Fotosüntees on see imeline protsess, mille abil päikeseenergia muundub bioloogiliste molekulide energiaks. Kummalisel kombel pole see meie jaoks üli-tähtis nähtus teadusele sugugi lõpuni selge. Kooliõpiku tasemel tundub, et fotosüntees on selge, kuid see tavapärane pilt fotosünteesist ei ole täpne.

Tartu ülikooli emeriitprofessor Agu Laisk on oma kolleegidega fotosünteesi saladusi uurinud aastakümneid ja nende väljatöötatud mudel seletab täpsemalt, kuidas taimed ikkagi saavad süsihappegaasist ja veest valguse abil suuremaid molekule ehitada. Kuid see mudel läheb kaugemale praegustest tavaarusaamadest, mistõttu on raske läbi murda teadusajakirjade lehekülgedele. Vana paradigma esindajad ei taha uutele faktidele silma vaadata. “Teaduse frondil võitlevad olemasolu eest vastandlikud hüpoteesid, usud, mida veel ei ole kummutatud,” kirjeldab Laisk olukorda teaduses, “nende hüpoteeside testimine on küll põhimõtteliselt võimalik, aga olemasolev mõõtmistehnika ei võimalda seda teha.” Akadeemik Agu Laisk ja ta kolleegid on ehitanud keerulise aparatuuri, millega saab mõõta fotosünteesi taime prepareerimata või kahjustamata. “Oleme oma aparatuuri ka levitanud, kuid vastu ootusi ei ole meie katseid ei korratud ega edasi arendatud,” ütleb Laisk ja põhjendab seda nõnda: “Isegi Steinway klaverilt kõlab ikka lastelaul, kui puudub hea pianist. Häid “pillimehi” on koolitanud meie teaduskollektiivi kauaaegne koostöö džässorkestri põhimõttel: kõik mängijad improviseerivad oma vaba tahte järgi, aga ühes harmoonias.”

Ära lõhu uuritavat

Agu Laisk ei too asjata näiteid muusikast – ta on tunnustatud saksofonimängija, kes esineb oma seenioride orkestriga siiani edukalt. Mida ta aga eriti silmas peab, on see, et liiga kiiresti muutuv projektipõhine teadustöö ei pruugi kõige paremaid tulemusi anda, kuna puudu jääb süvenemisest. Samuti seda, et üha keerukamaks muutuvate mõõteriistade andmed vajavad oskuslikku tõlgendamist.

Laisk ja ta kolleegid lähtuvad kahest põhimõttest. Esiteks – ära tapa, lõhu või mürgita seda, mida uurid. Elu on terviknähtus, mis lakkab olemast, kui sidemed purustada. Elavat lehte võib mõjutada ainult looduslike tingimuste muutustega. “Juba see eristab meid üldisest usust, et keerukas objekt tuleb jagada lihtsamateks osadeks, sest muidu ei saavat sellest aru,” ütleb Laisk. Seesama vaatekoht on omane ka süsteemibioloogiale, mille paradigma on nüüd taas kord elujõudu saanud ja mille eest ka eesti teadlane, akadeemik Valdur Saks on võidelnud.

Teiseks “käsuks”, mida Agu Laisk järgib, on – tee ise. “Oleme teinud mõõteseadme, mis võimaldab kiiresti muuta tingimusi taimelehel ja samal ajal mõõta mitmeid fotosünteesi iseloomustavaid optilisi ja gaasivahetuse näitajaid,” ütleb ta, “see unikaalne aparatuur eristab meid, sest kirjeldame katseid, mida ainult meie saame teha. Aga katse peab olema teiste poolt korratav, muidu ei usu sind keegi.”

Agu Laisk ja ta kolleegid on avastanud põhjuse, miks lämmastikuvaeguses taimed kasvavad aeglasemalt ja jäävad väiksemaks, kuid nende kudedes on lämmastiku ja süsiniku suhe ikka peaaegu sama.

“Lämmastiku taandamine on fotosünteesi protsessi lahutamatu osa. Lämmastikupuudus võib looduslikes kooslustes otseselt piirata fotosünteesi kiirust, nii et süsinikühendite nagu tselluloosi ja lämmastikühendite nagu valkude suhted muutuvad vähe,” võtab ta lühidalt kokku oma avastuse tuuma.

Lämmastiku oluline osa

Muidugi on selle lihtsa lause taga keeruline mudel, mis seob kümneid diferentsiaalvõrrandeid – igaüks kirjeldab ühte biokeemilist reaktsiooni – ning on loodud pika ja visa katsetamise tulemusena. Kuid mudel suudab selgitada mitut taimede elus olulist nähtust – näiteks fotosünteesis toimuvaid perioodilisi muutusi, mida senised mudelid ei seletanud. Esialgu aga suhtub teadlaskond eestlaste töösse ettevaatusega, takistades kiiret publitseerimist.

See viib tahtmatult mõtted laiemale pinnale. “Unistan sellest, et ka teadusartikli üle saaks oponentidega vaielda avalikult, kiiresti ja otse,” ütleb Laisk. Ja kinnitab, et teadlased ei usu üksteist, kuna igal tublil teadlasel on oma usk. “Kui kedagi teist uskuma hakkaks, siis ei oleks enam iseseisev teadlane, vaid kellegi jünger.” Niisugusel uskmatusel on teaduses oma stabiliseeriv toime. Liiga kiire ususalgamine destabiliseeriks teadust – hüplevaks äärmuslike ideede vahel, mis aga alati ei pruugi õigeks osutuda.

Ta toob näiteks Diogenese, kes kiitles küüniliselt, et ta võib isegi tünnis maailma mudeli välja mõelda, ilma vaatluste ja katseteta. Laisk tõdeb kurvalt, et ka teadusrindel toimib Göbbelsi meetod – hüpotees muutub seda usutavamaks, mida rohkem ja autoriteetsemalt seda propageerida.

“Kui mingit hüpoteesi juba laialt usutakse, siis pigem ei usuta katseid, mis seda kummutavad,” tõdeb Laisk. See olukord ei ole omane mitte ainult fotosünteesiteaduses. Ka akadeemik Jaan Einastol ja ta kolleegidel kulus rohkesti energiat, et panna astronoomid uskuma tumeda aine ja universumi kärjelise struktuuri paradigmadesse.