Карл Циммер «Живое и неживое. В поисках определения жизни» - рецензия П. Можейко
«Молчи, прошу, не смей меня будить.
О, в этот век преступный и постыдный
Не жить, не чувствовать — удел завидный...
Отрадно спать, отрадней камнем быть». (Ф.И. Тютчев)
НАЗВАНИЕ: Живое и неживое. В поисках определения жизни
АВТОР: Карл Циммер
ОРИГИНАЛЬНОЕ НАЗВАНИЕ: Life's Edge: The Search for What It Means to Be Alive
ISBN: 978-5-00139-472-3
ГОД ИЗДАНИЯ: 2022
ИЗДАТЕЛЬСТВО: «Альпина нон-фикшн»
СЕРИЯ: ---
КОГДА МНОЙ ПРОЧИТАНО: Февраль 2023
ИСТОЧНИК: Оригинальная книга
О КНИГЕ«От века и до века Ты – Бог»… Так говорится в Библии о том, что Бог был всегда, а стало быть не был рожден, и никогда не умрет. Я помню, как в юности ломал голову, пытаясь представить, каково это? Насколько нам известно сегодня, лишь человек с ранних лет осознает неизбежную конечность своего существования (как минимум в материальном мире). Некоторые животные, из более социальных и разумных, способны понимать факт смерти, то, что их сородич умер, и даже скорбят некоторое время (почитайте Джейн Гудолл), но они не живут с ощущением надвигающейся старости и кончины. Но значит ли это, что только ограниченная определенным сроком жизнь нам и доступна? Время покажет. А сейчас, принцип «memento mori» дает нам повод считать рождение и смерть двумя естественными точками, очерчивающими Жизнь. Как сказал американский биолог Дэвид Димер: «Все, что я делаю, основывается на знании, что у жизни было начало».
«Наше представление о том, что значит быть живым, отчасти проистекает из нашего осознавания собственной жизни, а отчасти – из нашей интуитивной способности отличать живые организмы от неодушевленных предметов. Но оно обусловлено также тем, что мы понимаем разницу между жизнью и смертью. Другими словами, быть живым – значит не быть мертвым. К этому осознаванию человечество пришло не через логику и дедукцию. Наше понимание смерти – иной природы, нежели теория эволюции Дарвина или открытие электрона Томсоном. Оно уходит корнями в древнюю интуицию».
В интригующем названии новой книги «Живое и неживое» американского научного журналиста, автора широко известных «Паразитов», зашифрован едва ли не самый главный вопрос биологии: «Что такое Жизнь?» Однозначного ответа до сих пор нет, и именно поэтому стала возможна эта книга. К слову, книга далеко не первая на эту тему. Тут можно вспомнить и одну из первых (Эрвина Шрёдингера), и одну из последних (Пола Нёрса).
«В начале XX в. наука удивительно мало знала о природе живого. Было известно лишь, что она таится в желеобразном веществе внутри клетки, которое тогда называли протоплазмой, каким-то образом заставляет клетки собираться в живые организмы и передается из поколения в поколение. Надежных знаний, помимо этих, было мало, и приветствовались любые идеи».
Главная проблема определения Жизни заключена в весьма размытой границе между живым и неживым. И самое интересное то, что чем больше мы знаем о нашем мире, чем больше физика, химия, биология и информатика взаимно проникают друг в друга, тем сложнее становится ответить на этот вопрос. По поводу этого парадокса остроумно высказался американский генетик Джошуа Ледерберг:
«Ответ на вопрос, с какого момента начинается жизнь, зависит от того, с какой целью мы спрашиваем».В обычной жизни и в повседневных задачах мы легко отличаем живое от неживого. Никто из нас в здравом уме не станет кормить околевшую кошку или укутывать в теплый плед кирпич. Но как всегда, дьявол кроется в мелочах, и стоит только уйти чуть в сторону от привычного порядка вещей, как вопрос о восприятии объекта как живого может сильно озадачить. Если бы не наше умение «одушевлять» простые предметы, замечательные мультфильмы Гарри Бардина ни у кого бы не вызвали восторга.
Так насколько рано мы уже воспринимаем «живое»? А как с этим у животных?
