Pretpostavimo da je čovječanstvo poslalo izviđačku sondu na neki daleki planet i otkrilo tvar koja nije pronađena na Zemlji. Što bi trebao učiniti s njom? Kemijska analiza? Što ako je živ, a kemijska analiza će ga ubiti? Kako saznati?
Sada u znanosti postoji stotinjak definicija što je život. A kad postoji toliko definicija, to znači da i sami znanstvenici ne shvaćaju u potpunosti što je to.
Mnoge se definicije odnose na "proteine" i "stanice" koji ne moraju nužno biti prisutni u vanzemaljskom životu. Štoviše, čini se da su i oni na početku zemaljskog života bili odsutni (ali o tome više kasnije).
Ako pokušamo uzeti zajednički dio iz ovih definicija, ispada da živa bića razmjenjuju tvari s okolinom (metabolizmom), ima sposobnost rasta, reagiranja na vanjske uvjete, reprodukcije …
Provjerimo ove odredbe.
Metabolizam. Ovo je svojstvo gotovo svakog kemijskog procesa. Primjerice, ista vatra za svijeće odvodi kisik iz okoliša i ispušta ugljični dioksid, baš kao i mi. To ga čini živim?
Reprodukcija. Umnožava se i računalni virus.
Rast. Kristali također rastu. Kucajući istom svijećom, možete slučajno "raširiti" vatru po cijeloj sobi.
Promotivni video:
Reakcija na vanjske uvjete. Ledeni kristali brže rastu na niskim temperaturama - reagiraju na vanjske uvjete.
To znači da svi ti znakovi - metabolizam, sposobnost reprodukcije i rasta, reakcija na vanjsko okruženje - nisu dovoljni.
Znanstvenici su definiciju života nadopunili novim uvjetom: živo biće u procesu razmjene stvara složenije tvari.
Kristal raste, računalni se virus množi, vatra stvara složene tvari. Ali ovo nije život!
S jedne strane, uvjet je istinit: cijeli niz živih proteina (a postoje milijuni različitih) stvoren je od dvadeset neobičnih aminokiselina. S druge strane, u istom plamenu svijeće nasumično se stvaraju vrlo složene tvari: antracen, fenantren …
Međutim, postoji temeljna razlika.
Ono što se sintetizira u plamenu nije potrebno za vatru, čak ni štetno (iz čađe se, na primjer, ugasi). Ali ono što se sintetizira u živom organizmu koristi se da se izgradi, da se pomogne u istoj sintezi, da se zaštiti od vanjskog okruženja. Ostaje i tada može preći na potomke.
Taj se uvjet, koji se zvao "nakupljanje i prijenos informacija", sada smatra glavnim svojstvom života. A kako se te informacije gomilaju - sintezom tvari potrebnih za preživljavanje, prijenosom antitijela, urođenim instinktima ili tiskanom riječju (kao što vam se sada događa) - to je već sekundarno.
Kako bi neživi mogao postati živ?
Kako je nastao život? Na ovo pitanje postoji mnogo odgovora. „Dovedeni iz svemira“, „posađeni eksperimentom određene civilizacije“- takvi odgovori samo opet postavljaju ista pitanja: kako je onda nastao život na matičnom planetu te određene civilizacije?
Promatrajući živi svijet oko nas, vrlo je teško zamisliti da bi sva ta složenost i raznolikost nekako mogla nastati sama od sebe. A ako pretpostavimo da su u neka davna vremena sva živa bića bila zastupljena samo jednom vrstom života?
Sada geolozi pronalaze mnoštvo slojevitog kamenja, stromatolita, koji nastaju višegodišnjim kolonijama cijanobakterija. Dakle, najstarije od ovog kamenja su stare tri i pol milijarde godina. Nisu poznati više tragovi aktivnosti živih bića toga vremena. Odnosno, čini se da su jedini koji su tada živjeli na Zemlji bili cijanobakterije.
Stromatolit.
Ali čak je i bakterija već vrlo složen organizam. U njemu se sintetira mnogo različitih proteina, nasljedne informacije pohranjuju se u DNK, a RNA (ribonukleinska kiselina) koristi se za prijenos i transport. Je li moguće da su se sve te tvari odjednom pojavile slučajno i spojile zajedno?
Cijanobakterije.
Znanstvenici su nedavno otkrili da postoje biokemijske reakcije za koje protein nije potreban. Te se reakcije mogu odvijati samo uz sudjelovanje RNA, takozvanih ribozima.
Zamislimo takav živi organizam. Najviše nalikuje kapi s otopinom nukleinskih kiselina iznutra. Neki molekuli pohranjuju nasljedne informacije, dok drugi sintetiziraju nove RNA. I drugi čine ljusku.
Kako se prehrana i razmnožavanje odvijaju u takvom organizmu? Prikladne molekule iz vanjskog okruženja pare se sa molekulama školjke i povlače se prema unutra. Iznutra se na isti način spajaju s postojećim "dugim" lancima RNA. Naravno, da bi se novi lanac vezao kemijskim vezama, potrebno je jako puno vremena, ili kratkotrajna visoka temperatura, ili pomoć drugog RNA-ribozima.
RNA molekula pod elektronskim mikroskopom.
No, glavni zadatak je u najmanju ruku ispunjen - takva kap otopine već može akumulirati i prenijeti korisne informacije, odnosno već živi.
