Ramai di antara kita tidak perlu berfikir terlalu banyak untuk membezakan benda hidup daripada benda bukan hidup. Seorang lelaki masih hidup, batu tidak. Ia semudah itu! Walau bagaimanapun, para saintis dan ahli falsafah tidak percaya bahawa perbezaan sederhana seperti itu dapat dibatasi, maafkan hukuman. Mereka telah menghabiskan ribuan tahun untuk mencari tahu apa yang membuat kita hidup. Pikiran yang hebat, dari Aristoteles hingga Carl Sagan, telah memberikan penjelasan mereka - dan masih belum memberikan definisi yang akan memuaskan semua orang. Dalam pengertian harfiah, kita belum mempunyai "makna" dalam kehidupan.
Sekiranya ada, masalah mendefinisikan kehidupan menjadi semakin sukar sejak 100 tahun kebelakangan ini. Sehingga abad ke-19, salah satu idea umum adalah bahawa kehidupan menjadi animasi oleh "percikan hidup." Sudah tentu, idea ini telah kehilangan berat badan dalam akademik. Lebih banyak pendekatan saintifik berlaku. NASA, misalnya, menggambarkan kehidupan sebagai "sistem kimia mandiri yang mampu evolusi Darwin."
Tetapi percubaan NASA untuk menghancurkan hidup dengan satu penerangan mudah adalah salah satu daripada banyak perkara. Lebih dari 100 definisi kehidupan telah diusulkan, yang kebanyakannya berfokus pada segelintir sifat sederhana seperti replikasi dan metabolisme.
Untuk memburukkan lagi keadaan, para saintis dari pelbagai disiplin mempunyai idea yang berbeza mengenai apa yang diperlukan untuk menentukan sesuatu yang hidup. Ahli kimia mengatakan bahawa kehidupan dikurangkan menjadi molekul tertentu; ahli fizik membincangkan termodinamik.
Untuk memahami mengapa kehidupan begitu sukar untuk ditentukan, mari kita berjumpa dengan beberapa saintis yang berusaha untuk menentukan batas yang memisahkan hidup dari benda bukan hidup.
Virologi: mengkaji kawasan kelabu di sempadan kehidupan yang kita tahu
Di sekolah, anak-anak diajar untuk mengingat tujuh proses yang seharusnya menentukan kehidupan: pergerakan, pernafasan, kepekaan, pertumbuhan, pembiakan, perkumuhan dan pemakanan.
Video promosi:
Walaupun ini adalah permulaan yang berguna untuk menentukan kehidupan, ia tidak berhenti di situ. Ada banyak perkara yang dapat kita masukkan ke dalam kotak ini dan menyebutnya hidup. Beberapa kristal, protein berjangkit - prion, dan bahkan program komputer tertentu akan "hidup" jika kita meneruskan tujuh prinsip ini.
Contoh sempadan klasik adalah virus. "Mereka bukan sel, mereka tidak mempunyai metabolisme dan mereka tetap lengai hingga menemui sel, begitu banyak orang (termasuk banyak saintis) menyimpulkan bahawa virus tidak hidup," kata Patrick Forter, ahli mikrobiologi di Institut Pasteur. di Paris, Perancis.
Forter sendiri menganggap virus itu masih hidup, tetapi mengakui bahawa keputusannya bergantung pada tempat anda memutuskan untuk meletakkan titik tolak.
Walaupun virus kekurangan banyak perkara yang diperlukan untuk memasuki kelab kehidupan, mereka mempunyai maklumat yang dikodkan dalam DNA atau RNA. Ini adalah penanda kehidupan yang kuat yang dimiliki oleh setiap makhluk hidup di planet ini dan yang menunjukkan bahawa virus dapat berkembang dan berkembang biak - walaupun dengan memecahkan sel hidup yang terbuka dan menyerang mereka.
Fakta bahawa virus - seperti semua kehidupan yang kita ketahui - membawa DNA atau RNA telah menyebabkan beberapa orang berfikir bahawa virus harus berlaku di pohon kehidupan kita. Yang lain secara amnya mengatakan bahawa virus menyimpan rahsia penampilan kehidupan. Dan kemudian kehidupan tidak lagi kelihatan hitam dan putih dan menjadi ukuran yang agak kabur dengan sempadan yang tidak cukup hidup dan tidak cukup mati.
Beberapa saintis telah mengadopsi idea ini. Mereka mencirikan virus sebagai wujud "di sempadan antara kimia dan kehidupan." Dan ini menimbulkan persoalan yang menarik: bilakah kimia menjadi lebih banyak daripada jumlah bahagiannya?
Ahli kimia: mengkaji resipi kehidupan
"Kehidupan yang kita ketahui didasarkan pada polimer berasaskan karbon," kata Jeffrey Bada dari Scripps Institute of Oceanography di San Diego, California. Dari polimer ini - iaitu, asid nukleik (blok DNA), protein dan polisakarida - secara harfiah semua kepelbagaian kehidupan telah berkembang.