«Младенцы предпочитают разглядывать точки, движущиеся в биологическом порядке, а не в случайном. Они дольше смотрят на геометрические фигуры, которые выглядят самостоятельно передвигающимися, нежели на те, что кажутся передвигаемыми сторонней силой. Кроме того, дети в процессе обучения явно пристрастны к живому миру: они усваивают сведения о животных быстрее, а потом дольше сохраняют их в памяти. Иными словами, наше знание о живом складывается задолго до появления способности сформулировать, что же мы знаем. <…> Наше чувство живого гораздо древнее собственно нашего вида. Эксперименты показывают, что животные тоже способны различать живое и неживое, пусть и не так точно, как мы. В 2006 г. два итальянских психолога, Джорджио Вальортигара и Лючия Реголин, сняли на видео собственную версию фильма с точками – только они помечали движения не людей, а кур – и показали записи свежевылупившимся цыплятам. Если обозначенный точками силуэт курицы разворачивался влево, цыплята обычно тоже поворачивались в этом направлении; соответственно, если «курица» поворачивалась направо, они чаще смотрели направо. А когда Вальортигара и Реголин демонстрировали цыплятам видео с движениями случайных точек или перевертывали «точечную курицу» вверх ногами, то никакого закономерного поведения у цыплят они не наблюдали».
Книга «Живое и неживое», как и ее предшественники, не дает окончательного ответа на вопрос: «Что такое Жизнь?» Но талантливый журналист и отличный писатель, Карл Циммер предлагает нам вместе с ним смело пойти в пограничье между жизнью и смертью, и попробовать найти там тот момент, когда Жизнь полноценно заявляет о себе. Эта книга – своеобразный каталог определений Жизни от разных ученых, наполненный самыми необычными примерами, актуальными научными данными и увлекательными историями. Здесь читателя ждут «ходячие желудки», грибы, вирусы, пациенты с погибшим мозгом, кусочки искусственно выращенной мозговой ткани, реагирующей на окружение, микробы на борту МКС и, конечно, большой рассказ про генетику, зачатие и эмбрионы. Каждая из глав представляет из себя отдельный рассказ, который можно читать независимо от других. Цель каждой истории – показать еще одно пограничье Живого. Только рассказ этот идет не сухо и в лоб, а литературно, через биографии ученых и удивительные повороты в их судьбе, через постановку эксперимента, через интервью с теми учеными, кто находится на острие современной науки, и конечно, никуда не исчезли характерные для книг Циммера вдохновение и юмор.
А теперь давайте рассмотрим подробнее, какою бывает Жизнь и сколько у нее разных определений.
Многие из нас любят свой день рождения, ту дату, когда мы во всю силу своего возмущенного плача заявили миру о своем появлении, но с точки зрения биологии, наша жизнь началась намного раньше, в момент зачатия. Неспроста в некоторых азиатских странах возраст отсчитывается так: дата рождения плюс один год. Это довольно просто и даже не вызывает у нас противоречие. Но ситуация меняется, когда мы говорим о вмешательстве в процесс естественной беременности – аборт. На какой неделе (дне? минуте? секунде?) аборт можно считать убийством? Однозначного ответа нет до сих пор, и чем больше ученые углубляются в изучение вопроса, тем более неоднозначным получается ответ.
«Реальный процесс человеческого развития не позволяет установить, в какое конкретно мгновение возникает новая человеческая особь. Момент слияния яйцеклетки со сперматозоидом, безусловно, не может быть такой точкой отсчета. Наши клетки содержат, как правило, 46 хромосом – по 23 от каждого родителя. Но в момент оплодотворения комбинация отцовской и материнской ДНК в действительности дает 69 хромосом. Дело в том, что неоплодотворенная яйцеклетка, как любая другая клетка в организме женщины, уже содержит 46 хромосом, объединенных в 23 пары. Из клетки с 69 хромосомами никогда не смог бы получиться здоровый человек. Ее гены пошли бы вразнос. Чтобы избежать подобной катастрофы, яйцеклетка при контакте со сперматозоидом отщипывает от себя маленький пузырек. В этот пузырек она помещает 23 лишние хромосомы, и у нее остается как раз 23 для точного соответствия отцовской ДНК. Но даже на данном этапе у оплодотворенной яйцеклетки еще нет единого нового генома, который можно было бы назвать ее собственным. Материнские и отцовские хромосомы продолжают существовать раздельно, они окутаны собственными мембранами, внутри которых претерпевают независимые друг от друга изменения. Можно представить себе оплодотворенную яйцеклетку начальной стадии как пространство коворкинга, где мужской и женский геномы работают сами по себе. Затем оплодотворенная яйцеклетка делится на две, причем каждая наследует как отцовский, так и материнский набор хромосом. Этот этап наступает через сутки после оплодотворения. И лишь тогда хромосомы покидают свои раздельные контейнеры. Только когда эмбрион становится двуклеточным, два набора ДНК сливаются. Однако новый зародыш все еще не обладает молекулярной независимостью. Практически все белки в его клетках – от матери и кодируются ее генами. В этом существенном отношении эмбрион по-прежнему ведет себя как скопление материнских клеток».
