Tarkime, žmonija išsiuntė žvalgybinį zondą į kažkokią tolimą planetą ir ji atrado medžiagą, nerastą Žemėje. Ką jis turėtų su ja daryti? Cheminė analizė? O kas, jei jis gyvas ir cheminė analizė jį sunaikins? Kaip sužinoti?
Dabar moksle yra apie šimtą apibrėžimų, kas yra gyvenimas. Ir kai yra tiek daug apibrėžimų, tai reiškia, kad patys mokslininkai nevisiškai supranta, kas tai yra.
- „Salik.biz“
Daugybė apibrėžimų nurodo „baltymus“ir „ląsteles“, kurių nebūtinai gali būti svetimame gyvenime. Be to, atrodo, kad žemiškojo gyvenimo pradžioje jų taip pat nebuvo (bet daugiau apie tai vėliau).
Jei bandysime iš šių apibrėžimų paimti bendrą dalį, paaiškėja, kad gyvi daiktai keičiasi medžiagomis su aplinka (medžiagų apykaita), turi savybę augti, reaguoti į išorės sąlygas, daugintis …
Patikrinkime šias nuostatas.
Metabolizmas. Tai yra beveik bet kokio cheminio proceso savybė. Pavyzdžiui, ta pati žvakių ugnis, kaip ir mes, iš aplinkos paima deguonį ir išskiria anglies dioksidą. Ar tai daro jį gyvą?
Dauginimas. Dauginasi ir kompiuterinis virusas.
Augimas. Auga ir kristalai. Ir užmušdami tą pačią žvakę, galite netyčia "paskleisti" ugnį visame kambaryje.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Reakcija į išorines sąlygas. Ledo kristalai greičiau auga žemoje temperatūroje - jie reaguoja į išorės sąlygas.
Tai reiškia, kad visų šių požymių - metabolizmo, gebėjimo daugintis ir augti, reaguoti į išorinę aplinką - nepakanka.
Mokslininkai gyvenimo apibrėžimą papildė nauja sąlyga: mainų procese gyva būtybė sukuria sudėtingesnes medžiagas.
Kristalas auga, kompiuterinis virusas dauginasi, ugnis sukuria sudėtingas medžiagas. Bet tai ne gyvenimas!
Viena vertus, sąlyga yra tiesa: visas gyvų baltymų rinkinys (ir jų yra milijonai skirtingų) yra sukurtas iš dvidešimties keistų aminorūgščių. Kita vertus, toje pačioje žvakės liepsnoje atsitiktinai sukuriamos labai sudėtingos medžiagos: antracenas, fenantrenas …
Tačiau yra esminis skirtumas.
Tai, kas susintetinta liepsnoje, nėra būtina ugniai, netgi kenksminga (pvz., Iš suodžių ji išeina). Bet tai, kas susintetinta gyvame organizme, yra naudojama jam sukurti, padėti toje pačioje sintezėje, apsaugoti nuo išorinės aplinkos. Lieka, o tada gali pereiti pas palikuonis.
Ši būklė, kuri buvo vadinama „informacijos kaupimu ir perdavimu“, dabar laikoma pagrindine gyvenimo savybe. Kaip kaupiama ši informacija - sintezuojant medžiagas, reikalingas išgyvenimui, perduodant antikūnus, įgimtus instinktus ar atspausdintą žodį (kaip tai atsitinka jums dabar) - tai jau yra antraeilis dalykas.
Kaip negyvas galėjo tapti gyvas?
Kaip susiklostė gyvenimas? Į šį klausimą taip pat yra daug atsakymų. „Atvežtas iš kosmoso“, „pasodintas kaip tam tikros civilizacijos eksperimentas“- tokie atsakymai tik vėl kelia tuos pačius klausimus: kaip tada atsirado gyvenimas šios tam tikros civilizacijos namų plane?
Stebint mus supantį gyvą pasaulį, labai sunku įsivaizduoti, kad visas tas sudėtingumas ir įvairovė galėtų kažkaip atsirasti savaime. Ir jei mes darysime prielaidą, kad kai kuriais senovės laikais visi gyvi daiktai buvo apibūdinami tik viena gyvenimo rūšimi?
