Što je život? Teško je dati točnu definiciju života, ali svatko može točno razlikovati živi i neživi. To će reći, daje se drugačija cijena za živog i mrtvog konja.
U stvari, intuitivno razumijemo što je živo, a što mrtvo, ali u pravilu je teško točno formulirati razliku. Poznati su mnogi pokušaji davanja definicije, definicije pojma "život", ali svi oni ispadaju nesavršeni. Stoga inteligentna osoba uglavnom odbija definirati, zamjenjujući je tautologijom. Živjeti je živjeti, ono u čemu postoji život, to je uređeno kao življenje.
Na primjer, život je ono što nas čini srodnim malim bakterijama, biljkama i divovskim kitovima. Život je stalan i nepredvidiv pokret. Život je nešto što se može roditi i umrijeti …
Svi živi organizmi sastoje se od molekula. Štoviše, svaka od molekula nije živa sama za sebe. Dakle, molekula vode koja se nalazi unutar mišićne stanice jednaka je molekuli vode u čaši čaja. No, okupljajući se, molekule raznih tvari mogu formirati, na primjer, mišićnu stanicu koja ima sposobnost skupljanja i reagiranja na promjene u okolini, jednom riječju, da živi.
Čudom nazivamo ono što ne možemo objasniti. Stoga se naizgled neprimjetni prijelaz s neživih molekula u živi organizam često naziva čudom života. S druge strane, možda i sami mistificiramo ono što vidimo, ali sve je puno jednostavnije …
"Život je način postojanja proteinskih tijela, čija je bitna točka stalna razmjena tvari s vanjskom prirodom koja ih okružuje, a prestankom ovog metabolizma i život se zaustavlja, što dovodi do razgradnje bjelančevina." Ovu je definiciju dao Friedrich Engels - i relativno nedavno bila je vrlo popularna kod nas. Pa, nije tako loša definicija. Ali je li dovoljno?
Sam Engels nije tako mislio. Za njega je metabolizam samo bitan, ali ne i jedini kriterij života. Također može biti svojstveno neživom predmetu. Pretpostavimo da imamo dvije neprozirne kutije koje imaju rupe "na ulazu" i "na izlazu". Što je unutra - ne znamo. Međutim, možemo izmjeriti stanje zraka na ulazu i izlazu. Mjerenja su pokazala da u oba slučaja imamo manjak kisika na izlazu, povećanu koncentraciju ugljičnog dioksida i vodene pare.
Izmjerimo temperaturu i vidimo da je zrak na izlazu topliji nego na ulazu. Imamo pravo zaključiti da svaka kutija sadrži sustav sposoban za izmjenu tvari s okolinom. Otvaramo kutije i ono što vidimo … u jednoj je živi miš, a u drugoj - zapaljena svijeća. Kriterij metabolizma ovdje ne djeluje, ne omogućuje razlikovanje živog od neživog, razlikovanje procesa izgaranja od procesa disanja.
Promotivni video:
Ako prekinemo dovod zraka, miš umire. Ali čak i mrtvi organizam može razmjenjivati tvari s okolinom. To je osobito osnova za stvaranje fosila: ostaci životinja i biljaka u stijenskom sloju daju okolišu organsku tvar, a njegovo mjesto zauzimaju minerali. Osobito su okamenjena stabla nevjerojatna: izvana očuvaju strukturu drva do najsitnijih detalja, ali prije milijuna milijuna zamijenjena su silicijevim dioksidom i željeznim oksidima.
Kakav se zaključak ovdje može izvesti? Metabolizam je nužan uvjet ako govorimo o živom stanju. Međutim, samo metabolizam nije dovoljan da definira život! Treba još nešto.
Pokušajmo ponovo. Prvo, život je aktivan. Život djeluje. Čak i ako je "pasivan", prilagođava se uvjetima (to jest, "pati": "patnja" je u Aristotela kategorija podložnosti, kategorija suprotna djelovanju: actio - passio), aktivna komponenta je i dalje sačuvana, kao neovisan čin, " od sebe i za sebe. " Takva se aktivnost nužno događa s trošenjem energije u sustavu: da bi se živjela, troši se energija! Drugo, život je održavanje i reprodukcija uvijek konkretnog poretka, određene, specifične strukture. Konkretno određeno. Na to se troši i troši energija!
