Oletetaan, että ihmiskunta lähetti tiedontunnistimen jollekin kaukaiselle planeetalle, ja se löysi aineen, jota ei löytynyt maapallolta. Mitä hänen pitäisi tehdä hänen kanssaan? Kemiallinen analyysi? Entä jos se on elossa ja kemiallinen analyysi tappaa sen? Kuinka selvittää?
Nyt tieteessä on noin sata määritelmää siitä, mikä on elämä. Ja kun määritelmiä on niin paljon, se tarkoittaa, että tutkijat eivät itse ymmärrä täysin.
Monet määritelmät viittaavat "proteiineihin" ja "soluihin", joita ei välttämättä ole läsnä vieraassa elämässä. Lisäksi näyttää siltä, että maallisen elämän alussa he olivat myös poissa (mutta enemmän siitä myöhemmin).
Jos yritämme ottaa yhteisen osan näistä määritelmistä, käy ilmi, että elävät esineet vaihtavat aineita ympäristön kanssa (aineenvaihdunta), kykenevät kasvamaan, reagoimaan ulkoisiin olosuhteisiin, lisääntymään …
Tarkistetaan nämä säännökset.
Aineenvaihduntaa. Tämä on ominaisuus melkein kaikille kemiallisille prosesseille. Esimerkiksi sama kynttiläpalo vie happea ympäristöstä ja vapauttaa hiilidioksidia, kuten mekin. Saako hänet eläväksi?
Jäljentäminen. Myös tietokonevirus lisääntyy.
Kasvu. Kiteet kasvavat myös. Koputtamalla saman kynttilän päälle voit vahingossa "levittää" tulen koko huoneeseen.
Mainosvideo:
Reaktio ulkoisiin olosuhteisiin. Jääkiteet kasvavat nopeammin matalissa lämpötiloissa - ne reagoivat ulkoisiin olosuhteisiin.
Tämä tarkoittaa, että kaikki nämä merkit - aineenvaihdunta, kyky lisääntyä ja kasvaa, reagoida ulkoiseen ympäristöön - eivät riitä.
Tutkijat ovat täydentäneet elämän määritelmää uudella ehdolla: vaihtoprosessissa oleva elävä olento luo monimutkaisempia aineita.
Kristalli kasvaa, tietokonevirus moninkertaistuu, tuli luo monimutkaisia aineita. Mutta tämä ei ole elämää!
Yhtäältä edellytys on totta: koko elävien proteiinien sarja (ja niitä on miljoonia erilaisia) on luotu kaksikymmentä parittaisesta aminohaposta. Toisaalta samassa kynttilän liekissä muodostuu satunnaisesti erittäin monimutkaisia aineita: antraseeni, fenanteeni …
Siinä on kuitenkin perustava ero.
Liekissä syntetisoitu ei ole tulelle välttämätöntä, jopa haitallista (esimerkiksi noki, se sammuu). Mutta mitä syntyy elävässä organismissa, sitä käytetään rakentamaan, auttamaan samalla synteesillä, suojaamaan sitä ulkoiselta ympäristöltä. Se pysyy, ja sitten se voi mennä jälkeläisiin.
Tätä tilaa, jota kutsuttiin "tiedon keräämiseksi ja siirtämiseksi", pidetään nyt elämän pääominaisuutena. Ja miten nämä tiedot kerätään - selviytymällä välttämättömien aineiden synteesistä, siirtämällä vasta-aineita, luontaisilla vaistoilla tai painetulla sanalla (kuten teille nyt tapahtuu) - tämä on jo toissijaista.
Kuinka eloton voi elää?
Kuinka elämä syntyi? Myös tähän kysymykseen on monia vastauksia. "Tuotettu avaruudesta", "tietyn sivilisaation istuttamana kokeiluna" - sellaiset vastaukset herättävät vain samoja kysymyksiä: kuinka sitten syntyi elämä tämän tietyn sivilisaation kotiplaneetalla?
Tarkkailemalla ympäröivää elävää maailmaa on erittäin vaikea kuvitella, että kaikki tämä monimutkaisuus ja monimuotoisuus voisi jotenkin syntyä yksinään. Ja jos oletetaan, että muinaisina aikoina kaikkia eläviä asioita edusti vain yksi elämänlaatu?