Bada adalah pelajar Stanley Miller, separuh daripada duo yang berada di belakang eksperimen Miller-Urey pada tahun 1950-an - salah satu eksperimen pertama untuk mengetahui bagaimana kehidupan muncul dari bahan kimia bukan hidup. Sejak itu dia kembali ke eksperimen terkenal ini dan menunjukkan lebih banyak molekul yang sesuai secara biologi yang terbentuk ketika elektrik disalurkan melalui campuran bahan kimia yang dipercayai ada di Bumi primitif.
Tetapi bahan kimia ini tidak hidup. Hanya apabila mereka mula melakukan beberapa perkara menarik seperti mengeluarkan atau membunuh satu sama lain, kita membenarkan mereka menghormati mereka. Apa yang diperlukan zat untuk membuat lompatan hidup? Bada mempunyai jawapan yang cukup menarik.
"Replikasi molekul maklumat yang tidak sempurna dapat menandakan asal usul kehidupan dan evolusi dan dengan demikian membawa peralihan ini dari kimia yang tidak hidup ke biokimia. Permulaan replikasi dan, khususnya, replikasi dengan kesalahan menandakan permulaan "keturunan" dengan kemampuan yang berbeza. Keturunan molekul ini kemudiannya dapat bersaing untuk bertahan hidup.
"Ini pada dasarnya evolusi Darwin pada tingkat molekul," kata Bada.
Bagi banyak ahli kimia, ternyata replikasi - proses yang hanya dapat dilakukan oleh virus dengan sel biologi - membantu menentukan kehidupan. Fakta bahawa molekul maklumat - DNA dan RNA - memberikan replikasi menunjukkan bahawa mereka juga merupakan ciri penting kehidupan.
Tetapi mencirikan kehidupan untuk bahan kimia khusus ini tidak membuka gambaran yang lebih besar. Kehidupan yang kita tahu mungkin memerlukan DNA atau RNA, tetapi bagaimana dengan kehidupan yang belum kita ketahui?
Ahli astrobiologi: memburu makhluk asing yang pelik
Menentukan sifat hidup makhluk asing tidak mudah. Ramai saintis, termasuk Charles Cockell dan rakan-rakannya di Pusat Astrobiologi di University of Edinburgh, menggunakan mikroorganisma yang dapat bertahan dalam keadaan ekstrem sebagai spesimen ujian kehidupan di luar bumi. Mereka percaya bahawa kehidupan di tempat lain boleh berada dalam keadaan yang sama sekali berbeza, tetapi kemungkinan besar akan mewarisi ciri utama kehidupan seperti yang kita ketahui dari Bumi.
"Tetapi kita harus menjaga pikiran kita terbuka untuk kemungkinan mengesan sesuatu yang benar-benar di luar definisi ini," kata Cockell.
Malah percubaan untuk menggunakan pengetahuan kita tentang kehidupan duniawi untuk mencari makhluk asing boleh membawa hasil yang beragam. NASA, misalnya, percaya akan melakukan tugas yang baik untuk menentukan kehidupan pada tahun 1976, ketika kapal angkasa Viking 1 berjaya mendarat di Marikh, dilengkapi dengan tiga eksperimen seumur hidup. Satu ujian, khususnya, menunjukkan bahawa ada kehidupan di Marikh: tahap karbon dioksida di tanah Martian tinggi, yang bermaksud bahawa mikroba hidup dan bernafas di dalamnya.
Tetapi karbon dioksida yang dilihat di Marikh sekarang banyak dijelaskan oleh fenomena reaksi kimia oksidatif bukan biologi yang kurang menarik.
Ahli astrobiologi telah belajar dari eksperimen ini dan mempersempit kriteria yang mereka gunakan untuk mencari makhluk asing - tetapi setakat ini, pencarian mereka tidak berjaya.
Walau bagaimanapun, ahli astrobiologi tidak boleh mempersempit kriteria pencarian mereka terlalu banyak. Sagan menganggap pencarian yang berpusat pada karbon untuk makhluk asing "karbon chauvinisme", percaya bahawa pendekatan seperti itu akan berpikiran sempit.
"Orang-orang menganggap bahawa makhluk asing itu berdasarkan silikon, atau menggunakan pelarut lain (bukan air)," kata Cockell. "Mereka bahkan bercakap mengenai organisma awan cerdas di luar bumi."
Pada tahun 2010, penemuan bakteria dengan DNA yang mengandungi arsenik dan bukan fosfor standard mengejutkan banyak ahli astrobiologi. Walaupun penemuan ini telah dipersoalkan lebih dari sekali sejak itu, banyak yang diam-diam berharap bahawa kehidupan tidak akan mengikuti peraturan klasik. Pada masa yang sama, sebilangan saintis mengusahakan bentuk kehidupan yang sama sekali tidak berasaskan kimia.
Ahli Teknologi: Membina Kehidupan Buatan
Suatu ketika dahulu, penciptaan kehidupan buatan sepenuhnya berada di bawah belas kasihan fiksyen ilmiah. Sekarang ia adalah cabang sains yang lengkap.
