Cos'è la vita? È difficile dare una definizione esatta della vita, ma tutti possono distinguere accuratamente tra vivente e non vivente. Vale a dire, un prezzo diverso è dato per un cavallo vivo e uno morto.
In effetti, intuitivamente capiamo cosa è vivo e cosa è morto, ma di regola troviamo difficile formulare con precisione la differenza. Sono noti molti tentativi di dare una definizione, una definizione del concetto di "vita", ma risultano tutti imperfetti. Pertanto, una persona intelligente generalmente rifiuta di definire, sostituendolo con una tautologia. Vivere è vivere, ciò in cui c'è vita, cioè disposto come vivere.
Ad esempio, la vita è ciò che ci rende legati a piccoli batteri, piante e balene giganti. La vita è un movimento costante e imprevedibile. La vita è qualcosa che può nascere e morire….
Tutti gli organismi viventi sono costituiti da molecole. Inoltre, ciascuna delle molecole non è viva da sola. Quindi, la molecola d'acqua che si trova all'interno della cellula muscolare è la stessa della molecola d'acqua in un bicchiere di tè. Ma, unendosi, molecole di un'ampia varietà di sostanze possono formare, ad esempio, una cellula muscolare, che ha la capacità di contrarsi e rispondere ai cambiamenti dell'ambiente, in una parola, di vivere.
Chiamiamo miracolo ciò che non possiamo spiegare. Pertanto, la transizione apparentemente impercettibile da molecole non viventi a un organismo vivente è spesso chiamata il miracolo della vita. D'altronde forse noi stessi mistifichiamo quello che vediamo, ma tutto è molto più semplice …
"La vita è un modo di esistenza dei corpi proteici, un punto essenziale del quale è un costante scambio di sostanze con la natura esterna che li circonda, e con la fine di questo metabolismo, anche la vita si ferma, il che porta alla decomposizione delle proteine". Questa definizione è stata data da Friedrich Engels e relativamente di recente è stata molto popolare tra noi. Beh, non è una cattiva definizione. Ma è abbastanza?
Lo stesso Engels non la pensava così. Per lui il metabolismo è solo un essenziale, ma non l'unico criterio di vita. Può anche essere inerente a un oggetto inanimato. Supponiamo di avere due scatole opache con fori "all'ingresso" e "all'uscita". Cosa c'è dentro - non lo sappiamo. Tuttavia, possiamo misurare lo stato dell'aria all'ingresso e all'uscita. Le misurazioni hanno dimostrato che in entrambi i casi si ha una carenza di ossigeno, una maggiore concentrazione di anidride carbonica e vapore acqueo.
Misuriamo la temperatura e vediamo che l'aria in uscita è più calda che in ingresso. Abbiamo il diritto di concludere che ogni scatola contiene un sistema in grado di scambiare sostanze con l'ambiente. Apriamo le scatole e ciò che vediamo … in una di esse c'è un topo vivo e nell'altra una candela accesa. Il criterio del metabolismo non funziona qui, non consente di distinguere il vivente dal non vivente, di distinguere il processo di combustione dal processo di respirazione.
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Se interrompiamo la fornitura d'aria, il topo muore. Ma anche un organismo morto può scambiare sostanze con l'ambiente. Questa, in particolare, è la base per la formazione dei fossili: i resti di animali e piante nello strato roccioso conferiscono all'ambiente materia organica, mentre i minerali prendono il loro posto. In particolare, gli alberi pietrificati sono sorprendenti: esternamente preservano la struttura del legno nei minimi dettagli, ma è stato sostituito milioni di anni fa da silice e ossidi di ferro.
Quale conclusione si può trarre qui? Il metabolismo è una condizione necessaria se parliamo di uno stato di vita. Tuttavia, il metabolismo da solo non è sufficiente per definire la vita! Serve qualcos'altro.
Proviamo di nuovo. Primo, la vita è attiva. La vita funziona. Anche se è “in passivo”, si adatta alle condizioni (cioè “soffre”: la “sofferenza” in Aristotele è una categoria di sottomissione, una categoria opposta all'azione: actio - passio), la componente attiva è comunque conservata, un atto autonomo, per così dire, “da me stesso e per me stesso . Tale attività avviene necessariamente con il dispendio di energia nel sistema: per vivere si consuma energia! In secondo luogo, la vita è il mantenimento e la riproduzione di un ordine sempre concreto, una struttura definita e specifica. Specificamente specifico. Questo è ciò per cui l'energia viene spesa e l'energia per cui viene spesa!