И тут нельзя не вспомнить тех химер, которые реально существуют, причем вполне вероятно, что этот уникальный человек ваш сосед или подруга!
«Разнояйцовые близнецы развиваются иначе. У матери в матку выходят одновременно две яйцеклетки, и обе оплодотворяются – но разными сперматозоидами. Иногда, будучи еще микроскопическими комочками клеток, такие близнецы сталкиваются друг с другом и сливаются. Благодаря своей пластичности клетки перестраиваются в единый эмбрион, который продолжает нормально развиваться несмотря на то, что часть клеток содержит один геном, а часть – другой. Такие слияния ученые называют химерами. Химера может вырасти в здорового взрослого человека и прожить всю жизнь, обладая двумя популяциями клеток, у каждой из которых самостоятельный геном. Если каждая оплодотворенная яйцеклетка – отдельная личность, наделенная всеми соответствующими правами, значит ли это, что химера, участвуя в выборах, имеет право на два голоса?»
Рассматривая различные точки зрения, Карл Циммер показывает, что многие из них, которые, казалось бы, максимально защищают любую новую личность (даже если она была зачата всего секунду назад), нередко с биологической точки зрения выглядят абсурдно. Так, например, представим, что абортов в мире больше нет, а каждая оплодотворенная яйцеклетка – это новый человек (личность, особь). Но тогда т.н. «естественное прерывание беременности» дает нам повод для вселенской скорби, которой, скажем честно, не наблюдается даже у самых ярых противников абортов.
«Ученые пытаются оценить, сколько беременностей прерывается естественным путем, и получают чудовищные значения. Согласно одному из исследований, опубликованному в 2016 г., от 10 до 40 % зародышей гибнет, не успев закрепиться в матке. По мнению авторов работы, при включении в расчеты всего периода от зачатия до рождения, эта доля поднимается до 40–60 %. Если бы на уровне государства было принято постановление, что началом жизни следует считать зачатие и что оплодотворенные яйцеклетки обладают правами личности, то пришлось бы признать эти потери поистине катастрофическими для здравоохранения. В мировом масштабе они будут означать ежегодную гибель до 100 млн человек, на фоне которой померкнут смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, рака и других основных причин».
Более того, новые биотехнологии позволяют внимательнее посмотреть на…пыль!
«Мало того, что ЭКО усложнило вопрос о начале жизни, так ведь перепрограммирование клеток сулит ныне усложнить его еще сильнее. Если правильно подобрать химическую стимуляцию, перепрограммированная клетка способна развиться в зародыш. Ученые уже превращают клетки кожи взрослых мышей в мышиные эмбрионы, которые могут стать мышатами. Возможно, вскоре подобное будет осуществимо и для людей. Когда это произойдет, триллионы клеток в организме каждого из нас обретут потенциал стать человеком. По логике движения за права личности всем им понадобится их даровать. Пыль в наших домах состоит в значительной степени из мертвых клеток кожи, которые ежедневно отшелушиваются у нас миллионами. Неужели каждая из них – загубленная потенциальная жизнь?»
Идем дальше и переходим на макроуровень. Перед нами здоровый взрослый человек. Он воспитывает с любимой женщиной детей, работает, увлекается музыкой, любит вкусно поесть и путешествия, а иногда играет с друзьями в футбол. Мы определенно считаем его живым (как и он сам). Но случается трагедия, мужчина неудачно упал, ударился головой и повредил мозг. Он впадает в кому и долгие месяцы не приходит в сознание. Постепенно мозг начинает отказывать, пока легкие и сердце поддерживаются медикаментами и ИВЛ. И все-таки в мозге происходят необратимые процессы. Медицина позволяет поддерживать питание, кровоснабжение и дыхание тела еще долгие годы. Но жив ли еще этот человек с неработающим мозгом? Многие ответят, что да. Но не все. Более того, даже в рамках одного государства ответ на этот вопрос может варьироваться. Например, разные штаты в США отвечают по-разному на этот вопрос. Для иллюстрации этой юридической, этической и биологической проблемы Карл Циммер использует трагическую историю девочки Джахи Макмат, которая после неудачной операции по удалению аденоидов потеряла некоторые функции мозга. С юридической точки зрения 5 лет девочка была одновременно живой и мертвой (для врачей мертвой, для мамы – живой).
