Reddit – explainlikeimfive – ELI5:Mikä muodostaa elämän? Onko tuli elävä?

Mitä elämä tarkalleen ottaen on filosofinen ero, ei tieteellinen. Se on yrityksemme luokitella asioita ”ihmisen kaltaisiin” ja ”ihmisen kaltaisiin” jonkin mielivaltaisen raja-arvon avulla. Olemme melko tyytyväisiä sanoessamme, että rautaharkko ei ole elävä, mutta olemme myös melko tyytyväisiä sanoessamme, että kissa tai puu on elävä, mutta on joitakin ääritapauksia, jotka aiheuttavat keskustelua. Onko tuli elävä? Onko virus elävä? Entä planeetta? Onko yksinkertaisilla mekaanisilla laitteilla tarpeeksi selvästi elävien asioiden ominaisuuksia, jotta ne ovat tarpeeksi eläviä täyttääkseen määritelmän? Ongelmana tässä on se, että tiede ei ole vielä pystynyt esittämään todisteita sielusta tai muusta sellaisesta konstruktiosta, joka yksiselitteisesti määrittelisi elämän, joten sen sijaan on olemassa luetteloita yleisesti käytetyistä kriteereistä. Niitä ei pitäisi pitää arvovaltaisina, vaan niitä pitäisi sen sijaan pitää viitteenä siitä, mitä joku tarkoittaa kuvaillessaan jotakin eläväksi.

Yleisimmät kriteerit ovat:

• Homeostaasi – esineen on säädeltävä sisäistä ympäristöään. Tässä tapauksessa voitaisiin esittää argumentti tulen puolesta, mutta se olisi heikko.

• Organisaatio – tätä kuvataan yleensä siten, että sillä on soluja, vaikka myös yksisoluiset organismit ovat sallittuja. Minusta tämä on hyvin heikko kriteeri, ja sitä pitäisi muokata tai jättää pois. Jonkinlainen sisäinen organisaatio on kuitenkin kohtuullinen elämän ominaisuus, sillä yksisoluisillakin organismeilla on sisäisiä solurakenteita. Tuli ei läpäisisi tätä tarkistusta.

• Aineenvaihdunta-olion tulisi kuluttaa materiaaleja ympäristöstään ja käyttää niitä itsensä rakentamiseen ja prosessiensa suorittamiseen. Tuli saa suuren rastin tästä.

• Kasvu-olion pitäisi kasvaa rakentamalla lisää itseään. Tuli saa tästäkin rastin.

• Sopeutuminen-oliolla pitäisi olla kyky muuttua ajan myötä ympäristön mukaan; sen pitäisi kehittyä (tai pystyä). Tuli ei läpäise tätä tarkistusta, koska tuli miljardin vuoden päästä on samanlainen kuin tuli nyt. Se ei tallenna itsestään mitään tietoa, joka siirtyisi seuraavalle sukupolvelle.

• Vastaus ärsykkeisiin-olion pitäisi reagoida jollain tavalla vasteena johonkin vuorovaikutukseen ympäristönsä kanssa. Tuli läpäisee tämän testin.

• Reproduktio – olion pitäisi pystyä tekemään lisää itsensä kaltaisia asioita. Tuli läpäisee tämän testin.

Huomaa, että nämä ovat vain yleisimpiä kriteerejä, ja ne jättävät joitakin hyvin elävän kaltaisia asioita ulkopuolelle, kuten virukset, joilla on kaikki edellä mainitut ominaisuudet paitsi se, että niiden lisääntyminen tapahtuu toisen solun avulla (mikä minusta viittaisi siihen, että yksikään loinen ei läpäisisi elävänä olemisen testiä, tai ainakin monet loiset eivät läpäisisi sitä). Huomaa myös, että yllä olevassa määritelmässä on joitakin aukkoja – muulia ei voitaisi pitää elävänä näillä kriteereillä, koska kaikki muulit ovat steriilejä.

Muut elämän määritelmät, jotka ovat mielestäni paljon tehokkaampia, juontuvat elävien olentojen välisestä vuorovaikutuksesta ja systeemin entropiasta. Nämä määritelmät sisältävät kriteerit siitä, että eliö alentaa omaa entropiaansa siirtämällä energiaa kuumasta lähteestä (esim. auringosta) kylmään (esim. maahan, avaruuteen jne.). Pohjimmiltaan se määrittelee elämän systeemiksi, joka voi saada itsensä järjestäytyneemmäksi ajan myötä. Näissä määritelmissä viitataan usein myös darwinistiseen evoluutioon. Wikipedian artikkeli tiivistää tämän määritelmän hienosti:

elämä kuuluu ilmiöiden luokkaan, jotka ovat avoimia tai jatkuvia systeemejä, jotka kykenevät vähentämään sisäistä entropiaansa ympäristöstä ottamiensa aineiden tai vapaan energian kustannuksella, jonka ne myöhemmin hylkäävät hajonneessa muodossaan. Korkeammalla tasolla elävät olennot ovat termodynaamisia järjestelmiä, joilla on järjestäytynyt molekyylirakenne. Toisin sanoen elämä on ainetta, joka voi lisääntyä ja kehittyä selviytymisen vaatimalla tavalla. Näin ollen elämä on itseään ylläpitävä kemiallinen järjestelmä, joka kykenee käymään läpi darwinistista evoluutiota.

Tässä elämän määritelmässä ei yritetä vaivautua tarkastelemaan prosesseja, joita elävät olennot suorittavat, eikä sillä siksi ole mitään ongelmaa steriilien eläinten tai olentojen kanssa, jotka eivät koskaan muutu kooltaan. Se kiteyttää koko asian systeemiin, joka voi ylläpitää itseään ja käydä läpi evoluutiota. Jopa tällä määritelmällä tuli ei kuitenkaan läpäise testiä.