Dabar geologai randa daugybę daugiasluoksnių akmenų, stromatolitų, kurie susidaro iš daugiamečių melsvadumblių kolonijų. Taigi, seniausias iš šių akmenų yra trejų su puse milijardo metų. Daugiau to meto gyvų būtybių veiklos pėdsakų nežinoma. T. y., Atrodo, kad vieninteliai tada Žemėje gyvenę žmonės buvo melsvadumbliai.
Stromatolitai.
Bet net bakterija jau yra labai sudėtingas organizmas. Jame sintezuojama daugybė skirtingų baltymų, paveldima informacija kaupiama DNR, o RNR (ribonukleino rūgštis) naudojama perdavimui ir transportavimui. Ar gali būti, kad visos šios medžiagos netikėtai atsirado atsitiktinai ir sujungtos?
Melsvadumbliai.
Neseniai mokslininkai išsiaiškino, kad vyksta biocheminės reakcijos, kurioms baltymai nereikalingi. Šios reakcijos gali tęstis dalyvaujant RNR, vadinamiesiems ribozimams.
Įsivaizduokime tokį gyvą organizmą. Tai labiausiai primena lašą su nukleorūgščių tirpalu viduje. Kai kurios molekulės kaupia paveldimą informaciją, o kitos sintezuoja naujas RNR. Dar kiti sudaro apvalkalą.
Kaip tokiame organizme vyksta mityba ir dauginimasis? Tinkamos molekulės iš išorinės aplinkos poros su apvalkalo molekulėmis yra traukiamos į vidų. Viduje jie vienodai suporuojasi su jau egzistuojančiomis „ilgomis“RNR grandinėmis. Natūralu, kad nauja grandinė susisieja cheminiais ryšiais, prireikia labai ilgo laiko arba trumpalaikės aukštos temperatūros, arba reikia kito RNR-ribozimo.
RNR molekulė elektroniniu mikroskopu.
Bet pagrindinė užduotis bent jau įvykdyta - toks sprendimo lašas jau gali kaupti ir perduoti naudingą informaciją, tai yra, jis jau gyvena.
Kas verčia sujungti tinkamas molekules?
Nelaimingas atsitikimas?
Gyvenimo kalbos teorija
Taigi, mes sužinojome, kad gyvenimas atsiranda dėl negyvų elementų derinio, o pagrindinis jo bruožas yra galimybė saugoti ir perduoti informaciją.
O dabar - dėmesys. Yra reiškinys, kuris elgiasi taip pat, nors mes to nelaikome gyvu. Tiesa, šį reiškinį dažnai vadiname „gyvu“, bet perkeltine prasme. Koks yra šis reiškinys? Pažvelkite į nuotrauką.
Pabandykite perskaityti tai, kas čia parašyta. Nieko neparašyta! Jie yra tik raidės, ir nėra prasmės jų kaupti atsitiktinai. Galime sakyti, kad ši laiškų kolekcija yra „mirusi“.
Ir dabar tos pačios raidės yra sujungtos tam tikra tvarka:
Pabandykite perskaityti tai, kas čia parašyta. Nieko neparašyta! Jie yra tik raidės, ir nėra prasmės jų kaupti atsitiktinai. Galime sakyti, kad ši laiškų kolekcija yra „mirusi“.
Ir dabar tos pačios raidės yra sujungtos tam tikra tvarka:
Ar atspėjote, kuris reiškinys turi tas pačias savybes kaip ir gyvenimas? Liežuvis! Įprasta kalba, kuria kalbame, galvojame, skaitome ir rašome. Ir net kartais mes tai vadiname „gyvu“:
Ji kaupia ir perduoda informaciją, o prasmė (gyvenimas) joje atsiranda dėl beprasmių (negyvenamųjų) elementų derinio …
Ir tai dar ne viskas! Kalba gali „augti“(žodžių ir reikšmių joje daugėja), „padaugėti“(sudaryti tarmes, prieveiksmis, žargonus, slengus, literatūros žanrus) ir sukurti „sudėtines medžiagas“(žmogaus veiksmus).
