Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов

Поэтому, когда вы простужаетесь, вирусы проникают в клетки в слизистой оболочке носа и пользуются их ферментами и сырьем для многократного воспроизведения вирусов. Вирусов производится так много, что инфицированная клетка разрушается, высвобождая тысячи вирусов простуды. Те инфицируют соседние клетки и попадают в кровоток, а далее заражают клетки в других местах. Такая стратегия продления существования вируса очень эффективна, но отсюда следует, что вирус не может действовать отдельно от клеточной среды своего хозяина. Иными словами, он полностью зависим от другого живого объекта. Получается, что вирусы чуть ли не циркулируют между состоянием, когда они живы, химически активны и воспроизводят себя в клетках хозяина, и состоянием, когда они

не живы, существуя как химически инертные вирусы вне клетки.

Ряд биологов приходят к заключению, что строгая зависимость от другого живого объекта означает, что вирусы не подлинно живые. Но не будем забывать, что другие формы жизни, включая нас самих, тоже зависимы от других живых существ.

Знакомое вам собственное тело на деле – экосистема, состоящая из смеси человеческих и нечеловеческих клеток. Наших собственных тридцать с лишним триллионов клеток численно превосходят клетки различных сообществ бактерий, архей, грибов и одноклеточных эукариотов, живущих на нас и внутри нас. Многие люди носят с собой и более крупных животных, включая разнообразных кишечных глистов и микроскопических восьминогих клещей, живущих на нашей коже и откладывающих яйца в волосяные луковицы. Многие из этих наших близких нечеловеческих спутников сильно зависят от наших клеток и тел, однако мы также зависим от некоторых из них. Например, бактерии в нашем кишечнике вырабатывают определенные аминокислоты, которые наши клетки сами произвести не могут.

И нам не следует забывать, что каждый кусочек пищи, которую мы едим, произведен другими живыми организмами. Даже многие микробы вроде изучаемых мною дрожжей полностью зависят от молекул, обычно создаваемых другими живыми организмами. Скажем, глюкозы и аммиака, которые нужны для получения макромолекул, содержащих углерод и азот.

Растения представляются несколько более независимыми. Они могут извлекать углекислый газ из воздуха, воду из земли и использовать солнечную энергию для синтеза многих из нужных им более сложных молекул, в том числе полимеров углерода. Но даже растения прибегают (в корневой системе или возле нее) к помощи бактерий, которые улавливают азот из атмосферы. Без бактерий они не могут создавать макромолекулы жизни. По существу, насколько нам известно, это не в состоянии сделать для себя никакие эукариоты. А это значит, что нет ни единого известного вида животных, растений и грибов, который мог бы сам по себе полностью отвечать за собственную клеточную химию.

Поэтому, может статься, самые подлинно независимые жизненные формы – единственные, которые могут в какой-то степени претендовать на полную самостоятельность и на «свободную жизнь», – это как раз те, что на первый взгляд кажутся довольно примитивными. В их числе цианобактерии, часто называемые сине-зелеными водорослями, способные как на фотосинтез, так и на захват собственного азота, и археи, получающие всю свою энергию и химическое сырье из вулканически активных геотермальных источников в морских глубинах. Удивительно, но факт: эти сравнительно простые организмы не только существуют намного дольше, чем человеческий род, но и гораздо самодостаточнее нас с вами.

Глубокая взаимозависимость различных форм жизни отражена также в фундаментальной структуре наших клеток. Митохондрии, производящие нужную нашему телу энергию, некогда были всецело обособленными бактериями, овладевшими искусством создания АТФ. По какой-то чистой случайности примерно полтора миллиарда лет назад некоторые из них переселились на время в другой вид клеток. Со временем клетки-хозяева стали настолько зависеть от АТФ, производимого их гостями – бактериями, что митохондрии обосновались в них «на постоянное местожительство». Закрепление этого взаимовыгодного контакта, по-видимому, ознаменовало начало всей родословной эукариотов. Благодаря надежному энергообеспечению клетки эукариотов смогли увеличиться и усложниться. Это, в свою очередь, форсировало эволюцию нынешнего бьющего через край разнообразия животных, растений и грибов.

Все это говорит о существовании устроенного по степени увеличения сложности спектра живых организмов в диапазоне от полностью несамостоятельных вирусов до намного более самодостаточных цианобактерий, архей и растений. Я бы оспорил утверждение, что эти различные формы живые. Все они – самоуправляемые физические объекты, способные эволюционировать путем естественного отбора, но при этом они в той или иной степени зависят от других живых организмов.