«Джахи скончалась 22 июня 2018 г. в возрасте 17 лет. Мать наконец отвезла ее домой в Калифорнию и похоронила там. Штат Нью-Джерси, до тех пор признававший ее живой, выдал новое свидетельство о смерти. С точки зрения слепой Фемиды, Джахи Макмат умерла дважды».
Утверждение в пользу такого критерия смерти, как угасший мозг:
«Смерть – биологическое необратимое событие, общее для всех организмов», – говорит Бернат. Для них всех смерть есть утрата целостности. Микроб гибнет, если теряет ее в пределах одной клетки. Людям, утверждает Бернат, есть что терять в гораздо более крупных размерах: «Хотя и живая бактериальная клетка, и человек в конце концов умрут, события смерти у них существенно различаются». У человека функционирование организма как единого целого организуется мозгом. Поэтому смерть мозга выливается в необратимую утрату такого целостного функционирования – именно это и является критерием смерти отдельного представителя нашего вида».
Вторым органом, который долгое время олицетворял буквально биение жизни было сердце. Остановка сердца считалась явным признаком пришедшего упокоения. Вообще, долгая история научного и, к сожалению, не всегда научного поиска места обитания «жизненной силы» в нашем теле – это настоящий детектив, где смешалось смешное и трагическое. В этой части книги можно прочитать о человеке, который достоин как минимум большой биографической книги или фильма, а лучше и того, и другого. Это швейцарский анатом, физиолог, естествоиспытатель и поэт Альбрехт фон Галлер. Почитайте хотя бы статью в «Википедии» про него.
Приведу тут лишь один эпизод поиска «источника жизни» в теле человека. Это доказательство Галлера того, что душа «не живет в сердце»:
«Ему было чуть за 20, когда он прославился как ботаник – знаток альпийской флоры. В Лондоне молодой человек полюбил английскую поэзию и теперь написал длинную романтическую поэму «Альпы» (Die Alpen), воспевавшую горы. Она сделала его самым читаемым немецким стихотворцем своего времени и превратила Альпы в туристический магнит XVIII в. В свободное от кровопусканий, стихов и походов по горам время Галлер занимался вскрытиями, работая в основном с трупами преступников и бедняков. Он открывал новые мышцы, связки и сосуды. В 1735 г. Галлер провел первое тщательное вскрытие сиамских близнецов. У пары младенцев, умерших сразу после рождения, было по отдельному мозгу, но общее сердце. Галлер заключил, что душа не может циркулировать в крови, ведь это означало бы, что две независимые души детей смешивались. В мудреном сращении близнецов Галлер усмотрел отнюдь не уродство, а новое свидетельство Божьего умысла и всемогущества».
Давайте теперь перейдем к другим формам жизни (или ОКОЛОжизни).
Обязательно ли жизнь должна быть целым организмом? А может ли быть живой лишь его часть? Мозговые органоиды Клебера Трухильо готовы дать положительный ответ на этот вопрос:
«Через несколько секунд исследователь снова начал выбивать ритм. Та-дам, та-дам, та-дам.
– А теперь эта штука отвечает, – сказал он.
В ответ на входящий сигнал органоид с помощью своих нейронов выдал собственный сигнал в таком же ритме. – Вот это беспокоит больше. Она чему-то обучается. Мы плохо подготовлены к осмыслению этих потрескивающих шариков. Проблема не только в том, что органоиды мозга – нечто новое. Когда вам на день рождения дарят смартфон новой модели, иногда бывает нужно время, чтобы разобраться, как его разблокировать, но из-за смартфона не случится философского кризиса. Органоиды мозга вселяют беспокойство, поскольку нутром мы чуем: жизнь должна быть понятной. А эти комочки нейронов доказывают, что не должна, что чутье нас обманывает».
Но есть и более прозаические и наглядные примеры Жизни в отделённом фрагменте. Речь идет о гидре.
«В других опытах Трамбле получал из одного полипа несколько десятков. Он отрезал от животных кусочки так, что из них вырастали уродливые монстры. Он сращивал вместе двух полипов и видел, как в итоге получается единое жизнеспособное животное. Однажды он поместил на ладонь каплю воды с полипом. Другой рукой он просунул в его стволик свиную щетинку и вытащил обратно. Тело животного вывернулось наизнанку, как перчатка, сдернутая с руки вечером морозного дня. Внутренностью наружу, полип продолжал жить. Когда Трамбле сообщил об этом фокусе, многие натуралисты сочли его невозможным. Голландскому естествоиспытателю пришлось созвать в Соргвлит группу видных специалистов, чтобы они сами увидели, как он выворачивает полипов наизнанку, и засвидетельствовали это».
