Od materii nieożywionej do ożywionej: czy mamy do czynienia z brakiem ciągłości?

Robert Clarke

publikacja 28.10.2006 12:32

Fragment książki "Nowe tajemnice Wszechświata", Wydawnictwo WAM, 2005 .:::::.

Od materii nieożywionej do ożywionej: czy mamy do czynienia z brakiem ciągłości?

Zgodnie z najczęściej przyjmowanym schematem, choćby nie był on kompletny i nie poparty dowodem eksperymentalnym, powstanie życia mogłoby być niczym więcej niż coraz bardziej doskonalącą się samoorganizacja elementów nieożywionych. Lecz to „niczym więcej” jest co najmniej dziwnym sposobem określania zjawiska, które z całą pewnością trwało miliony lat i wyróżnia się wysokim stopniem złożoności. Jest całkiem możliwe, że owo przejście od materii nieożywionej do ożywionej w przypadku wielu molekuł próbowało się wielokrotnie zrealizować, zanim w końcu się powiodło. Schemat ten pozostanie jednak na zawsze w sferze spekulacji, ponieważ nikt nie ma wystarczającego pojęcia o tym, w jaki sposób przejście to odtworzyć eksperymentalnie. Najistotniejsze jest jednak to, że - jak twierdzi jeden z biologów François Jacob - „moc gromadzenia się, wytwarzania struktur o wzrastającej złożoności, a nawet reprodukowania się jest właściwa elementom składającym się na materię”.

Tak więc nie istniałaby żadna realna granica pomiędzy tym, co martwe, a tym, co żywe. Ponadto elementy doskonale nieożywione mogą także posiadać coś, co powszechnie utożsamiamy z istotnymi cechami materii ożywionej, czyli zdolność do organizowania się i do odtwarzania samych siebie w identycznej postaci poprzez reprodukcję. Niektóre z minerałów, zwane montmorillonitami*, mogą się w spontaniczny sposób replikować, a wirusy, które nie są uważane za żywe organizmy, mają swój metabolizm. Wszystkie organizmy żywe funkcjonująw zgodzie z zasadami reakcji chemicznych i fizycznych, które są takie same jak te, które istnieją w materii nieożywionej. W obydwu światach składające się nań materiały są dokładnie takie same. Każdy chemik bez kłopotu będzie się poruszał zarówno w jednym jak i w drugim, nawet jeśli organizmy żywe będą skutecznością przewyższały to wszystko, co on mógłby wytworzyć w swym laboratorium. Podobnie będzie w nich czuł się fizyk, który w jednym i drugim świecie odnajdzie działanie takich samych sił.

Wszystko dzieje się tak jakby natura zawsze podążała w tym samym kierunku wychodząc od rzeczy prostych, by stopniowo dochodzić do coraz bardziej złożonych, lecz posługując się tymi samymi elementami, łącząc je ze sobą w coraz to subtelniejszy, ale i racjonalny sposób. Wyniki takiego działania sana pewnym poziomie jedynie częścią tego, co mogłoby zostać osiągnięte. Entuzjaści sztucznej inteligencji pracują aktualnie nad naśladowaniem tych procesów poprzez umieszczanie w komputerach takich składników, które mogą w automatyczny sposób kombinować się między sobą w taki sposób, aby tego efektem było tworzenie coraz to bardziej skomplikowanych składników. To wszystko czyni się w nadziei, że technika taka umożliwi, jeśli tylko sztucznie przyśpieszymy proces, dotarcie do stworzenia „czegoś" przypominającego choćby trochę żywe organizmy.

______________________
* Minerały ilaste będące uwodnionymi glinokrzemianami Al, Mg i Fe, należące do krzemianów warstwowych o budowie trójwarstwowej (przyp. tłumacza).

Można jednak powątpiewać w to, że tego typu sztuczki mogą mieć szanse powodzenia, albowiem żywy organizm jest rzeczywiście bardzo trudny do zdefiniowania. Nieustannie wymyka się wszelkim próbom określenia go, gdy tylko usiłujemy opisać jego istotę. Nie potrafimy jednak w tym wypadku uczynić niczego więcej ponad szczegółowe przebadanie każdego z istotnych elementów organizmu w nadziei zrozumienia całości. Życie jednak jest czymś innym od zwykłego połączenia składników. Żywy organizm nie jest jedynie inteligentnym zlepkiem komórek, tkanek i narządów. Jest to przede wszystkim skomplikowana organizacja. „Złożoność organizmu, nawet tego najprostszego, jest tego rodzaju - wyjaśnia François Jacob - że prawdopodobnie nigdy nie byłby on w stanie powstać, rozmnażać się, ewoluować, gdyby jego całość została układana część po części, molekuła po molekule, niczym jakaś mozaika”. Każdy organizm jest rzeczywiście przede wszystkim pewnym systemem, pewną konstrukcją, pewną architekturą i każdy z etapów w procesie powstawania żywych organizmów musiał dokonać się poprzez zgromadzenie większej ilości pewnych, wcześniej wypracowanych całości, które powstały w wyniku wymiany wielkiej ilości informacji oraz poprzez uruchomienie coraz ważniejszych programów. Tym, co czyni, iż trudno wyobrazić sobie i odtworzyć pochodzenie i początki życia, jest uwidocznienie, w jaki sposób mogła dokonać się owa konieczna integracja w jedną całość złożoną harmonijną stabilną i zarazem elastyczną, w jedną całość zdolną jednocześnie do wzrastania, życia w harmonii w otoczeniu podatnym na zmiany, jak i do odtwarzania samej siebie poprzez reprodukcję. Powtórzmy raz jeszcze, nie wolno nigdy zapominać, że musiało to zabrać miliony, a nawet dziesiątki milionów lat.

