Mi az élet? Nehéz pontosan meghatározni az életet, de mindenki pontosan meg tudja különböztetni az élést és a nem élést. Úgyszólván, egy élő és egy döglött lóért más árat adnak.
Valójában intuitív módon megértjük, mi él és mi holt, de általában nehéz megfogalmazni a különbséget pontosan. Számos próbálkozás van az "élet" fogalmának meghatározására, meghatározására, de ezek mind tökéletlenek. Ezért egy intelligens ember általában nem hajlandó meghatározni, helyébe tautológiát lép. Az élet az élet, az, amiben van élet, amely életté rendeződik.
Például az élet az, ami rokonságba hoz bennünket a kis baktériumokkal, növényekkel és óriásbálnákkal. Az élet állandó és kiszámíthatatlan mozgás. Az élet olyasmi, ami születhet és meghalhat…
Minden élő szervezet molekulákból áll. Sőt, mindegyik molekula önmagában nem él. Tehát az izomsejtben lévő vízmolekula megegyezik egy pohár tea vízmolekulájával. De egyesülve sokféle anyag molekulája képezhet például izomsejtet, amely képes összehúzódni és reagálni a környezet változásaira, egyszóval élni.
Csodának nevezzük, amit nem tudunk megmagyarázni. Ezért a látszólag észrevehetetlen átmenetet a nem élő molekulákról az élő szervezetekre gyakran az élet csodájának nevezik. Másrészt talán mi magunk is misztifikáljuk a látottakat, de minden sokkal egyszerűbb …
"Az élet a fehérjetestek létezésének egyik módja, amelynek lényeges pontja az anyagok állandó cseréje az őket körülvevő külső természettel, és ennek az anyagcserének a megszűnésével az élet is leáll, ami a fehérje bomlásához vezet." Ezt a meghatározást Friedrich Engels adta meg - és viszonylag nemrégiben nagyon népszerű volt nálunk. Nos, nem olyan rossz meghatározás. De vajon elég?
Engels maga sem gondolta. Számára az anyagcsere csak nélkülözhetetlen, de nem egyetlen kritérium az életben. Egy élettelen objektumnak is velejárója lehet. Tegyük fel, hogy van két átlátszatlan dobozunk, amelyek lyukakkal rendelkeznek a "bejáratnál" és a "kijáratnál". Mi van benne - nem tudjuk. Mérhetjük azonban a levegő állapotát a be- és kimenetnél. A mérések azt mutatták, hogy mindkét esetben oxigénhiány van a kimeneten, megnövekedett a szén-dioxid és a vízgőz koncentrációja.
Megmérjük a hőmérsékletet, és látjuk, hogy a kimeneti levegő melegebb, mint a beömlőnyílásnál. Jogunk van arra a következtetésre jutni, hogy minden doboz olyan rendszert tartalmaz, amely képes az anyagok cseréjére a környezettel. Kinyitjuk a dobozokat, és amit látunk … az egyikben van egy élő egér, a másikban pedig egy égő gyertya. Az anyagcsere kritériuma itt nem működik, nem teszi lehetővé az élet megkülönböztetését a nem élettől, az égési folyamat megkülönböztetését a légzés folyamatától.
Promóciós videó:
Ha megszakítjuk a levegőellátást, az egér meghal. De még egy elhalt szervezet is képes anyagokat cserélni a környezettel. Különösen ez az alapja a kövületek képződésének: az állatok és növények maradványai a kőzetrétegben szerves anyagot adnak a környezetnek, helyét az ásványok foglalják el. Különösen a megkövesedett fák csodálatosak: külsőleg a legapróbb részletekig megőrzik a fa szerkezetét, de millió évvel ezelőtt szilícium-dioxiddal és vas-oxidokkal helyettesítették.
Milyen következtetést vonhatunk le itt? Az anyagcsere szükséges állapot, ha élő állapotról beszélünk. Az élet meghatározása azonban önmagában nem elegendő az anyagcseréhez! Valami másra van szükség.
Próbáljuk újra. Először is az élet aktív. Az élet működik. Még akkor is, ha „passzív állapotban van”, alkalmazkodik a feltételekhez (vagyis „szenved”: „a szenvedés” Arisztotelészben a behódolás kategóriája, a cselekvéssel ellentétes kategória: actio - passio), az aktív komponens továbbra is megmaradt, önálló aktus, mintha „ magamtól és magamért. Az ilyen tevékenység szükségszerűen a rendszer energiafogyasztásával történik: az élés érdekében energiát költenek! Másodszor: az élet egy mindig konkrét rend, egy meghatározott, sajátos szerkezet fenntartása és újratermelése. Konkrétan specifikus. Erre költenek energiát és erre költenek energiát!
