Apa itu hidup? Sulit untuk memberikan definisi yang tepat tentang kehidupan, tetapi setiap orang dapat secara akurat membedakan di mana yang hidup dan yang mati. Artinya, harga berbeda diberikan untuk kuda hidup dan mati.
Sebenarnya, secara intuitif kita memahami apa yang hidup dan apa yang mati, tetapi sebagai aturan kita sulit untuk merumuskan perbedaannya dengan tepat. Ada banyak upaya yang diketahui untuk memberikan definisi, definisi konsep "hidup", tetapi semuanya ternyata tidak sempurna. Oleh karena itu, orang yang cerdas umumnya menolak untuk mendefinisikan, menggantinya dengan tautologi. Hidup adalah hidup, di dalamnya ada kehidupan, yang diatur sebagai kehidupan.
Misalnya, kehidupan yang membuat kita berhubungan dengan bakteri kecil, tumbuhan dan paus raksasa. Hidup adalah gerakan yang konstan dan tidak dapat diprediksi. Hidup adalah sesuatu yang bisa lahir dan mati….
Semua organisme hidup terdiri dari molekul. Lagipula, setiap molekul tidak hidup dengan sendirinya. Jadi, molekul air yang ada di dalam sel otot sama dengan molekul air dalam segelas teh. Namun, jika digabungkan, molekul dari berbagai macam zat dapat membentuk, misalnya, sel otot yang memiliki kemampuan untuk berkontraksi dan merespons perubahan lingkungan, dengan kata lain, untuk hidup.
Kami menyebut keajaiban yang tidak bisa kami jelaskan. Oleh karena itu, transisi yang tampaknya tak terlihat dari molekul tak hidup ke organisme hidup sering disebut keajaiban kehidupan. Di sisi lain, mungkin kita sendiri bingung dengan apa yang kita lihat, tetapi semuanya jauh lebih sederhana …
"Hidup adalah cara keberadaan tubuh protein, yang titik pentingnya adalah pertukaran zat yang konstan dengan sifat eksternal yang mengelilinginya, dan dengan penghentian metabolisme ini, kehidupan juga berhenti, yang mengarah pada penguraian protein." Definisi ini diberikan oleh Friedrich Engels - dan belakangan ini sangat populer di kalangan kami. Yah, bukan definisi yang buruk. Tapi apakah itu cukup?
Engels sendiri tidak berpikir demikian. Baginya, metabolisme hanya penting, tapi bukan satu-satunya kriteria kehidupan. Itu juga bisa melekat pada benda mati. Misalkan kita memiliki dua kotak buram yang memiliki lubang "di pintu masuk" dan "di pintu keluar". Apa yang ada di dalam - kami tidak tahu. Namun, kita bisa mengukur kondisi udara di inlet dan outlet. Pengukuran telah menunjukkan bahwa dalam kedua kasus kami mengalami kekurangan oksigen pada keluaran, peningkatan konsentrasi karbon dioksida dan uap air.
Kami mengukur suhu dan melihat bahwa udara di saluran keluar lebih hangat daripada di saluran masuk. Kami berhak menyimpulkan bahwa setiap kotak berisi sistem yang mampu menukar zat dengan lingkungan. Kami membuka kotak dan apa yang kami lihat … di salah satunya ada tikus hidup, dan di yang lain - lilin yang menyala. Kriteria metabolisme tidak berfungsi di sini, tidak memungkinkan untuk membedakan yang hidup dari yang tidak hidup, untuk membedakan proses pembakaran dari proses respirasi.
Video promosi:
Jika kita memutus pasokan udara, tikus mati. Tetapi bahkan organisme yang mati dapat bertukar zat dengan lingkungan. Ini, secara khusus, adalah dasar pembentukan fosil: sisa-sisa hewan dan tumbuhan di lapisan batuan memberi lingkungan bahan organik, dan tempatnya diambil oleh mineral. Secara khusus, pohon yang membatu sangat menakjubkan: secara lahiriah mereka menjaga struktur kayu hingga detail terkecil, tetapi jutaan tahun yang lalu telah digantikan oleh silika dan oksida besi.
