Mulți dintre noi nu trebuie să gândească prea mult pentru a distinge viețuitoarele de cele non-vii. Un om este viu, o piatră nu. Este atat de simplu! Cu toate acestea, oamenii de știință și filozofii nu cred că o distincție atât de simplă poate fi limitată, iartă jocul de cuvinte. Au petrecut mii de ani încercând să-și dea seama ce ne face să trăim. Mințile minunate, de la Aristotel la Carl Sagan, și-au oferit explicațiile - și totuși nu au venit cu o definiție care să-i satisfacă pe toți. În sens literal, nu avem încă un „sens” în viață.
Dacă este ceva, problema definirii vieții a devenit și mai dificilă în ultimii 100 de ani sau cam așa ceva. Până în secolul al XIX-lea, una dintre ideile comune era aceea că viața devine animată prin „scânteia vieții”. Acum, desigur, această idee și-a pierdut din greutate în mediul academic. Mai multe abordări științifice și-au luat locul. NASA, de exemplu, descrie viața ca „un sistem chimic autosustenabil capabil de evoluție darwiniană”.
Dar încercarea NASA de a zdrobi viața cu o descriere simplă este doar una dintre multe. Au fost propuse peste 100 de definiții ale vieții, dintre care cele mai multe se concentrează pe o mână de atribute simple, cum ar fi replicarea și metabolismul.
Pentru a înrăutăți lucrurile, oamenii de știință din diferite discipline au idei diferite despre ceea ce este necesar pentru a defini ceva viu. Chimiștii spun că viața se reduce la anumite molecule; fizicienii discută despre termodinamică.
Pentru a înțelege de ce viața este atât de dificil de definit, să ne întâlnim cu unii dintre oamenii de știință care lucrează pentru a defini limitele care separă viața de lucrurile nevii.
Virologi: studiind zona gri de la granițele vieții pe care o cunoaștem
În școli, copiii sunt învățați să-și amintească șapte procese care presupun că determină viața: mișcare, respirație, sensibilitate, creștere, reproducere, excreție și nutriție.
Video promotional:
Deși acesta este un început util pentru definirea vieții, nu se oprește aici. Există multe lucruri pe care le-am putea încadra în această cutie și le putem numi vii. Unele cristale, proteine infecțioase - prioni și chiar anumite programe de calculator vor fi „vii” dacă plecăm de la aceste șapte principii.
Exemplul limită clasic este virusul. „Nu sunt celule, nu au metabolism și rămân inerte până când întâlnesc celule, așa că mulți oameni (inclusiv mulți oameni de știință) ajung la concluzia că virușii nu trăiesc”, spune Patrick Forter, microbiolog la Institutul Pasteur. în Paris, Franța.
Forter însuși consideră că virușii sunt în viață, dar recunoaște că decizia depinde de locul în care decideți să puneți punctul limită.
În timp ce virușilor le lipsesc multe dintre lucrurile necesare pentru a intra în clubul vieții, ele au informații codificate în ADN sau ARN. Acesta este un puternic marker de viață pe care îl are orice creatură vie de pe planetă, ceea ce indică faptul că virușii pot evolua și se pot multiplica - deși prin ruperea celulelor vii deschise și invadarea lor.
Faptul că virușii - ca toată viața pe care o știm - poartă ADN sau ARN i-a determinat pe unii să creadă că virușii ar trebui să ia un loc în arborele nostru al vieții. Alții au spus în general că virușii păstrează secrete ale înfățișării vieții. Și atunci viața încetează să pară alb-negru și devine mai degrabă o dimensiune vagă, cu limite nu chiar vii și nu chiar moarte.
Unii oameni de știință au adoptat această idee. Ei caracterizează virușii ca fiind „la granița dintre chimie și viață”. Și acest lucru ridică o întrebare interesantă: când a devenit chimia mai mult decât suma părților sale?
Chimiști: studiază rețeta vieții
„Viața pe care o cunoaștem se bazează pe polimeri pe bază de carbon”, spune Jeffrey Bada de la Institutul de Oceanografie Scripps din San Diego, California. Din acești polimeri - și anume acizii nucleici (elementele de bază ale ADN-ului), proteinele și polizaharidele - a crescut literalmente toată diversitatea vieții.
