Andaikan manusia menghantar siasatan ke beberapa planet yang jauh, dan ia menemui bahan yang tidak dijumpai di Bumi. Apa yang harus dia lakukan dengannya? Analisis kimia? Bagaimana jika ia masih hidup dan analisis kimia akan membunuhnya? Bagaimana untuk mengetahui?
Sekarang dalam sains terdapat sekitar seratus definisi tentang apa itu kehidupan. Dan apabila terdapat begitu banyak definisi, ini bermaksud bahawa saintis sendiri tidak memahami sepenuhnya apa itu.
Banyak definisi merujuk kepada "protein" dan "sel" yang tidak semestinya terdapat dalam kehidupan asing. Lebih-lebih lagi, nampaknya pada awal kehidupan duniawi mereka juga tidak hadir (tetapi lebih lanjut kemudian).
Sekiranya kita cuba mengambil bahagian yang sama dari definisi ini, ternyata makhluk hidup bertukar zat dengan persekitaran (metabolisme), mempunyai kemampuan untuk tumbuh, bertindak balas terhadap keadaan luaran, menghasilkan …
Mari periksa peruntukan ini.
Metabolisme. Ini adalah sifat hampir semua proses kimia. Api lilin yang sama, misalnya, mengambil oksigen dari persekitaran dan mengeluarkan karbon dioksida, seperti yang kita lakukan. Adakah itu membuatnya hidup?
Pembiakan. Virus komputer juga membiak.
Pertumbuhan. Kristal tumbuh juga. Dan dengan mengetuk lilin yang sama, anda secara tidak sengaja dapat "menyebarkan" api ke seluruh ruangan.
Video promosi:
Tindak balas terhadap keadaan luaran. Kristal ais tumbuh lebih cepat pada suhu rendah - mereka bertindak balas terhadap keadaan luaran.
Ini bermaksud bahawa semua tanda ini - metabolisme, kemampuan untuk membiak dan tumbuh, bertindak balas terhadap persekitaran luaran - tidak mencukupi.
Para saintis telah melengkapkan definisi kehidupan dengan keadaan baru: makhluk hidup dalam proses pertukaran mencipta bahan yang lebih kompleks.
Kristal tumbuh, virus komputer membiak, api mencipta bahan kompleks. Tetapi ini bukan kehidupan!
Di satu pihak, keadaannya benar: seluruh protein hidup (dan terdapat berjuta-juta protein yang berbeza) dihasilkan dari asid amino dua puluh ganjil. Sebaliknya, dalam nyalaan lilin yang sama, bahan yang sangat kompleks dibuat secara rawak: antrasena, fenantrena …
Namun, terdapat perbezaan mendasar.
Apa yang disintesis dalam api tidak diperlukan untuk api, bahkan berbahaya (dari jelaga, misalnya, padam). Tetapi apa yang disintesis dalam organisma hidup digunakan untuk membangunnya, untuk membantu dalam sintesis yang sama, untuk melindunginya dari persekitaran luaran. Ia tetap ada, dan kemudian ia boleh pergi ke keturunan.
Keadaan ini, yang disebut "pengumpulan dan penyebaran maklumat", kini dianggap sebagai harta utama kehidupan. Dan bagaimana maklumat ini dikumpulkan - dengan sintesis bahan yang diperlukan untuk kelangsungan hidup, dengan pemindahan antibodi, oleh naluri semula jadi atau oleh perkataan bercetak (seperti yang berlaku pada anda sekarang) - ini sudah sekunder.
Bagaimana orang mati boleh hidup?
Bagaimana kehidupan berlaku? Terdapat banyak jawapan untuk soalan ini juga. "Dibawa dari angkasa", "mendarat sebagai eksperimen oleh peradaban tertentu" - jawapan seperti itu sekali lagi menimbulkan persoalan yang sama: bagaimana kemudian kehidupan muncul di planet asal peradaban tertentu ini?
Melihat dunia hidup di sekitar kita, sangat sukar untuk membayangkan bahawa semua kerumitan dan kepelbagaian ini entah bagaimana dapat timbul dengan sendirinya. Dan jika kita menganggap bahawa pada zaman kuno semua makhluk hidup hanya diwakili oleh satu jenis kehidupan?
