Številnim od nas ni treba preveč premišljevati, da bi ločili živa bitja od neživih. Človek je živ, kamen ni. Tako preprosto je! Vendar znanstveniki in filozofi ne verjamejo, da je tako preprosto razlikovanje mogoče omejiti, pardon. Že tisoče let poskušajo ugotoviti, kaj nas dela žive. Veliki umi, od Aristotela do Carla Sagana, so ponudili svoja pojasnila - in še vedno niso prišli do definicije, ki bi zadovoljila vse. V dobesednem smislu v življenju še nimamo "smisla".
Če sploh kaj, je problem opredelitve življenja v zadnjih 100 letih postal še težji. Do 19. stoletja je bila ena izmed pogostih idej, da življenje oživi "življenjska iskra". Zdaj je ta ideja v akademskem svetu seveda izgubila težo. Zamenjali so ga bolj znanstveni pristopi. NASA na primer življenje opisuje kot "samozadostni kemični sistem, ki je sposoben darvinovske evolucije".
Toda NASA-in poskus, da bi z enim preprostim opisom zatrla življenje, je le eden izmed mnogih. Predlaganih je več kot 100 definicij življenja, od katerih se večina osredotoča na peščico preprostih lastnosti, kot sta replikacija in metabolizem.
Da bi bile stvari še hujše, imajo znanstveniki iz različnih strok različne ideje o tem, kaj je potrebno za določitev nečesa živega. Kemiki pravijo, da se življenje zmanjša na določene molekule; fiziki razpravljajo o termodinamiki.
Da bi razumeli, zakaj je življenje tako težko opredeliti, spoznajmo nekatere znanstvenike, ki si prizadevajo določiti meje, ki ločujejo živa od neživih.
Virologi: preučevanje sivega območja na mejah življenja, ki jih poznamo
V šolah otroke učijo zapomniti si sedem procesov, ki naj bi določali življenje: gibanje, dihanje, občutljivost, rast, razmnoževanje, izločanje in prehrana.
Promocijski video:
Čeprav je to koristen začetek za opredelitev življenja, se pri tem ne ustavi. V to škatlo bi lahko prišli veliko stvari in jih imenovali žive. Nekateri kristali, nalezljivi proteini - prioni in celo nekateri računalniški programi bodo "živi", če bomo izhajali iz teh sedmih načel.
Klasični mejni primer so virusi. "Niso celice, nimajo metabolizma in ostanejo inertni, dokler ne naletijo na celice, zato veliko ljudi (vključno s številnimi znanstveniki) ugotovi, da virusi ne živijo," pravi Patrick Forter, mikrobiolog z Pasteurjevega inštituta. v Parizu v Franciji.
Forter sam meni, da so virusi živi, vendar priznava, da je odločitev odvisna od tega, kje se odločite postaviti mejno točko.
Medtem ko virusom manjka veliko stvari, potrebnih za vstop v klub življenja, imajo informacije, kodirane v DNA ali RNA. To je močan marker življenja, ki ga ima katero koli živo bitje na planetu, kar kaže na to, da se virusi lahko razvijajo in razmnožujejo - čeprav z razbijanjem odprtih živih celic in napadom vanje.
Dejstvo, da virusi - tako kot vse življenje, ki ga poznamo - nosijo DNA ali RNA, je nekatere privedlo do razmišljanja, da bi morali virusi zasesti mesto na našem drevesu življenja. Drugi so na splošno trdili, da virusi skrivajo skrivnosti samega videza življenja. In potem življenje preneha izgledati črno-belo in postane precej nejasno z ne povsem živimi in ne povsem mrtvimi mejami.
Nekateri znanstveniki so to idejo sprejeli. Viruse označujejo kot obstoječe "na meji med kemijo in življenjem". In to postavlja zanimivo vprašanje: kdaj je kemija postala več kot vsota svojih delov?
Kemiki: preučite recept življenja
"Življenje, ki ga poznamo, temelji na polimerih na osnovi ogljika," pravi Jeffrey Bada z inštituta za oceanografijo Scripps v San Diegu v Kaliforniji. Iz teh polimerov - in sicer nukleinskih kislin (gradnikov DNK), beljakovin in polisaharidov - je zrasla dobesedno vsa raznolikost življenja.
