Вы удивитесь, но за строгие определения жизни биологи всерьез взялись только в XIX веке. Фридрих Энгельс, например, писал: «Жизнь есть способ существования белковых тел». Звучит убедительно, но проблема в том, что белки есть и в неживом: например в вареном яйце. А вирусы состоят из белков и нуклеиновой кислоты, но вне клетки ведут себя почти как кристаллы. Получается, одного «белкового тела» недостаточно, чтобы назвать что-то живым.
Что такое жизнь и почему у биологов до сих пор нет однозначного ответа
Проверим ваши знания по биологии! Кошка — живая, а камень — нет? Ведь так? Однако не все так просто. Например, Солнце тоже движется, как кошка, значит, оно живое?
Unsplash
Что вообще означает слово «жизнь»?
Другие ученые пытались объяснить жизнь через обмен веществ, размножение или способность эволюционировать. Но каждое определение сталкивалось с исключениями. В XX веке физик Эрвин Шредингер предложил новую идею: живое — это система, которая поддерживает порядок внутри себя за счет постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой. Но и тут все оказалось сложнее.
Например, холодильник или компьютер тоже потребляют энергию и поддерживают стабильное состояние, однако живыми мы их не считаем.
С другой стороны, некоторые живые организмы могут почти полностью «выключать» обмен веществ. Споры бактерий в анабиозе способны десятилетиями существовать почти без энергии, а потом снова возвращаться к жизни.
Есть и еще более странный пример — реакция Белоусова-Жаботинского, которую называют «химическими часами». В пробирке раствор начинает ритмично менять цвет, а сама система самоорганизуется почти как живая. Но назвать такую пробирку живым организмом все равно нельзя.
А что говорят сами биологи?
На самом деле большинство биологов не изучают «все живое. Если ученый работает с кишечной палочкой E. coli, ему не нужно универсальное определение жизни. Даже споры о том, считать ли вирусы живыми, почти не влияют на реальные эксперименты.
Исключение — астробиология и синтетическая биология. Там вопрос становится действительно важным. Если на Марсе найдут структуры, которые растут и меняются, — это уже жизнь? А если ученые создадут искусственную протоклетку, в какой момент можно будет сказать, что она живая?
Но что-то писать в учебниках все равно нужно. Поэтому биологи пошли практическим путем: вместо одного универсального определения составили список признаков, которые чаще всего встречаются у живых систем.
Возьмем вирус. У него нет клеточного строения и собственного обмена веществ. Вне клетки он не растет и не размножается. По большинству признаков относим его в столбик «неживой объект». Но внутри клетки вирус полностью перестраивает ее работу под себя, размножается и эволюционирует. Так живой он или нет? Биологи спорят до сих пор.
А есть еще более необычные объекты — прионы. Это просто неправильно свернутые белки, которые заставляют другие белки менять форму и тоже становиться опасными. У прионов нет ни ДНК, ни РНК, ни клеток. Но они способны распространяться и даже образовывать разные «штаммы». Есть и мобильные генетические элементы — транспозоны. Это участки ДНК, умеющие «прыгать» по геному.
А если посмотреть на отдельные признаки жизни, вопросов становится еще больше. Например, ритмичность. У цианобактерий есть биологические часы, работающие всего на трех белках. Если извлечь эти белки из клетки и добавить АТФ, они продолжат «тикать» с почти идеальным 24-часовым ритмом даже в пробирке. Белки без клетки, без генома, без организма, а ритм есть. Это жизнь? Нет. Но выглядит очень похоже.
Так что же такое жизнь?
Проблема определения жизни до сих пор не решена. И, возможно, никогда не будет, потому что это не только научный, но и языковой вопрос. Мы придумали слово «жизнь», и природа не обязана идеально под него подстраиваться.
И если человечество однажды встретит жизнь на другой планете, она, скорее всего, не впишется в привычный школьный список признаков.
Но самое интересное, что похожая проблема сегодня возникает и в другой области — в искусственном интеллекте. Мы спорим, способен ли ИИ быть разумным, может ли он обладать сознанием или понимать происходящее. Но здесь возникает та же трудность: у человечества до сих пор нет четкого определения самого сознания.
Мы легко узнаем разум в другом человеке, но когда сталкиваемся с чем-то новым, будь то вирус, прион или нейросеть, снова задаем один и тот же вопрос: «А где вообще проходит граница?». И, возможно, именно такие вопросы помогают нам лучше понимать не только жизнь, но и самих себя.