Zbog čega se prave molekule kombiniraju?
Nesreća?
Teorija jezika jezika
Dakle, otkrili smo da život nastaje kao rezultat kombinacije neživih elemenata, a njegova glavna karakteristika je sposobnost pohranjivanja i prijenosa informacija.
A sada - pažnja. Postoji fenomen koji se ponaša na isti način, iako ga ne smatramo živim. Istina, ovaj fenomen često nazivamo „živim“, ali u figurativnom smislu. Koji je to fenomen? Pogledajte sliku.
Pokušajte pročitati što ovdje piše. Ništa napisano! To su samo slova i nema smisla u njihovom nasumičnom nakupljanju. Možemo reći da je ova zbirka pisama „mrtva“.
I sada su ista slova spojena određenim redoslijedom:
Pokušajte pročitati što ovdje piše. Ništa napisano! To su samo slova i nema smisla u njihovom nasumičnom nakupljanju. Možemo reći da je ova zbirka pisama „mrtva“.
I sada su ista slova spojena određenim redoslijedom:
Jeste li pogodili koji fenomen ima ista svojstva kao i život? Jezik! Običan jezik na kojem govorimo, razmišljamo, čitamo i pišemo. Čak ga ponekad i nazivamo "živim":
Akumulira i prenosi informacije, a smisao (život) nastaje u njoj kao rezultat kombinacije besmislenih (neživih) elemenata …
I to nije sve! Jezik je sposoban da „raste“(broj riječi i značenja u njemu raste), „množi se“(formirajući dijalekte, prigovore, žargone, slenge, književne žanrove) i stvarajući „složene supstance“(ljudske radnje).
I na kraju: mnogi pjesnici i filozofi ozbiljno tvrde da mi nismo „jezik koji govorimo“, nego taj jezik „govori s nama“. Odnosno, nemamo jezik, ali imamo jezik.
Odnosno, jezik ljudi koristi kao oruđe i uzgajalište. Izgovaramo zvukove za njega i pišemo pisma, a sam jezik misli na te riječi i slova unosi u naše glave …
A što ako jezik koriste ne ljudi, već, na primjer, molekule kao "uslužno osoblje"? Iako - stani, stani …
On ih koristi, samo smo čitali o tome! Upravo kao rezultat upotrebe dušičnih baza za tvorbu riječi - DNK, život je nastao na Zemlji!.. Ispada da su filozofi i pjesnici u pravu. Jezik je stvorio ljude.
Od žive do beživotne i natrag
Za nastanak života potrebni su metabolizam i sinteza tvari. Kad se ti procesi zaustave, vjeruje se da je i život prestao. Je li ovaj raskid uvijek trajan?
Zelena žaba.
Uzmimo običnu zelenu žabu. Često prezimuju na istom mjestu gdje žive, na dnu ribnjaka. Kad dođe zima i akumulacija zamrzne, žabe se često smrzavaju s njom. Srce im ne kuca, nema disanja, a metabolizam im je praktično odsutan. Je li život završen?
Ne, nakratko je stao. Vrijedno je zagrijati takvu žabu, pomaknut će se, zaživjeti. Sibirski salamander newt smrzava se svake zime i u ovom stanju može provesti do devedeset godina (a možda i više).
Sibirski salamander newt.
Mi sami i mnoga stvorenja oko nas su višećelijski organizmi. Vjeruje se da takvi organizmi imaju individualnost, sposobnost pamćenja i stjecanja iskustva. Što se događa ako se prekinu sve veze između stanica? Što će se dogoditi s pojedincem?
Jednostavno višećelijsko stvorenje, hidra, osposobljeno je da se brani - da uvuče svoje pipke u odgovoru na bljesak svjetlosti. Hidra se zatim nježno protrljala kroz gazu, razbijajući njeno tijelo u pojedine stanice. Stanice hidre i spužve mogu se ponovno ujediniti nakon takve operacije. Pokazalo se da se ponovno ujedinjena hidra sjećala onoga što je naučila, a također je povukla u pipcima.
Hydra (lijevo) i planinski crv.
Kod plancarskih crva stanice se nakon razdvajanja ne mogu spojiti, ali jedan planarian može apsorbirati stanice iz drugog. Ispada da se na taj način prenosi i iskustvo. Odnosno, naučivši nešto planinarski i potom ga nahraniti komadom na drugi način, na taj način možete prenijeti ono što ste naučili. (To ne znači da ćete i vi, pojesti učitelja matematike, naučiti pitagorejsku teoremu: naša probava i pamćenje su drugačije uređeni.)
Je li moguće stvoriti život iz sastavnih dijelova? Ispada da možete. Prošlog je ljeta skupina znanstvenika stvorila DNK ispočetka, sakrila ga u školjku, napunila ovu ljusku ribosomima i svime potrebnim - i novom bakterijom koja prije nije postojala počela je živjeti, hraniti se i dijeliti.
Druga skupina znanstvenika već je naučila zamijeniti DNK "slova abecede" - dušične baze - potpuno novim.
Znanstvenici sanjaju da će novi organizmi koje su stvorili moći živjeti na drugim planetima u potpuno različitim uvjetima. Tko zna, možda ćemo postati ta civilizacija koja sije život na drugim planetima …