Bada je bila študentka Stanleyja Millerja, polovice dvojca, ki je v petdesetih letih 20. stoletja stala za eksperimentom Miller-Urey, ki je bil eden prvih poskusov, ki je ugotovil, kako je življenje nastalo iz neživih kemikalij. Od takrat se je vrnil k temu slavnemu eksperimentu in pokazal še večji obseg biološko primernih molekul, ki nastanejo, ko elektriko prehaja skozi mešanico kemikalij, za katere se domneva, da obstajajo na prvotni Zemlji.
Toda te kemikalije niso žive. Šele ko začnejo delati nekaj zanimivih stvari, kot sta izločanje ali ubijanje drug drugega, jim dovolimo to čast. Kaj je potrebno, da snovi preskočijo? Bada ima precej zanimiv odgovor.
»Nepopolna replikacija informacijskih molekul bi lahko napovedala izvor življenja in evolucije ter tako povzročila ta prehod iz nežive kemije v biokemijo. Začetek razmnoževanja in zlasti podvajanje z napakami je zaznamoval začetek "potomstva" z različnimi sposobnostmi. Ti molekularni potomci bi se nato lahko med seboj tekmovali za preživetje.
"To je v bistvu darvinovska evolucija na molekularni ravni," pravi Bada.
Za mnoge kemike se izkaže, da razmnoževanje - proces, ki ga virusi lahko opravijo le z biološkimi celicami - pomaga določiti življenje. Dejstvo, da informacijske molekule - DNA in RNA - omogočajo replikacijo, nakazuje, da so tudi bistvene značilnosti življenja.
Toda značilnost življenja teh specifičnih kemikalij ne odpira širše slike. Življenje, ki ga poznamo, morda potrebuje DNA ali RNA, kaj pa življenje, ki ga še ne poznamo?
Astrobiologi: lovite čudne tujce
Določiti naravo tujega življenja ni enostavno. Številni znanstveniki, med njimi Charles Cockell in sodelavci iz Centra za astrobiologijo na Univerzi v Edinburghu, uporabljajo mikroorganizme, ki lahko v ekstremnih razmerah preživijo kot preskusne vzorce nezemeljskega življenja. Verjamejo, da bi bilo življenje drugje lahko v zelo drugačnih razmerah, a najverjetneje bo podedovalo ključne značilnosti življenja, kakršno poznamo z Zemlje.
"Toda v mislih moramo biti odprti za možnost odkrivanja nečesa, kar je popolnoma izven te definicije," pravi Cockell.
Tudi poskusi uporabe našega znanja o zemeljskem življenju za iskanje tujcev lahko privedejo do mešanih rezultatov. NASA je denimo verjela, da bo dobro opredelila življenje leta 1976, ko je vesoljsko plovilo Viking 1 uspešno pristalo na Marsu, opremljeno s tremi poskusi za življenje. Zlasti en test je pokazal, da je bilo življenje na Marsu: raven ogljikovega dioksida v Marsovskih tleh je bila visoka, kar pomeni, da so v njem živeli in dihali mikrobi.
Toda ogljikov dioksid, ki ga vidimo na Marsu, zdaj široko pojasnjujejo z veliko manj vznemirljivim pojavom nebioloških oksidativnih kemičnih reakcij.
Astrobiologi so se iz teh poskusov naučili in zožili merila, ki jih uporabljajo za iskanje nezemljanov - vendar je bilo njihovo iskanje doslej neuspešno.
Astrobiologi pa svojih iskalnih kriterijev ne bi smeli preveč zožiti. Sagan je ogljično usmerjeno iskanje tujcev menil za "ogljični šovinizem", saj je menil, da bi bil tak pristop zelo ozkogleden.
"Ljudje domnevajo, da bi lahko vesoljci temeljili na siliciju ali uporabili druga topila (ne vodo)," pravi Cockell. "Govorili so celo o nezemeljskih inteligentnih organizmih v oblaku."
Leta 2010 je odkritje bakterij z DNK, ki vsebuje arzen namesto običajnega fosforja, presenetilo številne astrobiologe. Čeprav je bila ta ugotovitev od takrat večkrat vprašljiva, mnogi po tihem upajo, da življenje ne bo sledilo klasičnim pravilom. Hkrati nekateri znanstveniki delajo na življenjskih oblikah, ki sploh ne temeljijo na kemiji.
Tehnologi: Zgradite umetno življenje
Nekoč je bilo ustvarjanje umetnega življenja popolnoma na milost in nemilost znanstvene fantastike. Zdaj je to polnopravna veja znanosti.
