Supponiamo che l'umanità abbia inviato una sonda di ricognizione su un pianeta lontano e abbia scoperto una sostanza non trovata sulla Terra. Cosa dovrebbe fare con lei? Analisi chimica? E se fosse vivo e l'analisi chimica lo ucciderà? Come scoprirlo?
Ora nella scienza ci sono un centinaio di definizioni di cosa sia la vita. E quando ci sono così tante definizioni, significa che gli scienziati stessi non capiscono appieno di cosa si tratta.
Molte definizioni si riferiscono a "proteine" e "cellule" che potrebbero non essere necessariamente presenti nella vita aliena. Inoltre, sembra che all'inizio della vita terrena fossero anche assenti (ma ne parleremo più avanti).
Se proviamo a prendere la parte comune da queste definizioni, si scopre che gli esseri viventi scambiano sostanze con l'ambiente (metabolismo), hanno la capacità di crescere, reagire alle condizioni esterne, riprodursi …
Controlliamo queste disposizioni.
Metabolismo. Questa è una proprietà di quasi tutti i processi chimici. Lo stesso fuoco di una candela, ad esempio, prende ossigeno dall'ambiente ed emette anidride carbonica, proprio come facciamo noi. Questo lo rende vivo?
Riproduzione. Anche un virus informatico si moltiplica.
Crescita. Anche i cristalli crescono. E facendo cadere la stessa candela, puoi accidentalmente "diffondere" il fuoco in tutta la stanza.
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Reazione a condizioni esterne. I cristalli di ghiaccio crescono più velocemente a basse temperature - reagiscono alle condizioni esterne.
Ciò significa che tutti questi segni - metabolismo, capacità di riprodursi e crescere, reagire all'ambiente esterno - non sono sufficienti.
Gli scienziati hanno integrato la definizione di vita con una nuova condizione: un essere vivente in fase di scambio crea sostanze più complesse.
Il cristallo cresce, il virus informatico si moltiplica, il fuoco crea sostanze complesse. Ma questa non è la vita!
Da un lato, la condizione è vera: l'intero insieme di proteine viventi (e ce ne sono milioni di diverse) è creato da venti amminoacidi dispari. D'altra parte, nella stessa fiamma di candela, vengono create in modo casuale sostanze molto complesse: antracene, fenantrene …
C'è, tuttavia, una differenza fondamentale.
Ciò che viene sintetizzato in una fiamma non è necessario per il fuoco, anche dannoso (dalla fuliggine, ad esempio, si spegne). Ma ciò che è sintetizzato in un organismo vivente serve per costruirlo, per aiutare nella stessa sintesi, per proteggerlo dall'ambiente esterno. Rimane, e poi può andare ai discendenti.
Questa condizione, che era chiamata "accumulo e trasmissione di informazioni", è oggi considerata la proprietà principale della vita. E il modo in cui queste informazioni vengono accumulate - dalla sintesi delle sostanze necessarie alla sopravvivenza, dal trasferimento di anticorpi, dagli istinti innati o dalla parola stampata (come ti capita ora) - questo è già secondario.
Come potrebbe diventare vivo l'inanimato?
Come è nata la vita? Ci sono molte risposte anche a questa domanda. "Portato dallo spazio", "piantato come un esperimento da una certa civiltà" - tali risposte sollevano solo di nuovo le stesse domande: come è nata allora la vita sul pianeta natale di questa certa civiltà?
Osservando il mondo vivente che ci circonda, è molto difficile immaginare che tutta questa complessità e diversità possa in qualche modo sorgere da sole. E se assumiamo che in alcuni tempi antichi tutti gli esseri viventi fossero rappresentati da un solo tipo di vita?
Ora i geologi trovano una moltitudine di pietre stratificate, stromatoliti, che sono formate da colonie perenni di cianobatteri. Quindi, la più vecchia di queste pietre ha tre miliardi e mezzo di anni. Non si conoscono più tracce dell'attività degli esseri viventi di quel tempo. Cioè, sembra che gli unici che allora vivevano sulla Terra fossero i cianobatteri.
Stromatoliti.
Ma anche un batterio è già un organismo molto complesso. In esso vengono sintetizzate molte proteine diverse, le informazioni ereditarie vengono memorizzate nel DNA e l'RNA (acido ribonucleico) viene utilizzato per la trasmissione e il trasporto. Potrebbe essere che tutte queste sostanze siano apparse all'improvviso per caso e combinate insieme?
I cianobatteri.
Gli scienziati hanno recentemente scoperto che esistono reazioni biochimiche per le quali le proteine non sono necessarie. Queste reazioni possono procedere con la partecipazione del solo RNA, i cosiddetti ribozimi.
Immaginiamo un tale organismo vivente. Assomiglia soprattutto a una goccia con una soluzione di acidi nucleici all'interno. Alcune molecole immagazzinano informazioni ereditarie, mentre altre sintetizzano nuovi RNA. Altri ancora formano una conchiglia.
Come avvengono la nutrizione e la riproduzione in un tale organismo? Le molecole adatte dall'ambiente esterno si accoppiano con le molecole del guscio e vengono trascinate verso l'interno. Internamente, si accoppiano con catene di RNA "lunghe" preesistenti allo stesso modo. Naturalmente, perché una nuova catena si leghi mediante legami chimici, ci vuole molto tempo, o una temperatura elevata a breve termine, o l'aiuto di un altro RNA-ribozima.
Molecola di RNA al microscopio elettronico.