Cos'è la riproduzione attiva? Questo è un processo in cui il sistema si riproduce e mantiene la sua integrità, utilizzando elementi dell'ambiente di ordine inferiore. Un processo passivo di questo tipo non è affatto un segno di vita. L'uccello riproduce i suoi nidi ogni anno, il castoro costruisce una diga, ma né il nido né la diga possono essere considerati oggetti viventi, a differenza dei loro costruttori. In generale, è improbabile che un uccello possa essere ottenuto, riprodotto da un nido, un castoro - da una diga e un Bigfoot - dalle sue tracce …
Inoltre sul dispendio di energia. Per quale motivo questa è una condizione necessaria per definire la vita? Perché consente di distinguere gli esseri viventi da altre strutture autoriproducenti, ad esempio un cristallo.
Già nel XVIII secolo furono tracciate analogie tra la crescita degli organismi e la crescita dei cristalli. Ogni cristallo, infatti, ha una sua struttura specifica, che nasce spontaneamente. Il cloruro di sodio cristallizza sotto forma di un cubo, carbonio (diamante) - sotto forma di un ottaedro. I grappoli, gli incroci di cristalli sono a volte sorprendentemente simili alle strutture della natura vivente. Ricordiamo i motivi gelidi sui vetri delle finestre. A volte assomigliano a foglie di felci e altre piante strane a tal punto da sembrare più reali di quelle reali. Anche i metalli formano tali strutture. I metallurgisti di tutto il mondo conoscono bene il cosiddetto "albero di Chernov". Durante la fusione di prodotti in metallo, possono formarsi lacune, gusci, come li chiamano gli esperti. E a volte i cristalli di ferro crescono insieme in tali gusci: questo è molto simile a una pianta ben nota.
Eppure, le analogie tra motivi gelidi e foglie di felce sono fuorvianti. Sebbene queste strutture siano esternamente simili, i processi della loro formazione sono diametralmente opposti energeticamente. Un cristallo è un sistema con un minimo di energia libera. Cosa significa? Ciò significa che durante la cristallizzazione, l'energia viene rilasciata sotto forma di calore. Ad esempio, quando si verifica un chilogrammo di "modelli gelidi", dovrebbero essere rilasciate 619 kcal di calore.
La stessa quantità di energia deve essere spesa per la distruzione di questa struttura. Le foglie di felce, d'altra parte, assorbono l'energia dei raggi del sole quando sorgono e crescono. Distruggendo questa struttura, possiamo recuperare l'energia. In effetti, lo facciamo, ad esempio, bruciando carbone, che si è formato dai resti di felci giganti dell'era paleozoica, o semplicemente crogiolandosi attorno a un normale fuoco. E il punto qui non è nello stesso motivo a foglia, che esternamente unisce la felce della foresta e il motivo sul vetro.
Un lastrone di ghiaccio informe della stessa massa richiederà la stessa quantità di energia per sciogliersi ed evaporare. E per la formazione della complessità esterna di una foglia di pianta si consuma energia, trascurabile rispetto a quella che si conserva nella materia organica.
Ma per quanto riguarda la somiglianza esterna? Il punto è questo. Sia le foglie di felce che i motivi gelidi hanno la superficie massima per un dato volume. Per una felce (e qualsiasi altra pianta) questo è necessario, perché la respirazione e l'assimilazione dell'anidride carbonica attraversano la superficie delle foglie. Nei casi in cui è necessario ridurre il consumo di acqua per l'evaporazione, le piante, come i cactus, assumono una forma sferica con una superficie minima. Ma questo deve essere pagato con una diminuzione del tasso di assimilazione di CO2 e, di conseguenza, un rallentamento della crescita.
Il vapore acqueo, cristallizzando sul vetro freddo, forma anche una struttura con una superficie massima, perché il tasso di perdita di energia libera in questo caso è massimo (i cristalli crescono dalla superficie). Quindi le analogie tra cristalli e organismi viventi non hanno alcun significato essenziale, per così dire. Il liquido, che viene espulso dal recipiente a gravità zero, assume la forma di una palla (energia di tensione superficiale minima). Ma questo difficilmente può significare che le leggi del cosmo siano simili alle regole del gioco con le palle al tavolo da biliardo!
