Tegyük fel, hogy az emberiség felderítő szondát küldött egy távoli bolygóra, és felfedezte egy anyagot, amelyet nem találtak meg a Földön. Mit tegyen vele? Kémiai elemzés? Mi van, ha életben van, és a kémiai elemzés megöli? Hogyan lehet megtudni?
A tudományban körülbelül száz definíció létezik arra, hogy mi az élet. És amikor oly sok definíció van, ez azt jelenti, hogy a tudósok maguk sem értik meg teljesen, mi az.
Sok meghatározás utal a "fehérjékre" és "sejtekre", amelyek nem feltétlenül jelennek meg az idegen életben. Sőt, úgy tűnik, hogy a földi élet elején szintén nincsenek távollétek (de erről később inkább).
Ha megpróbáljuk levonni a közös részt e meghatározásokból, akkor kiderül, hogy az élőlények anyagot cserélnek a környezettel (anyagcserével), képesek növekedni, reagálni a külső körülményekre, szaporodni …
Vizsgáljuk meg ezeket a rendelkezéseket.
Anyagcsere. Ez szinte bármilyen kémiai eljárás tulajdonsága. Ugyanez a gyertyatűz például oxigént vesz a környezetből és szén-dioxidot bocsát ki, akárcsak mi. Ez életre kelti őt?
Reprodukció. A számítógépes vírus is szaporodik.
Növekedés. A kristályok is nőnek. És ha ugyanazon a gyertyán kopogtat, véletlenül "eloszlathatja" a tüzet az egész helyiségben.
Promóciós videó:
Reakció a külső feltételeknek. A jégkristályok alacsony hőmérsékleten gyorsabban növekednek - reagálnak a külső körülményekre.
Ez azt jelenti, hogy ezeknek a jeleknek - az anyagcserének, a szaporodási és növekedési képességnek, a külső környezetre reagálásnak - nem elegendőek.
A tudósok egy új feltétellel egészítették ki az élet meghatározását: a csere folyamatában lévő élőlény összetettebb anyagokat hoz létre.
A kristály növekszik, a számítógépes vírus szaporodik, a tűz komplex anyagokat hoz létre. De ez nem az élet!
Egyrészt a feltétel igaz: az élő fehérjék teljes halmaza (és több millió különféle fehérje van) húsz páratlan aminosavból készül. Ugyanakkor ugyanabban a gyertya lángban véletlenszerűen nagyon összetett anyagok alakulnak ki: antracén, fenantrén …
Van azonban alapvető különbség.
Az, amit a lángban szintetizálnak, nem szükséges a tűz számára, sőt káros is (például a koromból kialszik). Amit az élő szervezetben szintetizálnak, felhasználják annak felépítésére, az azonos szintézis elősegítésére, a külső környezettől való védelmére. Megmarad, majd utódokhoz fordulhat.
Ezt az állapotot, amelyet "információgyűjtésnek és továbbításnak" neveztek, ma az élet fő tulajdonságának tekintik. És hogy ez az információ felhalmozódik - a túléléshez szükséges anyagok szintézise, az ellenanyagok átadása, a veleszületett ösztönök vagy a nyomtatott szó (mint most veled történik) -, ez már másodlagos.
Hogyan válhat élettelenné az élettelen?
Hogyan alakult ki az élet? Erre a kérdésre is sok válasz található. „Az űrből származik”, „egy bizonyos civilizáció kísérleteként landolt” - ezek a válaszok csak ugyanazokat a kérdéseket vetik fel: hogyan alakult ki az élet ennek a bizonyos civilizációnak a hazai bolygóján?
A körülöttünk lévő élő világot megfigyelve nagyon nehéz elképzelni, hogy ez a komplexitás és sokféleség önmagában is felmerülhet. És ha feltételezzük, hogy néhány ókorban minden élőlényt csak egyfajta élet képviselt?
