Supposons que l'humanité envoie une sonde de reconnaissance sur une planète lointaine et qu'elle découvre une substance introuvable sur Terre. Que doit-il faire d'elle? Analyse chimique? Et s'il est vivant et que l'analyse chimique le tuera? Comment le découvrir?
Or, en science, il existe une centaine de définitions de ce qu'est la vie. Et quand il y a tant de définitions, cela signifie que les scientifiques eux-mêmes ne comprennent pas complètement ce que c'est.
De nombreuses définitions font référence à des «protéines» et des «cellules» qui ne sont pas nécessairement présentes dans la vie extraterrestre. De plus, il semble qu'au début de la vie terrestre, ils étaient également absents (mais plus à ce sujet plus tard).
Si nous essayons de prendre le point commun de ces définitions, il s'avère que le vivant échange des substances avec l'environnement (métabolisme), a la capacité de se développer, de réagir aux conditions extérieures, de se reproduire …
Vérifions ces dispositions.
Métabolisme. C'est une propriété de presque tous les processus chimiques. Le même feu de bougie, par exemple, prend l'oxygène de l'environnement et dégage du dioxyde de carbone, tout comme nous le faisons. Cela le rend-il vivant?
La reproduction. Un virus informatique se multiplie également.
Croissance. Les cristaux poussent aussi. Et en renversant la même bougie, vous pouvez accidentellement «répandre» le feu dans toute la pièce.
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Réaction aux conditions extérieures. Les cristaux de glace se développent plus rapidement à basse température - ils réagissent aux conditions extérieures.
Cela signifie que tous ces signes - le métabolisme, la capacité de se reproduire et de se développer, de réagir à l'environnement extérieur - ne suffisent pas.
Les scientifiques ont complété la définition de la vie par une nouvelle condition: un être vivant en cours d'échange crée des substances plus complexes.
Le cristal grandit, le virus informatique se multiplie, le feu crée des substances complexes. Mais ce n'est pas la vie!
D'une part, la condition est vraie: l'ensemble des protéines vivantes (et il en existe des millions de différentes) est créée à partir d'une vingtaine d'acides aminés. En revanche, dans la même flamme de bougie, des substances très complexes sont créées au hasard: anthracène, phénanthrène …
Il y a cependant une différence fondamentale.
Ce qui est synthétisé dans une flamme n'est pas nécessaire au feu, même nocif (de la suie, par exemple, il s'éteint). Mais ce qui est synthétisé dans un organisme vivant est utilisé pour le construire, pour aider à la même synthèse, pour le protéger de l'environnement extérieur. Il reste, et ensuite il peut aller aux descendants.
Cette condition, appelée «accumulation et transmission d'informations», est aujourd'hui considérée comme la propriété principale de la vie. Et comment ces informations s'accumulent - par la synthèse des substances nécessaires à la survie, le transfert d'anticorps, les instincts innés ou le mot imprimé (comme cela vous arrive maintenant) - c'est déjà secondaire.
Comment l'inanimé pourrait-il devenir vivant?
Comment est née la vie? Il existe également de nombreuses réponses à cette question. «Apporté de l'espace», «débarqué comme une expérience par une certaine civilisation» - de telles réponses ne font que soulever à nouveau les mêmes questions: comment alors la vie est-elle née sur la planète natale de cette certaine civilisation?
En observant le monde vivant qui nous entoure, il est très difficile d'imaginer que toute cette complexité et cette diversité pourraient en quelque sorte surgir d'elles-mêmes. Et si nous supposons que dans certains temps anciens, tous les êtres vivants étaient représentés par un seul type de vie?
Maintenant, les géologues trouvent une multitude de pierres stratifiées, des stromatolites, qui sont formées par des colonies pérennes de cyanobactéries. Ainsi, la plus ancienne de ces pierres a trois milliards et demi d'années. On ne connaît plus aucune trace de l'activité des êtres vivants de cette époque. Autrement dit, il semble que les seuls à avoir vécu sur Terre étaient des cyanobactéries.
Stromatolites.
Mais même une bactérie est déjà un organisme très complexe. De nombreuses protéines différentes y sont synthétisées, les informations héréditaires sont stockées dans l'ADN et l'ARN (acide ribonucléique) est utilisé pour la transmission et le transport. Se pourrait-il que toutes ces substances soient soudainement apparues par hasard et combinées ensemble?
Cyanobactéries.
Les scientifiques ont récemment découvert qu'il existe des réactions biochimiques pour lesquelles les protéines ne sont pas nécessaires. Ces réactions peuvent se dérouler avec la participation de l'ARN seul, les soi-disant ribozymes.
Imaginons un tel organisme vivant. Cela ressemble surtout à une goutte avec une solution d'acides nucléiques à l'intérieur. Certaines molécules stockent des informations héréditaires, tandis que d'autres synthétisent de nouveaux ARN. D'autres encore forment une coquille.
Comment se produisent la nutrition et la reproduction dans un tel organisme? Les molécules appropriées de l'environnement externe s'apparient aux molécules de la coquille et sont attirées vers l'intérieur. En interne, ils s'associent avec des chaînes d'ARN «longues» préexistantes de la même manière. Naturellement, pour qu'une nouvelle chaîne se lie par des liaisons chimiques, cela prend très longtemps, ou une température élevée à court terme, ou l'aide d'un autre ARN-ribozyme.
Molécule d'ARN au microscope électronique.
Mais la tâche principale est à tout le moins accomplie - une telle goutte de solution peut déjà accumuler et transmettre des informations utiles, c'est-à-dire qu'elle vit déjà.
