Mitä on elämä? On vaikea antaa tarkkaa määritelmää elämästä, mutta jokainen voi erottaa tarkasti elävät ja elämättömät. Toisin sanoen elävälle ja kuolleelle hevoselle annetaan eri hinta.
Itse asiassa ymmärrämme intuitiivisesti, mikä on elävää ja mikä on kuollutta, mutta pääsääntöisesti meidän on vaikea muotoilla eroa tarkasti. On olemassa monia yrityksiä antaa määritelmä, määritelmä "elämän" käsitteelle, mutta ne kaikki osoittautuvat epätäydellisiksi. Siksi älykäs henkilö yleensä kieltäytyy määrittelemästä, korvaamalla sen tautologialla. Eläminen on elämistä, sitä, missä on elämää, joka on järjestetty eläväksi.
Esimerkiksi elämä tekee meistä sukua pieniin bakteereihin, kasveihin ja jättiläisvalaisiin. Elämä on jatkuva ja arvaamaton liike. Elämä on jotain, joka voi syntyä ja kuolla.
Kaikki elävät organismit koostuvat molekyyleistä. Lisäksi kukin molekyyleistä ei ole itsessään elävä. Joten vesimolekyyli, joka on lihassolun sisällä, on sama kuin vesimolekyyli lasillisessa teetä. Mutta yhteen tullessa monenlaisten aineiden molekyylit voivat muodostaa esimerkiksi lihassolun, jolla on kyky supistua ja reagoida ympäristön muutoksiin eli sanalla sanoen elää.
Kutsumme ihmeeksi, jota emme voi selittää. Siksi näennäisesti huomaamatonta siirtymistä elottomista molekyyleistä eläviin organismeihin kutsutaan usein elämän ihmeeksi. Toisaalta ehkä itse sekoitamme näkemämme, mutta kaikki on paljon yksinkertaisempaa …
"Elämä on tapa proteiinikappaleiden olemassaolosta, jonka olennainen hetki on jatkuva aineiden vaihto niitä ympäröivän ulkoisen luonteen kanssa, ja tämän aineenvaihdunnan loppuessa elämä myös pysähtyy, mikä johtaa proteiinin hajoamiseen." Tämän määritelmän antoi Friedrich Engels - ja suhteellisen äskettäin se oli erittäin suosittu kanssamme. No, ei niin huono määritelmä. Mutta riittääkö?
Engels itse ei sitä mieltä. Aineenvaihdunta on hänelle vain olennainen, mutta ei ainoa elämänkriteeri. Se voi olla luontainen myös elottomalle esineelle. Oletetaan, että meillä on kaksi läpinäkymätöntä laatikkoa, joissa on reikiä "sisäänkäynnillä" ja "uloskäynnillä". Mitä sisällä on - emme tiedä. Voimme kuitenkin mitata ilman tilaa sisään- ja ulostulossa. Mittaukset ovat osoittaneet, että molemmissa tapauksissa ulostulossa on hapen puute, lisääntynyt hiilidioksidin ja vesihöyryn pitoisuus.
Mitataan lämpötila ja havaitaan, että ulostulossa oleva ilma on lämpimämpää kuin tuloaukossa. Meillä on oikeus päätellä, että jokainen laatikko sisältää järjestelmän, joka kykenee vaihtamaan aineita ympäristön kanssa. Avaamme laatikot ja mitä näemme … yhdessä niistä on elävä hiiri ja toisessa - palava kynttilä. Aineenvaihdunnan kriteeri ei toimi tässä, se ei tee mahdollista erottaa elämistä elottomasta, erottaa palamisprosessi hengitysprosessista.
Mainosvideo:
Jos keskeytämme ilmansyötön, hiiri kuolee. Mutta jopa kuollut organismi voi vaihtaa aineita ympäristön kanssa. Tämä on erityisesti fossiilien muodostumisen perusta: kalliokerroksessa olevien eläinten ja kasvien jäännökset antavat ympäristölle orgaanista ainesta, ja mineraalit vievät sen paikalle. Erityisesti kivistetyt puut ovat hämmästyttäviä: ulkoisesti ne säilyttävät puun rakenteen pienimpäänkin yksityiskohtiin, mutta se korvattiin piidioksidilla ja rautaoksideilla miljoonia vuosia sitten.
