|
|
|||
|
БІОСИСТЕМИ. БІОСФЕРА
ЕКОСИСТЕМИ. ПОПУЛЯЦІЇ
ОРГАНІЗМИ У ДОВКІЛЛІ
ЛЮДСТВО ТА ЙОГО ДОЛЯ
|
|||
|
II-11. (доповнення) Що таке життя? |
|||
II-11. (доповнення) Що таке життя?
Життя — це не пошук себе. Життя полягає в тому, щоб створити себе.
Джордж Бернард Шоу
Представникам точних наук здається неможливим, що в біології ключові поняття не мають однозначних визначень. До їх числа відносяться поняття «вид», «організм», «адаптація», «екологічна ніша», «еволюція» та інші, зокрема «життя». Питання про сутність життя належить до числа вічних і таких, що не мають вичерпної відповіді. Деякі з визначень життя є швидше афоризмами (але, на погляд авторів цього підручника, — геніальними афоризмами):
— «життям ми називаємо будь-яке харчування, ріст і занепад тіла, які мають підставу в самих собі» (Арістотель);
— «життя — це експансія» (Андрій Дмитрович Сахаров, радянський фізик, співтворець водневої бомби).
Розповсюджений підхід до розробки визначення життя полягає в пошуку найхарактерніших особливостей відомих нам живих систем. Наприклад, Фрідріх Енгельс, класик «наукового комунізму», у XIX столітті сформулював відоме визначення, яке цілком відповідало тогочасному рівню знань. «Життя є спосіб існування білкових тіл, суттєвим моментом якого є постійний обмін речовин із зовнішньою природою».
Сучасним уявленням більше відповідають такі визначення:
— живими називаються системи, які мають у своєму складі нуклеїнові кислоти та білки та здатні самі синтезувати ці речовини;
— живими називаються системи, які мають генотип, записаний у нуклеїнових кислотах.
Першому з цих визначень не відповідають віруси та віроїди, а й першому, і другому — пріони, якщо вважати їх живими системами. А раптом можливе життя на іншій хімічній основі, ніж та, що нам відома? Незрозуміло, чи придатні ці визначення для біологічних систем на ранніх етапах виникнення життя і позаземних живих систем, організація яких нам невідома.
Можна дати ще чимало інших визначень життя. Вони будуть краще чи гірше вказувати на якусь особливість біосистем, але водночас торкатимуться її окремих, не основних якостей, до того ж можуть мати чимало винятків. Серед ознак живих систем немає жодної, за якою можна було б чітко розмежувати живу й неживу природу.
Наприклад, суміш білків і нуклеїнових кислот не є живою. Здійснення у хімічному реакторі будь-якої з реакцій, що йдуть у клітині (чи навіть усього їх комплексу), не зробить цей реактор живим. Процеси у звичайній калюжі або у полум'ї свічки мають багато спільного з обміном речовин в організмі. Померлий організм має характерну структуру, є результатом онто– і філогенезу, навіть здійснює певний обмін речовин, але все ж не є живим. Відтворювати собі подібних здатні не тільки живі організми, але також ядра кристалізації солі в її насиченому розчині та комп'ютерні віруси в операційній системі персонального комп'ютера.
Те, що біологічні віруси (і тим більше віроїди та пріони, тобто інфекційні агенти, що складаються з однієї-єдиної молекули нуклеїнової кислоти або білка) традиційно розглядаються як частина живої природи, суттєво ускладнює розмежування живого і неживого. У клітинах інших організмів віруси виявляють багато властивостей живого, але поза клітинами вони позбавлені цих властивостей. Логічно було б розглядати віруси, віроїди та пріони як молекулярно-генетичні інфекційні системи й не вважати їх живими. Життя при цьому було б пов'язане з клітинами – структурами, які мають цілий комплекс спільних рис. Однак такому рішенню суперечить не тільки наукова традиція, але й наявність форм життя, які мають перехідний між вірусами та клітинами характер (дуже складних вірусів і дуже простих бактерій).
Найзагальніший підхід до пошуку визначення життя пов’язаний із термодинамічними властивостями живих систем. Насамперед із тим, що живі організми є дисипативними структурами (лат. dissipatio — розсіювання), які збільшують власну впорядкованість внаслідок росту невпорядкованості довкілля. Відповідно до цього, ми пропонуємо наступне визначення феномену життя.
Життя — це підтримка та відтворення характерних високовпорядкованих структур, які вдосконалюються внаслідок добору на ефективність відтворення та здійснюються відповідно до внутрішньої програми завдяки зовнішнім джерелам речовини й енергії.
Зверніть увагу: наведене визначення у певному сенсі наслідує афористичні визначення Арістотеля та Сахарова і поєднує їх підходи. У цьому визначенні акцент зроблено на особливостях структури (але без їхньої деталізації: ми не знаємо, з якими структурами може, а з якими не може бути пов’язане життя), наявності внутрішньої програми (без конкретизації, завдяки яким речовинам і як саме вона функціонує), здатності до еволюції внаслідок добору на відтворюваність, а також використання речовини й енергії. Погодившись із таким визначенням життя, можна зрозуміти, чому до живих систем можна віднести молекулярно-генетичні інфекційні системи, для яких не характерне життя в тих його проявах на організмовому рівні, які нам відомі. Суттєвою особливістю цих систем є їхня здатність до еволюції. Яким простим є вірус, але він — результат вироблення адаптацій, що залежать від особливостей середовища і результатів взаємодії з ним цієї молекулярно-генетичної системи. Щоб пояснити вірус, необхідно розглянути всю його попередню історію, і, з усім тим, його не можна буде вичерпно, детерміновано передбачити.
На відміну від цього, штучне життя, коли воно буде створене у лабораторії, піддаватиметься детермінованому опису. Воно матиме такі властивості, які, в залежності від тих чи інших закономірностей, вважатимуть за необхідне надати йому його творці.