Sokunknak nem kell túl sokat gondolkodni, hogy megkülönböztessük az élőlényeket a nem élõktõl. Az ember él, a kő nem. Ez ennyire egyszerű! A tudósok és filozófusok azonban nem hiszik, hogy egy ilyen egyszerű megkülönböztetés korlátozható lenne, bocsássa meg a szójátékot. Több ezer évet töltöttek azzal, hogy rájöjjenek, mi éltet minket. Nagy elmék, Arisztotelésztől Carl Saganig, felajánlották magyarázataikat - és még mindig nem álltak elő olyan definícióval, amely mindenkit kielégítene. Szó szerinti értelemben még nincs "értelmünk" az életben.
Ha valami, akkor az élet meghatározásának problémája az elmúlt mintegy 100 évben még nehezebbé vált. A 19. századig az egyik általános elképzelés az volt, hogy az élet az "élet szikrája" révén válik animálttá. Természetesen ez az ötlet elvesztette súlyát az akadémiában. Több tudományos megközelítés lépett a helyére. A NASA például az életet "önfenntartó kémiai rendszerként írja le, amely képes a darwini evolúcióra".
De a NASA arra törekszik, hogy az életet egy egyszerű leírással összezúzza, csak egy a sok közül. Az élet több mint 100 definícióját javasolták, amelyek többsége egy maroknyi egyszerű tulajdonságra összpontosít, mint például a replikáció és az anyagcsere.
A helyzetet tovább rontja, hogy a különféle tudományterületek tudósainak különböző elképzeléseik vannak arról, hogy mi szükséges az életben való meghatározásához. A vegyészek szerint az élet bizonyos molekulákká redukálódik; a fizikusok megvitatják a termodinamikát.
Hogy megértsük, miért olyan nehéz meghatározni az életet, ismerkedjünk meg néhány olyan tudóssal, akik azon a határon dolgoznak, amelyek elválasztják az élőlényeket a nem élőlényektől.
Virológusok: az általunk ismert élet határain található szürke terület tanulmányozása
Az iskolákban a gyerekeket megtanítják emlékezni hét folyamatra, amelyek állítólag meghatározzák az életet: mozgás, légzés, érzékenység, növekedés, szaporodás, kiválasztás és táplálkozás.
Promóciós videó:
Bár ez hasznos kezdet az élet meghatározásában, nem áll meg itt. Sok mindent beilleszthetünk ebbe a dobozba, és életben hívhatjuk őket. Egyes kristályok, fertőző fehérjék - prionok, sőt egyes számítógépes programok is "életben lesznek", ha ebből a hét alapelvből indulunk ki.
A klasszikus határeset a vírusok. "Nem sejtek, nincs anyagcseréjük, és inertek maradnak, amíg sejtekkel nem találkoznak, ezért sok ember (köztük sok tudós) arra a következtetésre jut, hogy a vírusok nem élnek" - mondja Patrick Forter, a Pasteur Intézet mikrobiológusa. Párizsban, Franciaországban.
Maga Forter úgy véli, hogy a vírusok életben vannak, de elismeri, hogy a döntés attól függ, hogy hol döntötte el a határértéket.
Míg a vírusok közül sok hiányzik az élet klubjába való belépéshez, a DNS-ben vagy RNS-ben kódolt információkkal rendelkeznek. Ez egy erős jelzője annak az életnek, amely a bolygón minden élőlénnyel rendelkezik, és amely jelzi, hogy a vírusok fejlődhetnek és szaporodhatnak - bár nyitott élő sejtek feltörésével és behatolásával.
Az a tény, hogy a vírusok - mint minden általunk ismert élet - hordozzák a DNS-t vagy az RNS-t, arra késztették egyeseket, hogy azt gondolják, hogy a vírusoknak helyet kell foglalniuk életfánkban. Mások általában kijelentették, hogy a vírusok az élet megjelenésének titkait őrzik. És akkor az élet megszűnik fekete-fehérnek tűnni, és meglehetősen homályos méretűvé válik, nem egészen élő és nem egészen holt határokkal.
Néhány tudós elfogadta ezt az elképzelést. Jellemzik a vírusokat, amelyek léteznek "a kémia és az élet határán". És ez egy érdekes kérdést vet fel: mikor lett a kémia több, mint a részek összessége?
Vegyészek: tanulmányozzák az élet receptjét
"Az általunk ismert élet szénalapú polimereken alapszik" - mondja Jeffrey Bada, a kaliforniai San Diego-i Scripps Institute of Oceanography munkatársa. Ezekből a polimerekből - nevezetesen a nukleinsavakból (a DNS építőkövei), fehérjékből és poliszacharidokból - szó szerint az élet minden sokfélesége megnőtt.
