Gyvybė Žemėje - tai stebuklas, kurio sudėtingumas ir įvairovė stebina mokslininkus ir kelia klausimus apie jos kilmę, evoliuciją bei galimybes išlikti. Nuo mikroskopinių bakterijų iki milžiniškų banginių, kiekvienas organizmas yra unikalus, tačiau visi jie turi bendrą kilmę ir dalijasi tais pačiais pagrindiniais gyvybės principais. Šiame straipsnyje panagrinėsime, kas yra daugialąsčiai organizmai, kaip atsirado gyvybė Žemėje, ir kokie gyvūnai pasižymi biologiniu nemirtingumu, atverdami naujas perspektyvas mokslo ir filosofijos sankirtose.
Kas yra Daugialąsčiai Organizmai?
Daugialąsčiai organizmai - tai gyvybės formos, sudarytos iš daugybės ląstelių, kurios specializuojasi atlikti skirtingas funkcijas. Skirtingai nei vienaląsčiai organizmai, kurių visos funkcijos atliekamos vienos ląstelės viduje, daugialąsčiai organizmai turi ląstelių grupes, kurios specializuojasi atlikti tam tikras užduotis, pavyzdžiui, virškinimą, judėjimą ar nervų sistemos funkcijas. Šis ląstelių specializavimasis leidžia daugialąsčiams organizmams pasiekti didesnį sudėtingumą ir efektyvumą.
Įdomu, kad mažesnėse gyvybinėse struktūrose mes sutinkame tuos pačius egzistavimo principus kaip ir didesnėse. Štai ląstelėje turime mitochondriją - žmoguje - plaučius, ląstelėje turime - branduolį saugantį genetinę informaciją perduodančią ją dukterinėms ląstelėms, žmoguje turime reprodukcinę sistemą, kuri savo ruožtu elgiasi taip pat. Tokių ir panašių atitikmenų galime surasti daugybėje reiškinių.
Gyvybės Atsiradimas Žemėje ir Ankstyvoji Evoliucija
Mūsų planeta Žemė, kaip ir visa Visata, turėjo savo pradžią. Jei įsivaizduotume, kad keliaujame laiku atgal į praeitį, pamatytume tuštumą, kur nebuvo nei laiko, nei erdvės, nei šviesos. Tačiau staiga toje tuštumoje atsirado singuliarusis taškas, kuris sprogo ir sukūrė Visatą. Po Didžiojo sprogimo atsirado gravitacija, laikas ir kitos jėgos, kurios pradėjo formuoti cheminius elementus, medžiagas ir galiausiai - žvaigždes bei galaktikas.
Saulės sistema susiformavo maždaug prieš 4,6 milijardus metų iš dulkių ir dujų debesies. Žemė, viena iš Saulės sistemos planetų, iš pradžių buvo karšta ir vulkaniškai aktyvi planeta, nuolat bombarduojama meteoritų. Tačiau laikui bėgant Žemės paviršius atvėso, susiformavo vandenynai, o atmosfera prisipildė įvairių dujų.
Prieš maždaug 3,5 milijardus metų Žemėje atsirado gyvybė. Mokslininkai mano, kad gyvybė atsirado vandenyje, kur dėl cheminių reakcijų susiformavo pirmosios RNR grandinės, o vėliau - DNR. Prieš 3,8 mlrd. metų Žemėje jau egzistavo galinga biosfera. Tai rodo, kad gyvybė atsirado beveik akimirksniu. Per milijardus metų gyvybė Žemėje tapo vis sudėtingesnė. Atsirado daugialąsčiai organizmai, augalai, gyvūnai ir galiausiai - žmogus. Gyvybė prisitaikė prie įvairių aplinkos sąlygų ir užpildė kiekvieną Žemės kampelį.