Mi az aktív lejátszás? Ez egy olyan folyamat, amikor a rendszer reprodukálja önmagát és megőrzi integritását, alacsonyabb rendű környezeti elemeket használva. Az ilyen jellegű passzív folyamat korántsem az élet jele. A madár minden évben újratermeli fészkeit, a hód gátat épít, de sem a fészek, sem a gát nem tekinthető élő tárgynak, ellentétben az építőkkel. Általában nem valószínű, hogy madarat lehet szerezni, szaporítani egy fészekből, hódot - egy gátból és egy nagylábat - a nyomából …
Tovább az energiafogyasztásról. Miért van ez szükséges feltétel az élet meghatározásában? Mivel ez lehetővé teszi az élőlények megkülönböztetését más önmagát reprodukáló struktúráktól, például egy kristálytól.
Már a 18. században analógiákat vontak az élőlények növekedése és a kristályok növekedése között. Valójában minden kristálynak megvan a maga sajátos szerkezete, amely spontán keletkezik. A nátrium-klorid kocka formájában kristályosodik, szén (gyémánt) - oktaéder formájában. A kristályok halmazai, szaporodása néha meglepően hasonlít az élő természet szerkezetéhez. Idézzük fel az ablaküvegek fagyos mintáit. Néha olyan mértékben hasonlítanak a páfrányok és más furcsa növények leveleire, hogy valóságosabbnak tűnnek, mint a valódiak. Még a fémek is alkotnak ilyen szerkezeteket. A kohászok a világ minden tájáról jól ismerik az úgynevezett Csernov-fát. A fémtermékek öntése során hézagok, héjak keletkezhetnek, ahogy a szakemberek nevezik. És néha a vaskristályok ilyen héjakban nőnek össze - ez nagyon hasonlít egy jól ismert növényre.
És mégis, a fagyos minták és a páfránylevelek közötti analógia félrevezető. Noha ezek a struktúrák kifelé hasonlóak, kialakulásuk folyamata energetikailag teljesen ellentétes. A kristály olyan rendszer, amely minimálisan szabad energiát tartalmaz. Mit jelent? Ez azt jelenti, hogy a kristályosodás során az energia hő formájában szabadul fel. Például egy kilogramm "fagyos mintázat" előfordulása esetén 619 kcal hő szabadul fel.
Ugyanannyi energiát kell fordítani e szerkezet megsemmisítésére. A páfránylevelek viszont elnyelik a napsugarak energiáját, amikor azok felkelnek és növekednek. Ennek a szerkezetnek a megsemmisítésével visszanyerhetjük az energiát. Valójában ezt tesszük például szén-égetéssel, amely a paleozoikum kori óriás páfrányok maradványaiból keletkezett, vagy egyszerűen egy közönséges tűz körül sütkérezünk. És itt a lényeg nem magában a levélszerű mintában van, amely kifelé egyesíti az erdei páfrányt és az üveg mintázatát.
Az azonos tömegű, alaktalan jégtáblához ugyanolyan energiára van szükség az olvadáshoz és a párologtatáshoz. A növényi levél külső komplexitásának kialakulásához az energia elenyésző, elenyésző ahhoz képest, ami a szerves anyagokban megmaradt.
De mi a helyzet a külső hasonlósággal? A lényeg ez. Mind a páfránylevél, mind a fagyos minták maximális felülettel rendelkeznek egy adott térfogatnál. Páfrány (és bármely más növény) esetében erre van szükség, mert a szén-dioxid lélegzése és asszimilációja átjut a levelek felületén. Azokban az esetekben, amikor csökkenteni kell a párolgáshoz szükséges vízfogyasztást, a növények, például a kaktuszok, gömb alakúvá válnak, minimális felülettel. De ezt meg kell fizetni a CO2 asszimilációjának csökkenésével és ennek következtében a növekedés lassulásával.
A hideg üvegen kristályosodó vízgőz egy maximális felületű struktúrát is alkot, mert a szabad energia veszteségének mértéke ebben az esetben a legnagyobb (a kristályok a felszínről nőnek ki). Tehát a kristályok és az élő szervezetek közötti analógiáknak nincs úgymond lényegi jelentése. A folyadék, amelyet nulla gravitáció mellett dobnak ki az edényből, gömb alakú (minimális felületi feszültségenergia). De ez aligha jelentheti azt, hogy a kozmosz törvényei hasonlítanak a biliárdasztalnál lévő golyókkal kapcsolatos játékszabályokhoz!
