Τι είναι η ζωή;

  Ο ορισμός της ζωής, η περιγραφή δηλαδή της θεμελιώδους φύσης των ζωντανών οργανισμών αποτελούσε και συνεχίζει να αποτελεί μία από τις μεγαλύτερες φιλοσοφικές και επιστημονικές προκλήσεις της ανθρωπότητας. Βιολόγοι, χημικοί, φιλόσοφοι, θεολόγοι, φυσικοί, γεωλόγοι και πολλοί άλλοι επιστήμονες προσπαθούν να αποδώσουν στον όρο «ζωή» ένα σαφές και πλήρες περιεχόμενο που θα μπορεί να περιγράψει κάθε γνωστό ή άγνωστο οργανισμό και θα αποκλείει τις μη ζωντανές μορφές. Το εγχείρημα αυτό παραμένει ανεκπλήρωτο, ενώ παρά την αλματώδη ανάπτυξη της επιστήμης τα τελευταία χρόνια φαίνεται ολοένα και δυσκολότερο να επιτευχθεί.
  Ορισμένοι ερευνητές, τόσο βιολόγοι όσο και φιλόσοφοι, θεωρούν ότι δεν υπάρχει ανάγκη για έναν ορισμό της ζωής, καθώς αυτή αποτελεί ένα αδιαμφισβήτητο γεγονός στον φυσικό μας κόσμο. Εντούτοις, άλλοι επιμένουν στον ακριβή ορισμό της ζωής για να προσεγγίσουν ανεπίλυτα επιστημονικά και κοινωνικά ζητήματα.
  Οι ερευνητές που μελετούν τη ζωή υιοθετούν δύο διαφορετικές και αντιδιαμετρικές προσεγγίσεις προκειμένου να διακρίνουν το έμβιο από το άβιο. Ορισμένοι ερευνούν ενδελεχώς κάθε ιδιότητα τόσο των σύγχρονων μορφών ζωής όσο και απολιθωμάτων, με σκοπό να ανιχνεύσουν τα χαρακτηριστικά των πλέον πρωτόγονων οντοτήτων, και να προσδιορίσουν τα γνωρίσματα του πρώτου ζωντανού οργανισμού στη Γη.
  Μία άλλη ομάδα ερευνητών πραγματοποιεί πειράματα στα οποία δημιουργούνται τεχνητά περιβάλλοντα που μιμούνται το αρχέγονο περιβάλλον της Γης, την περίοδο που εκτιμάται ότι πρωτοεμφανίστηκε η ζωή (περί τα 3,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν). Τα εν λόγω πειράματα στοχεύουν στην in vitro δημιουργία ενός ζωντανού χημικού συστήματος, ανάλογο του πρώτου βιολογικού συσσωματώματος που αποτέλεσε την πλέον αρχέγονη μορφή ζωής, το οποίο θα διαφωτίσει τη μετάβαση από το άβιο στο έμβιο. Αρκετοί θεωρούν ότι η δεύτερη προσέγγιση υπόσχεται περισσότερα στην κατανόηση του φαινομένου της ζωής και στην αποκάλυψη της ιστορίας της, καθώς δεν εγκλωβίζεται στη βιοχημεία των οργανισμών όπως τη γνωρίζουμε σήμερα.
  Μεταξύ των βιολόγων υπάρχουν σημαντικές αποκλίσεις στους ορισμούς τη ζωής που έχουν προταθεί, ανάλογα με τον κλάδο της επιστήμης που επέλεξαν να υπηρετούν. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, οι μοριακοί βιολόγοι ισχυρίζονται ότι η ελάχιστη ζωντανή οντότητα προϋποθέτει την ύπαρξη ενός γενετικού συστήματος το οποίο μεταφέρει γενετική πληροφορία και είναι επιπλέον σε θέση να την αντιγράφει. Ερευνητές που εξειδικεύονται στη μελέτη της φύσης και της λειτουργίας των κυτταρικών δομών θεωρούν ότι η ζωή άρχισε με την εμφάνιση μίας ημιπερατής μεμβράνης που εξατομίκευσε τα πρώτα βιολογικά συσσωματώματα μορίων και συνεπώς ζωντανό είναι οτιδήποτε αποτελείται από κύτταρα. Οι εξελικτικοί βιολόγοι από τη μεριά τους συνδέουν το φαινόμενο της ζωής με τη δυναμική της προσαρμογής στο περιβάλλον και της εξέλιξης των οργανισμών.
  Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι κατά τη διάρκεια των αιώνων οι ορισμοί εστιάζονταν επίσης στις εκάστοτε αποκαλύψεις μερικών από τα μυστικά της ζωής. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, η κυτταρική θεωρία και η θεωρία της αρνητικής εντροπίας χρησιμοποιήθηκαν από πολλούς ερευνητές του παρελθόντος προκειμένου να σκιαγραφηθούν τα χαρακτηριστικά της ζωής.
  Εν ολίγοις, η σύγχρονη κυτταρική θεωρία (όπως θεμελιώθηκε από τους T. Schwann, M.J Schleiden και R. Virchow) υποστηρίζει ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα τα οποία προκύπτουν από κύτταρα που προϋπήρχαν (omnis cellula e cellula). Η θεωρία όμως αυτή υστερεί εξαιτίας της αδυναμίας της να εξηγήσει την εμφάνιση ιδιοτήτων ζωής σε συστατικά που στερούνται κυτταρικής οργάνωσης, όπως είναι οι ιοί. Οι ιοί, αν και έχουν ορισμένα κοινά χαρακτηριστικά με τα κύτταρα, διαφέρουν σε σημαντικά σημεία ως προς αυτά, όπως είναι η απουσία κυτταρικής μεμβράνης, η ύπαρξη πρωτεϊνικού καλύμματος και η παρουσία σε ορισμένους από τους ιούς RNA αντί για DNA ως γενετικό υλικό. Αναμφισβήτητα, σύμφωνα με την κυτταρική θεωρία οι ιοί δεν αποτελούν μορφές ζωής.
  Κατά τη διάρκεια αυτής της δαιδαλώδους αναζήτησης ενός απλού ορισμού για τη ζωή, έχουν διατυπωθεί συνολικά περισσότερες από τριακόσιες προτάσεις. Σύμφωνα με την άποψη πολλών ειδικών (μεταξύ των οποίων η επιφανής Carol Cleland, καθηγήτρια φιλοσοφίας στο Πανεπιστήμιο του Colorado) κανένας από τους ορισμούς αυτούς δεν είναι πλήρης και ουσιαστικός. Η προσπάθεια εύρεσης ενός ικανοποιητικού ορισμού για τη ζωή συγκρίνεται άλλωστε με το αδιέξοδο στο οποίο κατέληξαν μελετητές του παρελθόντος προσπαθώντας να περιγράψουν το νερό. Πριν την ανακάλυψη των μορίων και τη διατύπωση της ατομικής θεωρίας, το νερό μπορούσε να περιγραφεί μόνον μέσω μερικών ιδιοτήτων του, οι οποίες όμως δεν είναι αποκλειστικές ιδιότητες του εν λόγω μορίου.
  Τη δεδομένη εποχή, η αναζήτηση μίας επαρκούς και πλήρους περιγραφής του νερού αποδείχθηκε ματαιοπονία. Η λύση ήρθε μετά το 18ο αιώνα, όταν θεμελιώθηκε η επιστήμη της χημείας και η φύση του νερού έγινε κατανοητή μέσω της ανακάλυψης της σύστασης των χημικών ουσιών από άτομα. Σήμερα οι χημικοί ορίζουν το νερό ως το μόριο που αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου. Με τρόπο ανάλογο, πολλοί ερευνητές θεωρούν ότι ο ορισμός της ζωής στον 21ο αιώνα δεν έχει επιτευχθεί διότι η σύγχρονη επιστήμη στερείται των απαραίτητων γνώσεων και εργαλείων. Ως εκ τούτου, οι βιολόγοι του παρόντος οφείλουν να περιγράφουν λεπτομερώς ό,τι παρατηρούν ως στοιχείο και ιδιότητα των ζωντανών οργανισμών και να ερευνούν κάθε μορφή της ζωής. Μέσω των ερευνών και των παρατηρήσεων, εικάζουν ορισμένοι ότι θα προκύψει μία επαναστατική βιολογική θεωρία, η θεωρία της ζωής, αντίστοιχης της ατομικής θεωρίας στη χημεία και της θεωρίας του ηλεκτρομαγνητισμού στη φυσική, που θα ερμηνεύει με τρόπο εξαιρετικά απλό το πολύπλοκο φαινόμενο που λαμβάνει χώρα στον πλανήτη Γη τα τελευταία 3,6 δισεκατομμύρια χρόνια.