Ir galiausiai: daugelis poetų ir filosofų rimtai tvirtina, kad ne mes „kalbame su kalba“, o ta kalba „kalba su mumis“. Tai yra, mes neturime kalbos, bet turime ir kalbą.
T. y., Kalba naudoja žmones kaip įrankį ir auginimo vietą. Mes tariame jam garsus ir rašome raides, o pati kalba kelia galvą tiems žodžiams ir raidėms …
O kas, jei kalba vartojo ne žmones, o, pavyzdžiui, molekules kaip „aptarnaujantis personalas“? Nors - sustok, sustok …
Jis jais naudojasi, mes tik apie tai perskaitėme! Dėl azoto bazių panaudojimo formuojant žodžius - DNR, Žemėje atsirado gyvybė!.. Pasirodo, filosofai ir poetai yra teisūs. Kalba sukūrė žmones.
Nuo gyvenimo iki negyvo ir atgal
Gyvenimui atsirasti būtina medžiagų apykaita ir sintezė. Kai šie procesai sustoja, manoma, kad sustojo ir gyvenimas. Ar tai visada nutraukiama?
Žalia varlė.
Paimkime įprastą žalią varlę. Jie dažnai žiemoja toje pačioje vietoje, kur gyvena, tvenkinio apačioje. Atėjus žiemai ir rezervuarui užšalus, varlės dažnai sušąla. Jų širdis plaka, nėra kvėpavimo, o jų metabolizmo praktiškai nėra. Ar gyvenimas baigėsi?
Ne, jis kurį laiką sustojo. Tokią varlę verta sušildyti, ji pajudės, atgyja. Sibiro saliandrinė tiltė užšąla kiekvieną žiemą ir šioje valstybėje gali praleisti iki devyniasdešimties (o gal ir daugiau) metų.
Sibiro saliandra dilgėlė.
Mes patys ir daugybė būtybių, esančių aplink mus, yra daugialąsčiai organizmai. Manoma, kad tokie organizmai turi individualumą, galimybę atsiminti ir įgyti patirties. Kas nutiks, jei nutrūks visos jungtys tarp ląstelių? Kas nutiks individui?
Paprastas daugialąstelinis padaras, hidra, buvo išmokytas apsiginti - atsitraukti čiuptukai, reaguojant į šviesos blyksnį. Tada hidra švelniai įtrinta per marlę, suskaidžius jos kūną į atskiras ląsteles. Hidros ir kempinės ląstelės po tokios operacijos gali vėl susijungti. Paaiškėjo, kad susivienijusi hidra prisiminė tai, ko išmoko, taip pat traukė čiuptuvus.
Hidra (kairėje) ir planarinis kirminas.
Planariniuose kirminuose ląstelės nesugeba sulieti po atskyrimo, tačiau vienas planarijus gali absorbuoti ląsteles iš kito. Pasirodo, tokiu būdu perduodama ir patirtis. T. y., Išmokęs kažkokio planariečio ir padėjęs gabalą kitam, gali perduoti tai, ko išmokai. (Tai nereiškia, kad ir jūs, pavalgę matematikos mokytojo, išmoksite Pitagoro teoremą: mūsų virškinimas ir atmintis išdėstyti skirtingai.)
Ar įmanoma susikurti gyvenimą iš sudedamųjų dalių? Pasirodo, galite. Praėjusią vasarą grupė mokslininkų sukūrė DNR nuo nulio, paslėpė ją apvalkale, užpildė šį apvalkalą ribosomomis ir viskuo, kas būtina - ir pradėjo gyventi, maitintis ir dalintis nauja bakterija, kuri anksčiau niekada nebuvo.
Kita mokslininkų grupė jau išmoko pakeisti DNR „abėcėlės raides“- azotines bazes - visiškai naujomis.
Mokslininkai svajoja, kad jų sukurti nauji organizmai galės gyventi kitose planetose visiškai skirtingomis sąlygomis. Kas žino, gal mes tapsime ta pačia civilizacija, kuri sėja gyvybę kitose planetose …