¿Qué es la vida? Es difícil dar una definición exacta de la vida, pero todos pueden distinguir con precisión entre vivos y no vivos. Es decir, se da un precio diferente por un caballo vivo y un caballo muerto.
De hecho, entendemos intuitivamente qué está vivo y qué está muerto, pero por regla general nos resulta difícil formular con precisión la diferencia. Hay muchos intentos conocidos de dar una definición, una definición del concepto de "vida", pero todos resultan imperfectos. Por eso, una persona inteligente generalmente se niega a definir, reemplazándolo por una tautología. Vivir es vivir, aquello en lo que hay vida, que se ordena como vivir.
Por ejemplo, la vida es lo que nos relaciona con pequeñas bacterias, plantas y ballenas gigantes. La vida es un movimiento constante e impredecible. La vida es algo que puede nacer y morir….
Todos los organismos vivos están formados por moléculas. Además, cada una de las moléculas no está viva por sí misma. Entonces, la molécula de agua que está dentro de la célula muscular es la misma que la molécula de agua en un vaso de té. Pero, al unirse, moléculas de una amplia variedad de sustancias pueden formar, por ejemplo, una célula muscular que tiene la capacidad de contraerse y responder a cambios en el entorno, en una palabra, para vivir.
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Llamamos milagro a lo que no podemos explicar. Por lo tanto, la transición aparentemente imperceptible de moléculas no vivas a un organismo vivo a menudo se llama el milagro de la vida. Por otro lado, quizás nosotros mismos mistifiquemos lo que vemos, pero todo es mucho más sencillo …
"La vida es una forma de existencia de los cuerpos proteicos, cuyo punto esencial es el intercambio constante de sustancias con la naturaleza externa que los rodea, y con la terminación de este metabolismo, la vida también se detiene, lo que lleva a la descomposición de las proteínas". Esta definición la dio Friedrich Engels, y hace relativamente poco tiempo fue muy popular entre nosotros. Bueno, no es una mala definición. ¿Pero es suficiente?
El propio Engels no lo creía así. Para él, el metabolismo es solo un criterio esencial, pero no el único, de la vida. También puede ser inherente a un objeto inanimado. Supongamos que tenemos dos cajas opacas que tienen agujeros "en la entrada" y "en la salida". Lo que hay dentro, no lo sabemos. Sin embargo, podemos medir el estado del aire en la entrada y salida. Las mediciones han demostrado que en ambos casos tenemos una deficiencia de oxígeno en la salida, una mayor concentración de dióxido de carbono y vapor de agua.
Medimos la temperatura y vemos que el aire en la salida está más caliente que en la entrada. Tenemos derecho a concluir que cada caja contiene un sistema capaz de intercambiar sustancias con el medio ambiente. Abrimos las cajas y lo que vemos … en una de ellas hay un ratón vivo, y en la otra, una vela encendida. El criterio del metabolismo no funciona aquí, no permite distinguir lo vivo de lo no vivo, para distinguir el proceso de combustión del proceso de respiración.
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Si cortamos el suministro de aire, el ratón muere. Pero incluso un organismo muerto puede intercambiar sustancias con el medio ambiente. Esto, en particular, es la base para la formación de fósiles: los restos de animales y plantas en la capa de roca dan al medio ambiente materia orgánica y los minerales toman su lugar. En particular, los árboles petrificados son asombrosos: exteriormente conservan la estructura de la madera hasta el más mínimo detalle, pero fue reemplazada hace millones de años por sílice y óxidos de hierro.
¿Qué conclusión se puede sacar aquí? El metabolismo es una condición necesaria si hablamos de un estado de vida. Sin embargo, ¡el metabolismo por sí solo no es suficiente para definir la vida! Se necesita algo más.
Intentemoslo de nuevo. Primero, la vida es activa. La vida funciona. Incluso si está “en pasivo”, se adapta a las condiciones (es decir, “sufre”: el “sufrimiento” en Aristóteles es una categoría de sumisión, una categoría opuesta a la acción: actio - passio), el componente activo aún se conserva, un acto independiente, por así decirlo, “de mí y para mí . Tal actividad ocurre necesariamente con el gasto de energía en el sistema: ¡para vivir, se gasta energía! En segundo lugar, la vida es el mantenimiento y la reproducción de un orden siempre concreto, una estructura definida y específica. Específicamente específico. ¡Esto es en lo que se gasta energía y en lo que se gasta energía!
