Misalkan manusia mengirim penyelidikan pengintaian ke beberapa planet yang jauh, dan menemukan zat yang tidak ditemukan di Bumi. Apa yang harus dia lakukan padanya? Analisis kimia? Bagaimana jika ia hidup dan analisis kimia akan membunuhnya? Bagaimana cara mencari tahu?
Sekarang dalam sains ada sekitar seratus definisi tentang apa itu hidup. Dan bila ada banyak sekali definisi, itu artinya para ilmuwan sendiri belum sepenuhnya memahami apa itu.
Banyak definisi mengacu pada "protein" dan "sel" yang mungkin tidak selalu ada dalam kehidupan asing. Selain itu, tampaknya pada awal kehidupan duniawi mereka juga tidak ada (tetapi akan dibahas lebih lanjut nanti).
Jika kita mencoba mengambil kesamaan dari definisi tersebut, ternyata makhluk hidup bertukar zat dengan lingkungan (metabolisme), memiliki kemampuan untuk tumbuh, bereaksi terhadap kondisi eksternal, bereproduksi …
Mari kita periksa ketentuan ini.
Metabolisme. Ini adalah sifat dari hampir semua proses kimia. Api lilin yang sama, misalnya, mengambil oksigen dari lingkungan dan mengeluarkan karbon dioksida, seperti yang kita lakukan. Apakah itu membuatnya hidup?
Reproduksi. Virus komputer juga berkembang biak.
Pertumbuhan. Kristal juga tumbuh. Dan dengan menjatuhkan lilin yang sama, Anda dapat secara tidak sengaja "menyebarkan" api ke seluruh ruangan.
Video promosi:
Reaksi terhadap kondisi eksternal. Kristal es tumbuh lebih cepat pada suhu rendah - mereka bereaksi terhadap kondisi eksternal.
Ini berarti bahwa semua tanda ini - metabolisme, kemampuan untuk berkembang biak dan tumbuh, bereaksi terhadap lingkungan luar - tidaklah cukup.
Para ilmuwan telah melengkapi definisi kehidupan dengan kondisi baru: makhluk hidup dalam proses pertukaran menciptakan zat yang lebih kompleks.
Kristal tumbuh, virus komputer berkembang biak, api menciptakan zat yang kompleks. Tapi ini bukan hidup!
Di satu sisi, kondisinya benar: seluruh rangkaian protein hidup (dan ada jutaan protein berbeda) dibuat dari dua puluh asam amino. Di sisi lain, dalam nyala lilin yang sama, zat yang sangat kompleks dibuat secara acak: antrasen, fenantrena …
Namun demikian, ada perbedaan mendasar.
Apa yang disintesis dalam nyala api tidak perlu untuk api, bahkan berbahaya (dari jelaga, misalnya, padam). Tetapi apa yang disintesis dalam organisme hidup digunakan untuk membangunnya, membantu dalam sintesis yang sama, melindunginya dari lingkungan luar. Itu tetap, dan kemudian bisa pergi ke keturunan.
Kondisi ini, yang disebut "akumulasi dan transmisi informasi", kini dianggap sebagai properti utama kehidupan. Dan bagaimana informasi ini dikumpulkan - dengan sintesis zat yang diperlukan untuk bertahan hidup, transfer antibodi, naluri bawaan atau kata cetakan (seperti yang terjadi pada Anda sekarang) - ini sudah sekunder.
Bagaimana bisa benda mati menjadi hidup?
Bagaimana kehidupan bisa terjadi? Ada banyak jawaban untuk pertanyaan ini juga. “Dibawa dari luar angkasa”, “didaratkan sebagai eksperimen oleh peradaban tertentu” - jawaban seperti itu hanya menimbulkan pertanyaan yang sama: bagaimana kemudian kehidupan muncul di planet asal dari peradaban tertentu ini?
Mengamati dunia kehidupan di sekitar kita, sangat sulit untuk membayangkan bahwa semua kerumitan dan keanekaragaman ini entah bagaimana bisa muncul dengan sendirinya. Dan jika kita berasumsi bahwa pada beberapa zaman kuno semua makhluk hidup hanya diwakili oleh satu jenis kehidupan?