Kesimpulan apa yang bisa ditarik di sini? Metabolisme adalah kondisi yang diperlukan jika kita berbicara tentang keadaan hidup. Namun, metabolisme saja tidak cukup untuk menentukan kehidupan! Dibutuhkan sesuatu yang lain.
Mari kita coba lagi. Pertama, hidup itu aktif. Hidup bekerja. Bahkan jika itu "dalam pasif", beradaptasi dengan kondisi (yaitu, "menderita": "penderitaan" dalam Aristoteles adalah kategori penyerahan, kategori yang berlawanan dengan tindakan: actio - passio), komponen aktif masih dipertahankan, tindakan independen, seolah-olah, " dari diriku sendiri dan untuk diriku sendiri. " Aktivitas semacam itu perlu terjadi dengan pengeluaran energi dalam sistem: untuk hidup, energi dihabiskan! Kedua, kehidupan adalah pemeliharaan dan reproduksi tatanan yang selalu konkrit, struktur yang pasti dan spesifik. Sangat spesifik. Inilah energi yang dihabiskan dan energi dihabiskan!
Apa itu pemutaran aktif? Ini adalah proses ketika sistem mereproduksi dirinya sendiri dan mempertahankan integritasnya, menggunakan elemen lingkungan dengan urutan yang lebih rendah. Proses pasif semacam ini sama sekali bukan tanda kehidupan. Burung mereproduksi sarangnya setiap tahun, berang-berang membangun bendungan, tetapi baik sarang maupun bendungan tidak dapat dianggap sebagai benda hidup, tidak seperti pembangunnya. Secara umum, kecil kemungkinannya seekor burung dapat diperoleh, direproduksi dari sarang, berang-berang - dari bendungan, dan Bigfoot - dari jejaknya …
Selanjutnya tentang pengeluaran energi. Untuk alasan apakah ini merupakan kondisi yang diperlukan dalam mendefinisikan kehidupan? Karena memungkinkan untuk membedakan makhluk hidup dari struktur reproduksi diri lainnya, misalnya kristal.
Pada awal abad ke-18, analogi ditarik antara pertumbuhan organisme dan pertumbuhan kristal. Faktanya, setiap kristal memiliki struktur spesifiknya sendiri, yang muncul secara spontan. Natrium klorida mengkristal dalam bentuk kubus, karbon (berlian) - dalam bentuk oktahedron. Kelompok dan pertumbuhan antar kristal terkadang sangat mirip dengan struktur alam yang hidup. Mari kita mengingat kembali pola dingin di kaca jendela. Mereka kadang-kadang menyerupai daun pakis dan tanaman aneh lainnya sedemikian rupa sehingga tampak lebih nyata daripada yang asli. Bahkan logam membentuk struktur seperti itu. Ahli metalurgi di seluruh dunia sangat menyadari apa yang disebut pohon Chernov. Selama pengecoran produk logam, celah, cangkang, sebagaimana para ahli menyebutnya, dapat terbentuk. Dan terkadang kristal besi tumbuh bersama dalam cangkang seperti itu - ini sangat mirip dengan tanaman terkenal.
Namun, analogi antara pola beku dan daun pakis menyesatkan. Meskipun struktur ini secara lahiriah mirip, proses pembentukannya berlawanan secara energik. Kristal adalah sistem dengan energi bebas minimum. Apa artinya? Artinya selama kristalisasi, energi dilepaskan dalam bentuk panas. Misalnya, ketika satu kilogram "pola beku" terjadi, 619 kkal panas harus dilepaskan.