A tisztesség kedvéért meg kell jegyezni, hogy a kristályos formák nem idegenek az élettől. Sokan ismerik a nagy és teljesen ártalmatlan, hosszú törékeny végtagokkal rendelkező százlábú szúnyogokat. Lárváik nedves talajban élnek, pusztuló növényi törmelékkel táplálkoznak. Köztük vannak kékre festett, irizáló árnyalatú egyének. Letargikusnak tűnnek, és valójában betegek - az úgynevezett szivárvány vírussal fertőzöttek. Az ilyen lárvák mikroszkóp alatt lévő hemolimfájában csodálatos szépségű kristályok találhatók, amelyek irizálóan zafírok.
Ezek a kristályok vírusrészecskékből - virionokból állnak. Amikor a lárva elpusztul, a talajba kerül, hogy a szúnyogok új generációjának lárvái lenyelhessék őket. Egyébként az ilyen kristályokat számos vírus alkotja, és nem csak rovarvírusok. De elengedhetetlen, hogy ez pontosan a vírus létezésének inaktív formája, ellentétben az aktív, élővel. Kristály formájában a vírus nem szaporodik, hanem csak így éli át "nehéz korszakát". A híres fizikus, Erwin Schrödinger a kromoszómát "aperiodikus kristálynak" nevezte. Valójában a sejt nukleáris anyaga az osztódás ideje alatt rendezett, és formailag kristálynak nevezhető. De amikor egy nukleáris anyagot (kromatint) „bepakolnak” egy kromoszómába, az ismét inaktív, és maga a kromoszóma csak a kromatin sejtről sejtre történő átvitelének egyik módja.
Tehát a kristályosodáshoz nincs szükség külső energiára. De ahhoz, hogy a következő generációban fenntartsa és újratermelje saját élet rendjét, a testnek fel kell szívnia az energiát (könnyű kvantumok vagy oxidálatlan szerves vegyületek, egyszerű anyagok formájában, és oxidált salakanyagok kibocsátása stb.). Ez az anyagcsere.
Miért, mire szolgál ez a csere? - Minden folyik - mondta az efezusi Herakleitos. Ha ez a helyzet, akkor leginkább az élő szervezet "áramlik". Olyan áramlat, amely mentén az energia és az anyagok folyamatosan mozognak - elemek a szerkezetek rekonstrukciójához. Az egész életen át folyamatosan a régi sejtszerkezeteket újonnan kialakítottakkal helyettesítik. Tehát a vérsejtek 4 hónap után teljesen kicserélődnek. Végső soron ez is javítási munka, de a test nemcsak a hibát kapott sejteket, hanem mindent helyettesít.
Azt mondják, hogy az idegsejtek nem állnak helyre. Ez azt jelenti, hogy a test nem generál új idegsejteket, nem szaporodnak - annyi van, amennyi volt. Igen, abszolút új sejtek nem képződnek. De egész életükben folyamatosan újjáépítik őket. Olyan, mint egy ház mélyreható átalakítása és átalakítása. A ház régi, de felújított és kiváló állapotú! Formálisan csak azokat az idegsejteket vehetjük figyelembe, amelyekkel életünket befejezzük, ugyanazokat a sejteket, amelyekkel elindítottuk.
És még egy kifejezés: sajátos szerkezet. Ami? Az organizmusok generációról generációra reprodukálják a fajok rendezési jellemzőit, amelyekhez tartoznak. Ez szinte tökéletes pontossággal történik (a "szinte" szó rendkívül fontos). Itt a farkas megette a nyulat. Szüksége van-e egy nyúl szerveire, szöveteire, fehérjéire és nukleinsavaira - mindenre, ami a "nyúl", a "mezei nyúl rendezése" szerkezetére jellemző? Természetesen nem!
Mindez a farkas gyomrában alacsony molekulasúlyú szerves anyagok - aminosavak, szénhidrátok, nukleotidok stb. - keverékévé válik, amelyek minden élő természetben közösek, nem specifikusak. A farkas teste némelyiket szén-dioxiddá és vízzé oxidálja annak érdekében, hogy (a kapott energiát felhasználva!) A fennmaradó nem specifikus anyagokból felépítse saját, speciálisan rendezett "farkas" szerkezetét - fehérjéit, sejtjeit és szöveteit. Táplálja a farkast egy vegyész szintetizált aminosav-keverékével, és ugyanezt fogja tenni.
Így van ez az élet mint olyan, az élet szempontjából általában? A kérdés nyitott. De a dolgok így vannak a Földön. A földi élőlényeknek nincs szükségük más parancsára. Küzdenek, kétségbeesetten harcolnak vele. Mindenki tud számos orvosi kísérletről, amellyel különféle szerveket vagy szöveteket lehet átültetni állatokra és emberekre: szívre, tüdőre, vesére, hasnyálmirigyre stb. Az eredmény mindig hasonló volt: az átültetett szervek tartósan hajlamosak voltak az elutasításra.