Bada Stanley Miller tanítványa volt, a duó egyik fele, aki az 1950-es években a Miller-Urey kísérlet mögött állt, amely az egyik első kísérlet annak kiderítésére, hogy az élet miként vált ki az élő vegyi anyagokból. Azóta visszatért ehhez a híres kísérlethez, és még nagyobb számú biológiailag alkalmas molekulát mutatott be, amelyek akkor keletkeznek, amikor az elektromosságot áthaladják a primitív Földön vélhetően létező vegyi anyagok keverékén.
De ezek a vegyszerek nem élnek. Csak akkor engedjük meg nekik ezt a megtiszteltetést, ha érdekes dolgokat kezdenek el, például kiválasztani vagy megölni egymást. Mi kell ahhoz, hogy az anyagok életre keljenek? Badának elég érdekes válasza van.
„Az információmolekulák tökéletlen replikációja meghirdetheti az élet és az evolúció eredetét, és ezáltal elősegítheti ezt az átmenetet a nem élő kémia és a biokémia felé. A replikáció kezdete és különösen a hibákkal történő replikáció a különböző képességű "utódok" kezdetét jelentette. Ezek a molekuláris utódok ekkor kezdhettek versenyezni a túlélésért.
"Ez alapvetően darwini evolúció molekuláris szinten" - mondja Bada.
Sok vegyész számára kiderült, hogy a replikáció - ez a folyamat, amelyet a vírusok csak biológiai sejtekkel végezhetnek - segít meghatározni az életet. Az a tény, hogy az információs molekulák - a DNS és az RNS - replikációt biztosítanak, arra utal, hogy ezek is az élet alapvető jellemzői.
De e specifikus vegyi anyagok életének jellemzése nem nyitja meg a nagyobb képet. Az általunk ismert élethez szükség lehet DNS-re vagy RNS-re, de mi van az élettel, amelyet még nem ismerünk?
Asztrobiológusok: furcsa idegenekre vadásznak
Az idegen élet természetének meghatározása nem könnyű. Számos tudós, köztük Charles Cockell és munkatársai az Edinburgh-i Egyetem Asztrobiológiai Központjában, a földönkívüli élet mintapéldányaként olyan mikroorganizmusokat használnak, amelyek extrém körülmények között képesek életben maradni. Úgy vélik, hogy másutt az élet nagyon eltérő körülmények között lehet, de nagy valószínűséggel örökölni fogja az élet legfontosabb jellemzőit, mivel a Földről ismerjük.
"De nyitottnak kell lennünk az elménk előtt, hogy észleljünk valamit, ami teljesen kívül esik ezen a meghatározáson" - mondja Cockell.
Még azok a kísérletek is, amelyek földi életre vonatkozó ismereteinket idegenek megkeresésére próbálják felhasználni, vegyes eredményekhez vezethetnek. A NASA például úgy gondolta, hogy jó munkát végez az élet meghatározásában 1976-ban, amikor a Viking 1 űrszonda sikeresen leszállt a Marson, három életre szóló kísérlettel felszerelve. Az egyik teszt különösen azt mutatta, hogy létezik élet a Marson: a marsi talajban magas volt a szén-dioxid szintje, ami azt jelenti, hogy mikrobák éltek és lélegeztek be benne.
De a Marson látható szén-dioxid ma már általánosan a nonbiológiai oxidatív kémiai reakciók sokkal kevésbé izgalmas jelenségével magyarázható.
Az asztrobiológusok tanultak ezekből a kísérletekből, és leszűkítették azokat a kritériumokat, amelyeket az idegenek megtalálásához használnak - ám eddig kutatásuk sikertelen volt.
Az asztrobiológusoknak azonban nem szabad túlságosan szűkíteniük a keresési feltételeket. Sagan "szén-sovinizmusnak" tartotta az idegenek szén-dioxid-központú keresését, hisz egy ilyen megközelítés nagyon szűk látókörű lesz.
"Az emberek azt feltételezték, hogy az idegenek szilícium alapúak lehetnek, vagy más oldószereket (nem vizet) használhatnak" - mondja Cockell. "Még földönkívüli intelligens felhő szervezetekről is beszéltek."
2010-ben a baktériumok felfedezése a szokásos foszfor helyett arzént tartalmazó DNS-sel sok asztrobiológust meghökkent. Bár ezt a megállapítást azóta többször is megkérdőjelezték, sokan csendben remélik, hogy az élet nem követi a klasszikus szabályokat. Ugyanakkor egyes tudósok olyan életformákon dolgoznak, amelyek egyáltalán nem a kémián alapulnak.
Technológusok: Építsd a mesterséges életet
Valamikor a mesterséges élet létrehozása teljes mértékben a tudományos-fantasztikus kegyelem volt. Most ez egy teljes értékű tudományág.
