Өмір дегеніміз не?

Биологияға кіріспе сабағында біз биологияны тірі ағзалар мен организмдерді зерттейтін ғылым деп анықтаған болатынбыз. Өте қарапайым анықтама, солай емес пе? Бірақ бұл күрделірек және ең бастысы, қызығырақ сұрақтарға жол ашады: Тірі болу және өмір дегеніміз не?

Сіз тірісіз, мен де тірімін. Аулада үріп жатқан ит пен оған көлеңкесін түсіріп тұрған ағаш та тірі. Бірақ, бұлттан жауған қар тірі ағзаға жатпайды. Дәл қазір, осы мәтінді оқуға қолданып отырған компьютеріңіз, орындық пен үстеліңіз де тірі емес. Орындығыңыздың ағаш бөліктері орманда өсіп тұрған кезінде тірі болған, алайда қазір тірі емес. Ағашты жағу үшін пайдаланатын от та тірі болып саналмайды.

Сонда өмір ұғымы қалай анықталады? Бір нәрсенің тірі немесе тірі еместігін қалай шешеміз? Адамдар бір нәрсенің тірі немесе тірі еместігін көбіне ішкі түйсігімен анықтайтыны рас. Дегенмен, өмірге нақты түрде бір анықтама беру өте қиын. Сондықтан да, тіршілік анықтамаларының көпшілігі оперативті анықтамалар болып табылады: олар бізге тірі мен тірі емес ағзаларды ажыратуға көмектеседі, бірақ өмір дегеніміз не деген сұраққа нақты жауап бере алмайды. Сол себепті, бұл екі ұғымды (тірі немесе тірі емес) ажырату үшін, тірі ағзаларға қандай ерекше қасиеттер жататынын тізіп шығуымыз қажет.

Биологтар біз білетін барлық тірі ағзалардың ортақ белгілерін анықтап шықты. Тірі емес организмдерде де бұл белгілердің кейбіреуі болуы мүмкін, бірақ тек тірі ағзалар ғана осы қасиеттердің барлығына ие бола алады.

Тірі ағзалар құрылымдық жағынан өте күрделі болып табылады, бұл дегеніміз, олар арнаый мамандандырылған және жинақталған бөліктерден тұрады. Барлық тірі организмдер тіршіліктің негізгі құрылымдық бірлігі болып табылатын, бір немесе одан да көп жасушалардан тұрады.

Тіпті біржасушалы организмдер де күрделі болып табылады! Кез-келген жасушада атомдар бірігіп молекулаларды құрайды, ал молекулалар бірігіп жасушалық органеллалар мен басқа да құрылымдарды жасап шығарады. Көпжасушалы организмдерде дәл осындай жасушалар бірігіп ұлпаларды құрайды. Ал ұлпалардың бірігуі органдарды (белгілі бір функция атқаратын дене бөлігі) жасап шығарады. Органдардың барлығы қосылып, мүшелер жүйесін құрайды.

Көпжасушалы организмдер - мысалы, адамдар - көптеген жасушалардан тұрады. Көпжасушалы ағзалардың жасушалары әртүрлі қызметтерді орындауға маманданған және біріге отырып ұлпаларды құрайды: дәнекер ұлпа, эпителий ұлпасы, бұлшық ет және жүйке ұлпасы. Ұлпалар ағзаларды түзеді. Ағзаларға - біздің денемізде белгілі бір функцияны атқаратын - жүрек, өкпе секілді органдарды жатқызамыз.

Тіршілік өзара байланысқан көптеген химиялық реакцияларға негізделген. Бұл реакциялар ағзалардың өсуіне, көбеюіне, дене құрылымын сақтауға және тағы да басқа өмір сүруге қажет іс-қимылдарды атқаруға көмектеседі. Тірі ағзалар осындай өмір сүруге қажетті химиялық реакциялардың жүзеге асыру үшін қоректік заттарды тұтыну маңызды. Организмде жүретін барлық биохимиялық реакциялардың жиынтығы метаболизм деп аталады.

Метаболизм екі түрге бөлінеді: анаболизм және катаболизм. Анаболизм кезінде ағзалар қарапайым молекулалардан күрделі молекулалар түзсе, катаболизмде дәл осы үрдіс керісінше жүреді. Анаболикалық процесстерде энергия жұмсалады, ал катаболикалық процесстер жиналған энергияны ағзаны жинақталған энергиямен қамтамасыз етеді.

