Проблема определения жизни¶

Жизнь — это сложная форма существования материи, характеризующаяся рядом признаков, которые в совокупности отличают живые объекты от неживых. К ним относятся: клеточная организация, обмен веществ и энергии, способность к росту и развитию, размножение, наследственность, адаптация к среде и гомеостаз. Вопрос о том, «в чём заключается жизнь», имеет несколько уровней ответа: биологического, химического, физического, философского и даже космологического.

¶Биологические критерии жизни

Современная биология оперирует набором признаков, а не одним универсальным определением. Среди них:

• Клеточная структура. Все известные живые организмы состоят из клеток — минимальных структурных и функциональных единиц, содержащих ДНК, рибосомы и мембраны.
• Обмен веществ. Живые системы непрерывно усваивают энергию и вещества из внешней среды и выделяют продукты распада, поддерживая порядок за счёт потока энергии (в термодинамическом смысле жизнь — открытая система, уменьшающая энтропию внутри себя).
• Наследственность и репликация. Информация о структуре организма кодируется в нуклеиновых кислотах (ДНК, у некоторых вирусов — РНК) и передаётся при размножении.
• Рост и развитие. Организм проходит жизненный цикл от зародыша до зрелой особи.
• Размножение. Способность к воспроизведению себе подобных — один из фундаментальных признаков жизни.
• Адаптация и эволюция. Популяции меняются под действием естественного отбора, накапливая полезные вариации.
• Гомеостаз. Способность поддерживать внутреннюю среду в относительно стабильном состоянии.

¶Химический и физический подходы

С точки зрения химии жизнь — это особый класс самовоспроизводящихся химических систем, построенных на основе углерода и воды. Ключевую роль играют четыре группы макромолекул: белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и липиды. Биохимик Джеймс Лавлок предложил гипотезу «Гея», согласно которой жизнь рассматривается как глобальная система, поддерживающая условия, пригодные для существования биосферы.

Физический взгляд акцентирует внимание на энергетическом аспекте: жизнь — это процесс, при котором энергия солнечного излучения (или химических источников, например, у глубоководных экосистем) преобразуется в упорядоченную структуру. Энтропия живого организма уменьшается за счёт увеличения энтропии окружающей среды, что согласуется со вторым началом термодинамики.

¶Философские и исторические интерпретации

Представления о жизни менялись на протяжении истории. В античности преобладали материалистические концепции (атомизм Демокрита, «пневма» Гиппократа), в Средние века — идея жизненной силы («anima»), в Новое время — механистическая модель (Декарт рассматривал животных как сложные машины). В XIX веке появилось понятие «витализма» — идея о существовании особой жизненной силы, не сводимой к физическим и химическим законам. Витализм был отвергнут после синтеза мочевины Фридрихом Вёлером в 1828 году и последующих успехов биохимии.

В XX веке сформировалась молекулярная биология, показавшая, что все жизненные процессы сводятся к взаимодействию молекул. Тем не менее философский вопрос о природе сознания и субъективного опыта жизни остаётся открытым — это так называемая «трудная проблема сознания», сформулированная Дэвидом Чалмерсом в 1995 году.

¶Проблема определения жизни в науке

Универсального определения жизни до сих пор не существует. НАСА в целях астробиологии использует рабочее определение: «жизнь — это самоподдерживающаяся химическая система, способная к达尔вовской эволюции». Другие учёные предлагают рассматривать жизнь как процесс, а не как объект, или определять её через информационные характеристики (сложность, кодирование, репликация).

Отдельная проблема — пограничные случаи: вирусы, признанные живыми по ряду признаков, но не способные к самостоятельному размножению вне клетки; синтетические клетки, созданные в лабораторных условиях; самовоспроизводящиеся РНК-цепочки в экспериментах по «миру РНК».

¶Значение вопроса

Проблема определения жизни имеет практическое значение для астробиологии (поиск жизни на Марсе и спутниках Юпитера и Сатурна), синтетической биологии (создание искусственных организмов) и медицины (границы между живым и неживым при клонировании и генной терапии). Философский аспект вопроса связан с этикой обращения с живыми существами и пониманием места человека в природе.

Источники:

• Кэмпбелл Н. Биология. В 2 томах. — М.: Питер, 2000.
• Лавлок Дж. Гея. Новая взгляд на жизнь на Земле. — М.: Мир, 1980.
• Шредингер Э. Что такое жизнь? С точки зрения физика. — М.: Наука, 1972.
• Чалмерс Д. Сознание и познание. — М.: Канон+, 2019.
• NASA Astrobiology Institute. Working definition of life.