Mi az élet? A biológia az élet tudománya, pontosabban az élőlényeket, azok részeit és közösségeit vizsgáló tudomány. A biológus mindennapi munkája során az élet egy-egy szűkebb szeletével, az élővilág egy-egy szerveződési szintjével (molekula, sejt, egyed, közösség stb.) foglalkozik, de sajátos módon egyáltalán nem szembesül azzal a kérdéssel, hogy mi is valójában az élet. Ugyanakkor az „átlagembernek” sem okoz gondot, hogy a környezetében található dolgokról eldöntse, élnek-e vagy sem. Az élet meghatározásának nehézségét csak akkor ismerjük fel, ha megpróbálkozunk vele.
Az élő szervezeteket vizsgálva azt találjuk, hogy bár az alakjuk állandó, az anyaguk korántsem az. A molekulák folyamatosan bomlanak, a helyüket újonnan szintetizáltak foglalják el. Bennünk, lévén komplex többsejtű lények, a legtöbb sejt is folyamatosan cserélődik – anyagunkat tekintve csak nagyon kis részben vagyunk azonosak tíz évvel ezelőtti önmagunkkal. Ez az „anyagcsere” minden élőlény (és majdnem minden szerveződési szint) sajátja. Mondhatjuk tehát, hogy az élő szervezetek állandósága nem a szobor, hanem a folyó állandósága, vagy éppen a gázégő lángjáé, ami megőrzi alakját, de közben folyamatosan újabb anyag áramlik át rajta. Az alak fenntartásához energia is kell: az élőlények folyamatosan anyagot és energiát vesznek föl a környezetükből, ami átáramlik rajtuk, majd szétszóródik (disszipálódik).
Életjelenségek – Az élőlények sajátos jellemzői. Az élőlények anyagcserét folytatnak, tehát anyagokat vesznek fel környezetükből, ezeket átalakítják, és egyes anyagokat leadnak. Képesek szaporodni, növekedni, fejlődni. Környezetük hatásaira valamilyen módon reagálnak, tehát alkalmazkodnak a környezetükhöz. Mindezek mellett képesek arra, hogy saját belső energiaszolgáltató folyamataik révén aktív mozgást végezzenek.
Az alak állandósága mellett az állapot állandóságáról is gondoskodni kell. Az élő szervezetek működése a környezeti változók (hőmérséklet, pH stb.) meghatározott tartományán belül lehetséges, és aktív szabályozó folyamatok gondoskodnak arról, hogy a belső környezet a kívánatos tartományban maradjon. E folyamatok összességét nevezzük homeosztázisnak.
Az élő szervezetek önfenntartása nem tökéletes: idővel romlanak a funkciók, az élőlények megöregednek, végül elpusztulnak. Nem ismerünk kivételt ez alól, az újabb kutatások tükrében még a baktériumok is mutatnak öregedési jelenségeket. Miért van ez így, és vajon szükségszerű-e?
Elképzelhető-e „halhatatlan” élőlény, vagy ez elvileg is lehetetlen?
A miért típusú kérdésekre a biológiában mindig kétféle válasz adható. Egy közvetlen, „technikai jellegű” válasz, ami a mechanizmusra vonatkozik, és egy „végső válasz”, ami a jelenség evolúciós hátterét firtatja („miért alakult így?”). Az öregedés mechanizmusával óriási irodalom, rengeteg kutatás foglalkozik, de itt most erre nem térek ki részletesen, csak egy motívumot ragadok ki: a csíravonal halhatatlan. A csíravonal az ivarsejtek és az azokat képző sejtek leszármazási vonala, amely sejtosztódások megszakítatlan során át visszavezethető a legelső élő sejtig. Ivarszerveink sejtjei a zigóta leszármazottai (számos sejtosztódás által), amelyből a testünk kialakult. A zigótává összeolvadó ivarsejtek szüleink ivarszerveiben keletkeztek, akik valaha maguk is megtermékenyített petesejtként kezdték életüket – és így tovább, vissza a régmúlt idők homályába, vissza egészen az ivarosság és a többsejtűség előtti időkbe, amikor az egyedek leszármazási vonala megegyezett a sejtekével, és vissza egészen a legelső élőlényig. A csíravonalak is változnak persze, az evolúció időskáláján, de nem öregednek. Fiatal egyedről fiatal egyedre ugorva utaznak örök ifjan az időben – úgy tűnik, nem szükségszerű az öregedés.
Egy másik érvet az ember alkotta szerkezetek analógiája adhat a kezünkbe. Bármilyen alkatrészt képesek lennénk újragyártani, így bármely gépet tetszőleges ideig tudnánk javítani és működtetni, amíg a rendelkezésünkre állnak az alkatrészgyártáshoz szükséges erőforrások. Nem azért nem tesszük ezt, mert lehetetlen, hanem mert rendszerint nem kifizetődő. És itt van a kutya elásva, ha az öregedés evolúciós magyarázatát keressük. Ha elvileg lehetséges volna a halhatatlanság, akkor vagy nem volt felé járható evolúciós út (nem lehetségesek olyan mutációk, amelyek sorával „versenyképes” közbülső állomásokon keresztül elérhető), vagy a halandóság evolúciós előny.
A hosszabb élettartam, a lassabb öregedés nagyobb „befektetést”, több erőforrást igényel, márpedig ez a szaporodásra fordítható erőforrásokat csökkenti. A „cserearány” általános elvébe ütköztünk bele, ami az evolúciót minden szinten áthatja.
Akár az államkassza, az élőlények is véges erőforrásból gazdálkodnak: ha többet fordítanak az egyik funkcióra, kevesebb jut a másikra. Így általános helyzet, hogy bármely funkció csak mások rovására javítható, és az evolúció nem a tökéletes, hanem az elégséges megoldások, illetve a legjobb kompromisszum felé halad. Esetünkben az élettartam növelése és a szaporodás sebessége (utódok száma időegység alatt) között áll fenn cserearány, mivel az önfenntartásba, illetve szaporodásba fektetett energia csak egymás rovására növelhető. A legjobb kompromisszum (az „evolúciós optimum”) pedig ebben az esetben az az arány (és a hozzá tartozó élettartam és szaporodási ütem), amely mellett az élőlény egész élete során a leszármazottak (génmásolatok) száma a legmagasabb. Úgy tűnik, ez az evolúciós egyenlet nem kedvez a halhatatlanságnak. Úgy tűnik, hogy a tökéletes önfenntartás költsége nagyobb lenne, mint az „eggyel több” utódé nemzedékenként. Sajnos, a génjeinknek megéri, hogy halandók vagyunk…
Nem zárható ki, hogy a világegyetemben más égitest(ek)en is kialakult élet. Bizonyíték egyelőre nincs rá, de kutatások folynak ebben az irányban. A szakemberek szerint a Naprendszer több égitestén adottak olyan körülmények, amelyek lehetővé tehetnék az élet megjelenését. A földi élőlények ismeretében az a kutatók álláspontja, hogy a folyékony víz nélkülözhetetlen az élet kialakulásához és jelenlétéhez. A Marson folyékony víz volt a múltban, és még mindig lehet a felszín alatt. A marsi életet még nem sikerült megnyugtatóan sem bizonyítani, sem kizárni. Mai ismereteink szerint azonban elképzelhető akár napjainkban is létező, vagy már kihalt baktériumszerű életforma felfedezése. A Marsról származó meteoritokban baktériumokhoz, illetve azok nyomaihoz hasonló képződményeket találtak, ám a maradványok biológiai eredetét sok szakértő vitatja.
(kivonat)
