Рубрики
Смысл жизни

Что такое жизнь?

Узнайте об основных свойствах жизни, а также о продолжающихся дебатах об определении жизни.

Введение

Мы определяем биологию как отрасль науки, занимающуюся изучением живых существ или организмов. Это определение довольно просто. Тем не менее, это открывает двери для более сложного — и более интересного — подводит нас к вопросу: что такое жизнь? Что значит быть живым?

Вы живы, и я тоже. Собака, которую я слышу жива, как и дерево за окном. Однако снег, падающий с облаков, не жив. Компьютер или телефон, на котором вы читаете эту статью, не жив, как и стул или стол. Части стула, которые сделаны из дерева, когда-то были живы, но больше нет. Если бы вы сжигали дрова в огне, огонь тоже не был бы живым.

Что определяет жизнь? Как мы можем сказать, что одна вещь жива, а другая нет? У большинства людей есть интуитивное понимание того, что значит быть живым. Тем не менее, сложно придумать точное определение жизни. Из-за этого многие определения жизни являются операционными определениями. Т.е. они позволяют нам отделить живые существа от неживых, но они не дают на самом деле ответа, что такое жизнь. Чтобы сделать это разделение, мы должны составить список свойств, которые, как группа, уникально характерны для живых организмов.

Свойства жизни

Биологи определили различные черты, общие для всех живых организмов, о которых мы знаем. Хотя неживые вещи могут показывать некоторые из этих характерных черт, только живые существа показывают все из них

Организация

Живые существа высоко организованы, то есть содержат специализированные, скоординированные части. Все живые организмы состоят из одного или нескольких клеток, которые считаются основными единицами жизни.

Даже одноклеточные организмы сложны! Внутри каждой клетки атомы образуют молекулы, которые образуют клеточные органеллы и структуры. В многоклеточных организмах подобные клетки образуют ткани. Ткани, в свою очередь, взаимодействуют, чтобы создать органы (структуры тела с определенной функцией). Органы работают вместе, чтобы сформировать систему органов.

Многоклеточные микроорганизмы — такие как люди — состоят из множества клеток. Клетки в многоклеточных организмах могут быть специализированы для выполнения различных работ и организованы в ткани, такие как соединительная ткань, эпителиальная ткань, мышцы и нервная ткань. Ткани составляют органы, такие как сердце или легкие, которые выполняют определенные функции, необходимые организму в целом.

 ​

Слева: одноклеточная бактерия с вырезанной внешней частью клетки, чтобы показать многочисленные слои клетки и ДНК внутри нее. В центре: многоклеточные ткани у человека. Небольшие рисунки соединительной ткани, эпителиальной ткани, мышечной ткани и нервной ткани. Справа: схема верхней части тела человека, показывающая одно место, где можно найти эпителиальную ткань, подобную показанной на центральной панели — слизистая оболочка рта.

Изображение предоставлено: слева, изменено с «Прокариотская клетка Али Зифан (CC BY-SA 4.0), измененное изображение лицензируется под CC BY-SA 4.0 лицензия; центр, модифицированный от «Четыре типа ткани» Национальные институты здравоохранения (общественное достояние); справа, модифицированный от «PseudostratifiedCiliatedColumnar» сотрудниками Blausen (CC BY 3.0)

Метаболизм

Жизнь зависит от огромного количества взаимосвязанных химических реакций. Эти реакции позволяют организмам делать работу—например, передвигаться или ловить добычу — а также расти, размножаться и поддерживать структуру их тел. Живые существа должны использовать энергию и потреблять питательные вещества для проведения химических реакций, которые поддерживают жизнь. Общая сумма биохимических реакций, происходящих в организме, называется метаболизмом.

Метаболизм можно подразделить на анаболизм и катаболизм. В анаболизме организмы делают сложные молекулы из более простых, в то время как в катаболизме, они делают обратное. Анаболические процессы обычно потребляют энергию, тогда как катаболические процессы могут сделать доступной накопленную энергию.

Гомеостаз

Живые организмы регулируют свою внутреннюю среду, чтобы поддерживать относительно узкий диапазон условий, необходимых для функционирования клеток. Например, температура вашего тела должна быть относительно близкой к 36,6∘С. Такое поддержание стабильной внутренней среды, даже перед лицом меняющейся внешней среды, известно как гомеостаз.