Еще одним интересным приемом «смерти на время» в живом мире является «высыхание» и его аналоги (всякие споры и т.д.).
«Эта серая зона существования получила собственное название – криптобиоз, описанный одним из научных коллективов как «третье состояние – между жизнью и смертью». Когда представитель криптобиотического вида начинает высыхать, он облегчает себе переход в это состояние. Некоторые виды реагируют на обезвоживание, синтезируя сахар под названием «трегалоза». Благодаря своему химическому строению трегалоза способна удерживать белки в нужной конфигурации так же, как вода. Но, в отличие от воды, она не испаряется в сухих условиях. Этот запас псевдоводы дает высыхающему организму дополнительное время для подготовки к долгому криптобиозу. Многие виды синтезируют новый набор белков, которые связываются друг с другом и образуют нечто вроде биологического стекла. Оно укрывает ДНК и другие молекулы клетки в их трехмерной конфигурации, так что они будут готовы ожить, когда вода вернется. Это третье состояние настолько устойчиво, что позволяет организмам переносить не только обезвоживание. Они способны выживать даже в космосе».
Чем-то на криптобиоз похоже и «поведение» деревьев в осенне-весенний период. Вот вам подробное описание того, как через виртуозную экономию хлорофилла приходит пушкинский багрец:
«Исследовательница пояснила, что каждая молекула хлорофилла содержит четыре атома азота. Если бы клен в Арбо просто сбрасывал листья осенью, весной ему потребовались бы неподъемные усилия, чтобы заново собрать из почвы азот, который пришлось бы накачивать от корней к ветвям. Поэтому осенней порой дерево старательно занималось разборкой хлорофилла на молекулярные компоненты, которые затем отправляло из листьев в ветки по миниатюрным туннельчикам. Зимой эти компоненты пребывали там на хранении, а с приходом весны готовы были быстро хлынуть обратно в листья и заново собраться в хлорофилл. Это изящная, но непростая стратегия. Летом толстый слой хлорофилла в листьях клена выполняет две задачи: производит пищу и служит для защиты от солнца. Он оберегает белки и гены от повреждений, вызываемых залетными фотонами высоких энергий. Как только наступает осень и листья начинают расщеплять свой хлорофилл, они сразу становятся уязвимыми. Клен защищает себя самым красивым способом, на какой только способен: он вырабатывает в листьях красный пигмент – антоциан. Осенняя окраска оберегает листья от вредного солнечного излучения в те несколько недель, которые требуются, чтобы переправить хлорофилл на зимний склад. Лишь после этого клен отделяет листья и роняет их на землю».
Еще одной интересной формой жизни является слизевик (грибоподобное простейшее), по сути представляющий собой пример питания без мозга («ходячего желудка»). Назвали бы вы его живым?
«Мозг муравья меньше нашего в десятки тысяч раз, и тем не менее муравьи способны строить жилище из собственных тел. Слизевики, у которых вовсе нет мозга, свели данное свойство живого – принимать решения – к еще более базовым действиям. «Мне очень нравится вся эта тема – ведь речь идет о самых истоках интеллекта», – сказал мне Гарнье. В лесу слизевик питается бактериями и грибными спорами. Он тянет свои нити по бревнам и поверхности почвы, пока не найдет добычу. Заползая на жертву, физарум выделяет ферменты, разрушающие клетки, и поглощает продукты распада. По словам Гарнье, «это ползучий желудок». <…> Перемещаясь, каждая нить сравнивала концентрацию молекул в различных точках своей траектории. Если концентрация падала, слизевик больше не вытягивал нити-щупальца в этом направлении. Если она росла, он целеустремленно продолжал поиски. Через несколько часов после того, как Рэй оставил слизевика посреди чашки, его нити добрались до всех трех комочков».
Еще у слизевиков экзотическая половая жизнь, ставящая под сомнение тезис о том, что у новой особи (результата размножения) должен быть другой геном.