Jumlah energi yang sama harus dihabiskan untuk menghancurkan struktur ini. Daun pakis, sebaliknya, menyerap energi sinar matahari saat muncul dan tumbuh. Dengan menghancurkan struktur ini, kita bisa mendapatkan energi kembali. Kami sebenarnya melakukan ini, misalnya, dengan membakar batu bara, yang terbentuk dari sisa-sisa pakis raksasa pada zaman Paleozoikum, atau sekadar berjemur di sekitar api unggun biasa. Dan intinya di sini bukanlah pada pola seperti daun itu sendiri, yang secara lahiriah menyatukan pakis hutan dan pola di kaca.
Gumpalan es tak berbentuk dengan massa yang sama akan membutuhkan jumlah energi yang sama untuk mencair dan menguap. Dan untuk pembentukan kompleksitas eksternal dari daun tanaman, energi yang dikeluarkan, dapat diabaikan dibandingkan dengan yang disimpan dalam bahan organik.
Tapi bagaimana dengan kemiripan eksternal? Intinya begini. Baik daun pakis maupun pola beku memiliki luas permukaan maksimum untuk volume tertentu. Untuk pakis (dan tanaman lain) ini diperlukan, karena respirasi dan asimilasi karbon dioksida melewati permukaan daun. Dalam kasus di mana konsumsi air untuk penguapan perlu dikurangi, tanaman, seperti kaktus, akan berbentuk bola dengan luas permukaan minimum. Tapi ini harus dibayar dengan penurunan laju asimilasi CO2 dan, sebagai akibatnya, perlambatan pertumbuhan.
Uap air, yang mengkristal pada kaca dingin, juga membentuk struktur dengan permukaan yang maksimal, karena laju kehilangan energi bebas yang maksimal dalam hal ini (kristal tumbuh dari permukaan). Jadi, analogi antara kristal dan organisme hidup tidak memiliki arti esensial. Cairan, yang terlempar keluar dari bejana dalam gravitasi nol, berbentuk bola (energi tegangan permukaan minimum). Tapi ini hampir tidak bisa berarti bahwa hukum kosmos mirip dengan aturan permainan dengan bola di meja biliar!
Dalam keadilan, harus dicatat bahwa bentuk kristal tidak asing bagi kehidupan. Banyak orang mengenal nyamuk kelabang berukuran besar dan sama sekali tidak berbahaya dengan anggota tubuh yang panjang dan rapuh. Larva mereka hidup di tanah yang lembab, memakan sisa-sisa tanaman yang membusuk. Di antara mereka ada individu yang dicat biru dengan warna-warni. Mereka tampak lesu, dan mereka benar-benar sakit - terinfeksi apa yang disebut virus pelangi. Di hemolimfa larva seperti itu di bawah mikroskop, kristal-kristal yang sangat indah dapat ditemukan, berwarna-warni seperti safir.
Kristal ini terdiri dari partikel virus - virion. Saat larva mati, mereka akan masuk ke dalam tanah untuk ditelan oleh larva nyamuk generasi baru. Omong-omong, kristal semacam itu dibentuk oleh banyak virus, dan tidak hanya virus serangga. Tetapi penting bahwa ini adalah bentuk keberadaan virus yang tidak aktif, berbeda dengan virus yang hidup dan aktif. Dalam bentuk kristal, virus tidak berkembang biak, tetapi hanya melalui "masa-masa sulit" dengan cara ini. Fisikawan terkenal Erwin Schrödinger menyebut kromosom "kristal aperiodik". Faktanya, substansi inti sel selama periode pembelahan diatur, dan secara formal dapat disebut kristal. Tetapi ketika zat inti (kromatin) "dikemas" ke dalam kromosom, lagi-lagi zat tersebut tidak aktif, dan kromosom itu sendiri hanyalah cara untuk mentransfer kromatin dari sel ke sel.
Jadi, tidak diperlukan energi eksternal untuk kristalisasi. Tetapi untuk mempertahankan dan mereproduksi tatanan kehidupannya sendiri pada generasi berikutnya, tubuh perlu menyerap energi (dalam bentuk kuanta ringan atau senyawa organik tak teroksidasi, zat sederhana, dan melepaskan produk limbah teroksidasi, dll). Inilah metabolisme.