Daugialąsčio gyvenimo kilmė: ląstelių specializacija ir gyvūnų vystymasis
Vienas iš pagrindinių klausimų, susijusių su gyvybės atsiradimu, yra tas, ar gyvybė atsirado atsitiktinai, ar tai yra protingos veiklos rezultatas. Evoliucionistai teigia, kad gyvybė atsirado iš negyvos materijos dėl atsitiktinių mutacijų ir natūralios atrankos. Tačiau kritikai teigia, kad tikimybė, jog sudėtingos biologinės struktūros, tokios kaip DNR ir baltymai, susiformuos atsitiktinai, yra labai maža.
Pavyzdžiui, baltymą hemoglobiną sudaro 150 aminorūgščių seka. Tikimybė, kad ši seka susiformuos atsitiktinai, yra 1 iš 20 pakeltu 150-uoju laipsniu. Be to, antrasis termodinamikos dėsnis teigia, kad sistemos linkusios pereiti į labiau tikėtinas, mažiau tvarkingas būsenas. Gyvybė yra labai tvarkinga ir sudėtinga sistema, todėl jos atsiradimas prieštarauja antrajam termodinamikos dėsniui. Šie argumentai rodo, kad gyvybės atsiradimas gali būti ne tik atsitiktinumo, bet ir protingos veiklos rezultatas.
Chemikai nustatė, kad dauguma cheminių medžiagų turi savo optinius izomerus - veidrodinius atspindžius erdvinės struktūros atžvilgiu. Gyvoje medžiagoje dominuoja l izomerai, tik išimtiniais atvejais randami d konfigūracijos izomerai. Kalbama apie baltymines medžiagas, nes nuo jų priklauso gyvybinės veiklos pasireiškimas (DNR sudaryta iš d izomerų). Įterpus d amino rūgštį į l baltymą, pakinta pastarojo struktūra ir baltymas nebefunkcionuoja. Kad išliktų, gyvi organizmai selektyviai pasirenka tik l amino rūgštis.
Tačiau mokslininkams imitavus tuometines sąlygas laboratorijoje buvo gauti abiejų formų izomerų mišiniai, vadinamieji racematai. Tokie racematai visai netinka gyvybei atsirasti, kadangi tarpusavyje jungdamiesi skirtingi izomerai sudarytų chaotiškas struktūras, ir baltymai jokiu būdu negalėtų atlikti savo funkcijų. Be to, DNR taipogi greičiausiai būtų skirtingų izomerų junginys, tad labai sunku įsivaizduoti, kaip nuo jos būtų nurašoma informacija. Dar viena spraga - vadinamasis entropijos reiškinys. Gamtoje visos medžiagos stengiasi įgyti kuo laisvesnę būseną - tai apibūdinama entropijos (chaotiškumo) didėjimu, tad nelabai realu, kad iš netvarkingos molekulinės būsenos pradėtų formuotis griežtai apibrėžtos struktūros (gyvuose organizmuose entropija yra maža). Tai prieštarautų gamtos dėsniams.
Vien jau atsitiktinis gyvybės atsiradimas atrodo per daug neįtikėtinas ir tokia tikimybė artima nuliui (galbūt ir visai jam lygi). Informacija apie naujų baltymų sintezę juk negalėjo atsirasti atsitiktinai, o ką ir kalbėti apie pradinę informaciją ir jos atsiradimą. Jei manytume, kad virusas vis tik informaciją kaupia, tai lieka neaišku, iš kur ji yra gaunama.
Čarlzo Darvino Evoliucijos Teorija ir Šiuolaikinės Diskusijos
Gyvybė - didžiausia visų laikų paslaptis, gaubianti žmoniją. Nuo seniausių laikų buvo stengiamasi suvokti jos esmę bei atsiradimo priežastis. Tam didelės įtakos turėjo religijos, siejančios ją su dieviškuoju pradu, kuris neva lėmė jos atsiradimą. Daugelį amžių šis aiškinimas buvo visiškai patenkinamas, tačiau mokslas vystėsi, ir ilgainiui toks aiškinimas nebesugebėjo įtikinti skvarbaus ir visa ieškančio proto.