Как организмы поддерживают гомеостаз? Существует огромное количество разных стратегий, но один из наглядных примеров показан на фото ниже. Кролик может выделять тепло через поверхность своих больших, тонких ушей и фактически увеличивает приток крови ко многим кровеносным сосудам в ушах, чтобы остыть, когда он горячий.

 ​

Изображение кролика в пустыне, показывает почти прозрачные уши с выделяющимися венами, которые используются для отвода тепла.

Изображение: «Чернохвостый кролик» Джерри Олденеттель (CC BY-NC-SA 2.0)

Рост

Живые организмы отличаются регулируемым ростом. Отдельные клетки становятся больше по размеру, а многоклеточные организмы накапливают много клеток путем деления клеток. Вы сами начинали как одна клетка, и теперь в вашем теле десятки триллионов клеток! Рост зависит от анаболических путей, которые строят большие, сложные молекулы, такие как белки и ДНК, генетический материал.

Воспроизведение

Живые организмы могут размножаться, создавая новые организмы. Воспроизведение может быть бесполым, с участием одного родительского организма, или половым, требуя двух родителей. Одноклеточные организмы, такие как делительная бактерия, показанная на левой панели изображения справа, могут размножаться, просто расщепляясь на две части!

 ​

Слева: изображение бактерии сальмонеллы, разделяющейся на две бактерии. Справа: изображение встречи сперматозоида и яйцеклетки при оплодотворении.

Изображение предоставлено: слева, «Salmonella typhimurium» Дженис Карр (общественное достояние); справа, «Сперматозоид-яйцо,» (всеобщее достояние)

При половом размножении два родительских организма производят сперматозоиды и яйцеклетки, содержащие половину своей генетической информации, и эти клетки сливаются, образуя нового индивида с полным генетическим набором. Этот процесс, называемый оплодотворением, показан на рисунке справа.

Рефлексы

Отличительной особенностью живых организмов является “раздражительность” или рефлексы. Это означает, что они реагируют на стимулы или изменения в их среде. Например, люди быстро отдергивают руку от пламени; многие растения поворачиваются к солнцу; и одноклеточные организмы могут мигрировать к источнику питательных веществ или от вредного химического вещества.

[Смотрите растение реагирует на прикосновение.]

На этом коротко видео Мимоза pudica демонстрирует, что растения, как и животные, способны к быстрой реакции на раздражитель. Если мимоза растение будет затронуто, оно ответит, свернув свои листья внутрь, как показано ниже. Большинство растений не показывают столь драматичную реакцию на раздражители, как мимоза. Тем не менее, все растения способны воспринимать окружающую среду и реагировать. Их ответ может быть просто биохимическим — такие как производство защитных токсинов — или развивающим — такие как производство нового филиала — а не быстрый, видимый ответ, как у мимозы.

 ​

Короткометражный фильм (GIF) Мимоза pudica растение реагирует на прикосновение. При касании кончика ветки листья на этой ветке быстро сгибаются внутрь последовательно, начиная с ближайших к точке касания.

Изображение: «Мимоза pudica» Хрушикеш (общественное достояние)

Микроэволюция

Популяции живых организмов могут подвергаться микроэволюции. Это означает, что генетический состав населения может меняться со временем. В некоторых случаях эволюция включает естественный отбор, в котором наследственная черта, такая как более темный цвет меха или более узкая форма клюва, позволяет организмам выживать и лучше размножаться в конкретной среде. В течение нескольких поколений наследственная черта, которая обеспечивает преимущество в физической пригодности, может становиться все более и более распространенной среди населения, что делает население лучше приспособленным к окружающей среде. Этот процесс называется приспособление.

Это окончательный список?

Живые организмы обладают многими различными свойствами, связанными с тем, чтобы быть живыми, и может быть трудно выбрать точный набор, который лучше всего определяет жизнь. Таким образом, разные мыслители разработали разные списки свойств жизни. Например, некоторые списки могут включать движение как определяющую характеристику, в то время как другие могут указывать, что живые существа несут свою генетическую информацию в форме ДНК. Третьи могут подчеркнуть, что жизнь основана на углероде.

 ​

Изображение мула на ферме. Мул похож на осла и явно является живым животным несмотря на то, что он не может размножаться.

Изображение: «Голова мула» Skeeze (общественное достояние).