«Один из способов размножения слизевиков – образование спор, которые могут распространяться с помощью ветра или воды. Если споры физарума приземлятся в благоприятном месте, они лопнут и из них расползутся клетки. Специалисты по слизевикам называют эти клетки амебами. Подобно нашим яйцеклеткам и сперматозоидам, каждая амеба содержит лишь половинный набор хромосом. Но, несмотря на эту половинчатость, она способна жить самостоятельно. Амебы ползают по лесной подстилке, разрушая и поедая попавшиеся им на пути бактерии. Если одна клетка физарума встречает другую, они могут слиться в андерграундной версии оплодотворения и породить слизевиковую версию эмбриона. Амебы слизевиков не являются ни мужскими, ни женскими клетками, но у них есть собственная причудливая форма секса. Встретившись, две амебы исследуют белки на поверхности друг друга. В зависимости от того, какие варианты этих белков имеются у слизевиков, они могут принадлежать к одному из нескольких сотен различных половых типов. Если две амебы различаются по этим типам, то они способны слиться. Их хромосомы объединяются в полный набор, а образовавшаяся единая клетка становится чем-то вроде зародыша слизевика. Она начинает отращивать щупальца, производя новые копии хромосом, которые наводняют единственную гигантскую клетку. Физаруму присущи и еще более странные способы размножения. Например, он способен обойтись без половой стадии – просто высохнуть и образовать склероций. Если его частицы разлетятся по ветру и прорастут где-то в другом месте, из материнской сети может получиться множество дочерних. Можно считать, что новые слизевики – генетически тождественное потомство или же что это одна гигантская сеть с большими дырами. Слизевика не интересуют подобные словесные игры. Он просто продолжает искать пропитание».
О размножении, как примете жизни:
«Рассуждая о приметах жизни, размножение пропустить столь же трудно, как крики роженицы. Люди производят на свет людей, клены производят клены, слизевики – слизевиков. Суть размножения у всех видов едина: производство новых организмов, несущих копии генов их предшественников. Особенности человеческого размножения – то, как клетки копируют ДНК при делении, как у яйцеклеток и сперматозоидов оказывается только половинный набор, как они соединяются при оплодотворении, как зародыш развивается в матке, – знакомы нам лучше всего. Но не стоит чрезмерно обобщать опыт нашего вида».
Самое время посетить реальное пограничье Жизни. Ведь, вирусы обладают как рядом свойств, характерных для живых организмов, так и свойствами, которые характеризуют их как пусть и сложные, но мертвые органические молекулы.
«Трудно найти другой пример столь молниеносного и тяжкого нокаута для человечества. Трудно найти и пример более успешного размножения: с помощью нашего вида вирус произвел квадриллионы собственных копий за считаные месяцы. И тем не менее, несмотря на все это, многие ученые скажут, что SARS-CoV-2 неживой. Он не заслуживает допуска в элитарный клуб под названием Жизнь. <…> Как только вирус садится на клетку, ее оболочка расступается и ценный груз генов – собственность вируса – попадает внутрь. Если суть жизни заключается в тиражировании генов, то вирусы должны определенно считаться живыми. Гены некоторых из них закодированы в ДНК с использованием того же четырехбуквенного алфавита, которым записана и наша собственная наследственность. Пораженная клетка прочтет эту вирусную ДНК и синтезирует молекулы РНК, на основе которых затем будет производить белки для чужака-оккупанта. <…> Какова бы ни была основа генетического кода вирусов – ДНК или РНК, они способны обходиться удивительно малым числом генов. У нас примерно 20 000 белок-кодирующих генов. SARS-CoV-2 сумел обрушить мировую экономику, располагая всего 29. Всякий раз, когда он внедряется в клетку чьих-то дыхательных путей, миллионы вновь возникших вирусов несут этот набор из 29 генов. Обычно все копии их идентичны. Но некоторые содержат ошибки. <…> Иными словами, современные исследования вирусов показывают, что те обладают еще одним признаком живого: они эволюционируют. Они могут выработать сопротивляемость противовирусным препаратам. Они могут приспособиться к новому виду-хозяину».
Как вы заметили в цитатах выше, то там, то тут упоминаются разные приметы жизни. Ученые выделяют несколько самых важных «единых для всех» из них (всего 5 штук):
«Каждый биолог, исследующий приметы жизни, назовет вам свой список этих примет. Но некоторые будут неизменно повторяться: метаболизм, сбор информации, гомеостаз, размножение и эволюция. От вида к виду каждая примета может принимать невообразимое разнообразие форм. Однако даже самые крайние варианты обладают глубинным единством».
А теперь перед вами 10 ОПРЕДЕЛЕНИЙ ЖИЗНИ, данных разными учеными в разное время и рассматривающих жизнь с разных сторон.
ПЕРВОЕ: Определение жизни, как реакции ради выживания.
«Растворять свои мышцы, оказавшись в приятном месте, – это своего рода интеллект, считает Гарнье. Для него интеллект – не количество баллов в тестах на IQ или способность освоить иностранный язык. Это признак живого: способность реагировать на изменения среды таким образом, чтобы обеспечивать выживание организма. «Возьмите любой организм – его успех в этом деле выше случайного», – говорит Гарнье. Нам для выживания с вероятностью выше случайной нужен разросшийся мозг, но кому-то сгодятся и клеточные волны, перекатывающиеся по сети щупалец. По словам Гарнье, «слизевики – предельное воплощение этого принципа».