Pirmasis gyvosios gamtos sistematikas buvo Karlas Linėjus (1707-1778) - žymus švedų gamtininkas, gydytojas. Jis pritarė metafizinėms pažiūroms į gamtą, įžvelgdamas joje tikslingumą. Ir XIX a. pabaigoje tokia teorija buvo paskelbta. 1859 m. ją išdėstė Čarlzas Darvinas. Teoriją jis kūrė keliaudamas po pasaulį. Tyrinėdamas gyvūnus ir augalus juos sistemino, remdamasis sandaros panašumais. Lygindamas gyvuosius organizmus, jis priėjo svarbią išvadą, kad visos šiandienės organizmų rūšys yra giminingos, išsivystė viena iš kitos. Č. Darvino teorija buvo priimta gana palankiai, kadangi ji paaiškino visus tuometinius mokslo turimus duomenis.
Pagrindinė Darvino idėja buvo ta, kad jo akimis, "netobula" gamtos įvairovė, kur plėšrūnas gaudo auką, negalėjo būti sukurta geranorio Kūrėjo, todėl tai turėjo padaryti neutrali ir negyva "natūrali atranka" kovoje už būvį. Darvinas irgi savo apmąstymuose padarė mirtį - t.y., kovą už būvį arba kovą dėl išgyvenimo - progreso varikliu, bet būtent išgyvenančių individų progreso, per tai pagal jį kyla naujų gyvų organizmų variacijų įsitvirtinimas. Savo matomus netobulumus gamtoje jis priskyrė atsitiktinumui ir nemąstantiems dėsniams, galvojo, kad intelektuali jėga nedalyvauja ir negali dalyvauti gamtos formavime, kadangi ten yra tų netobulumų.
Tačiau tuo metu, kai sukūrė teoriją, Č. Darvinas dar nieko nežinojo apie paveldimumo dėsnius: G. Mendelio atrasti dėsniai buvo pripažinti tik 1900 m., o DNR, kaip genetinės informacijos nešėja, buvo nustatyta dar vėliau. Tais laikais jo problema buvo ta, kad nebuvo žinių apie tai, kokia iš tikro sudėtinga yra gyvų organizmų sandara - tiek atskiro individo, tiek visos ekosistemos lygiu. Todėl galėjo atrodyti, kad viskas veikia primityviai, ir kad atsitiktinumas bei tie patys fiksuoti dėsniai, kurie tvarko fiziką ir chemiją, gali varyti gyvybės įvairovės susidarymo mechanizmą. Tad šių dienų tyrimų rezultatai pradeda nebeatitikti teorijos postulatų. Ji tampa nepatikima dar ir todėl, kad jai trūksta eksperimentinių įrodymų. Trūkumus evoliucionizmo šalininkai bando pridengti remdamiesi atsitiktinumo prielaida.
Vienas rimčiausių darvinizmo teorijos trūkumų - eksperimentiniai įrodymai. Moksle bet koks teiginys ar spėjimas turi būti pagrįstas eksperimentiškai. Kitaip jis atmetamas. Evoliucijos teorijai įrodyti išsivystė mokslas apie iškastinius organizmus - paleontologija. Pagal organizmų sandaros panašumus bandoma įrodyti teoretinį „gyvybės evoliucijos medį“. Juo grindžiama visa teorija. Radus trūkstamas grandis teorija greičiausiai būtų pripažinta teisinga, tačiau būtent kai kurių grandžių ir trūksta (vis dar nerandama nemažai pereinamų gyvūnų formų). Ir pats mokslas pilnas įvairių absurdų, kai iš kelių rastų dinozaurų būdavo surenkamas ne toks modelis ir pastebėjus klaidą tekdavo nemažai ką taisyti. Panašu, kad darvinistinis požiūris į gyvybę mums jau netinka, nors tai kol kas - vienas geriausių bandymų paaiškinti gyvybės atsiradimą bei jos vystymąsi.