Mikä johtopäätös voidaan tehdä tästä? Aineenvaihdunta on välttämätön edellytys, jos puhumme elävästä tilasta. Aineenvaihdunta ei kuitenkaan yksin riitä elämän määrittelemiseen! Tarvitaan jotain muuta.
Yritetään uudestaan. Ensinnäkin elämä on aktiivista. Elämä toimii. Vaikka se olisikin "passiivinen", sopeutuu olosuhteisiin (toisin sanoen "kärsii": "kärsimys" Aristoteleksessa on alistumisen luokka, toiminnan vastakohtainen luokka: actio - passio), mutta aktiivinen komponentti säilyy edelleen, itsenäisenä tekona, ikään kuin " itseltäni ja itselleni. " Tällainen toiminta tapahtuu välttämättä järjestelmän energiankulutuksen kanssa: elääksesi energiaa käytetään! Toiseksi elämä on aina konkreettisen järjestyksen, määrätyn, erityisen rakenteen ylläpito ja toistaminen. Erityisesti. Tähän kulutetaan energiaa ja energiaa!
Mikä on aktiivinen toisto? Tämä on prosessi, jossa järjestelmä toistaa itsensä ja säilyttää eheytensä käyttämällä ympäristön elementtejä alemmalla järjestyksellä. Tällainen passiivinen prosessi ei ole missään tapauksessa merkki elämästä. Lintu toistaa pesänsä vuosittain, majava rakentaa padon, mutta pesää eikä padoa ei voida pitää elävinä esineinä, toisin kuin niiden rakentajat. Yleensä on epätodennäköistä, että lintu voidaan hankkia, lisääntyä pesästä, majava - padolta ja isojalka - polulta …
Enemmän energiankulutuksesta. Mistä syystä tämä on välttämätön edellytys elämän määrittelemisessä? Koska se mahdollistaa elävien olentojen erottamisen muista itseään tuottavista rakenteista, esimerkiksi kiteestä.
Jo 1700-luvulla tehtiin analogioita organismien kasvun ja kiteiden kasvun välillä. Itse asiassa jokaisella kiteellä on oma erityinen rakenteensa, joka syntyy spontaanisti. Natriumkloridi kiteytyy kuution muodossa, hiili (timantti) - oktaedrin muodossa. Ryhmät, kiteiden kasvut ovat joskus yllättävän samanlaisia kuin elävän luonnon rakenteet. Muistakaamme ikkunaikkunoiden pakkasmallit. Joskus ne muistuttavat saniaisten ja muiden outojen kasvien lehtiä siinä määrin, että ne näyttävät todellisemmilta kuin todelliset. Jopa metallit muodostavat tällaisia rakenteita. Metallurgit ympäri maailmaa ovat hyvin tietoisia ns. "Tšernovin puusta". Metallituotteiden valamisen aikana voi muodostua aukkoja, kuoria, kuten asiantuntijat kutsuvat. Ja joskus rautakiteet kasvavat yhdessä sellaisissa kuorissa - tämä on hyvin samanlainen kuin tunnettu kasvi.
Silti pakkasmallien ja saniaisten lehtien väliset analogiat ovat harhaanjohtavia. Vaikka nämä rakenteet ovat ulospäin samanlaisia, niiden muodostumisprosessit ovat täysin vastakkain energisesti. Kide on järjestelmä, jossa on vähän vapaata energiaa. Mitä se tarkoittaa? Tämä tarkoittaa, että kiteytymisen aikana energia vapautuu lämmön muodossa. Esimerkiksi, kun esiintyy yksi kilogramma "pakkasmalleja", 619 kcal lämpöä tulisi vapautua.