ВТОРОЕ: Жизнь как «игра воды».
«В ходе своих занятий наукой Сент-Дьёрдьи неоднократно придумывал для жизни собственные определения – хотя бы ради того, чтобы посмеяться над представлением, что простая ее трактовка вообще когда-нибудь станет возможной. «Жизнь, – как он любил говорить, – всего лишь игра воды». При фотосинтезе растения и бактерии, вырабатывая углеводы, расщепляют воду. А при клеточном дыхании – будь то растения или животные, которые поедают растения, – высвобождение энергии из тех углеводов нуждается в сборке молекул воды обратно. «То, что мы зовем "жизнью", есть определенное свойство, сумма определенных реакций материальных систем, подобно тому как улыбка есть свойство или реакция губ», – однажды сказал Сент-Дьёрдьи. <…> Сент-Дьёрдьи тоже правильно понимал происходящее с ним – это видно из статьи, написанной им в 1972 г.: «Я перешел от анатомии к изучению тканей, затем к электронной микроскопии и химии и, наконец, к квантовой механике. В этом путешествии вниз по шкале масштабов есть особая ирония, потому что в своих поисках разгадки жизни я дошел до атомов и электронов, которые точно не живые. Где-то по дороге жизнь проскользнула у меня меж пальцев».
ТРЕТЬЕ: Жизнь по Эрвину Шрёдингеру (антиэнтропия).
«Ему удалось заложить основы современного научного подхода к определению того, что значит быть живым. Идеи Шрёдингера озарят путь целому поколению ученых, которые поставят биологию на молекулярное основание. И, что не менее важно, он продемонстрировал физикам, насколько несостоятельными оказываются их теории, стоит лишь вступить на территорию живого. Да и теперь, спустя много десятилетий, физики не могут справиться с брошенным им вызовом. «Отрицательная энтропия – вот то, чем организм питается», – заявил Шрёдингер. Энтропия по сути есть мера неупорядоченности. Мельтешение атомов и молекул с течением времени увеличивает энтропию естественным путем. Чтобы сохранять свою упорядоченность, живому необходимо поглощать энергию таким способом, который противодействует возрастанию энтропии. И оно распространяет эту упорядоченность в будущее, передавая свои гены потомкам».
ЧЕТВЁРТОЕ: Жизнь по Фрэнсису Крику (воспроизведение инструкции).
«Эту общую природу Крик бегло обрисовал в 1981 г. «Система должна обладать способностью напрямую воспроизводить собственные инструкции и опосредованно – все механизмы, необходимые для их выполнения, – писал он в своей книге «Жизнь как она есть» (Life Itself). Воспроизводство наследственного материала обязано быть весьма точным, а мутации – ошибки, которые могут быть точно скопированы, – должны случаться с довольно низкой частотой. Ген и его "продукт" должны быть относительно тесно связаны. Система должна быть открытой и получать приток сырья, а также в той или иной форме приток свободной энергии».
ПЯТОЕ: Определение жизни по NASA (химическая система + эволюция).
«К завершению банкета ученые обобщили свои размышления в восьми словах: «Жизнь – самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции». Чеканная, краткая и запоминающаяся, их формулировка прижилась. Ее стали называть попросту «определение жизни по NASA», как будто космическое агентство поставило на нее официальную печать одобрения. На научных конференциях ученые показывали эти восемь слов в своих презентациях. Фраза попала в учебники. Студентам, читавшим определение, было простительно думать, что вопрос решен».
ШЕСТОЕ: Понимание жизни от астробиолога (смирение и терпение).
«Если мы найдем, допустим, клетки, которые ведут себя подобно земным, я скажу: "Ага, вот это жизнь", – говорит мне Бардж. – Если найдутся сложные органические соединения, которые вроде бы похожи на биологические, но о том, откуда они взялись, ничего не известно, я скажу: "Возможно, но надо подождать и убедиться". Если найдутся физические мембраны, заполненные органикой, мне будет очень интересно узнать о них побольше. Есть много чего промежуточного. Изучение жизни во Вселенной – это не только поиск жизни как таковой».
СЕДЬМОЕ: «Три главных слова» (информационно-лингвистический подход к определению жизни).