Namun, mengapa, untuk apa pertukaran ini? “Semuanya mengalir,” kata Heraclitus dari Efesus. Jika ini masalahnya, maka hampir semua organisme hidup "mengalir". Dia adalah aliran di mana energi dan zat terus bergerak - elemen untuk rekonstruksi struktur. Sepanjang hidup, ada penggantian terus menerus dari struktur seluler lama dengan yang baru terbentuk. Jadi, sel darah sepenuhnya diganti setelah 4 bulan. Pada akhirnya, ini juga merupakan pekerjaan perbaikan, tetapi tubuh tidak hanya menggantikan sel yang telah menerima cacat, tetapi semuanya.
Mereka mengatakan bahwa sel-sel saraf tidak dipulihkan. Ini berarti bahwa tubuh tidak menghasilkan sel saraf baru, mereka tidak berkembang biak - jumlahnya sebanyak sebelumnya. Ya, sel yang benar-benar baru tidak terbentuk. Tapi sepanjang hidup mereka, mereka terus dibangun kembali. Ini seperti perombakan dan pembangunan kembali sebuah rumah. Rumah itu tua, tetapi telah direnovasi dan dalam kondisi sangat baik! Kita hanya dapat secara formal mempertimbangkan neuron yang kita gunakan untuk mengakhiri hidup kita, sel yang sama yang kita gunakan untuk memulainya.
Dan satu ekspresi lagi: struktur spesifik. Apa itu? Dari generasi ke generasi, organisme mereproduksi karakteristik pemesanan spesies tempat mereka berasal. Ini dilakukan dengan ketelitian yang hampir sempurna (kata "hampir" sangatlah penting). Di sini serigala memakan kelinci. Apakah dia membutuhkan organ kelinci, jaringannya, protein dan asam nukleatnya - segala sesuatu yang spesifik untuk struktur "kelinci", "pemesanan kelinci"? Tentu tidak!
Semua ini di perut serigala akan berubah menjadi campuran zat organik dengan berat molekul rendah - asam amino, karbohidrat, nukleotida, dll., Umum untuk semua alam yang hidup, nonspesifik. Tubuh serigala akan mengoksidasi beberapa dari mereka menjadi karbon dioksida dan air secara berurutan (menggunakan energi yang diterima!) Untuk membangun dari zat nonspesifik yang tersisa, strukturnya sendiri, yang secara khusus memerintahkan struktur "serigala" - proteinnya, sel dan jaringannya. Beri makan serigala campuran asam amino yang disintesis oleh ahli kimia dan itu akan melakukan hal yang sama.
Apakah demikian halnya dengan kehidupan seperti itu, kehidupan secara umum? Pertanyaannya terbuka. Tapi begitulah keadaan di Bumi. Organisme terestrial tidak membutuhkan perintah orang lain. Mereka berjuang, mati-matian melawannya. Semua orang tahu tentang berbagai upaya medis untuk mentransplantasikan berbagai organ atau jaringan ke hewan dan manusia: jantung, paru-paru, ginjal, pankreas, dll. Apakah mungkin untuk menyebut upaya ini berhasil? Hasilnya selalu serupa: organ yang ditransplantasikan memiliki kecenderungan terus menerus untuk menolak.
Satu-satunya pengecualian adalah organ "dari urutan yang sama" dengan pasien, diambil dari saudara kembar identik - dan ini adalah salinan "struktural" dari organisme yang sama. Sedangkan untuk jaringan, dokter lebih suka mengambilnya untuk transplantasi dari organisme yang sama: misalnya, kulit dari kaki korban ditransplantasikan ke tempat yang terkena luka bakar. Adalah mungkin untuk mengawetkan organ asing yang ditransplantasikan hanya dengan menekan sistem kekebalan pelindung untuk pembentukan antibodi. Tetapi kemudian pasien tidak akan berdaya melawan infeksi apapun! Ini adalah risiko yang sangat besar dan fatal, dan, dengan satu atau lain cara, pada akhirnya ini hanya tentang kelangsungan hidup, tetapi bukan tentang perpanjangan kehidupan normal yang utuh.