Zaenkrat lahko novi organizmi v laboratoriju ustvarijo biologije tako, da preprosto sestavijo dele dveh ali več znanih oblik življenja. Toda ta postopek je lahko bolj abstrakten.
Odkar je računalniški program Thomas Ray Tierra poskušal prikazati sintezo in razvoj digitalnih "življenjskih oblik" v devetdesetih letih, znanstveniki poskušajo ustvariti računalniške programe, ki resnično posnemajo življenje. Nekateri celo začnejo ustvarjati robote z življenjskimi lastnostmi.
"Splošna ideja je razumeti bistvene lastnosti vseh živih sistemov, ne le živih sistemov, ki so jih našli na Zemlji," pravi strokovnjak za umetno življenje Mark Bedo s kolidža Reed v Portlandu v Oregonu. "To je poskus zelo širokega pogleda na to, kaj je življenje, medtem ko se biologija osredotoča na resnične oblike, ki jih poznamo."
Seveda mnogi raziskovalci umetnega življenja za osnovo svojih raziskav uporabljajo vse, kar vemo o življenju na Zemlji. Bedo pravi, da raziskovalci uporabljajo tako imenovani "model PMC" - programe (npr. DNA), presnovo in vsebnik (npr. Celične stene). "Pomembno je vedeti, da to ni definicija življenja na splošno, ampak definicija minimalnega kemičnega življenja," pojasnjuje.
Delajo na nekemičnih oblikah življenja, znanstveniki poskušajo ustvariti programsko ali strojno različico komponent PMC.
"V bistvu mislim, da življenje nima jasne definicije, vendar moramo k nečemu stremeti," pravi Steen Rasmussen, ki se ukvarja z umetnim življenjem na Univerzi na Južni Danski v Odenseju. Skupine po vsem svetu so delale na posameznih komponentah modela PMC in ustvarile sisteme, ki dokazujejo takšen ali drugačen vidik. Do zdaj še nikomur ni uspelo vsega skupaj povezati v delujočo obliko sintetičnega življenja.
"Gre za postopek od zgoraj navzdol, ki se vrsti za koščki," razloži.
Raziskave umetnega življenja so lahko koristne tudi širše in ustvarjajo življenje, ki nam je popolnoma tuje. Takšne raziskave nam pomagajo izboljšati znanje o življenju. A o rezultatih je še prezgodaj govoriti.
Filozofi: poskuša razrešiti uganko življenja
No, tudi če tiste, ki iščejo - in poskušajo ustvariti - novo življenje, ne skrbi njegova univerzalna definicija, bi morali znanstveniki prenehati skrbeti, da bi vse definicije zreducirali na eno? Carol Cleland, filozofka z univerze Colorado Boulder, meni tako. Vsaj za nekaj časa.
»Če poskušate posploševati sesalce z uporabo zebre, katero lastnost bi izbrali?« Vpraša. »Vsekakor ne njene dojke, saj jih ima le polovica. Njihove črte se zdijo očitna izbira, vendar so zgolj naključje. Zaradi tega zebre niso sesalci."
Enako je z življenjem. Morda so stvari, ki se nam zdijo pomembne, v resnici le življenje na Zemlji. Navsezadnje je vse, od bakterij do levov, nastalo od enega skupnega prednika, kar pomeni, da je naše življenje v vesolju le ena točka v podatkih.
Kot je dejal Sagan: »Človek ponavadi opredeljuje v smislu znanega. Toda temeljne resnice morda niso znane."
Dokler nismo odkrili in preučili alternativnih oblik življenja, ne moremo vedeti, katere lastnosti, pomembne za naše življenje, so resnično univerzalne. Ustvarjanje umetnega življenja lahko ponuja način za raziskovanje alternativnih oblik življenja, vendar si vsaj kratkoročno ni težko predstavljati, kako bi življenje, ustvarjeno v računalniku, vplivalo na naša prepričanja o živih sistemih.
Za natančnejše določanje življenja moramo najti tujce.
Ironija je v tem, da jih je težko določiti, preden jih najdemo, težje jih najti. Kako tragično bo, če bo v dvajsetih letih prejšnjega stoletja mimo Marsovca šel novi rover preprosto zato, ker ga ne prepozna kot živega bitja.
Iskanje definicije življenja lahko ovira iskanje novega življenja. Moramo se odmakniti od našega trenutnega koncepta in biti odprti za odkrivanje življenja, četudi ga ne poznamo ali ne poznamo.
ILYA KHEL