«Эдуард Трифонов, генетик русского происхождения, задумался: а что, если удачное определение уже существует, просто оно погребено в завалах прошлых попыток? В 2011 г. Трифонов рассмотрел 123 определения жизни. Все они были разными, но во многих повторялись одни и те же слова. Трифонов проанализировал лингвистическую структуру определений и разбил их на категории. За их разнообразием Трифонов обнаружил базовое ядро. Он заключил, что все определения едины в одном: жизнь – это «самовоспроизводство с изменчивостью». То, что ученые NASA сформулировали восемью словами, Трифонов уместил в три».
ВОСЬМОЕ: Философский взгляд на определение жизни:
«Жизнь – нечто иное. Это не тот предмет, который можно определить через простое соединение понятий. Следовательно, бессмысленно искать перечень признаков, который выдаст истинное определение жизни. «Нас не интересует, что для нас означает слово жизнь, – писала Клиланд. – Нас интересует, чем жизнь является». И если мы хотим удовлетворить свой интерес, рассуждает исследовательница, нам следует отказаться от поисков определения».
ДЕВЯТОЕ: Жизнь, как «теория сборки».
«Теория жизни может в итоге стать чем-то вроде теории сверхпроводимости. Не исключено, что она объяснит жизнь как особую конфигурацию материи, приобретающую специфическое качество в силу законов физики Вселенной. Ли Кронин, в сотрудничестве с Кейт Адамалой и физиком из Университета штата Аризона Сарой Уокер, работает над объяснением жизни как особого способа соединения объектов и явлений. Исследователи называют его теорией сборки».
ДЕСЯТОЕ: Самое расплывчатое, но и самое честное определение жизни.
«Жизнь – это то, что соглашаются считать ею члены научного сообщества (возможно, после некоторых конструктивных несогласий при сохранении уважения к чужому мнению)».
Каково бы не было окончательное определение жизни, мы, люди, не сомневаемся в том, что она существует. И несмотря на то, что нам известно о скоротечности и конечности нашего существования, и все что открывает наука, оказывается так или иначе конечным, в том числе и вся Вселенная, мы можем наполнить нашу жизнь чем-то ценным и правильным на наш взгляд, мы способны находить вдохновение для себя и вдохновлять других, мы можем быть упорны в своей любознательности, и делать все возможное, чтобы Жизнь стала не только определяемым словом, но и нашим неотъемлемым самоощущением.
…И окунаться в неизвестность,
И прятать в ней свои шаги,
Как прячется в тумане местность,
Когда в ней не видать ни зги.
Другие по живому следу
Пройдут твой путь за пядью пядь,
Но пораженья от победы
Ты сам не должен отличать.
И должен ни единой долькой
Не отступаться от лица,
Но быть живым, живым и только,
Живым и только до конца.
(Борис Пастернак)
МОЕ МНЕНИЕ ОБ ИЗДАНИИ:
Качественное издание в традиционном для «АНФ» оформлении.
Формат стандартный (145x215 мм), твердый переплет, без суперобложки, 370 страниц, без иллюстраций.
Достоинства издания: научный редактор (д-р биол. наук Елена Наймарк); хорошее качество печати; белая бумага; твердый переплет; наличие колонтитулов; информация об авторе; подробное оглавление; примечания; библиография; предметно-именной указатель; небольшие поля.
Недостатки издания: книга стала бы еще лучше, если бы в ней были иллюстрации.
ПОТЕРЯЛ БЫ Я ЧТО-НИБУДЬ, ЕСЛИ БЫ ЕЕ НЕ ЧИТАЛ:
Да. Интересная книга, написанная одновременно литературно и научно. Книга показывает, что граница между живым и неживым очень зыбкая, и проблема эта не только этическая, философская, но и в целом, научная.
КОМУ ПОРЕКОМЕНДОВАЛ БЫ:
Всем, кому интересен информативный, но написанный доступно и увлекательно науч-поп; в более узком смысле книга будет интересна тем, кто хочет разобраться, где пролегает граница между живым и мертвым (не только с точки зрения биологии).
ТЕГИ: Нон-фикшн, науч-поп, биология, физиология, история, биохимия, бактерии, вирусы, грибы, животные, жизнь.
ВИДЕО В ТЕМУ: По ссылке ниже можно увидеть одну из самых странных форм жизни, упомянутых в этой книге – мозговые органоиды Клебера Трухильо.
https://www.youtube.com/watch?v=lwReDWWMU0E
https://vk.com/pavelmazheikabooksreview
https://t.me/pavelmazheikabooksreview
=> Эта рецензия на "живой книге (мой ник PavelMozhejko) <=
https://www.livelib.ru/review/3327127-zhivoe-i-nezhivoe-v-poiskah-opredeleniya-zhizni-karl-tsimmer