Sekarang ahli geologi menemukan banyak batu berlapis, stromatolit, yang dibentuk oleh koloni abadi cyanobacteria. Jadi, yang tertua dari batu-batu ini berumur tiga setengah miliar tahun. Tidak ada lagi jejak aktivitas makhluk hidup pada masa itu yang diketahui. Artinya, tampaknya satu-satunya yang hidup di Bumi adalah cyanobacteria.
Stromatolit.
Tetapi bahkan bakteri sudah menjadi organisme yang sangat kompleks. Banyak protein berbeda disintesis di dalamnya, informasi herediter disimpan dalam DNA, dan RNA (asam ribonukleat) digunakan untuk transmisi dan transportasi. Mungkinkah semua zat ini tiba-tiba muncul secara kebetulan dan digabungkan bersama?
Cyanobacteria.
Para ilmuwan baru-baru ini menemukan bahwa ada reaksi biokimia yang tidak memerlukan protein. Reaksi ini dapat berlanjut dengan partisipasi RNA saja, yang disebut ribozim.
Mari kita bayangkan organisme hidup seperti itu. Hampir semuanya menyerupai tetesan dengan larutan asam nukleat di dalamnya. Beberapa molekul menyimpan informasi keturunan, sementara yang lain mensintesis RNA baru. Yang lain lagi membentuk cangkang.
Bagaimana nutrisi dan reproduksi terjadi pada organisme seperti itu? Molekul yang sesuai dari lingkungan luar berpasangan dengan molekul cangkang dan ditarik ke dalam. Secara internal, mereka berpasangan dengan rantai RNA "panjang" yang sudah ada sebelumnya dengan cara yang sama. Secara alami, agar rantai baru terikat oleh ikatan kimia, dibutuhkan waktu yang sangat lama, atau suhu tinggi jangka pendek, atau bantuan RNA-ribozim lain.
Molekul RNA di bawah mikroskop elektron.
Tetapi tugas utama paling tidak terpenuhi - setetes solusi seperti itu sudah dapat mengakumulasi dan mengirimkan informasi yang berguna, yaitu sudah hidup.
Apa yang membuat molekul yang tepat bergabung?
Kecelakaan?
Teori kehidupan bahasa
Jadi, kami menemukan bahwa kehidupan muncul sebagai hasil dari kombinasi elemen mati, dan ciri utamanya adalah kemampuan untuk menyimpan dan mengirimkan informasi.
Dan sekarang - perhatian. Ada fenomena yang berperilaku dengan cara yang sama, meskipun kami tidak menganggapnya hidup. Benar, kita sering menyebut fenomena ini "hidup", tetapi dalam arti kiasan. Fenomena apa ini? Coba lihat gambarnya.
Cobalah membaca apa yang tertulis di sini. Tidak ada yang tertulis! Mereka hanyalah huruf, dan tidak ada gunanya akumulasi acaknya. Kita dapat mengatakan bahwa kumpulan surat ini "mati".
Dan sekarang huruf yang sama dihubungkan dalam urutan tertentu:
Cobalah membaca apa yang tertulis di sini. Tidak ada yang tertulis! Mereka hanyalah huruf, dan tidak ada gunanya akumulasi acaknya. Kita dapat mengatakan bahwa kumpulan surat ini "mati".
Dan sekarang huruf yang sama dihubungkan dalam urutan tertentu:
Sudahkah Anda menebak fenomena mana yang memiliki sifat yang sama dengan kehidupan? Lidah! Bahasa biasa di mana kita berbicara, berpikir, membaca, dan menulis. Dan bahkan terkadang kami menyebutnya "hidup":
Ia mengumpulkan dan mengirimkan informasi, dan makna (kehidupan) muncul di dalamnya sebagai hasil dari kombinasi unsur-unsur yang tidak berarti (tidak hidup) …
Dan itu belum semuanya! Sebuah bahasa mampu “berkembang” (jumlah kata dan makna di dalamnya bertambah), “berkembang biak” (membentuk dialek, kata keterangan, jargon, slang, genre sastra) dan menciptakan “substansi kompleks” (tindakan manusia).