Также верно, что приведенный выше список не является надежным. Например, мул, потомство лошади женского пола и осла мужского пола, не может размножаться. Тем не менее, большинство биологов (наряду со всеми остальными) считают мула живым, изображенным выше. Аналогичный момент иллюстрируется в этой забавной истории: группа ученых после долгих споров решила, что способность к размножению является ключевым свойством жизни. К их разочарованию кто-то указал, что один одинокий кролик так и не встретил пару.

Тем не менее, приведенный выше список предоставляет разумный набор свойств, которые помогают нам различать живое и не живое.

Разделение живых и неживых

Насколько хорошо свойства, указанные выше, позволяют нам определить, является ли что-то живым или нет? Позвольте пересмотреть живое и неживое, о чем мы говорили во введении.

Живые существа, которых мы видели во введении—люди, собаки и деревья—легко подходят под все семь критериев жизни. Мы, вместе с нашими собачьими друзьями и растениями в наших дворах, сделаны из клеток, метаболизируем, поддерживаем гомеостаз, растем и реагируем. Люди, собаки и деревья также способны к размножению, и их популяции подвергаются биологической эволюции.

Неживое может демонстрировать некоторые, но не все, свойства жизни. Например, кристаллы снега организованы — хотя у них нет клеток — и могут расти, но не соответствуют другим критериям жизни. Точно так же огонь может расти, размножаться, создавая новые огни, и реагировать на раздражители, и можно даже сказать, что “преобразовываться.” Однако огонь не организован, не поддерживает гомеостаз и не имеет генетической информации, необходимой для эволюции.

Живые существа могут сохранять некоторые свойства жизни, когда становятся неживыми, но теряют другие. Например, если вы посмотрите на дерево от кресла под микроскопом, вы можете увидеть следы клеток, которые составляли живое дерево. Тем не менее, древесина больше не жива и, будучи превращена в стул, больше не может расти, метаболизировать, поддерживать гомеостаз, реагировать или размножаться.

[Можно ли считать робота живым?]

Позвольте проверить наш список свойств на более сложном случае. Представьте себе очень сложного робота, такого как R2D2 или C3PO из фильмов Star Wars. Такой робот покажет организацию — без клеток — будет реагировать на раздражители и даже иметь своего рода метаболизм, используя энергию для питания схемы его “нервной системы”. Он может даже поддерживать гомеостаз с помощью внутреннего вентилятора или обогревателя, который включается при изменении температуры.

Типичный робот не будет расти, размножаться или быть частью развивающейся популяции, и поэтому нельзя считать живым. Однако, что, если робот запрограммирован на добавление кусочков себя? Чтобы построить больше роботов? Чтобы построить больше роботов с вариациями в “ДНК” их программ? Как показывают эти идеи, достаточно сложный компьютер или робот выходит далеко за пределы того, что мы имеем сегодня! Но это может озадачить определение жизни.

То, что считается жизнью, все еще определяется

Вопрос о том, что значит быть живым, остается нерешенным. Например, вирусы—крошечные структуры белка и нуклеиновых кислот, которые могут размножаться только внутри клеток-хозяев—имеют много свойств жизни. Однако они не имеют клеточной структуры и не могут размножаться без хозяина. Точно так же не ясно, что они поддерживают гомеостаз, и они не осуществляют свой собственный метаболизм.

 ​

Диаграмма вируса. Вирус состоит из генома нуклеиновой кислоты внутри внешней белковой оболочки.

Изображение изменено с «Обволакивающий икосаэдрический вирус,» Андерсон Брито (CC BY-SA 3.0; измененное изображение лицензируется под CC BY-SA 3.0 лицензия)

По этим причинам вирусы обычно не считаются живыми. Однако не все согласны с этим выводом, и вопрос о том, считаются ли они жизнью, остается предметом дискуссий. Некоторые даже более простые молекулы, такие как самореплицирующиеся белки—словно “прионы” которые вызывают коровье бешенство — и самореплицирующиеся РНК-ферменты также обладают некоторыми, но не всеми, свойствами жизни.

Более того, все свойства жизни, которые мы обсуждали, характерны для жизни на Земле. Если существует внеземная жизнь, она может иметь или не иметь одинаковые характеристики. Действительно, рабочее определение НАСА: “жизнь — это самодостаточная система, способная на дарвиновскую эволюцию” открывает двери для гораздо большего количества возможностей, чем критерии, определенные. Однако это определение также затрудняет быстрое решение о том, живо ли что-то!