Buat masa ini, organisma baru di makmal dapat membuat biologi dengan hanya menyatukan bahagian-bahagian dari dua atau lebih bentuk kehidupan yang diketahui. Tetapi proses ini boleh menjadi lebih abstrak juga.
Sejak program komputer Tierra Thomas Ray cuba menunjukkan sintesis dan evolusi "bentuk kehidupan" digital pada tahun 1990-an, para saintis telah berusaha membuat program komputer yang benar-benar meniru kehidupan. Malah ada yang mula membuat robot dengan sifat seperti kehidupan.
"Idea umum adalah untuk memahami sifat penting semua sistem hidup, bukan hanya sistem hidup yang telah dijumpai di Bumi," kata pakar hidup buatan Mark Bedo dari Reed College di Portland, Oregon. "Ini adalah usaha untuk mengambil pandangan yang sangat luas tentang apa itu kehidupan, sementara biologi memusatkan perhatian pada bentuk kehidupan nyata yang kita kenal."
Sudah tentu, banyak penyelidik kehidupan buatan menggunakan semua yang kita tahu mengenai kehidupan di Bumi sebagai asas penyelidikan mereka. Bedo mengatakan para penyelidik menggunakan apa yang mereka sebut sebagai "model PMC" - program (misalnya, DNA), metabolisme, dan wadah (misalnya, dinding sel). "Penting untuk diperhatikan bahawa ini bukan definisi kehidupan secara umum, hanya definisi kehidupan kimia minimum," jelasnya.
Mengusahakan bentuk kehidupan bukan kimia, para saintis berusaha membuat perisian atau perkakasan versi komponen PMC.
"Pada dasarnya, saya tidak fikir hidup mempunyai definisi yang jelas, tetapi kita perlu berusaha untuk sesuatu," kata Steen Rasmussen, yang mengusahakan kehidupan buatan di University of Southern Denmark di Odense. Kumpulan di seluruh dunia telah mengerjakan komponen individu model PMC, mewujudkan sistem yang menunjukkan satu aspek atau aspek lain. Sejauh ini, tidak ada yang berjaya menyatukannya menjadi bentuk kehidupan sintetik yang berfungsi.
"Ini adalah proses top-down, membaris demi satu," jelasnya.
Penyelidikan kehidupan tiruan juga bermanfaat dalam skala yang lebih besar, mewujudkan kehidupan yang sama sekali asing bagi kita. Penyelidikan sedemikian membantu kita menyempurnakan pengetahuan kita tentang kehidupan. Tetapi masih terlalu awal untuk membincangkan hasilnya.
Ahli falsafah: berusaha menyelesaikan teka-teki kehidupan
Baiklah, walaupun mereka yang mencari - dan berusaha mencipta - kehidupan baru tidak bimbang tentang definisi sejagatnya, haruskah para saintis berhenti bimbang untuk mengurangkan semua definisi menjadi satu? Carol Cleland, seorang ahli falsafah di University of Colorado Boulder, berpendapat demikian. Sekurang-kurangnya untuk sementara waktu.
"Sekiranya anda berusaha menggeneralisasi mamalia menggunakan zebra, sifat mana yang akan anda pilih?" Dia bertanya. "Tentunya bukan payudaranya, kerana hanya separuh dari mereka. Jalur mereka kelihatan seperti pilihan yang jelas, tetapi itu hanyalah kebetulan. Ini bukan yang menjadikan mamalia zebra."
Sama juga dengan kehidupan. Mungkin perkara-perkara yang kita anggap penting sebenarnya hanya wujud dalam kehidupan di Bumi. Bagaimanapun, segala-galanya dari bakteria hingga singa berasal dari satu nenek moyang yang sama, yang bermaksud bahawa di alam semesta, kehidupan kita hanya satu titik dalam data.
Seperti yang dikatakan oleh Sagan: “Manusia cenderung untuk menentukan dari segi yang biasa. Tetapi kebenaran asas mungkin tidak biasa."
Sehingga kita telah menemui dan mengkaji bentuk kehidupan alternatif, kita tidak dapat mengetahui sifat-sifat yang penting bagi kehidupan kita yang benar-benar universal. Menciptakan kehidupan buatan mungkin menawarkan cara untuk meneroka bentuk kehidupan alternatif, tetapi, sekurang-kurangnya dalam jangka pendek, tidak sukar untuk membayangkan bagaimana kehidupan yang dicipta di komputer akan mempengaruhi kepercayaan kita mengenai sistem hidup.
Untuk menentukan kehidupan dengan lebih tepat, kita perlu mencari makhluk asing.
Ironinya adalah bahawa mencuba menentukan kehidupan sebelum kita menjumpainya dapat menjadikannya lebih sukar untuk mencarinya. Betapa tragisnya jika pada tahun 2020-an rover baru dilalui oleh orang Martian hanya kerana tidak mengenalinya sebagai makhluk hidup.
Mencari definisi hidup boleh menghalangi mencari kehidupan baru. Kita harus menjauhi konsep kita sekarang dan bersikap terbuka untuk menemui kehidupan, walaupun kita tidak atau tidak mengetahuinya.
ILYA KHEL