Jeśli materia ożywiona powstała z materii nieożywionej, to nie można zapominać, że złożoność materii ożywionej przewyższa złożoność wszystkich struktur materialnych. Z tej racji jest ona innej natury niż materia nieożywiona. Istnieje na przykład zasadnicza różnica pomiędzy złożonością najbardziej nawet wyrafinowanej maszyny zbudowanej przez człowieka a złożonością najprostszego z żywych organizmów. Maszyna może zostać udoskonalona do tego stopnia, by mogła wręcz dokonywać cudów, wystarczy jednak ziarnko piasku umieszczone w jej mechanizmie, uszkodzenie jednego tylko z jej mechanizmów, by przestała funkcjonować. Organizm żywy, zupełnie przeciwnie, będzie nadal spełniał wszystkie swe najistotniejsze funkcje mimo rozregulowania działalności części jego systemu lub niewielkich usterek. Jest on co prawda bardziej złożony, lecz przede wszystkim o wiele bardziej skuteczny od najbardziej nawet złożonej czy najbardziej skutecznej z maszyn, skuteczny w tym znaczeniu, że potrafi przezwyciężyć zamach na integralność swych struktur i utratę na przykład jakiegoś członka oraz że posiada swe własne środki naprawcze - złamana kość może się zrosnąć, zranione części ciała nadal rosną, uszkodzony kwas nukleinowy może się zregenerować. Żywy organizm zawiera więcej składników, niż potrzebuje ich do funkcjonowania. Nadmiar ten służy prawdopodobnie do zaspokojenia istotnej konieczności zwalczania uszkodzeń i braków, które i tak sanie do uniknięcia, jeśli będziemy brali pod uwagę fakt, że materia ożywiona zbudowana jest z elementów o wiele bardziej nietrwałych niż stal wytwarzanych przez nas urządzeń.

Tym, co jest szczególnie ważne do podkreślenia w zjawisku pojawienia się życia jest fakt, iż proces rosnącej złożoności, który to pojawienie wzbudził, powoduje, iż na każdym kolejnym poziomie organizowania tworzą się nowe rzeczy, z których jedną jest samo życie. Tak więc złożoność może doprowadzić do pojawienia się struktur posiadających cechy całkowicie oryginalne w stosunku do tego, co struktury te poprzedzało. Może też tworzyć właściwości, które nie mają nic wspólnego z właściwościami składników poprzednich systemów. Tak dzieje się na przykład w stosunku do kwasów nukleinowych czy białek istot żywych, które w żaden sposób nie przypominają jakiegokolwiek systemu materii nieożywionej. Tak więc w historii życia rzeczywiście twórcza faza, na najbardziej istotnym poziomie, umiejscawia się na samym jej początku już w momencie pojawienia się pierwszych komórek zawierających w sobie białka i kwasy nukleinowe. Następnie, można sądzić, że ewolucja żywych organizmów polegała zasadniczo na tworzeniu nowych kombinacji, nowych konstrukcji, z pewnością coraz bardziej złożonych, których początek jednak zawsze bierze się z tych samych podstawowych elementów. Przy pomocy liter alfabetu możemy zbudować bardzo banalne zdanie, ale także napisać Myśli Pascala czy tragedie Szekspira. Nawet i taki element, który zdaje się być najbardziej reprezentatywny dla ewolucji zmierzającej do postępu, jakim jest system nerwowy, znajdujący swą kulminację w mózgu ludzkim, nie jest nagłym wynalazkiem. Jego zarys znajdujemy we wrażliwości najprostszych mikrobów, a jego składniki są takie same u wszystkich gatunków. Pomimo rozrzutności natura w swoim wielkim kroku do przodu zachowała sens jedności.

Fragment książki "Nowe tajemnice Wszechświata", wydanej przez
Wydawnictwo WAM

Książkę można kupić w księgarni Wydawnictwa: http://ksiazki.wydawnictwowam.pl/