamisarsenaalia. Kyse on biologian ja biokemian ohella myös matematiikasta, fysiikasta, kemiasta ja maantieteestä, esihistorian näkökulmasta jopa geotieteistä. Vaikutukset ulottuvat lääketieteisiin ja tekniikkaan asti.
Elollinen luonto noudattaa fysiikan ja kemian lakeja, muuta silti elämän kemia on erilaista, aivan alusta lähtien. Fotosynteesissä organismit syntetisoivat orgaanista kemiaa käyttäen lähtöaineena vettä ja hiilidioksidia (sekä vähän muitakin alkuaineita kuten typpeä), mikä jo itsessään on tavoittelemisen arvoista myös laboratorioissa. Outoa tässä on se, että fotosynteesissä reaktiot etenevät termodynaamisessa mielessä väärään suuntaan. Menemättä yksityiskohtiin voi sanoa, että termodynamiikka on fotosynteesin kannalta mahtava vihollinen, jonka voittamiseksi tarvitaan hallittu ja monimutkainen prosessi, joka hyödyntää auringon energiaa. Tässä kohtaa kemisti tulee vihreydestä kateelliseksi.
Evoluutio on tuottanut elämän tarpeisiin hyvin erikoista kemiaa. Organismit valmistavat ja käyttävät esimerkiksi sokereita, rasvoja, proteiineja ja DNA:ta, jotka ovat elottomalle luonnolle sangen vieraita. Yksi erityispiirteistä on asymmetria. Molekyylit voivat esiintyä kahtena eri muotona, jotka ovat toistensa peilikuvia, niin kuin vasen ja oikea käsi. Elollinen kemia on samankätistä, mikä haastaa kemistejä sikäli, että jo pientenkin asymmetristen yhdisteiden valmistaminen on laboratoriossa erittäin vaikeaa. Ilmeisesti organismien solu- ja molekyylitason funktionaalisuus tarvitsee asymmetriaa, joka tuo mukanaan rakenteiden täsmällisyyttä. Tästä seuraa se, että meidänkin elimistömme on valikoiva. Esimerkiksi, useimpien lääkekaapista löytyy särkylääke ibuprofeenia. Aineessa on yhtä paljon vasen- ja oikeakätistä muotoa, mutta vain toinen niistä todella toimii särkylääkkeenä, koska elimistö ei tunnista vääräkätistä muotoa oikein.
Nykyisin pystytään tuottamaan monenlaista orgaanista kemiaa (hiilen yhdisteitä) teollisessa mittakaavassa, myös sellaista, jota luonnossa ei esiinny, mutta olemme silti vielä kaukana elollisen kemian ”tuotantomenetelmistä”. Sen sijaan paljon hyvää on pystytty rakentamaan biokemiallisten prosessien tuntemisen ja hyödyntämisen varaan. Tässä mielessä bioteknologiassa ja biotaloudessa haetaan innovaatioita luonnosta. Puun polttaminen oli kenties innovaatio ihmisen esihistoriassa, nykypäivänä puusta saa enemmän hyötyä jalostamalla.
Ihminen ei tule toimeen ilman elollista luontoa. Ravintomme on elollista alkuperää. Elimistömme on kehittynyt käsittelemään nimenomaan luonnon rasvoja, sokereita tai proteiineja, asymmetriaa myöten. Lääkkeidenkin pitää olla molekyylitasolla yhteensopivia elimistömme kanssa. Edes hengittämämme happi (O2) ei kuulunut maapallon alkuperäiseen ilmakehään, vaan on yhteyttävien organismien tuottamaa. Yhteiskuntia pyörittävä energiakin on suurelta osin kasvien kemiallisesti varastoimaa aurinkoenergiaa (hiili, öljy, maakaasu, turve, biomassat). Toki on syytä muistaa, että luonto ei ole rakentunut ihmistä varten. Esimerkiksi kasvien etu ei yleensä ole tulla syödyksi ja ne käyvät jopa kemiallista sotaa eläimiä vastaan. Tämä näkyy vaikkapa sienten myrkyllisyytenä tai pippurien väkevyytenä. Luonnon antimien ja luontaistuotteiden terveellisyys ei ole itsestään selvää.
Nykyään luonnontieteiden tuntemus on hyvällä tasolla, mutta monenlainen huuhaa ja sekalaiset uskomukset vaanivat silti, usein kulttuurien, uskontojen ja perinteiden nimissä (en silti halua väittää etteikö näiden mukana kulkisi paljon hyvää inhimillistä perintöä). Liian monien ihmisten käsitys tästä maailmasta ei edelleenkään ole peräisin tästä maailmasta. Ihmisten elämä ja valinnat heijastelevat heidän maailmankuvaansa ja kovin hyvää ei ole luvassa, jos luonnontieteellinen sivistys on keskiaikaisella tasolla. Elollisen luonnon tunteminen on ihmisen tuntemista ja sivistystä mitä suurimmassa määrin.