In tutta onestà, va notato che le forme cristalline non sono estranee alla vita. Molte persone conoscono zanzare millepiedi grandi e completamente innocue con arti lunghi e fragili. Le loro larve vivono in un terreno umido, nutrendosi di detriti vegetali in decomposizione. Tra loro ci sono individui dipinti di blu con una tinta iridescente. Sembrano letargici e in realtà sono malati, infettati dal cosiddetto virus arcobaleno. Nell'emolinfa di tali larve al microscopio si possono trovare cristalli di straordinaria bellezza, iridescenti come zaffiri.
Questi cristalli sono composti da particelle virali - virioni. Quando la larva muore, entra nel terreno per essere inghiottita dalle larve di una nuova generazione di zanzare. A proposito, tali cristalli sono formati da molti virus e non solo da virus di insetti. Ma è essenziale che questa sia proprio la forma inattiva dell'esistenza del virus, in contrasto con quella attiva, vivente. Sotto forma di cristallo, il virus non si moltiplica, ma solo in questo modo attraversa i suoi "tempi difficili". Il famoso fisico Erwin Schrödinger chiamò il cromosoma "cristallo aperiodico". In effetti, la sostanza nucleare della cellula durante il periodo di divisione è ordinata e formalmente può essere chiamata cristallo. Ma quando una sostanza nucleare (cromatina) è "imballata" in un cromosoma, è, ancora una volta, inattiva, e il cromosoma stesso è solo un modo per trasferire la cromatina da una cellula all'altra.
Quindi, non è necessaria alcuna energia esterna per la cristallizzazione. Ma per mantenere e riprodurre il proprio ordine di vita nella generazione successiva, il corpo ha bisogno di assorbire energia (sotto forma di quanti leggeri o composti organici non ossidati, sostanze semplici e rilasciare prodotti di scarto ossidati, ecc.). Questo è il metabolismo.
Ma perché, a cosa serve questo cambio? "Tutto scorre", disse Eraclito di Efeso. Se è così, allora soprattutto l'organismo vivente "scorre". È un fiume lungo il quale si muovono continuamente energia e sostanze, elementi per la ricostruzione delle strutture. Nel corso della vita, c'è una continua sostituzione di vecchie strutture cellulari con quelle di nuova formazione. Quindi, le cellule del sangue vengono completamente sostituite dopo 4 mesi. In definitiva, questo è anche un lavoro di riparazione, ma il corpo sostituisce non solo le cellule che hanno ricevuto difetti, ma tutto.
Dicono che le cellule nervose non vengono ripristinate. Ciò significa che il corpo non genera nuove cellule nervose, non si moltiplicano: ce n'è tanto quanto c'era. Sì, non si formano cellule assolutamente nuove. Ma per tutta la vita vengono costantemente ricostruiti. È come una profonda revisione e riqualificazione di una casa. La casa è vecchia, ma ristrutturata e in ottime condizioni! Possiamo solo considerare formalmente i neuroni con cui terminiamo la nostra vita, le stesse cellule con cui l'abbiamo iniziata.
E un'altra espressione: struttura specifica. Cos'è? Di generazione in generazione, gli organismi riproducono le caratteristiche di ordinamento della specie a cui appartengono. Questo viene fatto con una precisione quasi perfetta (la parola "quasi" è estremamente importante). Qui il lupo ha mangiato una lepre. Ha bisogno degli organi di una lepre, dei suoi tessuti, delle sue proteine e degli acidi nucleici - tutto ciò che è specifico della struttura "lepre", "ordinamento lepre"? Ovviamente no!
Tutto ciò nello stomaco del lupo si trasformerà in una miscela di sostanze organiche a basso peso molecolare - aminoacidi, carboidrati, nucleotidi, ecc., Comuni a tutta la natura vivente, non specifici. Il corpo del lupo ossiderà alcuni di loro in anidride carbonica e acqua per costruire (usando l'energia ricevuta!) Dalle rimanenti sostanze non specifiche la sua struttura "lupo", specificatamente ordinata, le sue proteine, le sue cellule e i suoi tessuti. Dai da mangiare al lupo una miscela di amminoacidi sintetizzata dal chimico e farà lo stesso.
