Определение жизни в современной биологии

На обыденном уровне мы все интуитивно понимаем, что представляет собой живое, а что – неживое. Однако при попытке четко сформулировать определение жизни возникают большие трудности, так как сущность жизни понимается и определяется неоднозначно.

Большинство ученых убеждено, что жизнь представляет собой особую форму существования материального мира. До конца 1950-х годов в научной и философской литературе общепринятым было знаменитое определение Ф. Энгельса, в котором говорилось, что жизнь есть способ существования белковых тел, состоящий в постоянном самообновлении химических составных частей этого тела. Но постепенно стало очевидным, что субстратная основа жизни не сводится только к белкам, а функциональная – к присущему белковым телам обмену веществ.

Также ученым удалось точно установить, что качественное отличие живого от неживого заключено в структуре их соединений, строении и связях, особенностях функций, характеристике и организации протекающих внутри организма процессов. Кроме того, жизнь отличается динамичностью и лабильностью. Но при этом можно говорить о полном тождестве химических элементов, входящих в состав живого и неживого.

На основании новых данных во второй половине XX в. появились новые определения жизни. Среди них - определение жизни как апериодического кристалла, данное Э. Шредшгером. Интересно определение жизни как космической организованности материи Г. Югая. Существуют также определения, подчеркивающие энергетический аспект жизни – ее противостояние энтропийным процессам. А в определении канадского биолога - Г. Селье жизнь понимается как процесс непрерывной адаптации организмов к постоянно изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. При этом организм оказывается способным поддерживать стабильность всех своих структур и функций, несмотря на воздействие различных внешних факторов.

Современная биология в вопросе о сущности жизни все чаще идет по пути перечисления основных свойств живых организмов. Акцент делается на то, что только совокупность данных свойств может дать представление о специфике жизни. Таково определение жизни Б.М. Медникова. Он называет жизнью активное, идущее с затратой энергии поддержание и воспроизведение специфических структур, обладающих следующими свойствами: наличие генотипа и фенотипа; репликация генетических программ матричным способом; неизбежность ошибок на микроуровне при репликации, приводящих к мутациям; многократное усиление этих изменений в ходе формирования фенотипа и их селекция со стороны факторов внешней среды.

В этом определении акцент сделан на то, что жизнь связана с воспроизведением характерной для каждого вида упорядоченности. При этом организм воспроизводит себя и поддерживает свою целостность за счет использования элементов окружающей среды с более низкой упорядоченностью. Чужая упорядоченность организму не нужна, так как это будет означать воспроизведение чуждых для данного организма структур и приведет к его гибели. Именно это происходит, когда в клетку проникает вирус, заставляющий ее развиваться по его генетической программе. Так начинаются болезни, могущие привести к смерти всего организма. Поэтому любой организм имеет иммунную систему, защищающую его от проникновения «чужаков». Сбой в работе иммунной системы очень опасен для любого организма, хотя в некоторых случаях (например, при пересадке органов) ее приходится подавлять искусственно, чтобы избежать отторжения пересаженного органа.

Даже в процессе питания, когда мы поглощаем части растений и животных, в первую очередь идет разрушение чужой упорядоченности: белки расщепляются до аминокислот, сложные углеводы – до моносахаридов, нуклеиновые кислоты – до нуклеотидов. И лишь после того организм из этих элементарных «кирпичиков» живого строит те белки и нуклеиновые кислоты, которые нужны ему. Так что организмы берут извне не готовую упорядоченность, а энергию (растения – свет, животные – малоокисленные соединения для их сжигания в процессе дыхания), с помощью которой они воссоздают свою специфическую структуру.

Для того, чтобы понять сущность жизни, необходимо прежде всего установить, что такое живое и чем оно отличается от неживого. К числу свойств живого обычно относят следующие признаки:

– живые организмы характеризуются сложной упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах;

– живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть организмов прямо или косвенно используют солнечную энергию;

– живые организмы активно реагируют на окружающую среду. Способность реагировать на внешнее раздражение – универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных;

– живые организмы не только изменяются, но и усложняются;

– все живое размножается. Способность к самовоспроизведению - один из самых главных признаков жизни, так как в этом проявляется действие механизма наследственности и изменчивости, определяющих эволюцию всех видов живой природы;

– живые организмы передают потомкам заложенную в их генах информацию, необходимую для жизни, развития и размножения. Ген – единица наследственности, являющаяся мельчайшей внутриклеточной структурой. Генетический материал определяет направление развитие организма. Вот почему потомки похожи на родителей. Однако эта информация в процессе передачи несколько меняется, искажается, что делает потомков отличными от своих родителей;

– живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания и соответствуют своему образу жизни.

В обобщенном и упрощенном варианте все отмеченное можно выразить в выводе, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе. Естественно, что все эти признаки должны быть отражены в определении жизни. Таким образом, можно предложить следующее определение:

жизнь– высшая из природных форм движения материи, она характеризуется самообновлением, саморегуляцией и самовоспроизведением разноуровневых открытых систем, вещественную основу которых составляют белки, нуклеиновые кислоты и фосфорорганические соединения.