Wyobraź sobie dwa obiekty leżące na trawie: polny kamień i małego kota. Na pierwszy rzut oka różnica jest oczywista. Kot mruczy, przeciąga się i poluje na muchy, a kamień po prostu jest. Jeśli jednak spróbujesz precyzyjnie wyjaśnić, co sprawia, że jeden z nich jest żywy, a drugi nie, szybko wpadniesz w pułapkę. Nauka od dekad próbuje zamknąć pojęcie życia w sztywne ramy i, co ciekawe, wciąż nie ma jednej, idealnej definicji, pod którą podpisaliby się wszyscy badacze.
Biologiczna lista zakupów
W szkołach uczy się nas, że aby uznać coś za organizm żywy, musi to spełniać kilka warunków. To taka lista kontrolna natury. Po pierwsze: budowa komórkowa. Wszystko, co uznajemy za bezsprzecznie żywe – od bakterii po płetwala błękitnego – składa się z komórek. Po drugie: metabolizm. Życie potrzebuje paliwa. Pobiera energię z otoczenia (jedząc rośliny lub inne zwierzęta, ewentualnie łapiąc promienie słońca), a potem spala je, by budować własne struktury i usuwać odpady.
Kolejne punkty to wzrost, reakcja na bodźce (uciekasz, gdy ktoś Cię uszczypnie) oraz rozmnażanie. Ale tutaj pojawiają się schody. Czy bezdzietna para przestaje być żywa? Oczywiście, że nie. Dlatego biologia patrzy szerzej – na zdolność gatunku do przekazywania genów. Do tego dochodzi homeostaza, czyli pilnowanie, by w środku wszystko działało stabilnie, nawet gdy na zewnątrz szaleje burza lub upał.
Definicja NASA: Życie to chemia z ambicjami
Kiedy naukowcy z NASA zaczęli zastanawiać się, jak szukać życia w kosmosie, potrzebowali czegoś bardziej uniwersalnego niż ziemska lista cech. W 1994 roku zespół pod przewodnictwem Geralda Joyce’a sformułował tzw. roboczą definicję życia: – Życie to samopodtrzymujący się system chemiczny zdolny do ewolucji darwinowskiej.
To podejście zmienia zasady gry. Nie musisz mieć płuc ani serca. Musisz za to posiadać instrukcję obsługi (u nas to DNA), którą możesz kopiować z błędami. Te błędy, czyli mutacje, pozwalają naturze testować nowe rozwiązania. Jeśli coś nie potrafi ewoluować, by przetrwać w zmieniającym się świecie, dla NASA nie jest życiem. Według szacunków opublikowanych w PLoS Biology na Ziemi żyje około 8,7 miliona gatunków eukariotycznych, ale do tej pory opisaliśmy zaledwie 1,2 miliona z nich. Każdy z tych gatunków to osobna, udana próba oszukania przeznaczenia poprzez ewolucję.
Wirusy, czyli życie na uwięzi
Największy problem nauka ma z wirusami. Jest ich na planecie niewyobrażalnie dużo – szacuje się, że około 10 do potęgi 31 sztuk. To więcej niż gwiazd w widzialnym wszechświecie. Wirusy mają materiał genetyczny i ewoluują (o czym boleśnie przypomniała nam pandemia), ale nie mają metabolizmu. Same z siebie nie potrafią zrobić nic. Są jak pendrive z instrukcją: potrzebują komputera (Twojej komórki), żeby program w ogóle ruszył.
Wielu biologów uważa je za martwe kawałki chemii, dopóki nie trafią do wnętrza gospodarza. Inni, jak wirusolog Stanisław Czachorowski, sugerują pojęcie wirokomórki – wirus staje się żywy dopiero w momencie, gdy przejmuje stery w cudzej komórce. To pokazuje, że granica między życiem a materią nieożywioną nie jest grubą kreską, ale raczej szeroką, szarą strefą.
Stan zawieszenia
Istnieją też organizmy, które potrafią życie… wyłączyć. Niesporczaki, mikroskopijne zwierzęta, w ekstremalnych warunkach wchodzą w stan kryptobiozy. Usuwają z organizmu niemal całą wodę i zastygają. W tym stanie mogą przetrwać w próżni kosmicznej, temperaturze bliskiej zera absolutnego czy przy ogromnym promieniowaniu. Nie oddychają, nie jedzą, nie rosną. Czy są wtedy żywe? Technicznie rzecz biorąc, są martwe, dopóki nie dostaną kropli wody, która z powrotem uruchamia ich wewnętrzną fabrykę.
Walka z chaosem
Fizyk Erwin Schrödinger w swojej książce z 1944 roku podszedł do tematu od strony termodynamiki. Druga zasada termodynamiki mówi, że wszystko we wszechświecie dąży do nieładu (entropii). Herbata stygnie, budynki niszczeją, a pokój sam się nie sprząta. Życie to jedyna rzecz, która aktywnie temu przeciwdziała. Schrödinger stwierdził, że życie karmi się negatywną entropią.
Pobieramy energię i informacje z otoczenia, żeby utrzymać porządek wewnątrz nas. Śmierć następuje wtedy, gdy ten proces ustaje i organizm ostatecznie przegrywa walkę z chaosem, dążąc do równowagi z otoczeniem. Z tej perspektywy bycie żywym to nieustanny, aktywny opór przeciwko prawom fizyki, które chcą nas rozpuścić w nicości.
Dzisiejsze wyzwania idą jeszcze dalej. Czy zaawansowana sztuczna inteligencja, która potrafi się uczyć, adaptować i powielać swój kod, będzie żywa? Jeśli trzymać się definicji NASA o systemie zdolnym do ewolucji, odpowiedź wcale nie jest taka oczywista. Być może za kilkanaście lat będziemy musieli dopisać kolejny rozdział do podręczników biologii, przyznając, że życie to nie tylko białko i woda, ale przede wszystkim proces zachowywania informacji.
