Что такое «жизнь» и «живое» — определение понятия
Что такое жизнь? В 20 века этот вопрос не сильно волновал учёных. «Жизнь» — термин, скорее, для поэтов, а не для учёных.Жизнью теперь интересуются астробиологи:
- какие формы имела жизнь четыре миллиарда лет назад
- какую форму жизнь может принимать на других планетах
- что делает нечто неживое живым
Жизнь — это движущаяся мишень, замечали философы. Аристотель считал, что «жизнь» и «живое» — это разные вещи. Живое — лишь совокупность существ, которые населяют наш мир — собаки, соседи и бактерии на коже. Чтобы понять жизнь, нам нужно исследовать живое; но живое постоянно меняется в пространстве и времени.
В попытке определить жизнь, мы должны учитывать жизнь, которую мы знаем и которую не знаем
Категории жизни из средневековой мистики:
- существует жизнь «какая она сейчас»,
- жизнь «какой она могла бы быть»
- жизнь «какой она когда-то была»
Философы считали, что Жизнь всегда намного больше, чем Живое. Как ни парадоксально, жизнь никогда не будет доступна живому. Определить понятие «Что есть жизнь» довольно сложно — по причине того, что жизнь всё время меняется и эволюционирует. У жизни нет фиксированных свойств.
Жизнь. Как мы её понимаем?
Биолог Джеральд Джойс (в настоящее время он работает в Институте биологических исследований Солк в Калифорнии), размышляя о возможности жизни на других планетах, дал наиболее широко используемое определение жизни: «Жизнь — это самоподдерживающаяся химическая система, способная к эволюции». В 2009 году Джойс описал РНК-молекулу, способную производить собственную реакцию синтеза для создания собственных копий. Такая химическая система вполне удовлетворяет определению жизни по Джойсу. Но никто не осмелился назвать РНК-молекулу живой, ведь она ничего не созидает.
Мы не берёмся утверждать, что это живое, но это наверняка жизнь. Почти жизнь. Игра в жизнь.
«Живое — неживое»
Чтобы понять жизнь, Джойс в своей лаборатории генерировал простые живые системы — синтетическую жизнь. Все попытки синтезировать новые формы жизни указывали на тот факт, что у жизни бесконечно большое количество форм. Можно изменять процесс развития жизни и её способности. Так появилось определение жизни, как продукта эволюционной цепочки.
Начало синтетической биологии уходит корням в 1977 год, Дрю Энди — один из её основателей (ныне профессор биоинженерии в Стэнфордском университете в Калифории). Он работал над вычислительной моделью простейшей формы жизни: вирус, бактериофаг Т7, инфицирующий бактерию кишечной палочки. Этот бактериофаг настолько простой, что его даже живым не назовёшь: для собственного воспроизводства он полагается на молекулярную инженерию клетки-хозяина. Бактериофаг Т7 имеет всего 56 генов, и можно учесть каждую часть фага и иметь идеальное представление о его изменениях, удаляя поочерёдно гены.
Энди построил серию мутантов бактериофага, систематически убирая гены и меняя их местоположение в крошечном геноме. Но мутантные фаги соответствовали модели очень короткое время. Изменение приводило к тому, что их потомство разрывало клетки кишечной палочки в 2 раза быстрее прежнего. В конце концов, Энди осознал: «Если мы хотим смоделировать природный мир, мы должны переписать естественный мир так, чтобы он стал моделируемым». Заимствуя методы программирования, Энди начал «рефакторить» геном бактериофага. Он создал форму сверхдарвиновской жизни фага: жизни, которая обязана своим существованием человеческому замыслу, а не естественному отбору.
Биоинженеры рассматривают жизнь двояко:
- как физическую структуру
- как информационную структуру
Идеальное представление о жизни соответствует невидимому перетеканию между информацией и материей. Но эволюция способна испортить проект инженера! Сохранение биологического дизайна изначально требует, чтобы задуманный организм не мог воспроизводиться и эволюционировать.
Однако, способность к эволюции — это и есть важнейший критерий жизни.
Теперь Джойс определяет жизнь как генетическую систему, которая содержит больше бит информации, чем необходимо для запуска её работы. Если взять две идентичные системы с разными историями — одна спроектированная, а другая развившаяся — то изменяющаяся будет считаться живой, а спроектированная, вне зависимости от её сложности, живой системой не будет.
Многие проекты синтетической биологии используют объединение рационального дизайна и направленной эволюции: из конструкта мутантных клеток, выбирают лучший вариант. Дизайн и эволюция совместимы, а генетическое разнообразие — это сокровищница будущих форм жизни.
Для биологов путь к тому, что мистики называют «жизнью за пределами жизни, которая превосходит жизнь, какой мы её знаем» — проходит через биологическую инженерию.