Antrajame postulate teigiama, kad gyvybė išsivystė iš vienos pirminės ląstelės. Tačiau kiekvieno organizmo genomo dydis ir nešamos informacijos kiekis labai skiriasi. Jei genetinės medžiagos realizavimo mechanizmų skirtumus galėtume paaiškinti evoliucijos rezultatu, tai kaip pagrįsime teiginį, kad genomas, teturintis informacijos apie kelių medžigaų sintezę, nežinia kaip ją kaupia?
| Organizmo tipas | Informacija apie baltymų sintezę |
|---|---|
| Paprasčiausi virusai | Apie 10 baltymų |
| Bakterijos | Apie kelis šimtus baltymų |
| Sudėtingi daugialąsčiai | Beveik 2000 baltymų |
Apie žmogaus evoliuciją diskutuojama, ar žmogus kažkuriame etape pasitraukė iš gamtos ir jo nebeveikia tie patys dėsniai, kad jis kažkuriame civilizacijos ir socialinio gyvenimo formavimosi etape nustojo evoliucionuoti. Atsakymas paprastas: Darvino evoliucijos žmonėse nėra, nes nelikę natūralios atrankos, kuri yra varomoji evoliucijos jėga. Žmogus tikrai „pasitraukė“ iš gamtos, ir jo „nebeveikia tie patys“ evoliuciniai gamtos dėsniai. Tačiau, mąstymas, kad žmogus pasitraukė iš gamtos, tik blankus įsivaizdavimas, vangiai atitinkantis tikrovę. Žmogus niekada nesugebės pasitraukti iš gamtos (nebent taptų mechaniniu tvariniu neturinčiu savarnkiško mąstymo). Štai šiai dienai būdami techninės kultūros dalimi ir darome didžiausią klaidą mąstydami, kad gamtos mumyse nėra. Tai lyg spjūvis Motinai į veidą. MES PATYS ESAME GAMTA.
Evoliucija ir visuomenės formavimasis - tai beveik identiški reiškiniai. Evoliucija eina koja kojon su genetiniais atradimais, aiškina mūsų genotipą. Evoliucija eina koja kojon su bet kokiais gyvybės pokyčiais. Evoliucija aiškina ne tik filogenezę, bet ir mūsišką ontogenezę, kas savo ruožtu atsako į daugelį fenotipo formavimosi klausimų. Fenotipas savo ruožtu formuoja mūsų charakterį, charakteris - asmenybę, asmenybė - bendruomenę, bendruomenė - civilizaciją.
Daugialąsčio gyvenimo kilmė: ląstelių specializacija ir gyvūnų vystymasis
Biologinis Nemirtingumas: Gamta Iššaukia Laiką
Nors visi gyvi organizmai galiausiai miršta, kai kurios gyvūnų rūšys pasižymi biologiniu nemirtingumu - gebėjimu sulėtinti senėjimą ląsteliniame lygmenyje arba ilgą laiką išlaikyti stabilią ląstelinę veiklą. Šie gyvūnai gali gyventi labai ilgai ir netgi atsinaujinti po sužalojimų. Panagrinėkime keletą įdomiausių pavyzdžių:
- Omarai: Jie yra žinomi dėl savo ilgaamžiškumo. Jiems nebūdingi senėjimo požymiai, ir jie auga visą gyvenimą. Kuo omarai vyresni, tuo jie tampa vaisingesni. Dažniausiai omarai miršta nuo ligų arba atsiduria keptuvėse, tačiau jie gali daugintis iki pat paskutinio atodūsio.
