Pieņemsim, ka cilvēce nosūtīja iepazīšanās zondi uz kādu tālu planētu, un tā atklāja vielu, kas nav atrasta uz Zemes. Ko viņam vajadzētu darīt ar viņu? Ķīmiskā analīze? Ko darīt, ja tas ir dzīvs, un ķīmiskā analīze to nogalinās? Kā uzzināt?
Tagad zinātnē ir aptuveni simts definīciju, kas ir dzīve. Un, kad ir tik daudz definīciju, tas nozīmē, ka paši zinātnieki pilnībā nesaprot, kas tas ir.
Daudzas definīcijas attiecas uz "olbaltumvielām" un "šūnām", kuras citur dzīvē var nebūt. Turklāt šķiet, ka zemes dzīves sākumā viņu arī nebija (bet vairāk par to vēlāk).
Ja mēģinām no šīm definīcijām ņemt kopējo daļu, izrādās, ka dzīvās lietas apmainās ar vielām ar vidi (vielmaiņu), tām ir spēja augt, reaģēt uz ārējiem apstākļiem, vairoties …
Pārbaudīsim šos noteikumus.
Vielmaiņa. Tas ir gandrīz jebkura ķīmiskā procesa īpašums. Piemēram, tā pati sveču uguns ņem apkārtējo vidi skābekli un izdala oglekļa dioksīdu, tāpat kā mēs. Vai tas viņu padara dzīvu?
Pavairošana. Vairojas arī datorvīruss.
Izaugsme. Kristāli arī aug. Un, sitot virs tās pašas sveces, jūs varat nejauši "izplatīt" uguni visā telpā.
Reklāmas video:
Reakcija uz ārējiem apstākļiem. Ledus kristāli zemā temperatūrā aug ātrāk - tie reaģē uz ārējiem apstākļiem.
Tas nozīmē, ka ar visām šīm pazīmēm - metabolismu, spēju vairoties un augt, reaģēt uz ārējo vidi - nepietiek.
Zinātnieki ir papildinājuši dzīves definīciju ar jaunu nosacījumu: dzīva būtne apmaiņas procesā rada sarežģītākas vielas.
Kristāls aug, datorvīruss vairojas, uguns rada sarežģītas vielas. Bet tā nav dzīve!
No vienas puses, nosacījums ir taisnība: viss dzīvo olbaltumvielu komplekts (un ir miljoniem dažādu) ir izveidots no divdesmit nepāra aminoskābēm. No otras puses, tajā pašā sveces liesmā nejauši tiek veidotas ļoti sarežģītas vielas: antracēns, fenantrēns …
Tomēr pastāv būtiska atšķirība.
Tas, kas tiek sintezēts liesmā, nav vajadzīgs ugunij, pat kaitīgs (piemēram, no kvēpiem tas iziet). Bet to, kas tiek sintezēts dzīvā organismā, to izmanto, lai to izveidotu, palīdzētu tajā pašā sintēzē, aizsargātu to no ārējās vides. Tas paliek, un tad tas var aiziet pēcnācējiem.
Šis nosacījums, ko sauca par "informācijas uzkrāšanu un pārsūtīšanu", tagad tiek uzskatīts par dzīves galveno īpašumu. Un tas, kā šī informācija tiek uzkrāta - pārveidojot izdzīvošanai nepieciešamās vielas, pārnesot antivielas, iedzimtus instinktus vai iespiestu vārdu (kā tas notiek ar jums tagad) - tas jau ir otršķirīgi.
Kā nedzīvie varēja kļūt dzīvi?
Kā radās dzīve? Arī uz šo jautājumu ir daudz atbilžu. “Ievests no kosmosa”, “stādīts kā noteiktas civilizācijas eksperiments” - šādas atbildes tikai atkal izvirza tos pašus jautājumus: kā tad dzīve radās uz šīs noteiktās civilizācijas mājas planētas?
Vērojot dzīvo pasauli ap mums, ir ļoti grūti iedomāties, ka visa šī sarežģītība un dažādība kaut kā varētu rasties pašas par sevi. Un, ja mēs pieņemam, ka dažos senos laikos visas dzīvās lietas pārstāvēja tikai viena veida dzīvības?