Ma il compito principale è per lo meno soddisfatto: una tale goccia di soluzione può già accumulare e trasmettere informazioni utili, cioè già vive.
Cosa fa combinare le giuste molecole?
Incidente?
Teoria linguistica della vita
Quindi, abbiamo scoperto che la vita nasce come risultato della combinazione di elementi inanimati e la sua caratteristica principale è la capacità di memorizzare e trasmettere informazioni.
E ora - attenzione. C'è un fenomeno che si comporta allo stesso modo, anche se non lo consideriamo vivo. È vero, spesso chiamiamo questo fenomeno "vivente", ma in senso figurato. Cos'è questo fenomeno? Dai un'occhiata alla foto.
Prova a leggere cosa c'è scritto qui. Niente di scritto! Sono solo lettere e non ha senso nella loro accumulazione casuale. Possiamo dire che questa raccolta di lettere è "morta".
E ora le stesse lettere sono collegate in un ordine specifico:
Prova a leggere cosa c'è scritto qui. Niente di scritto! Sono solo lettere e non ha senso nella loro accumulazione casuale. Possiamo dire che questa raccolta di lettere è "morta".
E ora le stesse lettere sono collegate in un ordine specifico:
Hai indovinato quale fenomeno ha le stesse proprietà della vita? Lingua! La lingua ordinaria in cui parliamo, pensiamo, leggiamo e scriviamo. E anche a volte lo chiamiamo "vivo":
Accumula e trasmette informazioni e il significato (vita) sorge in esso come risultato della combinazione di elementi privi di significato (non viventi) …
E non è tutto! Una lingua è capace di “crescere” (il numero di parole e significati in essa aumenta), di “moltiplicarsi” (formando dialetti, avverbi, gerghi, gerghi, generi letterari) e di creare “sostanze complesse” (azioni umane).
E infine: molti poeti e filosofi sostengono seriamente che non siamo noi che "parliamo con la lingua", ma quella lingua "parla con noi". Cioè, non abbiamo una lingua, ma abbiamo una lingua.
Cioè, la lingua usa le persone come strumento e terreno fertile. Pronunciamo suoni per lui e scriviamo lettere, e la lingua stessa mette pensieri per queste parole e lettere nelle nostre teste …
E se il linguaggio non usasse persone, ma, ad esempio, molecole come "personale di servizio"? Anche se - fermati, fermati …
Li usa, ne abbiamo appena letto! È proprio come risultato dell'uso di basi azotate per la formazione delle parole - il DNA, che la vita è nata sulla Terra!.. Si scopre che filosofi e poeti hanno ragione. La lingua ha creato le persone.
Da vivente a senza vita e ritorno
Per l'emergere della vita sono necessari il metabolismo e la sintesi delle sostanze. Quando questi processi si interrompono, si ritiene che anche la vita si sia fermata. Questa risoluzione è sempre definitiva?
Rana verde.
Prendiamo una normale rana verde. Spesso vanno in letargo nello stesso luogo in cui vivono, in fondo allo stagno. Quando arriva l'inverno e il serbatoio si congela, le rane spesso si congelano con esso. Il loro cuore non batte, non c'è respiro e il loro metabolismo è praticamente assente. La vita è finita?
No, si è fermato per un po '. Vale la pena riscaldare una rana del genere, si muoverà, prenderà vita. Il tritone salamandra siberiano congela ogni inverno e può trascorrere fino a novanta anni (e forse di più) in questo stato.
Tritone salamandra siberiano.
Noi stessi e le molte creature intorno a noi siamo organismi multicellulari. Si ritiene che tali organismi abbiano individualità, capacità di ricordare e acquisire esperienza. Cosa succede se tutte le connessioni tra le celle vengono interrotte? Cosa accadrà a un individuo?
Una semplice creatura multicellulare, l'idra, è stata addestrata a difendersi, a ritrarre i suoi tentacoli in risposta a un lampo di luce. L'idra è stata quindi strofinata delicatamente attraverso una garza, rompendo il suo corpo in singole cellule. L'idra e le cellule di spugna sono in grado di riunirsi dopo un'operazione del genere. Si è scoperto che l'idra riunita ricordava ciò che aveva appreso e ha anche tirato dentro i tentacoli.
Hydra (a sinistra) e un verme planario.
Nei vermi planari, le cellule non sono in grado di fondersi dopo la separazione, ma una planaria può assorbire le cellule da un'altra. Si scopre che in questo modo viene trasmessa anche l'esperienza. Cioè, dopo aver insegnato qualcosa a una planaria, e poi dandole un pezzo a un altro, puoi trasferire ciò che hai imparato in questo modo. (Questo non significa che anche tu, dopo aver mangiato un insegnante di matematica, imparerai il teorema di Pitagora: la nostra digestione e la nostra memoria sono organizzate in modo diverso.)
È possibile creare la vita da soli dalle parti costitutive? Si scopre che puoi. L'estate scorsa, un gruppo di scienziati ha creato il DNA da zero, lo ha nascosto in un guscio, riempito questo guscio di ribosomi e tutto il necessario - e un nuovo batterio che non era mai esistito prima ha iniziato a vivere, nutrirsi e dividersi.
Un altro gruppo di scienziati ha già imparato a sostituire le "lettere dell'alfabeto" del DNA - basi azotate - con altre completamente nuove.
Gli scienziati sognano che i nuovi organismi che hanno creato saranno in grado di vivere su altri pianeti in condizioni completamente diverse. Chissà, forse diventeremo la stessa civiltà che semina la vita su altri pianeti …