По мере открытия новых типов биологических объектов на Земле или за ее пределами они могут потребовать, чтобы мы переосмыслили, что значит быть живым. Будущие открытия могут потребовать пересмотра и расширения определения жизни.

А вы как считаете?

Как бы вы определили жизнь? Вы бы добавили что-то в список свойств выше, убрали бы что-нибудь или использовали бы совершенно другое определение? Можете ли вы вспомнить исключения или особые случаи, которые не затронуты списком? Поделитесь своими идеями в разделе комментариев ниже!

Что такое жизнь или дыхание жизни?

Фраза «дыхание жизни» происходит от стиха из Бытия, описывающего сотворение человека – Библейскую антропологию. «И создал Господь Бог человека из праха земного, и вдунул в лице его дыхание жизни, и стал человек душою живою.» (Бытие 2: 7). Дыхание жизни было тем, что превратило человека из безжизненной совокупности материи в живое существо. В рассказе К. С. Льюиса «Лев, ведьма и платяной шкаф» Аслан, король Нарнии, встречает существ, которые были превращены в каменные статуи. Он дышит на них, и они снова превращаются из бесчувственных каменных статуй в живых теплокровных млекопитающих. Это хорошее, вымышленное описание того, каким должно было быть настоящее событие: человек чувствовал себя нелюбимым и неживым, и Бог вдохнул в его ноздри жизнь, и он стал мыслящим, чувствующим существом.

Что такое жизнь — живая душа

Еврейское слово, переведенное как «душою живою» или «живым существом» в этом отрывке, является словом для души, что является слово нефеш. Это означает «оживленное, дышащее, сознательное и живое существо». Из отрывка мы знаем, что Бог создал человека (это не было достигнуто эволюционным процессом) и что его душа — его сознание, сущность и т. д. — были частью этого творения. Дыхание Бога — это сила и жизнь Бога, Его Дух. Часть этого была передана человеку при создании, и с этого момента человек обладал жизнью от Бога в своем физическом теле, пока он живет. Когда человек умирает, его душа все еще жива, и он возвращается к Богу, где Библия говорит нам, что ему грозит суд за «то, что он сделал в теле, добро или зло» (Евреям 9:27; 2 Коринфянам 5:10).

Что такое жизнь — ответственность

Когда человек сталкивается с судом, он несет ответственность за использование дыхания жизни, которое дал ему Бог. И поскольку даже один грех против вечного Бога содержит вечное наказание (Матфея 25:46), а список возможных грехов довольно длинный (см. Закон Моисея), и ни один человек (кроме Воплощенного Христа) не жил безгрешной жизнью ( Римлянам 3:23), мы все обречены на неудачу, когда наша жизнь предстанет на суд в глазах совершенного и святого Бога.

Но как же быть, что такое жизнь, если нет возможности избавиться от греха?

Что такое жизнь — стремление к свободе

Ответ: Иисус Христос. Апостол Иоанн описал Иисуса так: «Он был в начале с Богом. Все было сделано через него, и без него не было сделано ничего, что было сделано. В нем была жизнь, а жизнь была светом человеческим» (От Иоанна 1: 2–4). Иисус был с Богом в начале, и все было сделано через Него. Это означает, что именно Иисус дал нам дыхание жизни. В следующем стихе: «в нем была жизнь, а жизнь была светом человеческим». Иисус Христос — Творец, Источник жизни и света. Наш интеллект, наши эмоции, наше удивление и все наши переживания обусловлены Его творческой силой. Он даровал нам жизнь, и эта жизнь — Его, чтобы осудить или спасти (Иов 1:21).

Из-за того, кем Он является, Он решает спасти всех, кто принимает это спасение (Ин. 3: 16–17). Откровение описывает реку жизни, которая течет от престола Бога на Небесах. Он покрыт фруктовыми деревьями, а листья деревьев обладают целебными свойствами (Откровение 22: 1–2). Бог является источником жизни, и каждый, кто верит во Христа для прощения и спасения, может жить с Ним вечно. Будете ли вы там, зависит от вашей веры. Но верите ли вы в Иисуса Христа?

Хотите помочь проекту — сохраните или поделитесь ссылкой:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*