Bada a fost student al lui Stanley Miller, o jumătate a duo-ului care a fost în spatele experimentului Miller-Urey în anii 1950, unul dintre primele experimente care au dat seama cum a apărut viața din substanțele chimice non-vii. De atunci s-a întors la acest faimos experiment și a demonstrat o gamă și mai mare de molecule adecvate din punct de vedere biologic care se formează atunci când electricitatea este trecută printr-un amestec de substanțe chimice despre care se crede că a existat pe Pământul primitiv.
Dar aceste substanțe chimice nu sunt vii. Abia atunci când încep să facă unele lucruri interesante, cum ar fi excretarea sau uciderea reciprocă, le permitem această onoare. Ce este necesar pentru ca substanțele să facă saltul la viață? Bada are un răspuns destul de interesant.
„O replicare imperfectă a moleculelor informaționale ar putea anunța originea vieții și a evoluției și, astfel, ar putea duce la această tranziție de la chimia non-vie la biochimie. Începutul replicării și, în special, replicarea cu erori a marcat începutul „descendenților” cu abilități diferite. Acești descendenți moleculari ar putea începe apoi să concureze între ei pentru supraviețuire.
„Aceasta este în esență evoluția darwinistă la nivel molecular”, spune Bada.
Pentru mulți chimiști, se dovedește că replicarea - un proces pe care virușii îl pot face numai cu celule biologice - ajută la definirea vieții. Faptul că moleculele informaționale - ADN și ARN - oferă replicare sugerează că acestea sunt, de asemenea, o caracteristică esențială a vieții.
Dar caracterizarea vieții pentru aceste substanțe chimice specifice nu deschide imaginea de ansamblu. Viața pe care o cunoaștem poate avea nevoie de ADN sau ARN, dar ce zici de viața pe care încă nu o cunoaștem?
Astrobiologi: vânătoare de extratereștri ciudați
Determinarea naturii vieții străine nu este ușoară. Mulți oameni de știință, inclusiv Charles Cockell și colegii de la Centrul de Astrobiologie de la Universitatea din Edinburgh, folosesc microorganisme care pot supraviețui în condiții extreme ca specimene de testare a vieții extraterestre. Ei cred că viața în altă parte ar putea fi în condiții complet diferite, dar cel mai probabil va moșteni caracteristicile cheie ale vieții așa cum știm de pe Pământ.
„Dar trebuie să ne menținem mintea deschisă asupra posibilității de a detecta ceva care este complet în afara acestei definiții”, spune Cockell.
Chiar și încercările de a folosi cunoștințele noastre despre viața pământească pentru a încerca să găsim extratereștri pot duce la rezultate mixte. NASA, de exemplu, credea că va face o treabă bună de a defini viața în 1976, când nava spațială Viking 1 a aterizat cu succes pe Marte, echipată cu trei experimente pe viață. Un test, în special, a arătat că există viață pe Marte: nivelul de dioxid de carbon din solul marțian era ridicat, ceea ce înseamnă că microbii trăiau și respirau în el.
Dar dioxidul de carbon observat pe Marte este acum explicat universal de fenomenul mult mai puțin interesant al reacțiilor chimice oxidative nonbiologice.
Astrobiologii au învățat din aceste experimente și au restrâns criteriile pe care le folosesc pentru a găsi extratereștri - dar până acum, căutarea lor nu a reușit.
Cu toate acestea, astrobiologii nu ar trebui să-și restrângă prea mult criteriile de căutare. Sagan a considerat căutarea centrată pe carbon a extratereștrilor „șovinismul carbonului”, considerând că o astfel de abordare ar fi foarte îngustă.
„Oamenii au presupus că extratereștrii ar putea avea la bază siliciu sau ar putea folosi alți solvenți (nu apă)”, spune Cockell. „Au vorbit chiar despre organisme inteligente extraterestre din nori”.
În 2010, descoperirea bacteriilor cu ADN care conțin arsenic în loc de fosfor standard a uimit mulți astrobiologi. Deși această constatare a fost pusă la îndoială de mai multe ori de atunci, mulți speră în liniște că viața nu va urma regulile clasice. În același timp, unii oameni de știință lucrează la forme de viață care nu se bazează deloc pe chimie.
Tehnologi: construiți viață artificială
A fost odată, crearea vieții artificiale a fost în întregime la mila științifico-fantasticului. Acum este o ramură deplină a științei.
Deocamdată, noile organisme din laborator pot crea biologii prin simpla împărțire a unor părți din două sau mai multe forme de viață cunoscute. Dar acest proces poate fi mai abstract.