Dan akhirnya: banyak penyair dan filsuf dengan serius berpendapat bahwa bukan kita yang "berbicara dengan bahasa", tetapi bahasa "yang berbicara dengan kita". Artinya, kami tidak memiliki bahasa, tetapi kami memiliki bahasa.
Artinya, bahasa menggunakan orang sebagai alat dan tempat berkembang biak. Kami mengucapkan suara untuknya dan menulis surat, dan bahasanya sendiri menempatkan pikiran untuk kata dan huruf ini ke dalam kepala kami …
Dan bagaimana jika bahasa yang digunakan bukan orang, tetapi, misalnya, molekul sebagai "petugas layanan"? Meskipun - hentikan, hentikan …
Dia menggunakannya, kita baru saja membacanya! Justru sebagai hasil dari penggunaan basa nitrogen untuk pembentukan kata - DNA, kehidupan muncul di Bumi!.. Ternyata para filsuf dan penyair itu benar. Bahasa menciptakan orang.
Dari hidup hingga tak bernyawa dan kembali
Untuk kemunculan kehidupan, metabolisme dan sintesis zat diperlukan. Ketika proses ini berhenti, diyakini bahwa kehidupan juga telah berhenti. Apakah penghentian ini selalu permanen?
Katak hijau.
Mari kita ambil katak hijau biasa. Mereka sering berhibernasi di tempat yang sama di mana mereka tinggal, di dasar kolam. Ketika musim dingin tiba dan waduk membeku, katak sering kali membeku bersamanya. Jantung mereka tidak berdetak, tidak ada pernapasan, dan metabolisme mereka praktis tidak ada. Apakah hidup sudah berakhir?
Tidak, itu berhenti sebentar. Layak untuk menghangatkan katak seperti itu, ia akan bergerak, hidup kembali. Kadal salamander Siberia membeku setiap musim dingin dan dapat menghabiskan waktu hingga sembilan puluh tahun (dan mungkin lebih) di negara bagian ini.
Kadal salamander Siberia.
Kita sendiri dan banyak makhluk di sekitar kita adalah organisme multisel. Diyakini bahwa organisme semacam itu memiliki individualitas, kemampuan untuk mengingat dan memperoleh pengalaman. Apa yang terjadi jika semua koneksi antar sel putus? Apa yang akan terjadi pada seseorang?
Makhluk multiseluler sederhana, hydra, dilatih untuk mempertahankan diri - menarik tentakelnya sebagai respons terhadap kilatan cahaya. Hydra kemudian dengan lembut digosok melalui kain kasa, memecah tubuhnya menjadi sel-sel individu. Sel hidra dan spons dapat bersatu kembali setelah operasi semacam itu. Ternyata hydra yang bersatu kembali mengingat apa yang telah dipelajari, dan juga menarik tentakelnya.
Hydra (kiri) dan cacing planarian.
Pada cacing planarian, sel tidak dapat berfusi setelah pemisahan, tetapi satu planarian dapat menyerap sel dari sel lainnya. Ternyata dengan cara ini pengalaman juga ditransmisikan. Artinya, setelah mengajari seorang planarian sesuatu, dan kemudian memberikannya sebagian kepada yang lain, Anda dapat mentransfer apa yang Anda pelajari dengan cara ini. (Ini tidak berarti bahwa Anda juga, setelah makan seorang guru matematika, akan mempelajari teorema Pythagoras: pencernaan dan ingatan kita diatur secara berbeda.)
Mungkinkah menciptakan kehidupan sendiri dari bagian-bagian penyusunnya? Ternyata kamu bisa. Pada musim panas tahun lalu, sekelompok ilmuwan menciptakan DNA dari awal, menyembunyikannya dalam cangkang, mengisi cangkang ini dengan ribosom dan segala sesuatu yang diperlukan - dan bakteri baru yang belum pernah ada mulai hidup, memberi makan, dan membelah.
Kelompok ilmuwan lain telah belajar untuk mengganti "huruf-huruf alfabet" DNA - basa nitrogen - dengan yang benar-benar baru.
Ilmuwan bermimpi bahwa organisme baru yang mereka ciptakan akan dapat hidup di planet lain dalam kondisi yang sangat berbeda. Siapa tahu, mungkin kita akan menjadi peradaban yang menaburkan kehidupan di planet lain …