Tämän rakenteen tuhoamiseen on käytettävä sama määrä energiaa. Sananlehdet puolestaan imevät auringon säteiden energiaa, kun ne nousevat ja kasvavat. Tuhoamalla tämän rakenteen voimme saada energiaa takaisin. Teemme tämän itse asiassa esimerkiksi polttamalla kivihiiltä, joka muodostui paleotsoisen aikakauden jättimäisten saniaisten jäännöksistä, tai yksinkertaisesti paistamalla tavallisen tulen ympärillä. Ja kohta tässä ei ole itse lehtiä muistuttavassa kuviossa, joka yhdistää ulospäin metsäsanan ja lasin kuvion.
Saman massan muotoinen jääjoukko vaatii saman määrän energiaa sulamiseen ja haihtumiseen. Ja kasvilehden ulkoisen monimutkaisuuden muodostamiseksi kulutetaan energiaa, joka on vähäistä verrattuna orgaaniseen aineeseen säilyneeseen.
Mutta entä ulkoinen samankaltaisuus? Asia on tässä. Sekä saniaisten lehdillä että pakkasilla on suurin sallittu pinta-ala tietylle tilavuudelle. Saniainen (ja mikä tahansa muu kasvi) tarvitsee sitä, koska hengitys ja hiilidioksidin omaksuminen kulkevat lehtien pinnan läpi. Tapauksissa, joissa on välttämätöntä vähentää veden kulutusta haihduttamiseksi, kasvit, kuten kaktukset, saavat pallomaisen muodon, jonka pinta-ala on mahdollisimman pieni. Mutta tämä on maksettava vähentämällä CO2-assimilaation nopeutta ja sen seurauksena kasvun hidastumista.
Kylmälle lasille kiteytyvä vesihöyry muodostaa myös rakenteen, jonka pinta on suurin, koska vapaan energian menetysnopeus on tässä tapauksessa suurin (kiteet kasvavat pinnasta). Joten kiteiden ja elävien organismien välisellä analogialla ei ole niin sanottua oleellista merkitystä. Neste, joka heitetään ulos astiasta ilman painovoimaa, on pallon muotoinen (pienin pintajännitysenergia). Mutta tuskin tämä voi tarkoittaa, että kosmoksen lait ovat samanlaisia kuin pelisäännöt, joissa pallot ovat biljardipöydässä!
Oikeudenmukaisesti on huomattava, että kiteiset muodot eivät ole vieraita elämälle. Monet ihmiset tuntevat suuret ja täysin vaarattomat tuhatjalkaiset hyttyset, joilla on pitkät hauraat raajat. Niiden toukat elävät kosteassa maaperässä ja syövät hajoavista kasvijätteistä. Niiden joukossa on yksilöitä, jotka on maalattu sinisellä värisävyllä. Ne näyttävät uneliaisilta ja ovat todella sairaita - tartunnan saaneella sateenkaariviruksella. Tällaisten toukkien hemolymfistä mikroskoopilla löytyy hämmästyttävän kauniita kiteitä, jotka ovat värikkäitä kuin safiirit.
Nämä kiteet koostuvat viruspartikkeleista - virioneista. Kun toukka kuolee, ne tulevat maaperään, jonka uuden hyttyssukupolven toukat nielevät. Muuten, tällaiset kiteet muodostavat monet virukset, eivät vain hyönteisvirukset. Mutta on olennaista, että tämä on nimenomaan viruksen olemassaolon passiivisuus, toisin kuin aktiivinen, elävä virus. Kiteen muodossa virus ei lisäänny, vaan vain läpi "vaikeita aikoja" tällä tavalla. Kuuluisa fyysikko Erwin Schrödinger kutsui kromosomia "aperiodiseksi kristalliksi". Itse asiassa solun ydinaine jakautumisjakson aikana on järjestetty, ja muodollisesti sitä voidaan kutsua kiteeksi. Mutta kun ydinaine (kromatiini) "pakataan" kromosomiin, se on jälleen inaktiivinen, ja kromosomi itsessään on vain tapa siirtää kromatiinia solusta soluun.
Joten ulkoista energiaa ei tarvita kiteytymiseen. Mutta oman elämänjärjestyksensä ylläpitämiseksi ja toistamiseksi seuraavan sukupolven kehon on absorboitava energiaa (kevyiden kvanttien tai hapettumattomien orgaanisten yhdisteiden, yksinkertaisten aineiden muodossa ja vapautettava hapettuneita jätetuotteita jne.). Tämä on aineenvaihduntaa.