Što je aktivna reprodukcija? To je proces kada se sustav reproducira i održava integritet, koristeći elemente okoliša nižeg reda. Pasivni proces ove vrste nikako nije znak života. Ptica svake godine reproducira svoja gnijezda, dabar gradi branu, ali ni gnijezdo ni brana ne mogu se smatrati živim objektima, za razliku od njihovih graditelja. Općenito, malo je vjerojatno da se ptica može dobiti, reproducirati gnijezdom, dabra - branom, a Bigfoot - njegovim tragom …
Dalje o trošenju energije. Iz kojeg je razloga ovo nužan uvjet za definiranje života? Budući da omogućuje razlikovanje živih bića od drugih samoobnavljajućih struktura, na primjer kristala.
Već u 18. stoljeću povučene su analogije između rasta organizama i rasta kristala. Zapravo, svaki kristal ima svoju specifičnu strukturu koja nastaje spontano. Natrijev klorid kristalizira u obliku kocke, ugljik (dijamant) - u obliku oktaedra. Skupine, međusobni rast kristala ponekad su iznenađujuće slične strukturama žive prirode. Prisjetimo se smrznutih uzoraka na prozorima. Ponekad nalikuju lišću paprati i drugim čudnim biljkama do te mjere da djeluju stvarnije od stvarnih. Čak i metali čine takve strukture. Metalurzi u cijelom svijetu dobro poznaju takozvano "stablo Chernov". Tijekom lijevanja metalnih proizvoda mogu nastati praznine, školjke, kako ih zovu stručnjaci. A ponekad kristali željeza rastu zajedno u takvim ljuskama - ovo je vrlo slično dobro poznatoj biljci.
Pa ipak, analogije između smrznutih uzoraka i lišća paprati obmanjuju. Iako su te strukture izvana slične, procesi njihovog nastanka su dijametralno suprotni energetski. Kristal je sustav s najmanje besplatne energije. Što to znači? To znači da se tijekom kristalizacije energija oslobađa kao toplina. Primjerice, kada se dogodi jedan kilogram "ledenih uzoraka", treba osloboditi 619 kcal topline.
Na uništavanje ove strukture mora se potrošiti ista količina energije. Listovi paprati, s druge strane, upijaju energiju sunčevih zraka kad se pojave i narastu. Uništavanjem ove strukture možemo vratiti energiju. Mi to zapravo radimo, na primjer, spaljivanjem ugljena koji je nastao od ostataka divovskih paprati paleozojskog doba, ili jednostavno bazanjem oko obične vatre. A poanta ovdje nije u samom lišću sličnom uzorku koji izvana objedinjuje šumsku paprat i uzorak na staklu.
Bezoblična ledena ploha iste mase trebat će jednaku količinu energije da se istopi i ispari. A za stvaranje vanjske složenosti biljnog lista troši se energija, zanemariva u usporedbi s onom koja se čuva u organskoj tvari.
Ali što je s vanjskom sličnošću? Poanta je u ovome. I listovi paprati i smrznuti uzorci imaju najveću površinu za zadani volumen. Za paprat (i bilo koju drugu biljku) to je neophodno, jer disanje i asimilacija ugljičnog dioksida prolazi površinom lišća. U slučajevima kada je potrebno smanjiti potrošnju vode za isparavanje, biljke, poput kaktusa, poprimaju kuglasti oblik s minimalnom površinom. Ali to se mora platiti smanjenjem stope asimilacije CO2 i, kao posljedicom, usporavanjem rasta.
Vodena para, koja kristalizira na hladnom staklu, također tvori strukturu s maksimalnom površinom, jer je brzina gubitka slobodne energije u ovom slučaju maksimalna (kristali rastu s površine). Dakle, analogije između kristala i živih organizama nemaju, tako reći, suštinsko značenje. Tekućina koja se izbacuje iz posude u nultoj gravitaciji poprima oblik kuglice (minimalna energija površinske napetosti). Ali to teško može značiti da su zakoni kozmosa slični pravilima igre s loptama za biljarskim stolom!