Nyt geologit löytävät lukuisia kerrostettuja kiviä, stromatoliitteja, joita syanobakteerien monivuotiset pesäkkeet muodostavat. Joten, vanhin näistä kivistä on kolme ja puoli miljardia vuotta vanha. Tuon ajan elävien olentojen toiminnasta ei jäljellä enää mitään jälkiä. Eli näyttää siltä, että ainoat, jotka sitten elivät maapallolla, olivat sinileviä.
Stromatolites.
Mutta jopa bakteeri on jo hyvin monimutkainen organismi. Siinä syntetisoidaan monia erilaisia proteiineja, perinnöllinen tieto tallennetaan DNA: han ja RNA: ta (ribonukleiinihappo) käytetään siirtoon ja kuljetukseen. Voisiko olla niin, että kaikki nämä aineet ilmestyivät yhtäkkiä sattumalta ja yhdistyivät toisiinsa?
Sinileviä.
Tutkijat ovat äskettäin havainneet, että on olemassa biokemiallisia reaktioita, joille proteiinia ei tarvita. Nämä reaktiot voivat tapahtua yksinään RNA: n, ns. Ribotsyymien, osallistumisella.
Kuvailkaamme sellainen elävä organismi. Se muistuttaa ennen kaikkea tippaa, jonka sisällä on nukleiinihappojen liuos. Jotkut molekyylit tallentavat perinnöllistä tietoa, kun taas toiset syntetisoivat uusia RNA: ita. Vielä muut muodostavat kuoren.
Kuinka ravitsemus ja lisääntyminen tapahtuvat tällaisessa organismissa? Ulkoisesta ympäristöstä sopivat molekyylit parittuvat vaippamolekyylien kanssa ja vedetään sisäänpäin. Sisäisesti ne pariksi muodostuvat jo olemassa olevien "pitkien" RNA-ketjujen kanssa samalla tavalla. Uuden ketjun sitoutuminen kemiallisilla sidoksilla vie luonnollisesti erittäin kauan tai lyhytaikaisesti korkean lämpötilan tai toisen RNA-ribotsyymin avun.
RNA-molekyyli elektronimikroskoopin alla.
Mutta päätehtävä on ainakin suoritettu - tällainen tippa ratkaisua voi jo kerätä ja välittää hyödyllistä tietoa, eli se elää jo.
Mikä saa oikeat molekyylit yhdistymään?
Onnettomuus?
Elämän kieliteoria
Joten selvisimme, että elämä syntyy elottomien elementtien yhdistelmän seurauksena, ja sen pääpiirteenä on kyky tallentaa ja siirtää tietoa.
Ja nyt - huomio. On ilmiö, joka käyttäytyy samalla tavalla, vaikka emme pidä sitä elossa. Totta, kutsumme tätä ilmiötä usein "eläväksi", mutta sanallisesti. Mikä tämä ilmiö on? Katsokaa kuvaa.
Yritä lukea mitä täällä on kirjoitettu. Mitään ei kirjoitettu! Ne ovat vain kirjaimia, eikä niiden satunnaisella kertymisellä ole mitään järkeä. Voimme sanoa, että tämä kirjekokoelma on "kuollut".
Ja nyt samat kirjaimet on kytketty tietyssä järjestyksessä:
Yritä lukea mitä täällä on kirjoitettu. Mitään ei kirjoitettu! Ne ovat vain kirjaimia, eikä niiden satunnaisella kertymisellä ole mitään järkeä. Voimme sanoa, että tämä kirjekokoelma on "kuollut".
Ja nyt samat kirjaimet on kytketty tietyssä järjestyksessä:
Oletko arvannut, millä ilmiöllä on samat ominaisuudet kuin elämällä? Kieli! Tavallinen kieli, jolla puhumme, ajattelemme, luemme ja kirjoitamme. Ja jopa joskus kutsumme sitä "eläväksi":
Se kerää ja siirtää tietoa, ja merkitys (elämä) syntyy siinä merkityksettömien (ei-elollisten) elementtien yhdistelmän seurauksena …
Ja se ei ole kaikki! Kieli kykenee”kasvamaan” (sanojen ja merkitysten lukumäärä kasvaa), “moninkertaistumaan” (muodostamaan murreita, adverbeja, jargoneja, slängejä, kirjallisuuden tyylilajeja) ja luomaan “monimutkaisia aineita” (ihmisen tekoja).
