Именно в этот момент, сейчас, вы в состоянии между жизнью и смертью. Скорее всего вы не ощущаете "всего", но внутри происходит множество процессов, которые никогда не останавливаются.
Представьте себе, что вы – шагающая пружинка , падающая с движущегося вверх эскалатора. Падение – это процесс самовоспроизводства ваших клеток. А эскалатор – законы физики, движущие вас вперёд. "Быть живым" - это всегда иметь подвижность, но без движения. Если вы достигните верха эскалатора, то падение больше невозможно, и вы навсегда умрёте.
Это немного тревожно, но Вселенная хочет, чтобы вы достигли верха.
Как вы этого избегаете? И почему вы живы?
Вся жизнь основывается на клетках. Клетка – это часть неживой Вселенной, которая отделилась от остального, чтобы какое-то время заниматься своими делами. Когда это разделение прекращается, клетка умирает и снова присоединяется к неживой Вселенной. К сожалению, Вселенная бы предпочла чтобы жизнь не занималась всем этим. По какой-то причине, она не очень любит увлекательные вещи, и пытается быть настолько скучной, насколько это возможно.
Мы называем этот принцип "энтропией", и это фундаментальный закон нашей вселенной.
Живые организмы увлекательны по самой своей сути. Клетка наполнена миллионами белков и миллионам более простых молекул, вроде воды. Тысячи сложных, самовоспроизводимых процессов происходят в ней до сотен тысяч раз в секунду. Чтобы оставаться живой и увлекательной, она должна постоянно работать, не давая себе достичь энтропии и стать бесполезной и мертвой. Клетка должна поддерживать свое отделение от остальной вселенной. Например, она делает это, поддерживая разные концентрации некоторых молекул внутри себя и снаружи,активно выкачивая лишние молекулы. Чтобы делать такие вещи, клетке нужна энергия. Энергия – это способность чего-то во Вселенной совершать работу: двигать объекты, воздействовать на них; иными словами – производить изменения. Эта способность не может быть создана или уничтожена. Общее количество энергии во вселенной никогда не изменится.
Мы не знаем почему, просто так она устроена. Итак, миллиарды лет назад одной из важнейших задач для первых живых существ было получить энергию, которую они могли бы использовать. Мы ничего не знаем о первых клетках, кроме того, что они получали свою энергию из простых химических реакций.
И они нашли лучшую систему передачи энергии: энергетический кирпич жизни.
Молекулу аденозинтрифосфата, или АТФ.
Её строение делает её наиболее подходящей для получения и отдачи энергии. Когда клетке нужна энергия, чтобы, например, выкачать наружу молекулы или починить сломанную микромашину, она может разложить АТФ, и использовать химическую энергию чтобы совершить работу, создать изменение. Поэтому живые существа способны делать разные вещи. Мы не знаем, когда, или как именно первая молекула АТФ была создана на Земле, но каждое известное нам живое существо использует АТФ или что-то очень похожее, чтобы поддерживать работу своих внутренних механизмов. Она необходима почти для каждого процесса. Растения, грибы, бактерии и животные нуждаются в ней для выживания. Без АТФ не будет жизни на Земле. Возможно, нигде.
Хотя раскладывать молекулы для получения энергии здорово, ранняя жизнь упускала величайший из доступных источников энергии.
Солнце.
Солнце соединяет атомы и излучает фотоны, которые несут энергию в солнечную систему. Но эта энергия груба и несъедобна. Ее нужно перерабатывать. После сотен миллионов лет эволюции, клетка наконец-то догадалась как "есть Солнце". Она поглощала излучение и превращала значительную его часть в удобные маленькие химические пакеты, которыми могла пользоваться чтобы оставаться живой. Мы называем этот процесс фотосинтезом. Берем фотоны, которые вибрируют от электромагнитной энергии, и используем часть этой энергии, чтобы соединять различные молекулы. (Если простым языком)
Электромагнитная энергия конвертируется в химическую, которая хранится в молекуле АТФ. Этот процесс стал ещё эффективнее, когда некоторые клетки научились создавать более эффективные химические пакеты: глюкозу, или сахар. Он легко раскладывается, содержит много энергии и довольно вкусный. Это так удобно, что некоторые клетки решили, что, вместо того чтобы делать весь этот фотосинтез самим, они лучше поглотят другие клетки, которые это делают, и заберут их глюкозу и АТФ.