¿Qué es la reproducción activa? Se trata de un proceso en el que el sistema se reproduce a sí mismo y mantiene su integridad, utilizando elementos del entorno de menor orden. Un proceso pasivo de este tipo no es en absoluto un signo de vida. El pájaro reproduce sus nidos todos los años, el castor construye una presa, pero ni el nido ni la presa pueden considerarse objetos vivos, a diferencia de sus constructores. En general, es poco probable que se pueda obtener un pájaro, reproducirlo de un nido, un castor, de una presa, y un Bigfoot, de su rastro …
Más sobre el gasto de energía. ¿Por qué es esta una condición necesaria para definir la vida? Porque permite distinguir a los seres vivos de otras estructuras que se reproducen a sí mismas, por ejemplo, un cristal.
Ya en el siglo XVIII, se establecieron analogías entre el crecimiento de organismos y el crecimiento de cristales. De hecho, cada cristal tiene su propia estructura específica, que surge espontáneamente. El cloruro de sodio cristaliza en forma de cubo, carbono (diamante), en forma de octaedro. Los racimos e intercrecimientos de cristales son a veces sorprendentemente similares a las estructuras de la naturaleza viva. Recordemos los patrones helados de los cristales de las ventanas. A veces se parecen a las hojas de los helechos y otras plantas extrañas hasta tal punto que parecen más reales que las reales. Incluso los metales forman tales estructuras. Los metalúrgicos de todo el mundo conocen bien el llamado árbol de Chernov. Durante la fundición de productos metálicos, se pueden formar huecos, conchas, como los llaman los expertos. Y, a veces, los cristales de hierro crecen juntos en tales conchas, esto es muy similar a una planta conocida.
Y, sin embargo, las analogías entre patrones helados y hojas de helecho son engañosas. Aunque estas estructuras son aparentemente similares, los procesos de su formación son energéticamente diametralmente opuestos. Un cristal es un sistema con un mínimo de energía libre. Qué significa eso? Esto significa que durante la cristalización, la energía se libera en forma de calor. Por ejemplo, cuando se produce un kilogramo de "patrones helados", se deben liberar 619 kcal de calor.
Se debe gastar la misma cantidad de energía en la destrucción de esta estructura. Las hojas de helecho, por otro lado, absorben la energía de los rayos del sol cuando surgen y crecen. Al destruir esta estructura, podemos recuperar energía. Nosotros, de hecho, hacemos esto, por ejemplo, quemando carbón, que se formó a partir de los restos de helechos gigantes de la era Paleozoica, o simplemente tomando el sol alrededor de un fuego común. Y el punto aquí no está en el patrón en forma de hoja en sí mismo, que une exteriormente el helecho del bosque y el patrón en el vidrio.
Un témpano de hielo informe de la misma masa requerirá la misma cantidad de energía para derretirse y evaporarse. Y para la formación de la complejidad externa de una hoja vegetal, se gasta energía, insignificante en comparación con la que se conserva en la materia orgánica.
Pero, ¿qué pasa con el parecido externo? El punto es este. Tanto las hojas de helecho como los patrones helados tienen el área de superficie máxima para un volumen dado. Para un helecho (y cualquier otra planta) esto es necesario, porque la respiración y la asimilación del dióxido de carbono atraviesa la superficie de las hojas. En los casos en los que sea necesario reducir el consumo de agua para la evaporación, las plantas, como los cactus, adquieren una forma esférica con una superficie mínima. Pero esto debe compensarse con una disminución en la tasa de asimilación de CO2 y, como consecuencia, una desaceleración del crecimiento.
El vapor de agua, que cristaliza sobre vidrio frío, también forma una estructura con una superficie máxima, porque la tasa de pérdida de energía libre es máxima en este caso (los cristales crecen desde la superficie). Por tanto, las analogías entre cristales y organismos vivos no tienen un significado esencial, por así decirlo. El líquido, que se expulsa del recipiente en gravedad cero, toma la forma de una bola (energía de tensión superficial mínima). ¡Pero esto difícilmente puede significar que las leyes del cosmos sean similares a las reglas del juego con bolas en la mesa de billar!
