Eesti teadus, mis muutis maailma

Väike maa, suur jälg: Eestis — eeskätt Tartu ülikooli ja tähetorni ümber — on sündinud avastusi, mida õpitakse tänini igas maailma koolis ja mis töötavad isegi Marsi kulguritel. See lugu koondab neist tähtsamad: Maa mõõtmine, embrüoloogia sünd, kaks füüsikaklassikut, tumeaine ja maailma esimene neurokirurgia professor. Paljud neist teadlastest olid balti-sakslased, kelle pärand kuulub Eestile.

Karl Ernst von Baer — embrüoloogia rajaja.

Maa mõõtmine algas Tartust: Struve kaar

Tartu tähetorni juhataja Friedrich Georg Wilhelm von Struve alustas 1816. aastal mõõtmisketti, millest sai esimene täpne Maa suuruse ja kuju mõõtmine: Struve meridiaanikaar — 2820 kilomeetrit kolmnurgamõõtmisi Norra Hammerfestist Musta mereni läbi kümne riigi, valmis 1855. Kaare nullpunkt on Tartu tähetorn. Tänapäeval on Struve kaar UNESCO maailmapärandi nimistus — teadusmonument, mis algab Eestist.

Embrüoloogia sünd: Karl Ernst von Baer

Eestis sündinud Karl Ernst von Baer (1792–1876) avastas 1826. aastal imetaja munaraku — läbimurre, millest kasvas välja kogu tänapäevane arengubioloogia. Baeri peetakse embrüoloogia rajajaks; tema kuju istub Tartus Toomemäel ja tudengid pesevad talle volbriööl pead.

Umwelt ja biosemiootika: Jakob von Uexküll

Eestis Keblaste mõisas sündinud Jakob von Uexküll (1864–1944) rajas oma töödega biosemiootika — teaduse, mis uurib märke ja tähendust eluslooduses. Tema võtmemõiste Umwelt tähendab igale liigile omast tajumaailma: sipelgas, kotkas ja inimene elavad füüsiliselt samas metsas, kuid igaüks tunnetab seda täiesti erinevalt. See mõte ulatus bioloogiast kaugele — filosoofiasse, etoloogiasse ja küberneetikasse — ning tegi Eestis sündinud mehest terve mõttesuuna isa.

Kaks füüsikaklassikut, sündinud Eestis

Tallinnas sündinud Thomas Johann Seebeck (1770–1831) avastas 1821. aastal termoelektrilise efekti — Seebecki efekti —, mille najal muudetakse soojus otse elektriks. Sama efekt toidab tänapäeval muu hulgas NASA Marsi kulgurite generaatoreid. Tartus sündinud Emil Lenz (1804–1865) sõnastas 1834. aastal Lenzi reegli — induktsioonivoolu suuna seaduse, mida õpib iga füüsikaõpilane maailmas.

Nobeli-keemik Tartu ülikoolist: Wilhelm Ostwald

Füüsikalise keemia üks rajajaid Wilhelm Ostwald (1853–1932) kaitses oma doktoritöö Tartu ülikoolis ja tegi seal osa oma varasemast tööst. 1909. aastal pälvis ta keemia Nobeli preemia uuringute eest katalüüsi ja keemilise tasakaalu alal. Tema nime kannab Ostwaldi protsess — ammoniaagist lämmastikhappe tootmise meetod, millel põhineb suur osa maailma väetisetööstusest ja seega toidutootmisest. Ostwald sündis Riias, kuid sai teadlaseks just Tartus.

Maailma suurim teleskoop ja esimene tähekaugus

1824. aastal valmis Tartu tähetornile Joseph von Fraunhoferi ehitatud Suur Tartu refraktor — oma aja maailma suurim akromaatiline teleskoop ja esimene, mis kasutas kellamehhanismiga saksa ekvatoriaalset alust, mis lubas tähti automaatselt jälgida. Just selle teleskoobiga mõõtis Struve 1835.–1837. aastal Veega tähe parallaksi — ühe esimestest tähekauguse mõõtmistest üldse, avaldatud 1837, aasta enne Friedrich Besseli mõõtmist, mida peetakse esimeseks usaldusväärseks. 1810. aastal rajatud Tartu vana tähetorn, kus teleskoop tänini asub, on tänapäeval muuseum, samal ajal kui kaasaegne uurimistöö jätkub lähedal Tõraveres.