Miksi, mihin tämä vaihto on? "Kaikki virtaa", sanoi Herakleitos Efesoksesta. Jos näin on, niin ennen kaikkea elävä organismi "virtaa". Hän on virta, jota pitkin energia ja aineet liikkuvat jatkuvasti - elementtejä rakenteiden jälleenrakentamiseksi. Koko elämän ajan vanhoja solurakenteita korvataan jatkuvasti uusilla rakenteilla. Joten verisolut korvataan kokonaan 4 kuukauden kuluttua. Loppujen lopuksi tämä on myös korjaustöitä, mutta keho korvaa paitsi virheitä vastaanottaneet solut myös kaiken.
He sanovat, että hermosoluja ei palauteta. Tämä tarkoittaa, että keho ei tuota uusia hermosoluja, ne eivät lisäänny - niitä on niin paljon kuin oli. Kyllä, aivan uusia soluja ei muodostu. Mutta koko elämänsä ajan heitä rakennetaan jatkuvasti. Se on kuin talon syvä remontti ja kunnostaminen. Talo on vanha, mutta kunnostettu ja erinomaisessa kunnossa! Voimme vain muodollisesti ottaa huomioon ne neuronit, joilla lopetamme elämämme, samat solut, joilla aloitimme sen.
Ja vielä yksi ilmaisu: erityinen rakenne. Mikä se on? Organismit toistavat sukupolvelta toiselle niiden lajien järjestysominaisuudet, joihin ne kuuluvat. Tämä tehdään melkein täydellä tarkkuudella (sana "melkein" on erittäin tärkeä). Täällä susi söi jäniksen. Tarvitseeko hän jäniksen elimiä, kudoksia, proteiineja ja nukleiinihappoja - kaikkea, mikä on ominaista rakenteelle "jänis", "jäniksen tilaaminen"? Ei tietenkään!
Kaikki tämä suden mahassa muuttuu pienen molekyylipainon omaavien orgaanisten aineiden - aminohappojen, hiilihydraattien, nukleotidien jne. - seokseksi, joka on yhteistä kaikille eläville luonteille, epäspesifinen. Suden ruumis hapettaa osan niistä hiilidioksidiksi ja vedeksi voidakseen (käyttäen vastaanotettua energiaa!) Rakentaakseen jäljellä olevista epäspesifisistä aineista oman, erityisesti järjestetyn rakenteensa "susi" - sen proteiinit, solut ja kudokset. Syötä susi kemian syntetisoidulla aminohapposeoksella ja se tekee samoin.
Onko näin elämä sellaisenaan, elämä yleensä? Kysymys on avoin. Mutta näin asiat ovat maan päällä. Maanpäälliset organismit eivät tarvitse jonkun toisen käskyä. He kamppailevat, taistelevat epätoivoisesti häntä vastaan. Kaikki tietävät lukuisista lääketieteellisistä yrityksistä siirtää erilaisia elimiä tai kudoksia eläimille ja ihmisille: sydän, keuhkot, munuaiset, haima jne. Voiko näitä yrityksiä kutsua onnistuneiksi? Tulos oli aina samanlainen: siirretyillä elimillä oli jatkuva taipumus hyljätä.
Ainoat poikkeukset olivat elimet "samassa järjestyksessä" potilaan kanssa, jotka otettiin identtiseltä kaksoselta - ja tämä on saman organismin "rakenteellinen" kopio. Kudosten suhteen lääkärit haluavat mieluummin viedä ne elinsiirtoon samasta organismista: esimerkiksi uhrin jalan iho siirretään paikkaan, johon palovamma vaikuttaa. Vieras elinsiirto on mahdollista säilyttää vain tukahduttamalla suojaavat immuunijärjestelmät vasta-aineiden muodostumiselle. Mutta sitten potilas on puolustamaton infektioita vastaan! Tämä on valtava, kohtalokas riski, ja tavalla tai toisella loppujen lopuksi kyse on vain elämän jatkumisesta, mutta ei normaalin täysimittaisen elämän jatkamisesta.