Az egyetlen kivétel a beteggel "azonos rendű" szervek voltak, amelyeket azonos ikertől vettek - és ez ugyanazon szervezet "szerkezeti" másolata. Ami a szöveteket illeti, az orvosok inkább ugyanazon szervezetből viszik átültetésre: például az áldozat lábának bőrét átültetik az égés által érintett helyre. Egy idegen átültetett szerv megőrzése csak az antitestek képződéséhez szükséges védő immunrendszer elnyomásával lehetséges. De akkor a beteg védtelen lesz minden fertőzéssel szemben! Ez óriási, végzetes kockázat, és így vagy úgy, végül csak az élet folytatásáról szól, de nem a normális teljes élet meghosszabbításáról.
Még a hormonok is, hogy úgy mondjam, egyszerűen bioaktív anyagok (vagyis nemcsak összetett biológiai képződmények), hanem fajspecifikusak. Itt természetesen van egy rés, van különbség a fokokban. Például az inzulin, amely a cukorbetegség elleni egyetlen hatékony szer, viszonylag alacsony fajspecifitással rendelkezik, ezért ez a szarvasmarha hasnyálmirigyből izolált fehérje felhasználható cukorbetegek kezelésére. De a növekedési hormon - a szomatotropin - fajspecifikus. Az emberekben a törpe növekedésének kezeléséhez éppen az emberi növekedési hormonra van szükség, amely az elhunyt agyalapi mirigyéből választódik ki (igen, igen, más módszer még nincs).
Valaki észreveszi: vannak összetett organizmusok, szerkezeti identitásuk összetett, és természetesen strukturális sajátosságuk meglehetősen megterhelő. De vannak egyszerű szervezetek, sőt vannak a legegyszerűbbek is. Akkor hogyan? Úgy tűnik, hogy az alacsonyabb organizmusoknak kevésbé kell idegenkedniük az "idegen rendtől". Valójában a halak és a kétéltűek sikeresen átültetik a különböző fajokat, a szarvasmarha-szomatotropin pedig stimulálhatja a pisztráng növekedését. De ezek mind mesterséges javaslatok, amelyeket a kísérletező hozott létre. Ez azt jelenti, hogy nem teljesen "normális", természetellenes életvitel. Végül azt mondják: ha megversz egy nyulat, akkor megtanul gyufát gyújtani. A kérdés csak az, hogy ez a szerencsétlenül levadászott lény még mindig nyúl lesz-e? Fogalmazzunk úgy: a farkas fogaiban elpusztuló nyúl sokkal inkább egy nyúl, igazabb, "helyes", mint egy nyúl,ki gyújthat gyufát!
Az állatok, amelyek más állatokkal vagy növényekkel táplálkoznak, azzal kezdődnek, hogy elpusztítják valaki más rendjét. A gyomorban és a belekben lévő élelmiszer egyszerű kémiai vegyületekre bomlik, és például a glicin vagy a fenilalanin aminosavak felépítése alapján lehetetlen megmondani, hogy azokat szarvasmarha húsának, borsójának fehérjéiből nyerik-e, vagy szintetizálják-e mesterségesen okos, szemüveget viselő vegyészek. Az élet ezen alapvető elemeiből az élőlények csak a bennük rejlő struktúrákat építik fel. Minden szervezetre a fehérjemolekulák egyedülálló, egyedülálló kombinációja jellemző. És már ennek alapján megjelenik a szervezet összes jellemzőjének komplexusa - a sejtek, szövetek és szervek szintjén.
A növényekben ez még hangsúlyosabb. Víz, egy sor tápanyag-só, szén-dioxid és fény - ugyanezen tényezők együttesével egy rózsa nő az egyik magból, a csalán a másikból, a fa pedig a harmadikból (és egyáltalán nem „Csernov fája” - emlékszel?). Minden alkalommal - egy bizonyos növény, saját tulajdonságokkal. Rendezettségével.
Tehát a test nem kívülről veszi a rendet, hanem az energia. Ennek az energiának köszönhetően "saját fajtájuk szerint" építi fel sajátos rendjét - úgy tűnik, így hangzik a Szentírás, elhanyagolva valaki másét. A csirketojásból - a sárgája és a fehérje homogén tömege - egy csirke jelenik meg fejjel, lábakkal, szárnyakkal. És ezt az egyszerű dolgot, ezt a csodát életnek hívják.
S. Minakov