Kini ahli geologi menemui sebilangan besar batu berlapis, stromatolit, yang terbentuk oleh koloni cyanobacteria. Jadi, batu tertua dari batu ini berusia tiga setengah bilion tahun. Tidak ada lagi jejak aktiviti makhluk hidup pada masa itu. Maksudnya, satu-satunya yang hidup di Bumi ialah cyanobacteria.
Stromatolit.
Tetapi bakteria sudah menjadi organisma yang sangat kompleks. Banyak protein yang berbeza disintesis di dalamnya, maklumat keturunan disimpan dalam DNA, dan RNA (asid ribonukleat) digunakan untuk penghantaran dan pengangkutan. Mungkinkah semua bahan ini tiba-tiba muncul secara kebetulan dan digabungkan?
Cyanobacteria.
Para saintis baru-baru ini mendapati bahawa terdapat reaksi biokimia yang tidak diperlukan protein. Reaksi ini dapat dilanjutkan dengan penyertaan RNA sahaja, yang disebut ribozim.
Mari kita bayangkan organisma hidup seperti itu. Paling menyerupai setitik dengan larutan asid nukleik di dalamnya. Beberapa molekul menyimpan maklumat keturunan, sementara yang lain mensintesis RNA baru. Masih ada yang membentuk cengkerang.
Bagaimana pemakanan dan pembiakan berlaku dalam organisma seperti itu? Molekul yang sesuai dari persekitaran luaran berpasangan dengan molekul shell dan ditarik ke dalam. Secara dalaman, mereka berpasangan dengan rantai RNA "lama" yang sudah ada dengan cara yang sama. Secara semula jadi, untuk rantai baru yang diikat oleh ikatan kimia, ia memerlukan masa yang sangat lama, atau suhu tinggi jangka pendek, atau bantuan RNA-ribozim lain.
Molekul RNA di bawah mikroskop elektron.
Tetapi tugas utamanya paling tidak terpenuhi - setetes penyelesaian seperti itu sudah dapat mengumpulkan dan menghantar maklumat yang berguna, iaitu, ia sudah ada.
Apa yang menjadikan molekul yang betul bergabung?
Kemalangan?
Teori kehidupan bahasa
Oleh itu, kami dapati bahawa kehidupan muncul sebagai hasil gabungan unsur-unsur mati, dan ciri utamanya ialah kemampuan menyimpan dan menghantar maklumat.
Dan sekarang - perhatian. Ada fenomena yang berlaku dengan cara yang sama, walaupun kita tidak menganggapnya hidup. Benar, kita sering menyebut fenomena ini "hidup", tetapi dalam arti kiasan. Apakah fenomena ini? Lihat gambarnya.
Cuba baca apa yang ditulis di sini. Tidak ada yang ditulis! Mereka hanya huruf, dan tidak ada arti dalam pengumpulan rawak mereka. Kita boleh mengatakan bahawa koleksi surat ini "mati".
Dan sekarang huruf yang sama dihubungkan dalam urutan tertentu:
Cuba baca apa yang ditulis di sini. Tidak ada yang ditulis! Mereka hanya huruf, dan tidak ada arti dalam pengumpulan rawak mereka. Kita boleh mengatakan bahawa koleksi surat ini "mati".
Dan sekarang huruf yang sama dihubungkan dalam urutan tertentu:
Adakah anda telah meneka fenomena mana yang mempunyai sifat yang sama dengan kehidupan? Lidah! Bahasa biasa di mana kita bercakap, berfikir, membaca dan menulis. Dan kadangkala kita menyebutnya "hidup":
Ia mengumpulkan dan menyebarkan maklumat, dan makna (kehidupan) muncul di dalamnya sebagai hasil gabungan unsur-unsur yang tidak bermakna (tidak hidup) …
Bukan itu sahaja! Bahasa mampu "berkembang" (jumlah kata dan makna di dalamnya meningkat), "melipatgandakan" (membentuk dialek, kata keterangan, jargon, slangs, genre sastera) dan mencipta "bahan kompleks" (tindakan manusia).