Жасушалар өз қызметін үздіксіз атқарып тұруы үшін тірі организмдер ішкі ортасын белгілі бір күйде сақтауы қажет. Мысалы, біздің дене температурамыз 37${}^{\circ }$‍C (98.6${}^{\circ }$‍F) шамасында болуы керек. Қоршаған орта факторларының өзгеруіне қарамастан, ішкі ортаның қалыпты жағдайды ұстап тұруы гомеостаз деп аталады.

Тірі организмдар үнемі өсіп отырады. Жеке жасушалардың көлемі ұлғаяды, ал көп жасушалы ағзаларда жасушалар бөлініп, көптеген жасушаларға жиналады. Біз де, адамдар, жалғыз жасушадан бастау алсақ та, қазір денемізде 1 триллионға жуық жасуша бар${}^1$‍!Жасушалардың өсуі - жасушалардың қызметі үшін маңызды күрделі молекулалардың (нәруыздар, ДНҚ және т.б.) синтезіне жауапты - анаболикалық процесстерге тәуелді.

Тірі ағзалар жаңа организмдердің пайда болуы үшін көбейе алады. Көбею жыныссыз (тек бір ғана организмнен пайда болу), және жынысты (екі организмнің - аталық пен аналық - қатысуынан пайда болу). Біржасушалы организмдер, төменде сол жақтағы суретте бөліну процесінен өтіп жатқан, яғни, екіге бөлініп өте қарапайым түрде көбейеді!

Жыныстық көбею кезінде аталық және аналық организмдер сперматозоидтар мен жұмыртқа жасушаларын түзеді. Бұл пайда болған жасушалар әр бастапқы организмнің генетикалық ақпаратының жартысын иеленеді және бірігіп, толық генетикалық ақпаратқа ие жаңа түр түзеді. Ұрықтандыру деп аталып бұл процесс - оң жақтағы суретте көрсетілген,

Тірі организмдер "тітіркенгіштік" қасиетке ие, бұл дегеніміз, қоршаған ортада орын алып жатқан өзгерістер мен қоздырғыштырға жауап береді. Мысалы, адам қолы отқа тиіп кетсе, лезде тартып қалады; өсімдіктер күнге қарай тартылып өседі; біржасушалы организмдер қорек көзіне қарай жылжиды немесе улы химиялық заттардан алшақтайды.

Тірі организмдердің популяциясы эволюцияға ұшырауы мүмкін, бұл дегеніміз, популяцияның генетикалық құрамы уақыт өте өзгеріп отыра алады. Кей жағдайларда, эволюция кезінде табиғи сұрыпталу жүреді. Табиғи сұрыпталу кезінде, қою түсті тері, жіңішке тұмсық секілді тұқым қуалайтын ерекшеліктер, организмнің белгілі бір сыртқы ортада өмір сүруіне және көбеюіне көмектеседі. Уақыт өте келе, организмге "пайдалы" бұл ерекшеліктер популяцияның ұрпақтары арасында кең таралып, сол популяцияның қоршаған ортаға жақсырақ бейімделуіне мүмкіндік береді. Бұл процесс бейімделу немесе адаптация деп аталады.

Тірі организмдер өмір сүруіне байланысты алуан түрлі қасиеттер мен ерекшеліктерге ие, сондықтан өмірге анықтама бере алатын белгілерді кесіп айту оңай шаруа емес. Көптеген ойшылдар сол үшін тіршілік ерекшеліктері жазылған өз тізімдерін жасап шығарды. Мысалы, кейбір осындай тізімдерде қозғалыс басты белгі болып табылады, ал кейбірінде тек тірі организмдер ғана генетикалық ақпаратты ДНҚ түрінде тасымалдай алады деп жазылған. Ал басқалары болса өмір негізі көміртек деп тұжырымдайды.

Алайда жоғарыда келтірілген тізімнің жалған еместігін де ұмытпау қажет. Мысалға, қашыр (мул), ұрғашы жылқы мен еркек есектің ұрпағы болып табылады, бірақ ол көбейе алмайды. Алайда биологтардың басым көпшілігі (және қалған адамдардың барлығы) қашырды тірі организм деп есептейтіндігі рас. Бірақ бұл қызық оқиғада назар аударатын бір жайт: бір топ ғалым ұзақ уақыт жүргізген талқыдан кейін көбею өмірдің ең маңызды ерекшелігі деген шешімге келді. Өкінішке орай, біреу жалғыз қоян бұл талапқа сай емес екендігіне нұсқаған болатын.

Дегенмен, жоғарыда көрсетілген тізімде тірі ағзаны тірі емес ағзалардан ажырататын орынды ерекшеліктер көрсетілген.

Жоғарыда айтылған белгілер бізге ағзаның тірі екендігін анықтауға қаншалықты көмектеседі? Кіріспеде мысал ретінде келтірген тірі және тірі емес ағзаларға қайта оралайық.

Кіріспеде көрсеткен тірі ағзалар - адамдар, иттер мен ағаштар - біздің қойған жеті талаптың барлығына да жауап береді. Біз, біздің төрт аяқты достарымыз және ауламыздағы өсімдіктер жасушалардан құраламыз, бізде метаболим жүреді, гомеостаз орын алады, өсеміз және қоршаған ортаға жауап қатамыз. Адамдар, иттер және ағаштардың қолынан көбею келеді және олар биологиялық эволюцияға да ұшырай алады.

Тірі емес ағзалар кейбір белгілерді қамтығанымен, ешқашан барлығын көрсетпейді. Мысалға, қар кристаллдары белгілі құрылымға ие, алайда оларда жасуша болмайды. Олар өсуі мүмкін, бірақ қалған өмір критерийлері қарда кездеспейді. От өсіп, көбейіп, яғни, өрт болып таралуы мүмкін, және тіптен сыртқы ортаға да белгілі деңгейде жауап қатып, метаболизм жүруі де мүмкін. Алайда, оттың ешқандай құрылымы жоқ және гомеостазды ұстап тұра алмайды, оған қоса жалында эволюцияға қажетті генетикалық ақпарат кездеспейді.

Тірі ағзалар өліге айналған кезде кейбір өмірлік белгілерді сақтап қалуы мүмкін, дегенмен кейбірін бәрібір де жоғалтады. Мысалы, ағаштан жасалған орындыққа микроскоппен көз салатын болсақ, біз тірі ағаштың негізі болған жасушалардың ізін көре аламыз. Алайда ағаш бұдан былай тірі ағза емес және орындыққа айналғандықтан, ол ендігәрі өсіп, метаболизм мен гомеостазды жүргізіп, сыртқы ортаға жауап қатып, көбейе алмайды.

Тірі болудың нені білдіретіндігі жайлы сұрақтың нақты жауабы әлі де табылмады. Мысалға алатын болсақ, вирустар - тек қожайын ағзасындағы жасушалар ішінде көбейе алатын, нәруыздар мен нуклеин қышқылдарының өте ұсақ құрылымдары - көптеген тіршілік белгілеріне ие. Бірақ та, оларда өзіндік жасушалық құрылым жоқ және қожайынсыз көбеюге қауқары жетпейді. Оған қоса, олардың бойында гомеостаз болатындығы және метаболизм жүретіндігі де түсініксіз.

Осы үшін вирустар тірі ағза ретінде қарастырылмайды. Дегенмен, бұл қорытындыны барлығы қолдайды деп айта алмаймыз және оларды тірі деп қарастыру әлі де қызу талқылану үстінде. Кейбір құтыруды шақыратын "прион" нәруызы сынды өз-өзін репликациялайтын қарапайым молекулалар да, өз-өзін репликациялайтын РНҚ ферменттері де кейбір өмірлік белгілерді көрсетеді, бірақ барлығын бірге емес.

Бұған қоса, біз қарастырған өмірдің ерекшеліктерінің барлығы тек Жер бетіндегі тіршілікке қатысты айтылған. Егер өзге планеталарда да тіршілік бар болатын болса, олар дәл осындай белгілерді көрсетуі не көрсетпеуі де мүмкін. Расымен де, НАСА ұсынған "өмір - өзін-өзі қолдай алатын, Дарвиндік эволюцияға қабілетті жүйе" анықтамасы жоғарыда келтірілгеннен көбірек мүмкіндікке жол ашатындығын көре аламыз. Бірақ бұл анықтама арқылы бір нәрсенің тірі немесе тірі еместігін кесіп айту ұзақ уақыт алмақ!

Жерден және біздің планетамыздан бөлек аймақтарда биологиялық ағзалардың ашылуына байланысты біз тіршіліктің нағыз мағынасы не екендігіне қайта оралуымыз әбден мүмкін. Болашақта жасалатын ашылулар өмірге берілген анықтаманың ауқымды болуын немесе түгелімен қайта қаралуын талап етуі мүмкін.

Сіз өмірдің не екендігіне қандай анықтама бермексіз? Жоғарыдағы тізімге қосарыңыз бар ма, әлде кейбір ерекшеліктерді артық деп санайсыз ба, бәлкім мүлде басқа анықтама бергіңіз келетін шығар? Тізімге ілікпейтін ерекше, бірыңғай жағдайлар жайлы ойланып көрдіңіз бе? Өз ойыңызбен төмендегі комментарийлерде бөлісіңіз!