Předpokládejme, že lidstvo poslalo průzkumnou sondu na nějakou vzdálenou planetu a objevilo látku, která se na Zemi nenašla. Co by s ní měl dělat? Chemický rozbor? Co když to bude naživu a chemická analýza to zabije? Jak to zjistit?
Nyní ve vědě existuje asi sto definic toho, co je život. A když existuje tolik definic, znamená to, že samotní vědci úplně nechápou, o co jde.
Mnoho definic se týká „proteinů“a „buněk“, které nemusí být nutně přítomny v mimozemském životě. Navíc se zdá, že na počátku pozemského života také chyběli (ale o to později).
Pokud se pokusíme převzít společnou část z těchto definic, ukáže se, že živé věci si vyměňují látky s prostředím (metabolismus), mají schopnost růst, reagovat na vnější podmínky, reprodukovat …
Podívejme se na tato ustanovení.
Metabolismus. To je vlastnost téměř jakéhokoli chemického procesu. Například stejný oheň svíčky odebírá kyslík z okolí a uvolňuje oxid uhličitý, stejně jako my. Díky tomu je naživu?
Reprodukce. Počítačový virus se také znásobuje.
Růst. Krystaly rostou také. A klepáním na stejnou svíčku můžete náhodně „rozšířit“oheň v místnosti.
Propagační video:
Reakce na vnější podmínky. Ledové krystaly rostou rychleji při nízkých teplotách - reagují na vnější podmínky.
To znamená, že všechny tyto příznaky - metabolismus, schopnost reprodukce a růstu, reakce na vnější prostředí - nestačí.
Vědci doplnili definici života o novou podmínku: živá bytost v procesu výměny vytváří složitější látky.
Krystal roste, počítačový virus se rozmnožuje, oheň vytváří složité látky. Ale to není život!
Na jedné straně je podmínka pravdivá: celá sada živých bílkovin (a existují miliony různých) je vytvořena z dvaceti lichých aminokyselin. Na druhou stranu, ve stejném plameni svíčky, jsou náhodně vytvářeny velmi složité látky: anthracen, fenanthren …
Existuje však zásadní rozdíl.
To, co je syntetizováno v plameni, není nutné pro oheň, ani škodlivé (například ze sazí například zhasne). To, co je syntetizováno v živém organismu, se však používá k jeho vybudování, ke stejné syntéze, k ochraně před vnějším prostředím. Zůstává a pak může jít o potomky.
Tato podmínka, která se nazývala „akumulace a přenos informací“, je nyní považována za hlavní vlastnost života. A jak se tyto informace shromažďují - syntézou látek nezbytných pro přežití, přenosem protilátek, vrozenými instinkty nebo tištěným slovem (jak se vám nyní stává) - je to již sekundární.
Jak mohl neživý přežít?
Jak vznikl život? Na tuto otázku existuje také mnoho odpovědí. „Přineseno z vesmíru“, „přistál jako experiment určité civilizace“- takové odpovědi znovu vyvolávají stejné otázky: jak tedy vznikl život na domovské planetě této určité civilizace?
Při pohledu na živý svět kolem nás je velmi obtížné si představit, že by celá tato složitost a rozmanitost mohla nějakým způsobem vzejít. A pokud předpokládáme, že v některých dávných dobách byly všechny živé věci reprezentovány pouze jedním druhem života?
Nyní geologové najdou množství vrstevnatých kamenů, stromatolitů, které jsou tvořeny trvalými koloniemi cyanobakterií. Nejstarší z těchto kamenů jsou tedy staré tři a půl miliardy let. Žádné další stopy činnosti živých bytostí té doby nejsou známy. To znamená, že jediní, kdo tehdy žili na Zemi, byli sinice.
Stromatolity.
Ale i bakterie je již velmi složitý organismus. Syntetizuje se v něm mnoho různých proteinů, dědičné informace se ukládají do DNA a RNA (ribonukleová kyselina) se používá pro přenos a transport. Je možné, že se všechny tyto látky náhle objevily náhodou a spojily se dohromady?
Cyanobacteria.
Vědci nedávno zjistili, že existují biochemické reakce, pro které protein není nutný. Tyto reakce mohou probíhat za účasti samotné RNA, tzv. Ribozymů.
Představme si takový živý organismus. Nejvíc to připomíná kapku s roztokem nukleových kyselin uvnitř. Některé molekuly ukládají dědičné informace, zatímco jiné syntetizují nové RNA. Ještě další tvoří shell.
Jak probíhá výživa a reprodukce v takovém organismu? Vhodné molekuly z vnějšího prostředí se spárují s nábojovými molekulami a jsou vtahovány dovnitř. Interně se stejným způsobem spárují s již existujícími „dlouhými“řetězci RNA. Přirozeně, že se nový řetězec váže chemickými vazbami, trvá velmi dlouho nebo krátkodobě vysokou teplotu nebo pomocí jiného RNA-ribozymu.
Molekula RNA pod elektronovým mikroskopem.
Ale hlavní úkol je přinejmenším splněn - taková kapka řešení již může akumulovat a přenášet užitečné informace, to znamená, že už žije.