Tagad ģeologi atrod daudzslāņu akmeņus, stromatolītus, kurus veido daudzgadīgās zilaļģu kolonijas. Tātad vecākais no šiem akmeņiem ir trīsarpus miljardus gadu vecs. Vairāk tā laika dzīvo būtņu aktivitātes pēdas nav zināmas. Tas ir, šķiet, ka vienīgie, kas pēc tam dzīvoja uz Zemes, bija zilaļģes.
Stromatolīti.
Bet pat baktērija jau ir ļoti sarežģīts organisms. Tajā tiek sintezēti daudz dažādu olbaltumvielu, iedzimta informācija tiek glabāta DNS, un RNS (ribonukleīnskābe) tiek izmantota pārnešanai un transportēšanai. Vai varētu būt, ka visas šīs vielas pēkšņi parādījās nejauši un apvienojās?
Zilaļģes.
Zinātnieki nesen atklāja, ka notiek bioķīmiskās reakcijas, kurām olbaltumvielas nav vajadzīgas. Šīs reakcijas var turpināties, piedaloties tikai RNS, tā sauktajiem ribozīmiem.
Iedomāsimies tādu dzīvo organismu. Tas visvairāk atgādina pilienu ar nukleīnskābju šķīdumu iekšpusē. Dažas molekulas glabā iedzimtu informāciju, bet citas sintezē jaunas RNS. Vēl citi veido apvalku.
Kā šādā organismā notiek uzturs un vairošanās? Piemērotās molekulas no ārējās vides sakrīt ar apvalka molekulām un tiek ievilktas uz iekšu. Iekšēji viņi tādā pašā veidā sapārosies ar jau esošajām "garajām" RNS ķēdēm. Protams, lai jauna ķēde saistītos ar ķīmiskām saitēm, ir nepieciešams ļoti ilgs laiks vai īslaicīga augsta temperatūra, vai cita RNS-ribozīma palīdzība.
RNS molekula zem elektronu mikroskopa.
Bet galvenais uzdevums vismaz ir izpildīts - šāds risinājuma piliens jau var uzkrāt un pārsūtīt noderīgu informāciju, tas ir, tas jau dzīvo.
Kas liek apvienot pareizās molekulas?
Negadījums?
Dzīves valodas teorija
Tātad, mēs uzzinājām, ka dzīve rodas nedzīvu elementu apvienošanas rezultātā, un tā galvenā iezīme ir spēja uzglabāt un pārsūtīt informāciju.
Un tagad - uzmanība. Ir parādība, kas uzvedas vienādi, kaut arī mēs to neuzskatām par dzīvu. Tiesa, mēs bieži šo parādību saucam par dzīvo, bet pārnestā nozīmē. Kāda ir šī parādība? Apskatiet attēlu.
Mēģiniet izlasīt šeit rakstīto. Nekas nav uzrakstīts! Tie ir tikai burti, un to izlases veida uzkrāšanai nav jēgas. Mēs varam teikt, ka šī vēstuļu kolekcija ir "mirusi".
Un tagad tie paši burti ir savienoti noteiktā secībā:
Mēģiniet izlasīt šeit rakstīto. Nekas nav uzrakstīts! Tie ir tikai burti, un to izlases veida uzkrāšanai nav jēgas. Mēs varam teikt, ka šī vēstuļu kolekcija ir "mirusi".
Un tagad tie paši burti ir savienoti noteiktā secībā:
Vai esat uzminējis, kurai parādībai ir tādas pašas īpašības kā dzīvībai? Mēle! Parastā valoda, kurā runājam, domājam, lasām un rakstām. Un pat dažreiz mēs to saucam par "dzīvu":
Tas uzkrāj un pārraida informāciju, un jēga (dzīve) rodas tajā bezjēdzīgu (nedzīvotu) elementu apvienojuma rezultātā …
Un tas vēl nav viss! Valoda spēj “augt” (vārdu un nozīmju skaits tajā palielinās), “vairoties” (veidot dialektus, sakāmvārdus, žargonus, slengus, literāros žanrus) un radīt “sarežģītas vielas” (cilvēku darbības).