È così per quanto riguarda la vita in quanto tale, la vita in generale? La domanda è aperta. Ma è così che stanno le cose sulla Terra. Gli organismi terrestri non hanno bisogno dell'ordine di qualcun altro. Stanno lottando, combattendola disperatamente. Tutti conoscono numerosi tentativi medici di trapiantare vari organi o tessuti su animali e umani: cuore, polmoni, reni, pancreas, ecc. È possibile definire questi tentativi riusciti? Il risultato è stato sempre simile: gli organi trapiantati avevano una persistente tendenza al rigetto.
Le uniche eccezioni erano gli organi "dello stesso ordine" con il paziente, prelevati da un gemello identico - e questa è una copia "strutturale" dello stesso organismo. Per quanto riguarda i tessuti, i medici preferiscono prenderli per il trapianto dallo stesso organismo: ad esempio, la pelle della gamba della vittima viene trapiantata nel luogo colpito dall'ustione. È possibile preservare un organo trapiantato estraneo solo sopprimendo il sistema immunitario protettivo per la formazione di anticorpi. Ma poi il paziente sarà indifeso contro qualsiasi infezione! Questo è un rischio enorme e fatale e, in un modo o nell'altro, alla fine si tratta solo della continuazione della vita, ma non dell'estensione di una vita normale a tutti gli effetti.
Anche gli ormoni, per così dire, sono semplicemente sostanze bioattive (cioè non solo formazioni biologiche complesse) sono specie-specifiche. Qui, ovviamente, c'è un divario, c'è una differenza di grado. Ad esempio, l'insulina, l'unico rimedio efficace per il diabete, ha una specie-specificità relativamente bassa, quindi questa proteina, isolata dal pancreas dei bovini, può essere utilizzata per curare i diabetici. Ma l'ormone della crescita - la somatotropina - è specie-specifico. Per il trattamento della crescita nana in una persona, è proprio l'ormone della crescita umano che viene secreto dalla ghiandola pituitaria di una persona deceduta (sì, sì, non c'è ancora nessun altro modo).
Qualcuno noterà: esistono organismi complessi, la loro identità strutturale è complessa e, naturalmente, la loro specificità strutturale è piuttosto esigente. Ma ci sono organismi semplici, ci sono anche i più semplici. Come allora? Sembrerebbe che gli organismi inferiori dovrebbero avere meno avversione all '"ordine alieno". Infatti, pesci e anfibi riescono a trapiantare organi tra specie diverse e la somatotropina bovina può stimolare la crescita delle trote. Ma tutte queste sono le posizioni create artificialmente dallo sperimentatore. Ciò significa che non è un corso della vita completamente "normale" e innaturale. Alla fine, dicono: se batti una lepre, imparerà ad accendere i fiammiferi. L'unica domanda è: questa sfortunata creatura braccata sarà ancora una lepre? Mettiamola così: una lepre che muore tra i denti di un lupo è molto più una lepre, più vera, "corretta" di una lepre,chi può accendere i fiammiferi!
Gli animali, nutrendosi di altri animali o piante, iniziano distruggendo l'ordine di qualcun altro. Il cibo nello stomaco e nell'intestino è scomposto in semplici composti chimici e, per la struttura, ad esempio, degli amminoacidi glicina o fenilalanina, è impossibile dire se sono ottenuti dalle proteine della carne bovina, dei piselli o sintetizzati da un chimico artificialmente intelligente con gli occhiali. Da questi elementi costitutivi elementari della vita, gli organismi costruiscono solo le loro strutture intrinseche. Ogni organismo è caratterizzato da una combinazione unica e intrinseca di molecole proteiche. E già su questa base appare un complesso di tutte le caratteristiche dell'organismo - a livello di cellule, tessuti e organi.
Nelle piante, questo è ancora più pronunciato. Acqua, un insieme di sali nutritivi, anidride carbonica e luce - con questo insieme degli stessi fattori, una rosa cresce da un seme, un'ortica cresce da un altro e un albero cresce dal terzo (e per niente “l'albero di Chernov” - ricordi?). Ogni volta - una determinata pianta con il proprio insieme di proprietà. Con il suo ordine.
Quindi, il corpo non prende ordine dall'esterno, ma energia. A causa di questa energia, costruisce il suo ordine specifico "secondo la loro specie" - così, a quanto pare, è detto nella Scrittura, trascurando quello di qualcun altro. Da un uovo di gallina - una massa omogenea di tuorlo e proteine - appare un pollo con una testa, gambe, ali. E questa cosa semplice, questo miracolo si chiama vita.
S. Minakov