A geológusok sok rétegű követ, stromatolitot találnak, amelyeket a cianobaktériumok évelő kolóniái alkotnak. Tehát ezeknek a köveknek a legrégebbi három és fél milliárd éves. Az akkori élőlények tevékenységéről már nincs nyom. Vagyis úgy tűnik, hogy csak a cianobaktériumok éltek a Földön.
Stromatolites.
De még a baktérium is nagyon komplex szervezet. Sok különböző fehérjét szintetizálnak benne, az örökletes információkat a DNS tárolja, és az RNS-t (ribonukleinsavat) használják az átvitelhez és a transzporthoz. Lehetséges, hogy ezek az anyagok hirtelen véletlenszerűen jelentkeznek és egyesülnek?
Cianobaktériumok.
A tudósok a közelmúltban felfedezték, hogy vannak olyan biokémiai reakciók, amelyekben nem szükséges fehérje. Ezek a reakciók csak az RNS, az úgynevezett ribozimek részvételével folytatódhatnak.
Képzeljük el egy ilyen élő szervezetet. Leginkább olyan cseppre emlékeztet, amelynek belsejében nukleinsavak vannak. Egyes molekulák örökletes információkat tárolnak, mások új RNS-eket szintetizálnak. Még mások alkotnak héjat.
Hogyan történik a táplálkozás és a szaporodás egy ilyen szervezetben? A külső környezetből származó megfelelő molekulák párosulnak a héjmolekulákkal, és befelé húzódnak. Belül ugyanúgy párosulnak a már létező "hosszú" RNS láncokkal. Természetesen ahhoz, hogy egy új lánc kémiai kötésekkel kötődjön, nagyon hosszú idő, vagy rövid ideig tartó magas hőmérséklet, vagy egy másik RNS-ribozim segítségére van szükség.
RNS-molekula elektronmikroszkóp alatt.
De a fő feladat legalábbis teljesül - egy ilyen csepp megoldás már felhalmozhat és továbbíthat hasznos információkat, vagyis már él.
Mi teszi a megfelelő molekulákat össze?
Baleset?
Az élet nyelvi elmélete
Tehát kiderült, hogy az élet élettelen elemek kombinációjának eredményeként jön létre, és fő jellemzője az információ tárolásának és továbbításának képessége.
És most - figyelem. Van egy jelenség, amely ugyanúgy viselkedik, bár mi nem tartjuk élõnek. Igaz, ezt a jelenséget gyakran élõnek, de átfogó értelemben nevezzük. Mi ez a jelenség? Vessen egy pillantást a képre.
Próbáld meg elolvasni, mi itt van írva. Semmi sem írt! Csak betűk, és véletlenszerű felhalmozásuknak nincs értelme. Azt mondhatjuk, hogy ez a levélgyűjtemény "halott".
És most ugyanazok a betűk kapcsolódnak egy meghatározott sorrendben:
Próbáld meg elolvasni, mi itt van írva. Semmi sem írt! Csak betűk, és véletlenszerű felhalmozásuknak nincs értelme. Azt mondhatjuk, hogy ez a levélgyűjtemény "halott".
És most ugyanazok a betűk kapcsolódnak egy meghatározott sorrendben:
Gondolta már, melyik jelenség azonos tulajdonságokkal rendelkezik, mint az élet? Nyelv! A hétköznapi nyelv, amelyben beszélünk, gondolkodunk, olvasunk és írunk. És néha "élõnek" hívjuk:
Összegyűjti és továbbítja az információkat, és értelme (élet) merül fel benne az értelmetlen (nem életképes) elemek kombinációjának eredményeként …
És ez még nem minden! A nyelv képes „növekedni” (a szavak és jelentések száma növekszik benne), “szaporodni” (dialektusokat, határozószókat, žargonokat, szlengeket, irodalmi műfajokat létrehozni) és “összetett anyagokat” (emberi cselekedeteket) létrehozni.