- Plokščiosios Kirmėlės: Ypač blakstienuotųjų kirmėlių klasė, yra labai perspektyvus objektas senėjimo tyrinėjimams. Jos pasižymi išskirtinėmis regeneracinėmis savybėmis - geba išsiauginti prarastus audinius ir netgi išaugti į du atskirus organizmus, jei yra perkirstos. Šios kirmėlės visą savo gyvenimą gyvena su pastoviu telomerazės kiekiu, o tai reiškia, kad jos yra iš esmės nemirtingos.
- Lėtūnai: Šie mikroskopiniai gyvūnai, dar vadinami "vandens meškučiais", yra vieni atspariausių gyvių Žemėje. Jie gali išgyventi ekstremaliomis sąlygomis, tokiomis kaip intensyvi kosminė spinduliuotė, didelis slėgis vandenynų gelmėse ir ekstremalios temperatūros.
- Medūzos Turritopsis Dohrnii: Ši medūzų rūšis yra unikali tuo, kad ji sugeba transdiferencijuotis - keisti savo ląsteles ir grįžti į ankstesnę gyvenimo stadiją. Tai reiškia, kad medūza gali neribotą kiekį kartų pasenti ir atjaunėti, todėl ji yra biologiškai nemirtinga.
- Vėžliai: Kai kurioms vėžlių rūšims būdingas sąlyginis nemirtingumas. Jų kūnai gali egzistuoti kelis dešimtmečius be jokių funkcinių ar reprodukcinių pakitimų, jei tik jie nepatiria traumų ar infekcinių ligų. Vienas žymiausių ilgaamžiškumo pavyzdžių yra Adwaita, gigantiškas Aldabros vėžlys, kuris nugyveno 255 metus.
- Hidros: Kaip ir plokščiosios kirmėlės, pasižymi regeneracinėmis savybėmis, ilginančiomis gyvenimą. Šie gėlavandeniai gyviai yra daugialąsčiai, jiems būdinga radialinė simetrija. Nesiliaujantis hidrų ląstelių dalijimasis gali kompensuoti bet kokius biologinius defektus, o biologinį jų nemirtingumą užtikrina ląstelių dalijimosi metu netrumpėjančios telomeros.
Daugialąsčio gyvenimo kilmė: ląstelių specializacija ir gyvūnų vystymasis
Mokslo Ateitis: Organų Kūrimas ir Gyvybės Supratimo Iššūkiai
Šiandien mokslo pažanga leidžia žengti žingsnius, kurie dar visai neseniai atrodė įmanomi tik mokslinėje fantastikoje. Japonijos mokslininko Makoto Nakamuros misija - priversti įprastą spausdintuvą gaminti žmogaus organus. Tokiame spausdintuve rašalo lašelius pakeistų gyvos ląstelės, kurias prietaisas sudėliotų į organą. „Tai būtų panašu į didžiulio dangoraižio statybas mikroskopiniu mąsteliu, vietoje plieno sijų, cemento ir stiklo naudojant skirtingas ląsteles ir kitas medžiagas", - sako M. Nakamura. Galutinis Toyamos universiteto profesoriaus tikslas - išspausdinti pačią tikriausią žmogaus širdį. Kadangi ji būtų sudaryta iš paciento ląstelių, medikams nebereikėtų baimintis atmetimo reakcijos.
D. Taylor pažymi, kad jų grupei pavyko sukurti dirbtinę širdį panaudojus natūralų širdies karkasą. Iš negyvos širdies buvo pašalintos visos ląstelės ir paliktos tik tarpląstelinio matrikso (jungiamojo audinio) ląstelės, palaikančios organo formą. Tuomet karkasas buvo užpildytas ląstelių mišiniu, paimtų iš žiurkių naujagimių širdžių ir paliktas augti steriliomis sąlygomis. D. Taylor pasakoja, kad rezultatai teikė daug vilčių. Jau po 4 dienų užpildyti širdžių karkasai ėmė skleisti signalus, o po 8 dienų, širdys ėmė plakti. „Jei patikrinsite dirbtinės širdies preparatus, pamatysite, kad visos ląstelės yra daugmaž savo vietose, pagal ląstelinius žymeklius atitinka širdies ląsteles ir „žino“, kaip elgtis", - teigė D. Taylor. „Pasinaudojome gamtos sukurtomis struktūromis ir pamatę pirmuosius susitraukimus tiesiog netekome žado", - tvirtino Masačūsetso ligoninės gydytojas ir tyrimo bendraautoris Haraldas C. Ottas.