Qu'est-ce qui fait que les bonnes molécules se combinent?
Accident?
Théorie du langage de la vie
Ainsi, nous avons découvert que la vie résulte de la combinaison d'éléments inanimés, et sa principale caractéristique est la capacité de stocker et de transmettre des informations.
Et maintenant - attention. Il y a un phénomène qui se comporte de la même manière, même si nous ne le considérons pas comme vivant. Certes, nous appelons souvent ce phénomène «vivant», mais au sens figuré. Quel est ce phénomène? Jetez un œil à l'image.
Essayez de lire ce qui est écrit ici. Rien d'écrit! Ce ne sont que des lettres et leur accumulation aléatoire n'a aucun sens. On peut dire que cette collection de lettres est "morte".
Et maintenant, les mêmes lettres sont connectées dans un ordre spécifique:
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Et maintenant, les mêmes lettres sont connectées dans un ordre spécifique:
Avez-vous deviné quel phénomène a les mêmes propriétés que la vie? Langue! La langue ordinaire dans laquelle nous parlons, pensons, lisons et écrivons. Et même parfois nous l'appelons «vivant»:
Il accumule et transmet des informations, et le sens (la vie) y découle de la combinaison d'éléments dénués de sens (non vivants) …
Et ce n'est pas tout! La langue est capable de «croître» (le nombre de mots et de sens augmente), de «se multiplier» (former des dialectes, des adverbes, des jargons, des argots, des genres littéraires) et de créer des «substances complexes» (actions humaines).
Et enfin: de nombreux poètes et philosophes affirment sérieusement que ce n'est pas nous qui «parlons avec la langue», mais cette langue «parle avec nous». Autrement dit, nous n'avons pas de langue, mais nous avons une langue.
Autrement dit, la langue utilise les gens comme un outil et un terreau fertile. Nous prononçons des sons pour lui et écrivons des lettres, et la langue elle-même met en tête ces mots et ces lettres …
Et si le langage utilisait non pas des personnes, mais, par exemple, des molécules comme «personnel de service»? Bien que - arrêtez, arrêtez …
Il les utilise, on vient de lire à ce sujet! C'est précisément grâce à l'utilisation de bases azotées pour la formation des mots - l'ADN, que la vie est née sur Terre!.. Il s'avère que les philosophes et les poètes ont raison. La langue a créé les gens.
De vivre à sans vie et retour
Pour l'émergence de la vie, le métabolisme et la synthèse des substances sont nécessaires. Lorsque ces processus s'arrêtent, on pense que la vie s'est également arrêtée. Cette résiliation est-elle toujours permanente?
Grenouille verte.
Prenons une grenouille verte ordinaire. Ils hibernent souvent au même endroit où ils vivent, au fond de l'étang. Lorsque l'hiver arrive et que le réservoir gèle, les grenouilles gèlent souvent avec. Leur cœur ne bat pas, il n'y a pas de respiration et leur métabolisme est pratiquement absent. La vie est-elle terminée?
Non, ça s'est arrêté pendant un moment. Cela vaut la peine de réchauffer une telle grenouille, elle bougera, prendra vie. Le triton salamandre sibérien gèle chaque hiver et peut passer jusqu'à quatre-vingt-dix ans (et peut-être plus) dans cet état.
Triton salamandre de Sibérie.
Nous-mêmes et les nombreuses créatures qui nous entourent sont des organismes multicellulaires. On pense que ces organismes ont une individualité, la capacité de se souvenir et d'acquérir de l'expérience. Que se passe-t-il si toutes les connexions entre les cellules sont rompues? Qu'arrivera-t-il à un individu?
Une simple créature multicellulaire, l'hydre, a été entraînée à se défendre - à rétracter ses tentacules en réponse à un éclair de lumière. L'hydre a ensuite été doucement frottée à travers de la gaze, brisant son corps en cellules individuelles. Les cellules hydra et éponge sont capables de se réunir après une telle opération. Il s'est avéré que l'hydre réunifiée se souvenait de ce qu'elle avait appris et avait également tiré les tentacules.
Hydra (à gauche) et un ver planaire.
Dans les vers planaires, les cellules sont incapables de fusionner après la séparation, mais un planaire peut absorber les cellules d'un autre. Il s'avère que de cette manière l'expérience est également transmise. C'est-à-dire qu'après avoir enseigné quelque chose à un planaire, puis l'avoir alimenté d'un morceau à un autre, vous pouvez transférer ce que vous avez appris de cette manière. (Cela ne veut pas dire que vous aussi, après avoir mangé un professeur de mathématiques, apprenez le théorème de Pythagore: notre digestion et notre mémoire sont arrangées différemment.)
Est-il possible de créer soi-même la vie à partir des éléments constitutifs? Il s'avère que vous pouvez. L'été dernier, un groupe de scientifiques a créé l'ADN à partir de rien, l'a caché dans une coquille, a rempli cette coquille de ribosomes et de tout le nécessaire - et une nouvelle bactérie qui n'avait jamais existé auparavant a commencé à vivre, à se nourrir et à se diviser.
Un autre groupe de scientifiques a déjà appris à remplacer les «lettres de l'alphabet» de l'ADN - les bases azotées - par des complètement nouvelles.
Les scientifiques rêvent que les nouveaux organismes qu'ils ont créés pourront vivre sur d'autres planètes dans des conditions complètement différentes. Qui sait, peut-être que nous deviendrons la civilisation même qui sème la vie sur d'autres planètes …