Eesti mees, kes leiutas uue teleskoobi: Bernhard Schmidt

Suur Tartu refraktor ehitati Eesti jaoks, kuid teise, tänini kasutatava teleskoobitüübi leiutas mees, kes ise oli Eestist pärit. Bernhard Schmidt (1879–1935) sündis Tallinna lähedal Naissaarel ja sai maailmakuulsaks optikuna. 1930. aastal leiutas ta Schmidti teleskoobi (Schmidti kaamera) — korrektorplaadi, mis parandab korraga sfäärilise aberratsiooni, kooma ja astigmatismi ning tegi esimest korda võimalikuks laia vaateväljaga ja lühikese säriajaga astrofotograafia. Schmidti süsteemi kasutatakse tänini suurte taevaülevaadete tegemiseks. Erakordne on seegi, et Schmidt tegi oma ülitäpset optikatööd ühe käega: 15-aastaselt kaotas ta paremast käest labakäe ja küünarvarre püssirohukatses.

Tartu ja tumeaine

Tartu observatooriumist kasvas 20. sajandil välja maailmatasemel astronoomiakoolkond. Ernst Öpik määras omanäolise meetodiga Andromeda kauguse (esitatud juba 1918, avaldatud 1922) ning näitas, et tegu on iseseisva galaktikaga kaugel väljaspool Linnuteed — üks esimesi kinnitusi, et universum ulatub meie oma galaktikast palju kaugemale; tema nime kannab ka Öpiki–Oorti komeedipilv. Tema mantlipärija Jaan Einasto näitas 1974. aasta murrangulises töös, et galaktikaparvi hoiab koos nähtamatu mass — see oli üks võtmetöid tumeaine tunnustamisel —, ning 1977. aastal, et universumil on kärgjas ehitus: galaktikad ümbritsevad hiiglaslikke tühikuid. Tartu on seega üks paiku, kus sündis tänapäeva kosmoloogia maailmapilt.

Maailma esimene neurokirurgia professor

Ludvig Puusepp (1875–1942) sai maailma esimeseks neurokirurgia professoriks (1910, Peterburis), jätkas 1920. aastast Tartu ülikoolis ning tegi 1921. aastal Tartus Eesti esimese ajukasvajaoperatsiooni. Tema välja töötatud seljaaju­operatsioon kannab tänini nime Puusepa operatsioon.

Mälu kaardistaja: Endel Tulving

Petseris sündinud ja Tartus kasvanud Endel Tulving (1927–2023) sai maailma tuntuimaks Eesti päritolu psühholoogiks. Ta eristas esimesena episoodilise ja semantilise mälu — vahe selle vahel, kuidas me mäletame isiklikult läbielatud sündmusi ja kuidas me teame üldist maailma —, ning tõi teadusesse mõiste vaimne ajaränd. 1944. aastal põgenes Tulving sõjapõgenikuna Läände ja tegi oma elutöö Toronto ülikoolis; nõnda jagas ka üks maailma mõjukamaid mäluteadlasi Eesti pagulaste saatust.

Tänapäeva geenilabor: Eesti geenivaramu

Sama teaduslugu jätkub täna geenidoonorite verega. Tartu ülikooli Eesti geenivaramu on üks maailma suuremaid rahvastikupõhiseid biopanku: sellega on liitunud üle 210 000 inimese — umbes viiendik Eesti täiskasvanud rahvastikust —, kelle koeproovid, genoomiandmed ja terviseandmed on koondatud teadusuuringute jaoks. Kogumine algas 2002. aastal ja hüppas 2018.–2019. aastal, kui lisandus 150 000 doonorit; kõigi genoomid on analüüsitud ühel tehnilisel platvormil. Nii suur ja ühtlane andmekogu teeb Eestist ühe personaalmeditsiini teerajaja — meditsiini, mis ravib inimest tema enda geenide järgi.

Geenid ja inimkonna rändlugu

Geenivaramu kõrval on Tartust kasvanud välja maailmatasemel inimgeneetika koolkond. Richard Villemsi (sünd 1944) ja tema kolleegide juhtimisel on Tartu teadlased jälginud DNA — eeskätt mitokondriaalse DNA ja Y-kromosoomi liinide — kaudu inimkonna suurt rändlugu: väljarännet Aafrikast ja Euroopa asustamise lugu. Nõnda aitab väike Eesti kirjutada kogu inimkonna sugupuud.