Šie pasiekimai pabrėžia, kad niekas nevyksta savaime. Nėra taip, kad ląstelė dalijasi ir taip atsiranda visas organizmas. Reikia informacijos, išsidėliojimo ir t.t. Taigi, nežinant kokiu būdu iš vieno organizmo reprodukcijos būdu išsivysto kitas organizmas, t.y., kaip išsisprendžia biosferoje vykstantys nepaprasto "vadybinio" ir "logistinio" sudėtingumo uždaviniai, nėra ką kelti platesnes teorijas. Juk be savybių paveldėjimo, tėvų ir palikuonių ryšio, nėra ką šnekėti apie evoliucijos galimybę. Pirma dar tą reikia išsiaiškinti ne 1 proc., o 100 proc.
Žmogus ir Gamta: Filosofinės Įžvalgos
Mokslo patirtis rodo, kad nemažai teorijų buvo reikalingos tam tikram mokslo raidos etapui. Jos buvo keičiamos tol, kol nebūdavo randamas teisingiausias variantas, duodantis atsakymus į visus iškylančius klausimus. Gyvybė kaip reiškinys kol kas nėra tiksliai moksliškai apibrėžta. Tai gali būti esminė klaida, aiškinant jos atsiradimo priežastis. Tikslus termino suformulavimas padėtų tikslingiau vykdyti tyrimus. Dabartine darvinistine samprata gyvybė - atsitiktinė gamtos išdava. Su tuo nesinori sutikti.
Kuo greičiau atsisakysim tos iliuzijos ir puikybės, kad apie Visatą ir gyvybę mes kažką suprantame, tuo manau greičiau atsivers daugiau galimybių atrasti iš tikrųjų kažką vertingo. Mąstymas, kad žmogus pasitraukė iš gamtos, tik blankus įsivaizdavimas, vangiai atitinkantis tikrovę. Štai šiai dienai būdami techninės kultūros dalimi ir darome didžiausią klaidą mąstydami, kad gamtos mumyse nėra. Tai lyg spjūvis Motinai į veidą. Mes patys esame gamta.
Kaip jau minėjau anksčiau, gamta, kur kas sumanesnė nei pats žmogus ir ji tikrai į daugelį klausimų mums atsako geriau, nei žmogaus fantazija. Štai čia ir slypi visas tyrinėjimo žavesys. Mokslininkai turi panaudoti visą metodų arsenalą tam, kad pagrįstų savo mintį. Todėl tik tikri „virtuozai“ sugeba iškelti ir įrodyti naujas teorijas, nors ir prieštaraujančias visiems gamtos dėsniams (pvz., A. Einšteino reliatyvumo teorija).
Šiuolaikinis požiūris į mus supančią aplinką labai sumaterialėjęs. Mes netikime niekuo, išskyrus tuo, ką matome ar liečiame. Į viską žiūrime pro sudėtingų išvedžiojimų prizmę, kuri iškraipo tikrąjį realybės vaizdą. Daug ką apsunkiname ir galų gale pasimetame, nežinodami kurlink sukti. Kasame sau duobę ir nenorime iš jos išlipti, kad staiga pasaulis nepasirodytų besąs kiek kitoks nei mes jį įsivaizduojame. Galbūt, įveikus mūsų pačių iliuzijomis sukurtas ribas, mes pasiektume naują plotmę, atskleidžiančią iki šiol tik įsivaizduotas galimybes. Kas žino?..
tags: #mokslo #sriuba #daugialasciai