Radi pravednosti, valja napomenuti da kristalni oblici nisu strani životu. Mnogi ljudi poznaju velike i potpuno bezopasne komarce stonoge s dugim krhkim udovima. Njihove ličinke žive u vlažnom tlu, hrane se propadajućim biljnim ostacima. Među njima ima pojedinaca obojenih u plavo s iridescentnom bojom. Djeluju letargično, a zapravo su bolesni - zaraženi takozvanim duginim virusom. U hemolimfi takvih ličinki pod mikroskopom se mogu naći kristali nevjerojatne ljepote, iridasti poput safira.
Ti se kristali sastoje od virusnih čestica - viriona. Kad ličinka ugine, ući će u tlo kako bi je progutale ličinke nove generacije komaraca. Inače, takve kristale tvore mnogi virusi, a ne samo virusi insekata. Ali bitno je da je to upravo neaktivni oblik postojanja virusa, za razliku od aktivnog, živog. U obliku kristala, virus se ne razmnožava, već na taj način prolazi samo svoja „teška vremena“. Poznati fizičar Erwin Schrödinger nazvao je kromosom "aperiodnim kristalom". Zapravo je nuklearna tvar stanice tijekom razdoblja diobe uređena i formalno se može nazvati kristalom. Ali kad se nuklearna tvar (kromatin) "spakira" u kromosom, on je opet neaktivan, a sam kromosom samo je način prijenosa kromatina iz stanice u stanicu.
Dakle, za kristalizaciju nije potrebna vanjska energija. No, da bi održalo i reproduciralo vlastiti poredak života u sljedećoj generaciji, tijelo treba apsorbirati energiju (u obliku svjetlosnih kvanta ili neoksidiranih organskih spojeva, jednostavnih tvari i oslobađanje oksidiranih otpadnih tvari, itd.). Ovo je metabolizam.
Međutim, zašto, čemu služi ova razmjena? "Sve teče", rekao je Heraklit iz Efeza. Ako je to slučaj, tada ponajviše "teče" živi organizam. On je struja kojom se energija i tvari kontinuirano kreću - elementi za obnovu građevina. Tijekom života kontinuirano se zamjenjuju stare stanične strukture novonastalim. Dakle, krvne stanice se u potpunosti zamjenjuju nakon 4 mjeseca. U konačnici, ovo je i popravak, ali tijelo zamjenjuje ne samo stanice koje su imale nedostatke, već i sve.
Kažu da se živčane stanice ne obnavljaju. To znači da tijelo ne stvara nove živčane stanice, ne razmnožavaju se - ima onoliko koliko je bilo. Da, ne stvaraju se apsolutno nove stanice. Ali tijekom svog života neprestano se obnavljaju. To je poput temeljitog remonta i preuređenja kuće. Kuća je stara, ali renovirana i u izvrsnom stanju! Samo formalno možemo razmatrati neurone kojima završavamo život, iste stanice s kojima smo ga započeli.
I još jedan izraz: specifična struktura. Što je? Iz generacije u generaciju, organizmi reproduciraju poredak karakterističan za vrstu kojoj pripadaju. To se radi s gotovo savršenom preciznošću (riječ "gotovo" je izuzetno važna). Ovdje je vuk pojeo zeca. Jesu li mu potrebni organi zeca, njegova tkiva, proteini i nukleinske kiseline - sve što je specifično za strukturu "zec", "poredak zeca"? Naravno da ne!
Sve će se to u želučanom vuku pretvoriti u mješavinu organskih tvari niske molekularne težine - aminokiselina, ugljikohidrata, nukleotida itd., Zajedničkih čitavoj živoj prirodi, nespecifičnih. Vučje će tijelo neke od njih oksidirati u ugljični dioksid i vodu kako bi (koristeći primljenu energiju!) Od preostalih nespecifičnih tvari izgradilo vlastitu, posebno uređenu strukturu "vuka" - svoje bjelančevine, stanice i tkiva. Nahranite vuka smjesom aminokiselina koju sintetiziraju kemičari i on će učiniti isto.
Je li to tako s obzirom na život kao takav, život općenito? Pitanje je otvoreno. Ali ovako stoje stvari na Zemlji. Zemaljskim organizmima nije potreban tuđi poredak. Oni se muče, očajnički se bore s njom. Svatko zna za brojne medicinske pokušaje presađivanja različitih organa ili tkiva životinjama i ljudima: srce, pluća, bubrezi, gušterača itd. Je li moguće te pokušaje nazvati uspješnima? Rezultat je uvijek bio sličan: presađeni organi imali su trajnu tendenciju ka odbacivanju.