Bahkan hormon, bisa dikatakan, hanyalah zat bioaktif (yaitu, tidak hanya formasi biologis kompleks) yang spesifik untuk spesies. Di sini, tentu ada celah, ada perbedaan derajat. Misalnya, insulin, satu-satunya agen efektif melawan diabetes, memiliki spesifisitas spesies yang relatif rendah, sehingga protein yang diisolasi dari pankreas sapi ini dapat digunakan untuk mengobati penderita diabetes. Tetapi hormon pertumbuhan - somatotropin - bersifat spesifik spesies. Untuk pengobatan pertumbuhan kerdil pada seseorang, justru hormon pertumbuhan manusia yang disekresikan dari kelenjar pituitari orang yang sudah meninggal (ya, ya, belum ada cara lain).
Seseorang akan memperhatikan: ada organisme yang kompleks, identitas strukturalnya kompleks, dan, tentu saja, kekhususan strukturalnya cukup menuntut. Tetapi ada organisme yang sederhana, bahkan ada yang paling sederhana. Lalu bagaimana? Tampaknya organisme yang lebih rendah seharusnya memiliki lebih sedikit keengganan untuk "tatanan asing". Faktanya, ikan dan amfibi berhasil melakukan transplantasi organ antara spesies yang berbeda, dan somatotropin sapi dapat merangsang pertumbuhan ikan trout. Tetapi ini semua adalah proposisi buatan yang dibuat oleh pelaku eksperimen. Ini berarti bahwa bukan jalan hidup yang sepenuhnya "normal" dan tidak wajar. Pada akhirnya, mereka berkata: jika Anda mengalahkan kelinci, dia akan belajar menyalakan korek api. Satu-satunya pertanyaan adalah, apakah makhluk buruan yang malang ini tetaplah kelinci? Mari kita begini: kelinci yang mati dalam gigi serigala jauh lebih kelinci, lebih benar, "benar" daripada kelinci,siapa yang bisa menyalakan korek api!
Hewan, memakan hewan atau tumbuhan lain, dimulai dengan menghancurkan tatanan orang lain. Makanan di perut dan usus mereka dipecah menjadi senyawa kimia sederhana, dan dengan struktur, misalnya, asam amino glisin atau fenilalanin, tidak mungkin untuk mengetahui apakah makanan tersebut diperoleh dari protein daging sapi, kacang polong, atau disintesis oleh ahli kimia pintar yang memakai kacamata. Dari blok bangunan dasar kehidupan ini, organisme hanya membangun struktur yang melekat padanya. Setiap organisme dicirikan oleh kombinasi molekul protein yang unik dan melekat. Dan atas dasar ini, kompleks dari semua karakteristik organisme muncul - di tingkat sel, jaringan, dan organ.
Pada tumbuhan, ini bahkan lebih terasa. Air, sekumpulan garam nutrisi, karbon dioksida dan cahaya - dengan kumpulan faktor yang sama ini, mawar tumbuh dari satu biji, jelatang tumbuh dari biji lainnya, dan pohon tumbuh dari biji ketiga (dan bukan “pohon Chernov” sama sekali - ingat?). Setiap kali - tanaman tertentu dengan set propertinya sendiri. Dengan keteraturannya.
Jadi, organisme mengambil energi dari luar, bukan keteraturan. Karena energi ini, dia membangun tatanan spesifiknya "menurut jenisnya" - jadi, tampaknya, dikatakan dalam Alkitab, mengabaikan tatanan orang lain. Dari telur ayam - massa kuning telur dan protein yang homogen - seekor ayam muncul dengan kepala, kaki, sayap. Dan hal sederhana ini, keajaiban ini disebut kehidupan.
S. Minakov