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Para ser justos, cabe señalar que las formas cristalinas no son ajenas a la vida. Mucha gente conoce mosquitos ciempiés grandes y completamente inofensivos con extremidades largas y frágiles. Sus larvas viven en suelo húmedo, alimentándose de restos vegetales en descomposición. Entre ellos hay individuos pintados de azul con un tinte iridiscente. Parecen letárgicos y en realidad están enfermos, infectados con el llamado virus arcoíris. En la hemolinfa de tales larvas bajo un microscopio, se pueden encontrar cristales de asombrosa belleza, iridiscentes como zafiros.
Estos cristales están compuestos por partículas de virus, viriones. Cuando la larva muere, ingresa al suelo para ser tragada por las larvas de una nueva generación de mosquitos. Por cierto, estos cristales están formados por muchos virus, y no solo por virus de insectos. Pero es esencial que esta sea precisamente la forma inactiva de la existencia del virus, en contraste con la activa, viva. En forma de cristal, el virus no se multiplica, sino que pasa por sus "tiempos difíciles" de esta manera. El famoso físico Erwin Schrödinger llamó al cromosoma "cristal aperiódico". De hecho, la sustancia nuclear de la célula durante el período de división está ordenada y formalmente se la puede llamar cristal. Pero cuando una sustancia nuclear (cromatina) se "empaqueta" en un cromosoma, vuelve a estar inactiva, y el cromosoma en sí es sólo una forma de transferir cromatina de una célula a otra.
Entonces, no se necesita energía externa para la cristalización. Pero para mantener y reproducir su propio orden de vida en la próxima generación, el cuerpo necesita absorber energía (en forma de cuantos de luz o compuestos orgánicos no oxidados, sustancias simples y liberar productos de desecho oxidados, etc.) Este es el metabolismo.
Pero, ¿por qué, para qué es este intercambio? “Todo fluye”, dijo Heráclito de Éfeso. Si este es el caso, la mayor parte del organismo vivo "fluye". Es una corriente por la que la energía y las sustancias se mueven constantemente, elementos para la reconstrucción de estructuras. A lo largo de la vida, hay un reemplazo continuo de estructuras celulares antiguas por estructuras recién formadas. Entonces, las células sanguíneas se reemplazan por completo después de 4 meses. En última instancia, esto también es un trabajo de reparación, pero el cuerpo reemplaza no solo las células que han recibido defectos, sino todo.
Dicen que las células nerviosas no se restauran. Esto significa que el cuerpo no genera nuevas células nerviosas, no se multiplican, hay tantas como había. Sí, no se forman células absolutamente nuevas. Pero a lo largo de sus vidas, se están reconstruyendo constantemente. Es como una profunda reforma y remodelación de una casa. La casa es antigua, pero renovada y en excelentes condiciones. Solo podemos considerar formalmente las neuronas con las que terminamos nuestra vida, las mismas células con las que la comenzamos.
Y una expresión más: estructura específica. ¿Lo que es? De generación en generación, los organismos reproducen la característica de ordenamiento de la especie a la que pertenecen. Esto se hace con una precisión casi perfecta (la palabra "casi" es extremadamente importante). Aquí el lobo se comió una liebre. ¿Necesita los órganos de una liebre, sus tejidos, sus proteínas y ácidos nucleicos, todo lo que es específico de la estructura "liebre", "orden de las liebres"? ¡Claro que no!
Todo esto en el estómago del lobo se convertirá en una mezcla de sustancias orgánicas de bajo peso molecular - aminoácidos, carbohidratos, nucleótidos, etc., comunes a toda la naturaleza viviente, inespecíficas. El cuerpo del lobo oxidará algunos de ellos a dióxido de carbono y agua para (¡usando la energía recibida!) Para construir a partir de las sustancias no específicas restantes su propia estructura "lobo" específicamente ordenada: sus proteínas, sus células y tejidos. Alimente al lobo con una mezcla de aminoácidos sintetizada por químicos y hará lo mismo.
