Mysterium des Lebens: was, genau, ist das Leben?

Im Zuge der Kontroverse über die mögliche Entdeckung von Arsen-Essen Leben letzte Woche – ein Befund, der die Grenzen dessen, was Wissenschaftler Leben denken erweitern könnte ist in der Lage, eine grundlegende Frage vielleicht verdient Wiederaufgreifen:

Genau, ist genau das, was Leben?

"Wir haben eine sehr gute Definition des Lebens, nicht", sagte Forscher Christopher Voigt von der University of California, San Francisco, der zur synthetischen Biologie arbeitet. "Es ist eine sehr abstrakte Sache, was wir Leben nennen, und an welchem Punkt wir sagen etwas haben nicht die erforderlichen Komponenten im Vergleich zu es tut, wird es nur viel zu trüben."

Die Frage, was Leben ausmacht, hat Wissenschaftler seit den frühen Tagen verbissen.

Arbeiten in Richtung einer definition

Aristoteles war der erste Versuch, Leben zu definieren, und sein Vorschlag läuft darauf hinaus, Leben, etwas, das wächst und unterhält sich (er nannte diese "Ernährung"), und reproduziert.

Im Jahre 1944 definiert österreichischen Physiker Erwin Schrödinger Leben als das, die was widersteht, um Unordnung verfallenden und Gleichgewicht. Diese Definition bezieht sich auf das zweite Gesetz der Thermodynamik, dem es heißt, die Systeme geschlossen natürlich Entropie oder Störung, im Laufe der Zeit erhalten. Im Wesentlichen, wie ein Teenager Zimmer, ohne Hilfe von Mama, es zwangsläufig messier erhalten. Aber durch die an Nährstoffen und metabolisierenden ihnen, Lebewesen gegen diesen Trend arbeiten können.

Diese Definition würde jedoch bedeuten, dass Kristalle, die Energie und Ordnung schaffen, wenn sie aufwendige Gitter Partikel bilden, wie das Leben zählen.

Das ist das Problem mit den vorgeschlagenen Definitionen des Lebens: sie sind in der Regel von Lücken haben.

Zum Beispiel haben einige vorgeschlagen, das Leben ist, dass die sich selbst reproduzieren können. Aber diese Definition würde ausschließen, Maultiere, die sterile geboren werden, und würde gehören unbelebten Dinge wie Feuer.

Andere haben vorgeschlagen, dass Leben ist etwas, das verstoffwechseln kann – das heißt, nehmen Sie an Energie zu bewegen oder zu wachsen, und lassen Sie Abfall – aber viele unbelebten Dinge wie Autos, können das tun.

"Leben, weil es ein komplexes System mit vielen interagierenden teilen, von das jede unerlässlich ist, es wirklich schwer, eine Definition zu machen", sagte Biochemiker David Deamer von der University of California, Santa Cruz.

Trotz der Schwierigkeit des Anheftens Leben sind nicht einige Wissenschaftler Inhalte aufzugeben, sagte eine Arbeitsdefinition des Lebens ist notwendig, wenn wir Lebewesen jenseits der Erde zu identifizieren. In diesem Fall schneiden das Sprichwort "Sie es wissen, wann Sie es sehen" nicht gerade.

Aber vielleicht finden wir außerirdisches Leben ohne zu wissen, was es ist.

"Die praktische Ansatz für die Suche nach Leben zu bestimmen, was das Leben," schrieb Astrobiologe Chris McKay von der NASA Ames Research Center, in einem Papier von 2004 in der Fachzeitschrift PLoS Biology. "Die einfachste Liste ist wahrscheinlich: Energie, CO2, flüssiges Wasser und ein paar andere Elemente wie Stickstoff, Schwefel und Phosphor."

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Arsen-Essen Leben

Hier kommt Entdeckungen wie die jüngsten Arsen zu finden. Ein Team von Forschern unter der Leitung von Felisa Wolfe-Simon der NASA Astrobiology Institute angekündigt Dez. 2, dass sie eine Art von Bakterien gefunden hatten, die Arsen anstelle Phosphor verwenden können, um ihre DNA zu bauen. Der Organismus wurde im kalifornischen Lake Mono ausgegraben.

Damit die Entdeckung scheint die letzte Anforderung an McKays Liste (Phosphor) zu negieren, und öffnet sich das Feld, um ein breiteres Spektrum von Lebensräumen, die außerirdischen Lebens unterstützen könnte.