Mesi, millel on oma DNA-sõrmejälg

Üks Eesti geeniteaduse uuemaid ja ootamatumaid rakendusi on mee DNA-test. Tartu teadlaste ja paarisaja Eesti mesiniku koostöös valmis test, mis annab igale meeproovile unikaalse ja võltsimiskindla DNA-sõrmejälje: analüüs tuvastab meest taimede, bakterite, seente ja putukate DNA ning kirjeldab nii mee taimestikku, päritolu kui ka autentsust. See on üks maailma laiapõhjalisemaid mee-analüüse. Võltsingut on raske varjata — kui mee DNA-segust leitakse taimi, mida Eestis ei kasva, paljastab see kohe võõra päritolu. Ühtlasi aitab test jälgida mesilaste haigusi ja parasiite.

Tartu — maailma semiootika keskus: Juri Lotman

Tartu ülikoolist sai 20. sajandil üks maailma semiootika keskusi — teaduse, mis uurib märke ja tähendust. Selle taga oli Juri Lotman (1922–1993), kes rajas Tartu–Moskva semiootikakoolkonna ja lõi kultuurisemiootika teoreetilise raamistiku. Tema üle 800 töö ja legendaarsed Tartu suvekoolid tegid väikesest ülikoolilinnast mõiste, mida teatakse humanitaarteadustes üle kogu maailma.

Ja tänapäev: idufirmade ja e-riigi maa

Sama julgus mõelda suurelt elab edasi ka tänases Eestis, mis on tõusnud üheks maailma tihedaimaks idufirmade maaks. Elaniku kohta on Eestis Euroopa kõige rohkem ükssarvikuid — üle miljardi dollari väärtuseks kasvanud idufirmasid, mida on Eestist võrsunud kokku ligi kümme. Kõik sai alguse Skype’ist (2003), mille 2005. aasta müügist rikastunud insenerid — nn Skype’i mafia — asutasid ja rahastasid uue põlvkonna ettevõtteid. Nende seas on rahvusvahelise rahaülekande ümber pööranud Wise (endine TransferWise), sõidujagaja Bolt (mille asutaja oli alles 19-aastane ja mis tegutseb enam kui 40 riigis), mänguplatvormide Playtech, müügitarkvara Pipedrive ja isikutuvastuse Veriff. Kokku tegutseb Eestis üle tuhande idufirma.

Idufirmade kõrval on Eesti e-riik maailmas eeskujuks ning Tartu observatoorium ja ülikool töötavad tänini maailma teaduse eesliinil. Nõnda on väike riik saanud nii tehnoloogia- kui ka teadusmaailmas nimeks, mis kaalub palju rohkem kui tema rahvaarv — väikese rahva teadus on alati pidanud mõtlema suurelt.

Ja veel mõned killud: 1995. aastal eraldasid Tartu teadlased Marika Mikelsaar ja Mihkel Zilmer piimhappebakteri ME-3, Eesti esimese patenteeritud probiootikumi; Eesti seeneteadlased on oma väiksuse kohta maailma tipus; ning Tartu observatooriumis on valmistatud kaameraid NASA Kuu-missioonile ja arendatakse Eesti esimest kuukulgurit.

Vaata ka

Teised lood huvitavast Eestist: Maadeavastajad Eestist, Kaali meteoriidikraater, Bernt Notke „Surmatants”, Maailma esimene jõulupuu, Tšaikovski ja Eesti, Tenet Tallinnas ja Arvo Pärt.

Allikad: Struve Geodetic Arc (UNESCO); Karl Ernst von Baer (Vikipeedia); Thomas Johann Seebeck (Britannica); Emil Lenz (Vikipeedia); Jaan Einasto (Vikipeedia); Two hundred years of galactic studies in Tartu Observatory (arXiv); On Öpik’s distance evaluation method in a cosmological context (Astronomy & Astrophysics); University of Tartu Old Observatory (Vikipeedia); Bernhard Schmidt (Vikipeedia); Jakob Johann von Uexküll (Vikipeedia); Wilhelm Ostwald (Nobelprize.org); Meditsiiniteaduste valdkonna lõpetajad (Puusepp) (Universitas Tartuensis); Endel Tulving (Vikipeedia); Juri Lotman (Vikipeedia); Richard Villems (Vikipeedia); Eesti mesi sai maailmas unikaalse DNA-testi (ERR Novaator); Honey bulk DNA metagenomic analysis (npj Science of Food); Tartu Ülikooli Eesti geenivaramu (Tartu ülikool); Science Town — Eesti teadlaste saavutused (Tartu ülikool); Estonia leads Europe in startups and unicorns per capita (Invest in Estonia); Unicorns per capita (e-Residency).