Milyen összetevőkből áll a legegyszerűbb élőlény, és mi szükséges annak mesterséges előállításához?

Ahogy már korábban is mondták többen, az életnek, hogy mit tekintünk élőnek, nincs egészen egyértelmű definíciója. Éppen az a probléma, hogy ismerünk olyan átmeneti rendszereket, amelyek mutatnak számos olyan jelleget, amiben az élőlényekre hasonlítanak, de ugyanakkor számos, az élőlényeknél alapvetőnek tekintett tulajdonságuk hiányzik.

Ilyenek például a már említett vírusok, ezekről már Simon Belmont és a 9. válaszoló is írt. Mindjárt visszatérek rájuk is, de először nézzük, hogyan (próbálják) definiálni a kutatók jelenleg az életet. Igazából két fő lehetőség van:

1. Életkritériumok alapján. Ezeket már szintén érintette a 9. válaszoló. Az alábbi linkeken írnak ilyenekről:

[link]

(2. oldal)

[link]

Már itt is vannak nehézségek: bizonyos életkritériumok nem jellemzők minden élőlényre. Például a szaporodás szükséges az élet fenn maradásához, de nem minden élőlény tud szaporodni (pl. öszvér, hangya dolgozók, ...). Azokat az életkritériumokat amiknek minden élőlényben meg kell lenni abszolút életkritériumoknak, amik "csak" az életközösség fennmaradásához szükségesek, potenciális életkritériumoknak szokták nevezni.

2. A másik lehetőség, hogy leírjuk, hogy milyen működési egységeinek kell lenni (minimum) egy élőlénynek. Ilyen modell a chemoton, amiről Osmium adott linket a 2. válaszában. A chemotonnak három alrendszere van: az információs alrendszer (lényegében az örökítő anyag), az anyagcsere alrendszer és a burkoló membrán.

Felhívom a figyelmet, hogy egyik definíció sem állítja, hogy az élőlények csak sejtes szerveződésűek lehetnek (na jó, a chemoton eléggé hasonlít egy sejthez, de azért nem egészen ugyanaz). Azt valóban szokták állítani, hogy a földi élőlények sejtes szerveződésűek (már ha a vírusokat nem tekintjük annak), de ebből nem következik, hogy a potenciális földönkívüli életformáknak is ilyeneknek kell lenniük.

Akkor nézzük meg egy kicsit a vírusok problémáját. Azt jelenleg nem tudjuk pontosan, hogyan alakultak ki, jelenleg több hipotézis is van (és egyáltalán nem biztos, hogy minden vírus ugyanúgy alakult ki, valószínűleg nem egységes eredetűek). A legvalószínűbb lehetőség, hogy a vírusok önállósodott, sejtekből kiszakadt makromolekuláris rendszerek. Ez a lehetőség inkább azt erősíti meg, hogy ne tekintsük a vírusokat élőnek, hiszen eredetileg a sejt egy nem önálló, tehát élőnek nem tekinthető részéből alakultak ki. Ugyanakkor főleg a nagy méretű, DNS örökítőanyagú vírusok esetén valószínű az a másik lehetőség, hogy a vírusok élősködő sejtek leegyszerűsödésével alakultak ki. Ez nyilván inkább azt erősítené, hogy a vírusok élőnek tekintendők. (A harmadik lehetőség, hogy a vírusok azokból az ősi önreplikáló makromolekuláris rendszerekből alakultak ki, amiből az első sejtek is.)

[link]

A vírusok élettelennek tekintése mellett szól, hogy csak sejtek segítségével tudnak szaporodni, nincs önálló anyagcseréjük. Ugyanakkor ismerünk olyan baktériumokat, amelyek szintén csak sejtek belsejében képesek szaporodni, csak a gazdasejtek segítségével tudnak fennmaradni (pl. Chlamydiák, Rickttesiák). Egyébként (ha a vírusokat nem tekintjük élőnek) ezeknek a fajoknak a legkisebb a genomjuk az összes ismert élőlény között, így valószínűleg ezek a legegyszerűbb élőlények. (Egész pontosan a legkisebb jelenleg ismert genommal egy, bizonyos kabócák sejtjeiben élő endoszimbionta baktérium rendelkezik, a genommérete mintegy 112 kbp.)

[link]

De megemlékezhetünk a mitokondriumról és zöld színtestről is, amelyek valaha önálló baktériumok voltak, de mára sejtalkotókká váltak, nem képesek önállóan szaporodni és fennmaradni a sejten kívül.

Persze erre azt mondhatnánk, hogy akkor tekintsük a vírusokat élőlényeknek, hiszen úgyis olyan sok az átmenet, és akkor a probléma letudva.

Nos, már Sir Butcher is utalt rá, hogy máshol sincsen éles határvonal az élő és az élettelen között. (Az talán azért kicsit túlzás, amit állít, mivel az enzimek nem képesek replikálódni, ami azért elég fontos az élethez.)

A vírusoknál is egyszerűbbek a szubvirális elemek: a viroidok és a prionok. A viroidok fertőzőképes RNS molekulák, méretük csak pár száz bp. (Csak növényeket fertőző viroidok ismertek).

[link]

A prionok fertőzőképes fehérjék(!). Az emlősök agyában képesek "szaporodni". (Valójában az agyban megtalálható egyik fehérjét képesek magukhoz hasonlóvá alakítani. Hogy ez mennyire fedi le a szaporodás fogalmát, mindenki döntse el maga.) Prionok okozzák például a kergemarhakórt.

[link]

Ha ennél is továbbmegyünk, már tényleg az enzimek következnek...

[link]

Ez a link még kimaradt, pedig eredetileg elsősorban ezt akartam berakni, csak a sok írás közben elmaradt. :S Szathmáry Eörs cikke, az elején ír az élet definiálásának problémájáról.