Что такое жизнь? Этот вопрос не дает биологам спать по ночам. Биология – это наука, которая изучает жизнь, но ученые не могут прийти к единому мнению насчет нее. Живые ли отдельные клетки нашего тела со всеми их сложными механизмами? А как насчет компьютерной программы, которая учится и развивается? Она тоже живая?
Попытки определить жизнь – это не просто философия. Нам нужно понять, что отделяет живые существа от неживой материи, прежде чем мы сможем утверждать, что нашли жизнь где-то еще во Вселенной.
Борьба с единообразием мира
В 1944 году физик Эрвин Шрёдингер определил живое вещество как то, что «избегает распада в равновесии». Это определение относится ко второму закону термодинамики, который гласит, что энергия всегда увеличивается до состояния единообразия. Этот закон можно увидеть в холодном стакане воды, который постепенно нагревается, пока не достигнет той же температуры, что и окружающий воздух. Из-за этой тенденции к равновесию Вселенная в конечном итоге будет иметь полное отсутствие структуры, состоящей из равномерно распределенных атомов одинаковой теплоты.
Но живые существа, считает Шрёдингер, способны отложить эту тенденцию. Задумайтесь. Пока вы живы, ваше тело сохраняет свою структуру, но как только вы умираете, тело начинает разрушаться в результате действия бактерий и химических процессов. В конце концов, его атомы равномерно распределяются и перерабатываются землей. Умереть – значит подчинить свое тело энтропии Вселенной.
Живые существа сопротивляются энтропии, потребляя питательные вещества – это метаболизм. Если обмен веществ является признаком жизни, ученые могут обращать внимание на ненужные побочные продукты обмена веществ при поиске жизни в других мирах.
Метаболизм на Марсе доказательство жизни?
По крайней мере, такова была идея эксперимента, проведенного на Марсе в 1976 году. Во время него проверялись метаболические признаки жизни при добавлении радиоактивно меченых жидких питательных веществ к образцу марсианской почвы. Если бы эти питательные вещества потреблялись жизненными формами, любые газы, выделяющиеся в качестве побочных продуктов, также были бы радиоактивно помечены.
После введения питательного вещества произошло быстрое увеличение содержания углекислого газа. Поскольку этот газ имел радиоактивную метку, ученые сначала пришли к выводу, что организмы в марсианской почве поглощают питательные вещества и выделяют CO2 в качестве побочного продукта. Но оказалось, что марсианская почва обладает уникальным химическим составом, способным вызывать метаболическую реакцию.
Хотя тест остается неубедительным, большинство ученых считают, что неживые химические процессы в марсианской почве вызвали «метаболическую» реакцию. Хотя обмен веществ может быть качеством жизни, он не является достаточным ориентиром для поиска жизни вне нашей планеты.
Есть ли жизнь без воды?
Другая особенность жизни на Земле – это зависимость от воды. Она играет важную роль для всех известных форм жизни. Многие ученые считают, что водопользование будет универсальным качеством для всей жизни. Но Бентон Кларк, астробиолог из Университета Колорадо и Локхид Мартин уверены, что вода не определяет жизнь. Это всего лишь аспект нашей окружающей среды.
Жизнь на Земле развивалась с водой, и поэтому сегодня она зависит от этого ресурса. Но мы не можем сказать, что без воды жизнь невозможна. На Земле жизнь способна адаптироваться к самым суровым условиям, поэтому вполне возможно, что живые существа нашли бы способ выжить в мирах, в которых нет воды.
Недавнее определение жизни, созданное Джеральдом Джойсом из Исследовательского института Скриппса, не упоминает ни метаболизм, ни воду. Оно говорит о том, что жизнь – это самодостаточная система, способная к эволюции Дарвина. Но большинство форм жизни технически не являются самодостаточными. Животные питаются растениями или другими животными, растения нуждаются в микроорганизмах у своих корней, чтобы поглощать питательные вещества, и бактерии часто живут в других организмах, полагаясь на внутреннюю среду своего хозяина. Поэтому дарвинистская эволюция – еще один проблемный критерий.
Было много определений жизни, созданных за эти годы, но еще не было единого определения, принятого всеми. Каждое противостоит вызову действительности.
Будем надеяться, что в будущем обнаружение во Вселенной разумных существ, подобных нам, устранит споры среди учёных умов, которые так усердно пытаются понять, что такое жизнь?