Un visbeidzot: daudzi dzejnieki un filozofi nopietni apgalvo, ka nevis mēs "runājam ar valodu", bet šī valoda "runā ar mums". Tas ir, mums nav valodas, bet mums ir valoda.
Tas ir, valoda izmanto cilvēkus kā instrumentu un audzēšanas vietu. Mēs izrunājam viņam skaņas un rakstām burtus, un pati valoda liek domās par šiem vārdiem un burtiem mūsu galvās …
Un kas būtu, ja valodā kā "apkalpojošais personāls" izmantotu nevis cilvēkus, bet, piemēram, molekulas? Lai gan - apstājies, apstājies …
Viņš tos izmanto, mēs tikai par to lasījām! Tieši slāpekļa bāzu izmantošanas rezultātā vārdu veidošanai - DNS, uz Zemes radās dzīvība!.. Izrādās, ka filozofiem un dzejniekiem ir taisnība. Valoda radīja cilvēkus.
No dzīves līdz nedzīvam un atpakaļ
Dzīves radīšanai ir nepieciešama metabolisms un vielu sintēze. Kad šie procesi apstājas, tiek uzskatīts, ka arī dzīve ir apstājusies. Vai šī izbeigšana vienmēr ir pastāvīga?
Zaļā varde.
Ņemsim parasto zaļo vardi. Viņi bieži pārziemo tajā pašā vietā, kur viņi dzīvo, dīķa apakšā. Kad iestājas ziema un rezervuārs aizsalst, vardes ar to bieži sasalst. Viņu sirds nepukst, nav elpošanas, un viņu metabolisma praktiski nav. Vai dzīve ir beigusies?
Nē, tas uz brīdi apstājās. Ir vērts sasildīt šādu vardi, tā pārvietosies, atdzīvosies. Sibīrijas salamandru tritons sasalst katru ziemu un šajā stāvoklī var pavadīt līdz deviņdesmit gadiem (un varbūt pat vairāk).
Sibīrijas salamandru tritons.
Mēs paši un daudzās radības ap mums ir daudzšūnu organismi. Tiek uzskatīts, ka šādiem organismiem piemīt individualitāte, spēja atcerēties un gūt pieredzi. Kas notiek, ja visi savienojumi starp šūnām ir pārtraukti? Kas notiks ar indivīdu?
Vienkārša daudzšūnu radība, hidra, tika apmācīta aizstāvēties - atsaukt savus taustekļus, reaģējot uz gaismas zibspuldzi. Pēc tam hidra tika viegli iemasēta caur marli, sadalot tās ķermeni atsevišķās šūnās. Pēc šādas operācijas hidra un sūkļa šūnas spēj atkal apvienoties. Izrādījās, ka atkalapvienotā hidra atcerējās uzzināto un arī ievilka taustekļus.
Hidra (pa kreisi) un planārijas tārps.
Planāros tārpos šūnas pēc atdalīšanas nespēj saplūst, bet viens planārijs var absorbēt šūnas no cita. Izrādās, ka šādā veidā tiek nodota arī pieredze. Tas ir, iemācījis kaut ko planariantu un pēc tam palaižot to citam, jūs varat nodot to, ko iemācījāties. (Tas nenozīmē, ka arī jūs, paēdis matemātikas skolotāju, iemācīsities Pitagora teorēmu: mūsu gremošana un atmiņa ir sakārtoti atšķirīgi.)
Vai ir iespējams pats izveidot dzīvi no tā sastāvdaļām? Izrādās, jūs varat. Pagājušajā vasarā zinātnieku grupa izveidoja DNS no nulles, paslēpa to čaumalā, piepildīja šo apvalku ar ribosomām un visu nepieciešamo - un sāka dzīvot, baroties un dalīties jauna baktērija, kas nekad iepriekš nebija pastāvējusi.
Cita zinātnieku grupa jau ir iemācījusies aizstāt DNS "alfabēta burtus" - slāpekļa bāzes - ar pilnīgi jaunām.
Zinātnieki sapņo, ka viņu radītie jaunie organismi varēs dzīvot uz citām planētām pilnīgi citos apstākļos. Kas zina, varbūt mēs kļūsim par ļoti civilizāciju, kas sēj dzīvību uz citām planētām …