Дела шли своим чередом. Фотосинтезирующие клетки в основном могли производить энергию на своей поверхности, что ограничивало их максимальную энергопроизводительность и это несколько сокращало их эволюционные возможности. Шло время. Некоторые клетки производили сахар, другие их ели. Эволюция делала свое дело, но в целом все оставалось прежним сотни миллионов лет. Пока однажды одна клетка съела другую, но не убив её. Вместо этого они стали единой клеткой.
В тот день ничего не изменилось, но Земля навсегда стала другой.
Эта клетка стала прародителем всех животных на этой планете. Синих китов, амёб. Динозавров, медуз. Плащеносных броненосцев и малайских шерстокрылов и конечно, тебя. Все могут отследить своё существование к этому моменту. Слияние двух живых существ так важно, потому что когда эти две клетки стали одной, они стали гораздо более могущественными. Внутренняя, ранее независимая клетка, теперь могла перестать бороться за выживание. Она могла сконцентрироваться на одной вещи: производстве АТФ. Она стала энергостанцией клетки: первой митохондрией.
В то время как работой клетки-хозяина стало обеспечение выживания в опасном мире и поиски еды для митохондрии. Митохондрия, по сути, развернула фотосинтез в обратном направлении, превратив в аналогичный сложный процесс. Митохондрии берут молекулы сахара, которые мы получаем, поедая других живых существ и сжигают их с кислородом и молекулами предшественниками чтобы получить новые, богатые энергией молекулы АТФ. Этот процесс работает как маленькая печь и выбрасывает отходы вроде CO2, воды и небольшого количества кинетической энергии, которую ты ощущаешь как тепло своего тела. Это первое разделение труда означало, что у новой клетки было куда больше доступной энергии, чем у любой существовавшей ранее клетки. Что открыло новые возможности эволюции и позволило существовать ещё более сложным клеткам. В какой-то момент эти клетки начали формировать маленькие группы или сообщества, что привело к появлению многоклеточной жизни, и, в конце концов, к появлению тебя.
Сегодня ты – это гора из триллионов клеток, каждая из которых наполнена десятками, если не сотнями крошечных машин, которые обеспечивают тебя энергией, чтобы оставаться в живых. Если этот процесс прервать, даже на несколько минут, ты умрешь. Но если жизнь такая хрупкая, не стоит ли запастись АТФ примерно так же, как мы запасаем сахар в наших жировых клетках, чтобы мы не умерли, прекратив дышать на какое-то время? Если жизнь уже решила так много проблем, чтобы ты жил сейчас, то что происходит с теми, кто быстро умирает?
Даже простая бактерия вроде кишечной палочки для одного клеточного деления производит АТФ в 50 раз больше массой, чем она сама. Твоим триллионам клеток нужно очень много АТФ чтобы сохранять тебя в живых.
Каждый день твое тело производит и преобразует около - 90 миллионов миллиардов миллиардов молекул АТФ: около массы твоего тела
Тебе нужен целый человек, полностью состоящий из АТФ, просто чтобы прожить один день. Хранить количество АТФ, которого достаточно, чтобы продержаться хотя бы несколько минут, уже практически невозможно. Молекула АТФ очень хороша для быстрого переноса энергии, но она совершенно непригодна для её хранения, т.к. содержит всего 1% от энергии молекулы глюкозы, обладая массой втрое больше. Так что АТФ постоянно производится и очень быстро используется.
Это была короткая и упрощённая история молекулы, которая позволяет тебе отличаться от неживой вселенной, и быть пружинкой на эскалаторе. Это странная история - существует молекула, которая всё время нужна тебе для выживания. Она нужна тебе, чтобы продолжать двигаться, потому что даже короткий перебой остановит твою пружинку. И тебе нужно создавать её самому. Это как ехать на машине на полной скорости, производя топливо в багажнике, из мусора, который ты подбираешь с обочины.
Насколько мы знаем, всё это началось миллиарды лет назад, когда крошечные части неживой вселенной соединились вместе и стали чем-то другим на мгновение. Оно может сохранять себя. Оно может расти. Этот момент запустил движение пружинки, и она движется с тех самых пор. С самых первых клеток и до тебя, читающего эту статью.
Большое спасибо вам, пружинки, за то что прочли эту статью и проявили интерес! Будем рады увидеть вас в рядах подписчиков!
Не забывайте оценить наш труд лайком!