Dan akhirnya: banyak penyair dan ahli falsafah dengan serius berpendapat bahawa bukan kita yang "berbicara dengan bahasa", tetapi bahasa itu "bercakap dengan kita." Maksudnya, kita tidak mempunyai bahasa, tetapi kita mempunyai bahasa.
Artinya, bahasa menggunakan manusia sebagai alat dan tempat berkembang biak. Kami mengucapkan suara untuknya dan menulis surat, dan bahasa itu sendiri meletakkan pemikiran untuk kata-kata dan huruf ini ke dalam kepala kita …
Dan bagaimana jika bahasa yang digunakan bukan orang, tetapi, misalnya, molekul sebagai "pegawai perkhidmatan"? Walaupun - berhenti, berhenti …
Dia menggunakannya, kita baru sahaja membacanya! Justru sebagai hasil dari penggunaan asas nitrogen untuk pembentukan kata - DNA, kehidupan itu muncul di Bumi!.. Ternyata ahli falsafah dan penyair betul. Bahasa mencipta orang.
Dari hidup hingga tidak bernyawa dan kembali
Untuk kemunculan hidup, metabolisme dan sintesis zat diperlukan. Apabila proses ini berhenti, dipercayai bahawa kehidupan juga telah berhenti. Adakah penamatan ini selalu kekal?
Katak hijau.
Mari ambil katak hijau biasa. Mereka sering berhibernasi di tempat yang sama di mana mereka tinggal, di dasar kolam. Apabila musim sejuk tiba dan takungan membeku, katak sering membeku dengannya. Jantung mereka tidak berdegup, tidak ada pernafasan, dan metabolisme mereka hampir tidak ada. Adakah kehidupan sudah berakhir?
Tidak, ia berhenti sebentar. Perlu menghangatkan katak seperti itu, ia akan bergerak, menjadi hidup. Salamander Siberia baru membeku setiap musim sejuk dan boleh menghabiskan sehingga sembilan puluh tahun (dan mungkin lebih banyak lagi) di negeri ini.
Salamander Siberia newt.
Kita sendiri dan banyak makhluk di sekitar kita adalah organisma multisel. Dipercayai bahawa organisma seperti itu mempunyai keperibadian, kemampuan untuk mengingat dan memperoleh pengalaman. Apa yang berlaku sekiranya semua hubungan antara sel terputus? Apa yang akan berlaku kepada seseorang individu?
Makhluk multiselular sederhana, hidra, dilatih untuk mempertahankan diri - untuk menarik balik tentakelnya sebagai tindak balas terhadap kilatan cahaya. Hydra kemudian disapu dengan lembut melalui kain kasa, memecahkan tubuhnya menjadi sel-sel individu. Sel hidra dan span dapat bersatu semula selepas operasi sedemikian. Ternyata hidra yang bersatu kembali mengingat apa yang telah dipelajari, dan juga menarik tentakel.
Hydra (kiri) dan cacing planarian.
Dalam cacing planarian, sel tidak dapat menyatu selepas pemisahan, tetapi satu planarian dapat menyerap sel dari yang lain. Ternyata dengan cara ini pengalaman juga disebarkan. Maksudnya, setelah mengajar sesuatu yang planarian, dan kemudian memberikannya kepada yang lain, anda dapat memindahkan apa yang anda pelajari dengan cara ini. (Ini tidak bermaksud bahawa anda juga, setelah makan guru matematik, akan mempelajari teorema Pythagoras: pencernaan dan ingatan kita disusun secara berbeza.)
Adakah mungkin untuk mencipta kehidupan sendiri dari bahagian penyusunnya? Ternyata anda boleh. Musim panas lalu, sekumpulan saintis membuat DNA dari awal, menyembunyikannya di dalam cangkang, mengisi cangkang ini dengan ribosom dan semua yang diperlukan - dan bakteria baru yang tidak pernah wujud sebelum mula hidup, memberi makan, dan membahagi.
Kumpulan saintis lain telah belajar untuk mengganti "huruf abjad" DNA - asas nitrogen - dengan yang baru.
Para saintis bermimpi bahawa organisma baru yang mereka ciptakan akan dapat hidup di planet lain dalam keadaan yang sama sekali berbeza. Siapa tahu, mungkin kita akan menjadi peradaban yang menabur nyawa di planet lain …