Co spojuje správné molekuly?
Nehoda?
Jazyková teorie života
Zjistili jsme tedy, že život vzniká v důsledku kombinace neživých prvků a jeho hlavní vlastností je schopnost ukládat a přenášet informace.
A teď - pozornost. Existuje jev, který se chová stejným způsobem, ačkoli to nepovažujeme za živé. Je pravda, že tento jev často nazýváme „živým“, ale v obrazném smyslu. Co je tento jev? Podívejte se na obrázek.
Zkuste si přečíst, co je zde napsáno. Nic nenapsáno! Jsou to jen písmena a jejich náhodné hromadění nemá smysl. Můžeme říci, že tato sbírka dopisů je „mrtvá“.
A teď jsou stejná písmena spojena v určitém pořadí:
Zkuste si přečíst, co je zde napsáno. Nic nenapsáno! Jsou to jen písmena a jejich náhodné hromadění nemá smysl. Můžeme říci, že tato sbírka dopisů je „mrtvá“.
A teď jsou stejná písmena spojena v určitém pořadí:
Hádali jste, který jev má stejné vlastnosti jako život? Jazyk! Běžný jazyk, ve kterém mluvíme, přemýšlíme, číst a psát. A někdy to nazýváme „živý“:
Shromažďuje a přenáší informace a v něm vzniká smysl (život) v důsledku kombinace nesmyslných (neživých) prvků …
A to není vše! Jazyk je schopen „růst“(počet slov a významů v něm roste), „množení“(formování dialektů, příslovek, žargónů, slangů, literárních žánrů) a vytváření „složitých látek“(lidské činy).
A konečně: mnoho básníků a filozofů vážně tvrdí, že nejsme my, kdo „mluvíme jazykem“, ale ten jazyk „mluví s námi“. To znamená, že nemáme jazyk, ale máme jazyk.
To znamená, že jazyk používá lidi jako nástroj a živnou půdu. Vyjadřujeme pro něj zvuky a píšeme písmena, a jazyk samotný vkládá myšlenky na tato slova a písmena do našich hlav …
A co když jazyk nepoužíval lidi, ale například molekuly jako „servisní personál“? I když - zastavte, zastavte …
Používá je, jen jsme o tom četli! Je to v důsledku použití dusíkatých bází pro tvorbu slov - DNA, že život na Zemi vznikl!.. Ukazuje se, že filozofové a básníci mají pravdu. Jazyk vytvořil lidi.
Od života k životu a zpět
Pro vznik života je nezbytný metabolismus a syntéza látek. Když se tyto procesy zastaví, má se za to, že se život také zastavil. Je toto ukončení vždy trvalé?
Zelená žába.
Vezměme si pravidelnou zelenou žábu. Často hibernace na stejném místě, kde žijí, na dně rybníka. Když přijde zima a nádrž zamrzne, žáby s ní často zamrznou. Jejich srdce nebije, nedýchá a jejich metabolismus prakticky chybí. Je život u konce?
Ne, na chvíli se to zastavilo. Stojí za to zahřát takovou žábu, bude se hýbat, ožívá. Sibiřský mlok mrzne každou zimu a může v tomto stavu strávit až devadesát let (a možná i více).
Sibiřský mlok mloka.
My sami a mnoho stvoření kolem nás jsou mnohobuněčné organismy. Předpokládá se, že takové organismy mají individualitu, schopnost zapamatovat si a získat zkušenosti. Co se stane, pokud dojde k přerušení všech spojení mezi buňkami? Co se stane s jednotlivcem?
Jednoduchý mnohobuněčný tvor, hydra, byl vyškolen, aby se bránil - aby stáhl své chapadla v reakci na záblesk světla. Hydra byla potom jemně protřepána gázou a rozbila její tělo na jednotlivé buňky. Po této operaci jsou buňky Hydra a houba schopny se znovu sejít. Ukázalo se, že smíšená hydra si vzpomněla, co se naučila, a také přitáhla chapadla.
Hydra (vlevo) a planetární červ.
V planárních červech nejsou buňky schopny po separaci fúzovat, ale jeden planárník může absorbovat buňky z jiného. Ukazuje se, že tímto způsobem se také přenáší zkušenost. To znamená, že poté, co jste se naučili něco planárního a potom ho nakrmili kusu, můžete přenést to, co jste se naučili tímto způsobem. (To neznamená, že i vy, po jídle učitele matematiky, se naučíte Pythagorovu větu: naše trávení a paměť jsou uspořádány jinak.)
Je možné vytvořit si život ze součástí? Ukázalo se, že můžete. Minulé léto skupina vědců vytvořila DNA od nuly, skryla ji ve skořápce, naplnila tuto skořepinu ribozomy a vše potřebné - a nová bakterie, která nikdy předtím neexistovala, začala žít, krmit a dělit se.
Další skupina vědců se již naučila nahradit „písmena abecedy“DNA - dusíkaté báze - zcela novými.
Vědci sní, že nové organismy, které vytvořili, budou moci žít na jiných planetách ve zcela odlišných podmínkách. Kdo ví, možná se staneme tou civilizací, která zaseje život na jiných planetách …