És végül: sok költő és filozófus komolyan azt állítja, hogy nem mi "beszélünk nyelven", hanem ez a nyelv "beszél velünk". Vagyis nincs nyelvünk, de van nyelvünk.
Vagyis a nyelv az embereket eszközként és tenyésztőként használja. Hangjait kiejtjük és leveleket írunk, és a nyelv maga is ezeket a szavakat és betűket gondolatokba helyezi a fejünkbe …
És mi lenne, ha a nyelv nem embereket, hanem például a molekulákat „szolgáltató személyzetként” használna? Bár - állj meg, állj meg …
Ő használja őket, csak olvastam róla! Pontosan azért, mert a nitrogéntartalmú alapot használják a szavak kialakításához - a DNS -, felmerült az élet a Földön!.. Kiderült, hogy a filozófusoknak és a költőknek igaza van. A nyelv teremtette az embereket.
Az élettől az élettelenig és vissza
Az élet kialakulásához az anyagok anyagcseréje és szintézise szükséges. Amikor ezek a folyamatok leállnak, úgy gondolják, hogy az élet is megállt. Ez mindig végleges?
Zöld béka.
Vegyünk egy rendszeres zöld béka. Gyakran hibernálnak ugyanabban a helyen, ahol élnek, a tó alján. A tél eljövetelével és a tározó lefagyásával a békák gyakran fagynak vele. Szívük nem ver, nem lélegzik, és anyagcseréjük gyakorlatilag hiányzik. Vége az életnek?
Nem, egy ideig megállt. Érdemes melegíteni egy ilyen béka, akkor mozog, életre kel. A szibériai szalamandra-féreg minden télen lefagy, és kilencven évet (és talán még többet) is eltölthet ebben az állapotban.
Szibériai szalamandra gőte.
Mi magunk és a körülöttünk lévő sok lény többsejtű organizmusok vagyunk. Úgy gondolják, hogy ezeknek a szervezeteknek individualitása van, képesek emlékezni és tapasztalatokat szerezni. Mi történik, ha a cellák közötti összes kapcsolat megszakad? Mi fog történni az egyénnel?
Egy egyszerű többsejtű lényt, a hidrát kiképezték arra, hogy megvédje magát - a csápjait visszahúzza a fény villanására. A hidrát ezután óvatosan dörzsölte át a gézzel, és testét egyes sejtekre bontotta. A hidra- és a szivacssejtek egy ilyen művelet után képesek újraegyesülni. Kiderült, hogy az újraegyesült hidra emlékezett arra, amit megtanult, és behúzta a csápokba is.
Hidra (balra) és egy planáris féreg.
A planáris férgekben a sejtek nem képesek megolvadni az elválasztás után, de az egyik planáris képes felszívni a sejteket a másikból. Kiderül, hogy ily módon továbbadják a tapasztalatokat. Vagyis ha megtanított valamit egy síkbeli testre, majd egy darabot egy másiknak etet, akkor az átviheti azt, amit megtanult. (Ez nem azt jelenti, hogy te is, miután megettél egy matematikai tanárt, megtanulod a Pitagóra-tételt: az emésztésünk és az emlékezetünk eltérően van elrendezve.)
Lehetséges, hogy az alkotóelemekből magad is hozzon létre életet? Kiderül, hogy tudsz. Tavaly nyáron egy tudóscsoport létrehozta a semmiből a DNS-t, elrejtette egy héjában, kitöltötte ezt a héjat riboszómákkal és minden szükségesnel - és egy új baktérium, amely még soha nem létezett, elkezdett élni, táplálkozni és megosztani.
A tudósok egy másik csoportja megtanulta már a DNS "nitrogén bázisok" ábécéjeinek helyettesítését teljesen újakkal.
A tudósok azt álmodják, hogy az általuk létrehozott új organizmusok képesek lesznek más bolygókon is teljesen más körülmények között élni. Ki tudja, talán az lesz a civilizáció, amely más bolygókon életet vet …