Jopa hormonit, niin sanotusti, ovat yksinkertaisesti bioaktiivisia aineita (toisin sanoen paitsi monimutkaisia biologisia muodostumia) ovat lajikohtaisia. Täällä tietysti on aukko, ero astetta. Esimerkiksi insuliinilla, ainoalla tehokkaalla aineella diabetesta vastaan, on suhteellisen alhainen lajispesifisyys, joten tätä karjan haimasta eristettyä proteiinia voidaan käyttää diabeetikoiden hoitoon. Mutta kasvuhormoni - somatotropiini - on lajikohtainen. Kääpiön kasvun hoidossa ihmisessä juuri ihmisen kasvuhormoni erittyy kuolleen ihmisen aivolisäkkeestä (kyllä, kyllä, muuta tapaa ei ole vielä).
Joku huomaa: on monimutkaisia organismeja, niiden rakenteellinen identiteetti on monimutkainen ja luonnollisesti rakenteellinen spesifisyys on melko vaativa. Mutta on yksinkertaisia organismeja, on jopa yksinkertaisimpia. Miten sitten? Näyttää siltä, että alemmilla organismeilla pitäisi olla vähemmän vastenmielisyyttä "muukalaisjärjestykseen". Itse asiassa kalat ja sammakkoeläimet onnistuvat elinsiirroissa eri lajien välillä, ja naudan somatotropiini voi stimuloida taimenen kasvua. Mutta kaikki nämä ovat kokeilijan keinotekoisesti luomia asemia. Tämä tarkoittaa, että se ei ole täysin "normaalia", luonnotonta elämäntapaa. Loppujen lopuksi he sanovat: jos voitat jäniksen, hän oppii sytyttämään tulitikkuja. Ainoa kysymys on, onko tämä valitettava metsästetty olento edelleen jänis? Sanotaan näin: jänis, joka kuolee suden hampaissa, on paljon enemmän jänis, totta, "oikea" kuin jänis,kuka voi sytyttää ottelut!
Eläimet, jotka ruokkivat muita eläimiä tai kasveja, alkavat tuhoamalla jonkun toisen järjestyksen. Ruuat heidän vatsassaan ja suolistossaan hajotetaan yksinkertaisiksi kemiallisiksi yhdisteiksi, ja esimerkiksi aminohappojen glysiinin tai fenyylialaniinin rakenteen perusteella on mahdotonta sanoa, saadaanko ne naudanlihan, herneiden proteiineista vai synteettisikö keinotekoisesti fiksu silmälaseja käyttävä kemisti. Näistä elämän perusrakenteista organismit rakentavat vain luontaiset rakenteensa. Jokaiselle organismille on ominaista ainutlaatuinen, luonnostaan vain proteiinimolekyylien yhdistelmä. Ja jo tältä pohjalta ilmestyy monimutkainen organismin kaikista ominaisuuksista - solujen, kudosten ja elinten tasolla.
Kasveissa tämä on vielä selvempää. Vesi, joukko ravintosuoloja, hiilidioksidi ja valo - näiden samojen tekijöiden joukossa ruusu kasvaa yhdestä siemenestä, nokkonen kasvaa toisesta ja puu kasvaa kolmannesta (ja ei ollenkaan "Tšernovin puu" - muistako?). Joka kerta - tietty kasvi, jolla on omat ominaisuutensa. Järjestelmällisyydellään.
Keho ei siis ota järjestystä ulkopuolelta, vaan energiaa. Tämän energian ansiosta hän rakentaa erityisjärjestyksensä "heidän tyyppinsä mukaan" - niin näyttää siltä, että sanotaan Raamatussa laiminlyömällä jonkun toisen. Kananmunasta - homogeenisesta keltuaisen ja proteiinin massasta - kana ilmestyy pään, jalkojen, siipien kanssa. Ja tätä yksinkertaista asiaa, tätä ihmeä kutsutaan elämäksi.
S. Minakov