Ja lopuksi: monet runoilijat ja filosofit väittävät vakavasti, ettei me "puhu kielen kanssa", vaan että kieli "puhuu kanssamme". Eli meillä ei ole kieltä, mutta meillä on kieli.
Eli kieli käyttää ihmisiä välineenä ja kasvualustana. Ääntämme hänelle ääniä ja kirjoitamme kirjeitä, ja kieli itsessään asettaa ajatuksia näistä sanoista ja kirjaimista päähänsä …
Entä jos kieli ei käyttäisi ihmisiä, vaan esimerkiksi molekyylejä "huoltohenkilöstönä"? Vaikka - lopeta, lopeta …
Hän käyttää niitä, me vain luimme siitä! Elämä syntyi maan päällä juuri typpipohjaisten sanojen - DNA: n - muodostumisen seurauksena!.. Maan päällä ilmeni elämää!.. Tutkitaan, että filosofit ja runoilijat ovat oikeassa. Kieli loi ihmisiä.
Elämästä elottomalle ja takaisin
Elämän syntymiseksi aineenvaihdunta ja synteesi ovat välttämättömiä. Kun nämä prosessit pysähtyvät, uskotaan myös elämän pysähtyneen. Onko tämä irtisanominen aina pysyvä?
Vihreä sammakko.
Otetaan tavallinen vihreä sammakko. He talvehtivat usein samassa paikassa, jossa asuvat, lampi alareunassa. Kun talvi tulee ja säiliö jäätyy, sammakot jäätyvät usein sen mukana. Heidän sydämensä ei lyö, hengitystä ei ole ja heidän aineenvaihduntonsa ei käytännössä ole. Onko elämä ohi?
Ei, se pysähtyi hetkeksi. Tällainen sammakko on syytä lämmittää, se liikkuu, herää elämään. Siperialainen salamandriherkkä jäätyy joka talvi ja voi viettää jopa 90 vuotta (ja ehkä enemmän) tässä tilassa.
Siperialainen salamanttikivi.
Me itse ja monet ympärillämme olevat olennot olemme monisoluiset organismit. Uskotaan, että sellaisilla organismeilla on yksilöllisyys, kyky muistaa ja hankkia kokemusta. Mitä tapahtuu, jos kaikki solujen väliset yhteydet ovat katkenneet? Mitä tapahtuu yksilölle?
Yksinkertainen monisoluinen olento, hydra, koulutettiin puolustautumaan - vetämään lonkeroitaan vastauksena salamanvaloon. Hydraa hierottiin sitten varovasti harson läpi, hajottaen sen ruumiin yksittäisiksi soluiksi. Hydra- ja sienisolut pystyvät yhdistymään uudelleen tällaisen leikkauksen jälkeen. Kävi ilmi, että yhdistynyt hydra muisti oppimansa, ja veti myös lonkeroita sisään.
Hydra (vasen) ja tasomainen mato.
Tasomaalisissa matoissa solut eivät kykene sulautumaan erottelun jälkeen, mutta yksi tasomainen voi imeä solut toisesta. Osoittautuu, että tällä tavoin myös kokemus välitetään. Toisin sanoen, kun olet opettanut tasomaista jotain ja syöttänyt sen sitten kappaleelle toiselle, voit siirtää oppimasi tällä tavalla. (Tämä ei tarkoita, että myös sinä, syödessään matematiikan opettajan, opiskelet Pythagoran lauseen: ruoansulatus ja muisti on järjestetty eri tavalla.)
Onko mahdollista luoda elämää itse sen osista? Osoittautuu, että pystyt. Viime vuoden kesällä ryhmä tutkijoita loi DNA: n tyhjästä, piilotti sen kuoreen, täytti tämän kuoren ribosomeilla ja kaikella tarvittavalla - ja uusi, koskaan ennen olemassa ollut bakteeri alkoi elää, ruokkia ja jakaa.
Toinen ryhmä tutkijoita on jo oppinut korvaamaan DNA: n "typpipohjaiset" aakkoset "täysin uusilla.
Tutkijat haaveilevat, että heidän luomansa uudet organismit pystyvät elämään muilla planeetoilla täysin erilaisissa olosuhteissa. Kuka tietää, ehkä meistä tulee hyvin sivilisaatio, joka kylvää elämää muille planeetoille …