De când programul de computer Tierra al lui Thomas Ray a încercat să demonstreze sinteza și evoluția „formelor de viață” digitale în anii 1990, oamenii de știință au încercat să creeze programe de calculator care să imite cu adevărat viața. Unii încep chiar să creeze roboți cu trăsături asemănătoare vieții.
„Ideea generală este să înțelegem proprietățile esențiale ale tuturor sistemelor vii, nu doar ale sistemelor vii care au fost găsite pe Pământ”, spune expertul în viață artificială Mark Bedo de la Reed College din Portland, Oregon. Aceasta este o încercare de a lua o viziune foarte largă a ceea ce este viața, în timp ce biologia se concentrează pe formele vieții reale cu care suntem familiarizați.
Desigur, mulți cercetători în viața artificială folosesc tot ceea ce știm despre viața pe Pământ ca bază pentru cercetarea lor. Bedo spune că cercetătorii folosesc ceea ce ei numesc un „model PMC” - programe (de exemplu, ADN), metabolism și un container (de exemplu, pereții celulari). „Este important de reținut că aceasta nu este o definiție a vieții în general, ci doar o definiție a vieții chimice minime”, explică el.
Lucrând la forme de viață non-chimice, oamenii de știință încearcă să creeze versiuni software sau hardware ale componentelor PMC.
„Practic, nu cred că viața are o definiție clară, dar trebuie să ne străduim să obținem ceva”, spune Steen Rasmussen, care lucrează la viața artificială la Universitatea din sudul Danemarcei din Odense. Grupuri din întreaga lume au lucrat la componente individuale ale modelului PMC, creând sisteme care demonstrează un aspect sau altul al acestuia. Până acum, nimeni nu a reușit să pună totul împreună într-o formă funcțională a vieții sintetice.
"Este un proces de sus în jos, alinierea bucată cu bucată", explică el.
Cercetarea vieții artificiale poate fi, de asemenea, benefică pe o scară mai mare, creând o viață care ne este complet străină. O astfel de cercetare ne ajută să ne rafinăm cunoștințele despre viață. Dar este prea devreme pentru a vorbi despre rezultate.
Filozofi: încercarea de a rezolva enigma vieții
Ei bine, chiar dacă cei care caută - și încearcă să creeze - o nouă viață nu sunt îngrijorați de definiția sa universală, oamenii de știință ar trebui să nu se mai îngrijoreze de reducerea tuturor definițiilor la una? Carol Cleland, filozof la Universitatea Colorado din Boulder, crede asta. Cel puțin pentru o vreme.
„Dacă încercați să generalizați mamiferele folosind o zebră, ce trăsătură ați alege?” Întreabă ea. „Cu siguranță nu sânii ei, deoarece doar jumătate îi au. Dungile lor par o alegere evidentă, dar sunt doar o coincidență. Nu asta face ca mamiferele zebrelor să fie.
La fel e și cu viața. Poate că lucrurile pe care le credem importante sunt într-adevăr doar viața de pe Pământ. La urma urmei, totul, de la bacterii la lei, provenea dintr-un strămoș comun, ceea ce înseamnă că în univers viața noastră este doar un punct din date.
Așa cum spunea Sagan: „Omul tinde să definească în termeni de familiar. Dar este posibil ca adevărurile fundamentale să nu fie familiare”.
Până când nu am descoperit și am studiat forme de viață alternative, nu putem ști ce trăsături importante pentru viața noastră sunt cu adevărat universale. Realizarea vieții artificiale poate oferi o modalitate de a explora forme de viață alternative, dar cel puțin pe termen scurt, nu este greu să ne imaginăm cum orice viață creată pe un computer ar afecta credințele noastre despre sistemele vii.
Pentru a defini viața mai precis, trebuie să găsim extratereștri.
Ironia este că încercarea de a defini viața înainte să o găsim poate face mai dificilă găsirea lor. Cât de tragic va fi dacă în anii 2020 un nou rover trece pe lângă un marțian pur și simplu pentru că nu îl recunoaște ca ființă vie.
Găsirea unei definiții a vieții poate împiedica găsirea unei vieți noi. Trebuie să ne îndepărtăm de conceptul nostru actual și să fim deschiși spre descoperirea vieții, chiar dacă nu o știm sau nu o cunoaștem.
ILYA KHEL
