Ten artykuł dotyczy pojęć biologicznych. Sprawdź również: Życie (ujednoznacznienie).|
Życie |
Życie - w biologii:
Zawartość |
Pojęcie życia jest trudne do zdefiniowania, dlatego nie ma dotąd jednej, powszechnie przyjętej jego definicji. Można jednak twierdzić, że najważniejszą cechą życia jest ciągła wymiana materii i energii między żywym organizmem, a jego otoczeniem i zdolność do replikacji, powielania się czy też rozmnażania. Do podtrzymywania wymiany energii z otoczeniem konieczny jest stały wkład wysiłku ze strony organizmu. Zatem życie to: zespół wzajemnie się podtrzymujących procesów metabolicznych zachodzących w organizmie żywym lub jego poszczególnych częściach. Istotną cechą życia, wywodzącą się z natury procesów metabolicznych, jest zdolność organizmów żywych do utrzymania wyższego poziomu uporządkowania, a więc niższej entropii niż otoczenie, kosztem zużycia energii.
Należy zwrócić szczególną uwagę czy używa się pojęcia życie w charakterze rzeczownika, na określenie procesu, czy też przymiotnika, na określenie własności obiektu, gdyż pojęcia te są definiowane i rozumiane nieco inaczej. Ponieważ definicja życia jest nieodzownie wymagana w badaniach nad powstaniem życia i w egzobiologii, podjęto próby uściślenia definicji czym jest życie.
Najbardziej poprawną definicją życia opartą o szczegółowe atrybuty życia jest: życie jest to zjawisko biologiczne charakteryzujące się budową komórkową, własnym metabolizem, posiadaniem białek i kwasów nukleinowych, zdolnością do replikacji i dziedziczenia cech i utrzymywaniem homeostazy.
Życie to system, lub zbiór elementów, zdolnych do ewolucji w sensie biologicznym.
Definicja ta faworyzowana jest przez niektórych badaczy sztucznego życia i niektórych redukcjonistów (np. Richard Dawkins). Zarzuca się jej jednak, że jest zbyt szeroka. Obejmuje np. replikujące się programy komputerowe (patrz system Tierra).
Próbą zawężenia jest definicja w postaci: życie to zbiór autonomicznych replikatorów zdolnych do ewolucji.
W przypadku życia na Ziemi rolę autonomicznych replikatorów spełniają organizmy żywe, zaś podlegają ewolucji dzięki niedoskonałej replikacji.
Definicja ta jednak w rzeczywistości nie rozwiązuje problemu ortodoksyjnych biologów, ponieważ programy z systemu Tierra są autonomicznymi replikatorami (zasiedlającymi system Tierra, podobnie jak organizmy żywe sensu stricto zasiedlają naszą planetę). Aby ich usatysfakcjonować, należałoby wprowadzić do definicji warunek materialności replikatorów. W dalszym ciągu jednak problemem pozostanie wówczas uznanie za żywą maszyny zdolnej do wykonania swojej względnie dokładnej kopii.
Z kolei niektórzy badacze sztucznego życia używają odrobinę precyzyjniejszej definicji: Życie to dynamiczne, samoorganizujące się struktury, zdolne do samopowielenia się i ewolucji. Różnica polega na wprowadzeniu wymogu dynamicznego samopowielania się struktury - odbiera to większości z obiektów zainteresowań sztucznego życia (jak algorytmy ewolucyjne czy różne odmiany Game of Life) status żywych.
Podręcznikowa definicja życia opiera się na czynnościach życiowych organizmów, tak więc organizm żywy to system, który charakteryzuje:
Dla wielu przyrodników, zwłaszcza badających problem powstania życia, ta definicja nie jest satysfakcjonująca, stąd próby uściślenia definicji, opisane poniżej.
W celu uściślenia czym jest życie jako własność obiektu, badacze biogenezy zauważyli, że organizmy żywe są bez wyjątku złożone z trzech wzajemnie powiązanych podsystemów:
Konsekwencją trzech systemów życia, jest obserwacja, że życie na Ziemi istnieje na trzech poziomach organizacyjnych:
Jak nietrudno zauważyć, niektóre formy życia występują tylko na poziomie pierwszym jednokomórkowce, również kolonijne), niektóre na pierwszy i drugim poziomie (tkankowce, rośliny naczyniowe), a niektóre, być może, na wszystkich trzech poziomach (wielokomórkowe organizmy społeczne).
Podstawowym poziomem organizacji życia jest poziom komórkowy. Poziom organizmalny można określić jako meta-życie. Choć dzieli nazwę z poziomem komórkowym, jest w myśl tej obserwacji całkowicie odrębnym zjawiskiem. Stąd należy bardzo precyzyjnie formułować argumenty odwołujące się do życia, by nie popełnić błędu ekwiwokacji. Na przykład argument, że zygota ludzka jest człowiekiem, jest w myśl tej obserwacji błędny poprzez ekwiwokację: człowiek charakteryzuje się drugim poziomem organizacji, podczas gdy zygota istnieje tylko na pierwszym poziomie.
Próbując pogodzić wymienione wyżej obserwacje z intuicyjnymi odczuciami odnośnie życia, Tibor Ganti zaproponował następujący zbiór warunków, które powinien spełniać system, by uznać go za organizm żywy:
Cechy konieczne by dany obiekt uznać za żywy
Cechy które nie są konieczne by system uznać za żywy, ale konieczne by zachodził proces życia na większą skalę
Nietrudno zauważyć, że cechy konieczne definiują organizm żywy jako autonomiczną strukturę, cechy potencjalne zaś odpowiadają redukcjonistycznej definicji życia, dotyczą więc procesu życia.
Bardzo często spotykamy się z pytaniem, czy wirusy są żywe? Odpowiedź na to pytanie zależy od przyjętej definicji życia i indywidualnych intuicji osoby odpowiadającej na pytanie. W świetle powyższych definicji łatwo zauważyć, że wirusy jako indywidualne osobniki, nie są ożywione. Wirusy podlegają jednak procesowi ewolucji, mają zdolność do rozmnażania się i zmienności, dlatego stanowią część procesu życia na Ziemi.
Biologia tradycyjnie dzieliła życie na kilka poziomów i wiązała z różne gałęzie badań różniące się metodologią. Zwykle wyróżnia się następujące poziomy organizacji i odpowiadające jej gałęzie badań:
Życie to system sprzężeń zwrotnych ujemnych podporządkowanych nadrzędnemu sprzężeniu zwrotnemu dodatniemu. Taka cybernetyczna definicja życia została zaproponowana przez Polaka, Bernarda Korzeniewskiego.
Życie to złożona struktura dyssypatywna, mająca zdolność miejscowego odwracania entropii.
Istota żyjąca jest z reguły bazującym na komórce systemem kodowym sterowanym przez informację i przetwarzającym informację. Życie to czasowa zdolność (cecha) tego systemu kodowego wykorzystywania i przekazywania w nim zawartej semantycznej informacji.
Życie to ogół specyficznych procesów fizyko-chemicznych zachodzących w pewnych zespołach materii organicznej.
Życie to zespół cząstek polinukleidowych i białkowych charakteryzujących się 3 cechami:
