Život
Život je, podľa klasickej ešte starovekej definície, forma bytia živých bytostí (po latinsky: vivere est viventibus esse). Prírodovedci túto definíciu pre jej metafyzickosť zamietajú, nemajú však náhradnú úplnú definíciu – presnejšie, štrukturálne a dynamické vlastnosti života sa podarilo definovať, fyzikálno-chemické nie.
O iných významoch výrazu Život pozri Život (rozlišovacia stránka).Vznik života z pohľadu prírodných vied
Pozri aj: Vznik života
Najstaršie paleontologické nálezy sú z obdobia spred minimálne 3,5 miliárd rokov.[1] Sú to však už pomerne zložité mikroskopické bunkové útvary (mikrofosílie podobné dnešným siniciam).
O priebehu evolúcie pred týmto obdobím existujú len hypotézy. Pôvod života každopádne treba hľadať dávno pred obdobím vzniku bunky. Nebunkové organizmy (Subscellulata) len zdanlivo nemožno považovať za typické živé organizmy. Ich jednoduchosť, a fakt, že ich základom nie je bunka, ich stavia do pozície niečoho nedokonalého a menejcenného. No život nemohol vzniknúť „skokom“, a pôvodné nebunkové organizmy sú teda medzistupňom, primitívnymi formami života. Z nich sa nám viacero zachovalo do dnešných čias (i keď je otázne, či vo svojej pôvodnej štruktúre).
V oblasti chemických teórií sa všeobecne sa za prvopočiatok života považujú pôvodné samoreplikujúce sa systémy, ktoré boli tvorené molekulami nukleových kyselín, pretože môžu riadiť syntézu komplementárnych molekúl. Ide pritom hlavne o RNA, ktorú možno považovať za primárnu látku života, účasť DNA a bielkovín bola len neskorším zlepšením.
Niektoré aspekty samotného vzniku týchto systémov sa už podarilo laboratórne dokázať v slávnom Millerovom pokuse z roku 1953, pri ktorom sa podarilo dokázať vznik aminokyselín a nukleotidov – stavebných kameňov bielkovín a nukleových kyselín – za podmienok praatmosféry. Neskôr sa tiež podarilo laboratórne dokázať aspekty mutácie a selekcie nukleových kyselín, ale chemický model schopný samoreplikácie a evolúcie sa nepodarilo dokázať.
Zástancovia fyzikálno-chemických teórií zdôrazňujú, že ani vznik ani zánik živej bytosti nie je tým, čo ju odlišuje od neživej prírody, pretože zložité zákonitosti fyziologicko-chemických procesov živých bytostí sa neodlišujú od zákonitostí ostatnej prírody. Tento pohľad podporuje jednak teória fylogenetického vzniku života podľa „hypercyklu“ M. Eigena, ktorý je autokatalytickým samoreprodukčným systémom v prapolievke a jednak teória ontogenetického vzniku života E. Mayra, podľa ktorej život znamená „mať genetický program“, ktorý vo vhodnom prostredí automaticky spôsobí fenotypické sformovanie tohto programu do podoby živého organizmu. Mechanizmy, ktoré takéto modely postulujú, sa sčasti podarilo dokázať na procesoch embryonálneho vývoja (napr. indukcia, polarita, regulácia proporcií a pod.)
O definíciách života a dôsledkoch
Prvotná bola hore uvedená klasická definícia a jej podobné definície. Aristoteles, zakladateľ vedeckej biológie, definoval život v nadväznosti na Platóna ako prítomnosť schopnosti samopohybu (tiež rastu a vnímania). Podľa Aristotela živé bytosti nesú svoj vlastný cieľ (po grécky télos) v sebe. Rozlišoval tiež tri druhy života :
- vegetatívny (vegetatívny život rastlín; výživa, rast, rozmnožovanie)
- senzitívny (senzitívny život zvierat; vnímanie, pohyb, snaženie)
- racionálny (racionálny duchovný život človeka; schopnosť poznávať)
Rastliny majú len vegetatívny, zvieratá vegetatívny a senzitívny a ľudia vegetatívny, senzitívny aj racionálny život. Každý stupeň zodpovedá inému stupňu schopnosti slobodne konať. Toto delenie sa dnes spravidla zamieta jednak kvôli existencii vírov a iných medziforiem a jednak sú proti sociobiológovia a zástancovia evolučnej teórie poznania.
Dnes sa teda v prírodných vedách na účely definície života uprednostňuje opis statických a dynamických vlastností živých bytostí, pričom je samozrejme predpokladom, že definujúci abstrahuje od života jeho samého. Filozofická biológia však dodnes viac-menej používa Aristotelovu definíciu (samopohyb, télos atď.) a považuje subjektivitu živej bytosti za základ pochopenia života, pričom statické a dynamické procesy chápe ako druhotné – ako podmienky pre uvedenú subjektivitu.
Tieto dve koncepcie (prírodovedecká koncepcia a koncepcia filozofickej biológie) si vlastne konkurujú už od staroveku. Výber koncepcie je však aj dnes rozhodujúci, lebo má praktické následky. Pri prírodovedeckej koncepcii (1) nevznikajú žiadne etické ani politické „predpisy“ pre zaobchádzanie so živými tvormi v oblasti ochrany prírody a zvierat a zaobchádzani s ľudmi, (2) v medicíne potom platí koncepcia iatrotechnológie, čiže chápania choroby ako poruchy stroja a lekára ako opravára, a zdravie sa chápe ako „pocit úplnej telesnej, duchovnej a sociálnej pohody človeka“ (čo by pri dôslednom dodržovaní bolo pre ľudstvo osudným). Naštastie sa však v medicíne uplatňuje aj staroveká filozofia, a teda filozoficko biologická koncepcia, ktorá je vyjadrená Hippokratovou prísahou, ktorá zakotvuje akúsi lekársku stavovskú etiku (úctu pred životom) nevyplývajúcu z prírodovedeckej koncepcie života.
Pokusy o prírodovedeckú definíciu života
Len o planéte Zem vieme s určitosťou, že sa na nej vyvinul a vyskytuje život, že je na nej prítomná biosféra, sféra, ktorá umožňuje vhodné podmienky pre život. Podstata všetkých živých organizmov (teda života) tak ako ich chápe väčšina prírodovedcov je hmotná (materiálna).
Prírodovedci sa väčšinou zhodujú, že živé organizmy majú tieto (dynamické) vlastnosti:
- metabolizmus (schopnosť získavať energiu zo živín pre svoje životné pochody)
- schopnosť reprodukcie
- schopnosť mutácie (zmeny dedičnej informácie)
- individualizovanosť (jasná oddelenosť od okolia)
- možnosť rastu, diferenciácie
- prípadne aj sila aktívne odpovedať na zmeny prostredia
Život však napriek tomu je pomerne ťažké definovať, a nie každý organizmus musí mať bezpodmienečne všetky uvedené črty. Definícia života je neľahký problém, aj keď si všetci myslíme, že intuitívne vieme, čo slovo „život“, „živý“ znamená.
Ak sa zamyslíme nad enzýmom: Je živý, keď dokáže uskutočniť metabolickú reakciu? (Asi nie, sám sa nemnoží.) Je živý vírus? (Možno aj áno, aj keď ku svojmu rozmnožovaniu potrebuje živú bunku.) Bunka už asi živá je.
Sedem pilierov života
Jednu z definícií života vytvoril Daniel E. Koshland Jr.:
- „Živý organizmus je organizovaná jednotka, ktorá môže uskutočňovať metabolické reakcie, brániť sa pred poškodením, reagovať na podnety a byť možným partnerom pri rozmnožovaní.“
Keďže ani táto definícia nie je plne uspokojivá, určil tiež sedem pilierov života, ktoré určujú život na Zemi (inde vo vesmíre by život mohol mať teoreticky i iné vlastnosti).
- Program.
Programom je organizovaný plán určujúci jednak zložky všetkého živého, jednak ich vzájomné pôsobenie, pretrvávajúce v čase. Program pozemských bytostí je daný genómom, súborom deoxyribonukleových kyselín (DNA) a jeho zložky – gény – kódujú (určujú) i jednotlivé časti, ale aj ich vzájomné pôsobenie. Program živých bytostí sa kopíruje pri prechode z jednej generácie na druhú (replikuje, zdvojuje) a zostáva trvale zachovaný vo všetkých následných generáciách, i keď v ňom môžu nastávať zmeny (mutácie). Gény teda kódom určujú všetko ostatné: chemické zložky ako sú bielkoviny, nukleové kyseliny a všetko, čo v živom organizme uskutočňuje chemické reakcie. V DNA je tento program zhrnutý a udržuje sa po celú dobu života druhu na Zemi. - Improvizácia.
Živá bytosť žije v prostredí, do ktorého sa narodila. Je málo významnou zložkou prostredia: nemôže naplno ovplyvňovať zmeny a hrozby zo svojho prostredia, na zmeny musí reagovať, musí mať schopnosť zmeniť svoj prvopočiatočný program. Život na Zemi sa udržuje zmenami pôvodného programu – mutáciami (zmenami v genetickom kóde) a selekciou (Darwinov prirodzený výber). - Kompartmentalizácia.
Všetky deje v živých organizmoch sa uskutočňujú v oddieloch (kompartmentoch), oddelených membránami. Látky cez tieto membrány prechádzať môžu, ale membrány tiež môžu aj zabrániť prechodu látok nežiaducich alebo jedovatých. Kompartmenty sú vnútri buniek, aj bunky sú kompartmenty a nakoniec aj orgány, zhluky buniek so špecializovanou funkciou sú v živých telách výkonnými štruktúrami s integrovanou funkciou. Tretí pilier zabezpečuje správny smer chodu chemických reakcií a ich intenzitu, tiež správnu koncentráciu reagujúcich látok. Kompartmentalizácia vnútra buniek, i buniek samotných, či orgánov, je nevyhnutná pre ochranu buniek pred nežiaducimi vplyvmi prostredia. - Pohyb energie (metabolizmus).
Všetky živé organizmy musia mať zaručenú rovnováhu v rozložení chemických látok v tele. Táto rovnováha je však dynamická a stále sa mení. Je to otvorený systém metabolizmu. Väčšina chemických reakcií nastáva vnútri buniek a k ich uskutočneniu je potrebný trvalý prísun kyslíka, rôznych iónov, katalyzátorov. Niektoré látky do živých organizmov prichádzajú z vonkajšieho prostredia – kyslík u živočíchov, oxid uhličitý u rastlín. Ide o otvorený systém s potrebou stáleho prísunu energií. Recykluje sa energia zo slnečného žiarenia, z fotosyntézy rastlín, tvoriacich z vody a oxidu uhličitého cukry. To je základný pilier života na Zemi. - Regenerácia.
Pri všetkých telesných pochodoch sa systémy opotrebovávajú, stráca sa energia a vzniká potreba kompenzovať opotrebenie i straty – k tomu slúži regenerácia. Tento proces obnovovania však nie je celkom dokonalý a na zachovanie druhu sa vytvárajú noví jedinci – systém sa rozmnožuje (pohlavne alebo nepohlavne). Nový jedinec začína od začiatku a jeho systémy sú mladé, opotrebením nedotknuté. - Adaptácia.
Nadväzuje na druhý pilier – improvizáciu. I improvizácia je istou formou adaptácie, je však pre akútne nebezpečenstvo pomalá – prirodzeným výberom zaisťuje v lepšom prípade prežitie druhu, no nie jedinca. Adaptačná reakcia jedinca musí byť rýchla, okamžitá. I bolesť je jedným z adaptačných mechanizmov, hlad je inou formou… Schopnosť adaptácie je v podstate závislá na pilieri číslo dva – na tom, či gény nám dávajú schopnosť napr. vynájsť topánky, ak si na tvrdom podklade zraňujeme nohy. - Izolácia.
Súčasne v tele prebiehajú tisíce reakcií, ale svojou ohraničenosťou každá slúži len svojmu predeterminovanému účelu. Môže sa však stať, že sa táto ohraničenosť (izolácia) naruší a vzniká choroba. (Napr. hladina hormónov štítnej žľazy je zložitými mechanizmami udržovaná v norme – ak sa táto izolovanosť jej regulácie naruší, vzniká choroba. Nádory sú tiež príkladom narušenia užitočnej ohraničenosti v tele.)
Názory na život
Podľa Jána Albrechta je život rovnováha medzi jeho vnútornou integritou vyčleňujúcou sa z prostredia a prostredím, od ktorého je celkom závislý. K najúspešnejším zbraniam a prostriedkom života patrí vedomie.
Podľa Anaximena príčinou, podmienkou života, z ktorej všetko dostáva a udržuje život (dýchanie, dych, duša), je neurčitý vzduch.
Podľa Demokrita prameňom života sú obzvlášť drobné hladké a okrúhle atómy, ktoré sa vyznačujú osobitnou pohyblivosťou. Ich vzájomným spájaním sa vznikajú živé bytosti, ktorých duša je akoby kvintesenciou týchto zvláštnych atómov. Preto všetko, čo žije, má nejakú dušu, ktorá sa znovu rozpadá na jednotlivé atómy vo chvíli, keď toto žijúce tratí svoje existenciálne bytie v dôsledku narušenia tvaru, zmeny polohy a individuálneho usporiadania. Schopnosti duše sú rozložené v jednotlivých orgánoch živej bytosti.
Názory na vznik života závisia od kategórií, ktoré intervenujú v ich tvorbe, napríklad kľúčovou kategóriou intervenujúcou pri utváraní sa kreacionistických názorov na vznik života je kategória tvorivého aktu, napríklad Linné uznával jednorazový akt stvorenia organizmov bohom, Cuvier uznával opakujúce sa akty stvorenia čoraz dokonalejších foriem života po zničení predchádzajúcich kataklyzmami.
Referencie
- MILMAN, Oliver. Earliest life on Earth: scientists find evidence in WA rock sediments Researchers from Australia and the US discover signs of 'complex microbial ecosystems' dated at 3.5bn years old [online]. theguardian.com, 13.11.2013, [cit. 2013-11-15]. Dostupné online. (anglicky)