Jedina iznimka bili su organi "istog reda" s pacijentom, uzeti od jednojajčanih blizanaca - a ovo je "strukturna" kopija istog organizma. Što se tiče tkiva, liječnici ih radije uzimaju na transplantaciju iz istog organizma: na primjer, koža s žrtvine noge transplantira se na mjesto zahvaćeno opeklinom. Očuvati strani presađeni organ moguće je samo potiskivanjem zaštitnog imunološkog sustava stvaranja antitijela. Ali tada će pacijent biti bespomoćan pred bilo kojom infekcijom! Ovo je ogroman, fatalan rizik i, na ovaj ili onaj način, na kraju se radi samo o nastavku života, ali ne i o produženju normalnog punopravnog života.
Čak su i hormoni, da tako kažem, jednostavno bioaktivne tvari (tj. Ne samo složene biološke formacije) specifične su za vrste. Ovdje, naravno, postoji jaz, postoji razlika u stupnju. Primjerice, inzulin, jedino učinkovito sredstvo protiv dijabetesa, ima relativno nisku specifičnost za vrstu, pa se ovaj protein, izoliran iz gušterače goveda, može koristiti za liječenje dijabetičara. No, hormon rasta - somatotropin - specifičan je za vrstu. Za liječenje patuljastog rasta kod osobe, upravo se ljudski hormon rasta izlučuje iz hipofize preminule osobe (da, da, drugi način još ne postoji).
Netko će primijetiti: postoje složeni organizmi, njihov je strukturni identitet složen i, naravno, njihova strukturna specifičnost prilično je zahtjevna. Ali postoje jednostavni organizmi, postoje i najjednostavniji. Kako onda? Čini se da bi niži organizmi trebali imati manje odbojnosti prema "vanzemaljskom poretku". Zapravo, ribe i vodozemci uspijevaju u transplantaciji organa između različitih vrsta, a goveđi somatotropin može potaknuti rast pastrve. Ali sve su to pozicije koje je umjetnik umjetno stvorio. To znači da nije sasvim "normalan", neprirodan tijek života. Na kraju kažu: ako pobijedite zeca, on će naučiti paliti šibice. Pitanje je samo, hoće li ovo nesretno lovljeno stvorenje i dalje biti zec? Recimo to ovako: zec koji umre vučjim zubima puno je više zec, istinitiji, "ispravniji" od zeca,tko može paliti šibice!
Životinje, hraneći se drugim životinjama ili biljkama, započinju uništavanjem tuđeg reda. Hrana u njihovom želucu i crijevima razgrađuje se na jednostavne kemijske spojeve, a prema strukturi, na primjer, aminokiselina glicina ili fenilalanina, nemoguće je utvrditi jesu li dobiveni iz proteina goveđeg mesa, graška ili ih sintetizira umjetno spretan kemičar koji nosi naočale. Iz ovih elementarnih blokova života, organizmi grade samo njima svojstvene strukture. Svaki organizam karakterizira jedinstvena, svojstvena samo kombinacija proteinskih molekula. I već se na toj osnovi pojavljuje kompleks svih karakteristika organizma - na razini stanica, tkiva i organa.
U biljkama je to još izraženije. Voda, skup hranjivih soli, ugljični dioksid i svjetlost - s tim skupom istih čimbenika, ruža raste iz jednog sjemena, kopriva raste iz drugog, a drvo raste iz trećeg (i uopće nije „Chernov's tree“- sjećate se?). Svaki put - određena biljka s vlastitim skupom svojstava. Svojom urednošću.
Dakle, tijelo ne uzima red izvana, već energiju. Zahvaljujući toj energiji, on gradi svoj specifični poredak "prema njihovoj vrsti" - tako se, čini se, kaže u Svetom pismu, zanemarujući tuđe. Od pilećeg jajeta - homogene mase žumanjka i proteina - pojavljuje se piletina s glavom, nogama, krilima. A ta jednostavna stvar, to se čudo naziva životom.
S. Minakov