¿Es esto así con respecto a la vida como tal, la vida en general? La pregunta está abierta. Pero así son las cosas en la Tierra. Los organismos terrestres no necesitan el pedido de otra persona. Están luchando, luchando desesperadamente contra ella. Todo el mundo conoce los numerosos intentos médicos para trasplantar diversos órganos o tejidos a animales y seres humanos: corazón, pulmones, riñones, páncreas, etc. ¿Es posible llamar exitosos a estos intentos? El resultado siempre fue similar: los órganos trasplantados tenían una tendencia persistente al rechazo.
Las únicas excepciones fueron los órganos "del mismo orden" que el paciente, tomados de un gemelo idéntico, y esta es una copia "estructural" del mismo organismo. En cuanto a los tejidos, los médicos prefieren llevarlos para trasplante del mismo organismo: por ejemplo, se trasplanta la piel de la pierna de la víctima al lugar afectado por la quemadura. Es posible preservar un órgano trasplantado extraño solo suprimiendo los sistemas inmunitarios protectores para la formación de anticuerpos. ¡Pero entonces el paciente estará indefenso ante cualquier infección! Este es un riesgo enorme y fatal y, de una forma u otra, al final solo se trata de la continuación de la vida, pero no de la extensión de una vida normal y plena.
Incluso las hormonas, por así decirlo, son simplemente sustancias bioactivas (es decir, no solo formaciones biológicas complejas) son específicas de cada especie. Aquí, por supuesto, hay una brecha, hay una diferencia de grado. Por ejemplo, la insulina, el único agente eficaz contra la diabetes, tiene una especificidad de especie relativamente baja, por lo que esta proteína, aislada del páncreas de ganado, puede usarse para tratar a los diabéticos. Pero la hormona del crecimiento, la somatotropina, es específica de la especie. Para el tratamiento del crecimiento enano en una persona, es precisamente la hormona del crecimiento humano la que se secreta de la glándula pituitaria de una persona fallecida (sí, sí, todavía no hay otra forma).
Alguien lo notará: hay organismos complejos, su identidad estructural es compleja y, naturalmente, su especificidad estructural es bastante exigente. Pero hay organismos simples, incluso los más simples. ¿Entonces como? Parecería que los organismos inferiores deberían tener menos aversión al "orden alienígena". De hecho, los peces y los anfibios tienen éxito en los trasplantes de órganos entre diferentes especies y la somatotropina bovina puede estimular el crecimiento de la trucha. Pero todas estas son proposiciones artificiales creadas por el experimentador. Esto significa que no es un curso de vida completamente "normal" y antinatural. Al final, dicen: si golpeas a una liebre, aprenderá a encender fósforos. La única pregunta es, ¿seguirá siendo una liebre esta desafortunada criatura perseguida? Digámoslo de esta manera: una liebre que muere entre los dientes de un lobo es mucho más una liebre, más verdadera, más "correcta" que una liebre,¿Quién puede encender fósforos?
Los animales, que se alimentan de otros animales o plantas, comienzan por destruir el orden de otra persona. Los alimentos en sus estómagos e intestinos se descomponen en compuestos químicos simples, y por la estructura de, por ejemplo, los aminoácidos glicina o fenilalanina, es imposible saber si se obtienen de proteínas de carne bovina, guisantes o sintetizados por un químico artificialmente inteligente que usa anteojos. A partir de estos componentes básicos de la vida, los organismos construyen solo sus estructuras inherentes. Cada organismo se caracteriza por una combinación única e inherente de moléculas de proteína. Y ya sobre esta base, aparece un complejo de todas las características del organismo, a nivel de células, tejidos y órganos.
En las plantas, esto es aún más pronunciado. Agua, un conjunto de sales nutritivas, dióxido de carbono y luz: con este conjunto de los mismos factores, una rosa crece a partir de una semilla, una ortiga crece a partir de otra y un árbol crece a partir de la tercera (y en absoluto el "árbol de Chernov", ¿recuerdas?). Cada vez, una determinada planta con su propio conjunto de propiedades. Con su orden.
Entonces, el cuerpo no toma orden desde el exterior, sino energía. Debido a esta energía, él construye su ordenamiento específico "según su especie" - así parece, se dice en las Escrituras, descuidando el de otra persona. De un huevo de gallina, una masa homogénea de yema y proteína, aparece un pollo con cabeza, patas, alas. Y esta simple cosa, este milagro se llama vida.
S. Minakov
