Upload
maelstroem
View
660
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Ještě jsme s úspěchem nedefinovali pojem "život" a už se kolem nás nachází organismy, které popírají všechny definice. Syntetické bakterie, houby rostoucí z radioaktivity, arsenová DNA a nebo třeba nově objevené fosilní pozůstatky mimozemského života; kdy si z nás dělá legraci příroda a kdy vědci?
Citation preview
Neobvyklé podoby života
Co je život?
život, -a m. stav ústrojných bytostí, záležející v tom, že samy od sebe se hýbají, vyvíjejí a trvají; stav toho, co je živé, co není mrtvé (op. smrt). Z dosavadních vědomostí o životě zde na zemi a jeho vývoji vyplývá, že nejdříve byla zde hmota neživá, potom živá. Hrubý-Vlk.Příruční slovník jazyka českého (1935–1957) Oldřich Hujer a kol.život, -a m. (6. j. -ě, zř. -u Ner., Něm.) 1. soubor jevů charakteristických pro organickou přírodu (výměna látek a energií, rozmnožování, schopnost reagovat aj.), biologická existence. Slovník spisovného jazyka českého. B. Havránek a kolektivživot: 1) souhrn vlastností typických pro organismy 2) lidská existence 3) doba mezi narozením a smrtí 4) způsob žití 5) doba existence věcíhttp://cs.wikitionary.org/wiki/život
“Life” from an old Celtic word “LIF” that means “Duration of a cycle”.
● Biologicky nedefinovaný termín
(ve vědě zcela běžné)● Nedefinovatelný přístupy
mechanicistického redukcionalismu
Znaky života
„Výčet znaků“Homeostáze – regulace vnitřního stavu, udržování stability (x splachovadlo)
Organizace – strukturní integrita vyššího řádu (x vágní)
Metabolismus – transformace energie, její využití pro sebezachování a další pochody (x chemické reakce)
Růst + reprodukce – akumulace zdrojů, zvyšování uspořádanosti/snižování entropie, vytváření potomků (x krystal)
Adaptace – schopnost měnit se v průběhu času, nezbytné pro evoluci
Odpověď na vnější stimuly – nejzjevnější projev života při prvním zkoumání (x alarm)
Krystal ze stavu beztíže--NASA
Obecnější charakteristika IKlasický pohled
● Vše živé je subjektem biologické evoluce
● Podmínky
– Existuje (vzniká) variace v rámci populace
– Znaky jsou děditelné
– Tyto znaky ovlivňují ovlivňují schopnost nositele přežít a rozmnožit se
– Organismy produkují více potomků, než může přežít
● Měla by být dostatečná podmínka pro vznik života
– Samotným vznikem života se „evoluční teorie“ nezabývá
Pro pozorného posluchače: najděte definici kruhem
Obecnější charakteristika IIAutopoietický systém
● Speciální případ otevřeného systému – snižuje svou vnitřní entropii na úkor energie čerpané z vnějšku
– systém, který vytváří a regeneruje systém, který vytváří sám sebe
– systém musí být oddělen od okolí, ve kterém existuje
● Aparát pro přenos energie
● Dva dostatečně složité systémy – katalýza a uchování informací
● Fyzické oddělení od okolního světa (semi-permeabilní membrána)
● I+II: „The new proposed definition:
‘a living being’ is any autonomous system
with open-ended evolutionary capacities“
Disipativní systémy
● Systém, který urychluje rozptylování energie● Tok energie využívá ke svému
samouspořádání● Emergentní systém – nepopsatelný
zkoumáním jeho složek● Život má navíc paměť
„Bénardovy buňky“
Z čeho složit život?
● Nutné dvě složky:– Stabilní fáze: strukturní funkce, uchování
informace, …● DNA, proteiny, pevný disk, (katalýza + uchování
informací
– Mobilní fáze: zprostředkování přenosu informace● Voda a v ní rozpustné látky, elektrony
Antropocentrismus IUhlíkový šovinismus
● Uhlík jediný prvek tvořící kostru komplexních sloučenin?– I uhlíkové řetězce obsahují
heteroatomy
● Kostra založená na:– Křemík
– Dusík a fosfor
– Bór, síra, oxidy kovů, …
● Většinou obsahují uhlík
Co místo uhlíku
● Křemík? – chybí vhodný akceptor elektronů, nestabilní
dlouhé řetězce (obzvlášť v vodě)
– Nestabilní v kyslíku => křemen
– V mezihvězdném prostoru byl stejně nalezen jako sloučenina uhlíku
– Teorie Cairns-Smith
Není křemíkový organismus, ale...
Křemíkový život jako předchůdce současného?
● Jíl jako první složka života● Zajímavý koncept
– Původní verze (v podání Dawkinse) se nebere vážně
Křemíkový život a jíly II
● Montmorillonit (Na,Ca)0.33
(Al,Mg)2(Si
4O
10)
(OH)2·nH
2O
– Druh jílu vznikající v bazických podmínkách
Jíl s navázanou RNA (červeně) obalená lipidovým váčkem (zeleně)(Hanczyc 2003)
Život vzniklý povrchu hornin?
● V katalytických centrech enzymů často kovy: Fe, Co, Mn, Ni, …
● Železosirná centra– Katalytická centra enzymů nutných pro zpracování
energie (oxido-redukční pochody) ● „nejstarší enzymy“
Ferrodoxin: Fukuyama (2002)
Antropocentrismus IIVodní šovinismus
● Rozpouštědlo musí být hojně dostupné i mimo organismus
● Mechanismus: „podobné rozpouští podobné“
Amoniak
Robert A. Freitas (1979) Xenology: An Introduction to the Scientific Study of Extraterrestrial Life, Intelligence, and Civilization
● Běžný ve vesmíru ● Původně běžný na zemi
(do kyslíkové katastrofy)● Výborné rozpouštědlo
organických i anorganických látek
Další rozpouštědla
Několik nápadů...
● Mobilní fáze tvořená plynem, nebo pevnou látkou– Energetické pochody tak pomalé, že by nebylo
možno je zaznamenat
● Energetické bytosti
Jak detekovat život?
● Hledat vodu a složité organické sloučeniny● Obecněji: Sledovat tok energie (nejlépe
sledováním disipativních systémů)● Kardašovova škála
Stupeň/typ ekvivalentní civilizace množství využité energie
0,25 Římská říše 108 W
0,5 Svět v době průmyslové revoluce 1011W
0,71 Současný svět 1014W
1 Civilizace schopná využít veškeré zdroje své domovské planety 1017 W
2 Civilizace schopná využít veškeré zdroje své domovské hvězdy 1026 W
3 Civilizace schopná využít veškeré zdroje své domovské galaxie 1038 W
4 Teoretická > 1038 W
Čas na diskuzi
Bonus:jiná chiralita
● V proteinech prakticky jenom L-aminokyseliny● V nuklových kyselinách D-cukry● Jedna z velkých otázek ohledně vzniku života
– Chemickými reakcemi vzniká směs obou izomerů
– Různé hypotézy:● Cirkulární polarizace světla● Vliv gravitace a rotace● Náhoda
Bonus – „minimální život“a co z toho vzešlo
Bonus - „arsenová DNA“
Bonus – „požírání radioaktivity“
Bonus - „RNA svět“