Doch seit die Feststellung angekündigt wurde, haben andere Wissenschaftler in Frage gestellt die Forscher Methoden, gefragt, ob das Arsen wirklich in der Mikrobe DNA aufgenommen wird war, und gäbe es eine Chance Spuren von Phosphor für die Bakterien zur Verfügung standen.

Unabhängig davon, ob diese Entdeckung Gewicht im Laufe der Zeit hält, ist es möglich, dass einige Wissenschaftler Grundannahmen über das Leben und was es braucht, um zu überleben müssen überarbeitet werden.

Und die Suche nach Leben zu verstehen ist untrennbar mit der Suche nach außerirdischem Leben gewunden. Einige Wissenschaftler behaupten, dass wir wahrscheinlich nicht in der Lage werden, Leben zu definieren, bis wir mehr davon jenseits der Erde entdecken.

"Wir kommen wird nicht mit angemessenen Rechenschaft über Leben bis wir Beispiele des Lebens haben, wie wir es kennen, nicht", sagte Carol Cleland, die Philosophie der Wissenschaft an der University of Colorado, Boulder studiert. "Wir haben ein einziges Beispiel des Lebens, und Sie können nicht nur anhand eines einzigen Beispiels zu verallgemeinern."

Gib es auf

Und einige Experten behaupten, dass die nie endenden Suche die ultimative Definition von Leben einfallen der vorbeigeht.

"Ich glaube nicht, dass Definitionen sind der richtige Weg zu gehen," sagte Cleland LiveScience. "Menschen neigen dazu, Definitionen zu machen, wenn sie keine Theorien und sie etwas verstehen wollen. Dieses Beharren auf die Definition von Leben erscheint mir als ein sicheres Zeichen dafür, dass wir nicht wirklich eine gute Theorie des Lebens."

Cleland verglich die Situation zu frühe Wissenschaftler versuchen, Wasser zu definieren, bevor sie Chemie verstanden. Erst die Entdeckung der Elemente Wasserstoff und Sauerstoff für Wissenschaftler, Wasser als eine Verbindung der beiden zu verstehen.

Statt den Fokus auf Definitionen, sollten Wissenschaftler arbeiten an ihren Vorstellungen dessen, was das Leben um den Aufbau einer Theorie des Lebens, sagte sie zu erweitern.

Sie verglich sie mit der Quest, Materie in Bewegung zu verstehen. Frühe Wissenschaftler konzentrierte sich auf Eigenschaften wie Volumen, Gewicht oder Undurchdringlichkeit, Materie zu definieren. Erst im späten 16. Jahrhundert, die das Konzept der Materie als träge Masse – etwas, das eine Änderung in der Bewegung widersteht – wurde vorgeschlagen. Dieses Konzept war, was Isaac Newton seine drei Gesetze der Bewegung zu formulieren darf.

"Plötzlich hatten wir dieses wichtige Theorie der Physik," sagte Cleland. "Du musst mit den richtigen Konzepten zu starten, um Theorien zu formulieren."

Leben zu diesem Zeitpunkt eine strenge Definition Begrenzung behindern könnten die Quest Leben zu verstehen.

"Ich denke Definitionen können tatsächlich mehr behindern als Fortschritt der Wissenschaft dienen, und sie können uns blind machen für Ausnahmen von der Regel," sagte sie.

Und einige Wissenschaftler begnügen sich damit die Frage für eine Weile ruhen.

"[Eine Definition des Lebens] ist nicht notwendig, was wir tun," sagte Voigt. "Es ist irgendwie wie eine Menge große Fragen in der Wissenschaft:" wo sind wir aus? Wie das Universum erschaffen? " Das sind die großen Fragen, die wir wahrscheinlich nie lösen können. Aber nicht zu wissen, was das Leben ändert unsere Fähigkeit, it-Ingenieur."

Einige Experten sind zuversichtlich, dass eine Definition des Lebens irgendwann möglich sein wird.

"Es ist nicht zwecklos – wir noch die Teile hinzufügen," sagte Deamer. Wenn Wissenschaftler genug wissen, um in der Lage sein Leben von Grund auf neu zu erstellen, dann wissen sie genug, um es zu definieren, sagte er.

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