Egyelőre a laboratóriumban lévő új organizmusok két vagy több ismert életforma részének egyszerű összeragasztásával hozhatnak létre biológiákat. De ez a folyamat elvontabb lehet.
Amióta Thomas Ray Tierra számítógépes programja megpróbálta bemutatni a digitális "életformák" szintézisét és evolúcióját az 1990-es években, a tudósok megpróbálnak olyan számítógépes programokat létrehozni, amelyek valóban utánozzák az életet. Egyesek még életszerű tulajdonságokkal rendelkező robotokat is kezdenek létrehozni.
"Az általános elképzelés az összes élő rendszer alapvető tulajdonságainak megértése, nemcsak a Földön talált élő rendszerek alapvető tulajdonságainak megértése" - mondja Mark Bedo mesterséges életszakértő, az oregoni Portland-i Reed Főiskola munkatársa. "Ez egy kísérlet arra, hogy nagyon tágan szemléljük az élet mibenlétét, míg a biológia az általunk ismert valós életformákra összpontosít."
Természetesen sok mesterséges életkutató mindent felhasznál a kutatás alapjául, amit a földi életről tudunk. Bedo szerint a kutatók az általuk „PMC-modellnek” nevezett programokat (pl. DNS), anyagcserét és tartályt (pl. Sejtfalak) használják. "Fontos megjegyezni, hogy ez nem az élet általános meghatározása, csak a minimális kémiai élettartam meghatározása" - magyarázza.
A nem vegyi életformákon dolgozva a tudósok megpróbálják létrehozni a PMC komponensek szoftveres vagy hardveres verzióit.
"Alapvetően nem hiszem, hogy az életnek világos meghatározása lenne, de valamire törekednünk kell" - mondja Steen Rasmussen, aki a mesterséges életen dolgozik az odenesi Dél-Dániai Egyetemen. Világszerte a csoportok a PMC modell egyes összetevőin dolgoztak, olyan rendszereket hoztak létre, amelyek bemutatják az egyik vagy másik szempontot. Eddig senkinek sem sikerült az egészet a szintetikus élet működő formájává összerakni.
"Ez egy felülről lefelé irányuló folyamat, darabonként felsorakozva" - magyarázza.
A mesterséges élet kutatása szélesebb körben is előnyös lehet, számunkra teljesen idegen életet teremthet. Az ilyen kutatások segítenek finomítani az életismeretünket. De még korai beszélni az eredményekről.
Filozófusok: próbálják megoldani az élet talányát
Nos, még akkor is, ha azok, akik új életet keresnek és próbálnak létrehozni, nem aggódnak annak egyetemes meghatározása miatt, a tudósoknak abba kellene-e hagyniuk, hogy az összes definíciót eggyé redukálják? Carol Cleland, a Boulderi Colorado Egyetem filozófusa úgy gondolja. Legalábbis egy ideig.
"Ha az emlősöket zebra segítségével akarja általánosítani, melyik tulajdonságot választaná?" - kérdezi. - Határozottan nem a melle, mivel csak a felének van. Csíkjaik nyilvánvaló választásnak tűnnek, de ezek csak egybeesés. Nem ez teszi a zebrákat emlősökké."
Ugyanez van az élettel. Előfordulhat, hogy azok a dolgok, amelyeket fontosnak tartunk, valójában csak a földi élet. Végül is a baktériumoktól az oroszlánokig minden egy közös ősből származik, ami azt jelenti, hogy az univerzumban az életünk csak egy pont az adatokban.
Ahogy Sagan mondta: „Az ember hajlamos meghatározni a megszokott szempontjából. De az alapvető igazságok nem biztos, hogy ismerősek."
Amíg nem fedeztük fel és tanulmányoztuk az alternatív életformákat, nem tudhatjuk, melyik életünk szempontjából fontos vonások valóban egyetemesek. A mesterséges élet létrehozása módot kínálhat az alternatív életformák feltárására, de legalább rövid távon nem nehéz elképzelni, hogy a számítógépen létrehozott élet hogyan befolyásolja az élő rendszerekkel kapcsolatos hitünket.
Az élet pontosabb meghatározásához idegenekre van szükségünk.
Az irónia az, hogy ha megpróbáljuk meghatározni az életet, mielőtt megtaláljuk őket, megnehezítheti a megtalálásukat. Milyen tragikus lesz, ha a 2020-as években egy új rover elhalad egy mars mellett, egyszerűen azért, mert nem ismeri el élőlényként.
Az élet definíciójának megtalálása akadályozhatja az új élet megtalálását. El kell távolodnunk jelenlegi koncepciónktól, és nyitottnak kell lennünk az élet felfedezésére, még akkor is, ha ezt nem ismerjük vagy nem ismerjük.
KHEL ILYA