2.1: Що таке життя, саме?

Last updated
Save as PDF

Page ID: 2793

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Зрозуміло, що якщо ми будемо говорити про біологію, організми і клітини тощо, ми повинні точно визначити, що ми маємо на увазі під життям. Це піднімає проблему, властиву біології як науці. Ми не можемо визначити життя загалом, тому що знаємо лише один тип життя. Ми не знаємо, чи є цей тип життя єдиним можливим типом життя, чи існують кардинально різні форми життя в інших місцях Всесвіту або навіть на Землі, у ще не визнаних формах.

Хоча ви можете подумати, що ми знаємо про багато різних типів життя, від грибів до китів, від людини до бактеріальних спільнот, що ростуть на поверхнях наших зубів (це те, що таке зубний наліт, врешті-решт), ми виявимо, що чим ближче ми подивимося, тим більше ці різні «типи життя» насправді всі версії загального підстилаючого мотиву, вони являють собою версії єдиного типу життя. Виходячи з їх загальної хімії, молекулярного складу, клітинної структури і того, як вони кодують спадкову інформацію у вигляді молекул дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК), всі теми, які ми розглянемо в глибині пізніше, немає ніяких розумних сумнівів, що всі організми пов'язані, вони спускаються від спільного предка.

В даний час ми не можемо відповісти на питання про те, чи є походження життя простою, ймовірною та передбачуваною подією, враховуючи умови, які існували на Землі, коли життя вперше виникло, чи це вкрай рідкісна і малоймовірна подія. За відсутності емпіричних даних можна поставити під сумнів, чи діють вчені науково чи більше як лобісти для своїх власних проектів домашніх тварин, коли вони говорять про заняття астробіологією або спекулюють про те, коли і де ми відкриємо чужорідні форми життя. Тим не менш, задавати, здавалося б, дурні питання, за умови, що можуть бути отримані емпірично засновані відповіді, часто був критичним драйвером наукового прогресу. Розглянемо, наприклад, поточні пошуки життя на Землі, практично всі з яких засновані на тому, що ми вже знаємо про життя. Зокрема, більшість використовуваних методів покладаються на те, що всі відомі організми використовують ДНК для кодування своєї генетичної інформації; очікується, що ці методи розпізнають різко різні типи життя; вони, безумовно, не виявлять організми, які використовували метод, що не є ДНК для кодування генетичної інформації. Якби ми могли генерувати живі системи de novo в лабораторії, ми б краще розуміли, які функції необхідні для життя і як шукати можливі «нестандартні» організми, використовуючи кращі методи. Це може навіть призвести до відкриття альтернативних форм життя прямо тут, на Землі, припускаючи, що вони існують. ²⁸ Тим не менш, поки комусь не вдасться створити або визначити такі нестандартні форми життя, здається цілком розумним зосередитися на характеристиках життя, якими ми їх знаємо.

Отже, почнемо спочатку в спробі дати хороше визначення, або з огляду на той факт, що ми знаємо тільки про одну версію життя, корисний опис того, що ми маємо на увазі під життям. По-перше, основними одиницями життя є організми, які є окремими живими об'єктами. З структурної та термодинамічної точки зору кожен організм - це обмежена нерівноважна система, яка зберігається з часом і, з практичної точки зору, може виробляти одну або кілька копій себе. Незважаючи на те, що організми складаються з однієї або декількох клітин, саме організм є основною одиницею життя. Саме організм виробляє нові організми. ²⁹

Чому вимога і акцент на відтворення? Це в основному прагматичний критерій. Припустимо, що не відтворюється форма життя була можлива. Система, яка не могла відтворити, загрожує смертю (або, можливо, краще, вимирання) випадково. Згодом ймовірність смерті для окремої людини наблизиться до одного—тобто визначеності. ³⁰ (→) На відміну від цього, система, яка може відтворювати, робить кілька копій себе і таким чином мінімізує, хоча ні в якому разі не усуває, шанс випадкового зникнення, смерті всіх своїх нащадків. Цінність цієї стратегії ми бачимо, коли розглядаємо історію життя. Незважаючи на те, що протягом історії життя відбулася низка подій масового вимирання, ³¹ організм походить від єдиного спільного предка, який з'явився мільярди років тому, продовжують виживати і процвітати.