Προέλευση της ζωής και διαστημικές αποστολές

  Η ανάγκη ορισμού του φαινομένου της ζωής αποδεικνύεται απαραίτητη σε κάθε περίπτωση που οι ειδικοί αποτολμούν τη διερεύνηση της ύπαρξης ζωής σε άλλους κόσμους και σχεδιάζουν αποστολές προς τον σκοπό αυτό. Η αναζήτηση άλλων μορφών ζωής προϋποθέτει την αποσαφήνιση της ζωής στον πλανήτη μας. Σε ένα πάνελ της NASA με θέμα την εξωβιολογία (την επιστήμη που μελετά το ενδεχόμενο ύπαρξης ζωής σε άλλα σημεία του σύμπαντος) ο ερευνητής Gerald Joyce του Ερευνητικού Ινστιτούτου Scripps πρότεινε έναν γενικό, χρήσιμο και συμβιβαστικό ορισμό της ζωής, τουλάχιστον μέχρι η επιστήμη να επιτύχει τον πλήρη καθορισμό της. Σύμφωνα με τον εν λόγω ορισμό, ζωντανό είναι κάθε αυτοσυντηρούμενο χημικό σύστημα ικανό να υποστεί τη δαρβινική εξέλιξη.
  Στον ορισμό αυτό συνδυάζονται τρία θεμελιώδη χαρακτηριστικά του φαινομένου της ζωής. Πρωταρχικά, κάθε τι έμβιο αποτελεί ένα χημικό σύστημα, συνεπώς τα προγράμματα των ηλεκτρονικών υπολογιστών, τα ρομπότ ή άλλες ηλεκτρονικές συσκευές δεν μπορεί να θεωρηθούν μορφές ζωής. Δευτερευόντως, η έννοια της αυτοσυντήρησης που εμπεριέχεται στον ορισμό υποδηλώνει ότι η ζωή αναπτύσσεται και συντηρείται εξαιτίας της ικανότητας των όντων να προσλαμβάνουν ύλη και ενέργεια από το περιβάλλον και μέσω αυτών να διεκπεραιώνουν τις μεταβολικές τους διεργασίες. Τρίτο στοιχείο του ορισμού αποτελεί η ιδιότητα των ζωντανών συστημάτων να επιδεικνύουν ποικιλομορφία, στην οποία δρα η φυσική επιλογή και τα συστήματα εξελίσσονται ή εξαφανίζονται.

Τεχνητές μορφές ζωής

  Τα τελευταία χρόνια σε πολλά ερευνητικά κέντρα του κόσμου επιχειρείται ο σχεδιασμός και η δημιουργία συνθετικών μορφών ζωής, πολύπλοκων δηλαδή και λειτουργικών τεχνητών βιολογικών συστημάτων που θα προκύπτουν από τον συνδυασμό μορίων στο δοκιμαστικό σωλήνα. Οι τεχνητές μορφές ζωής θα στερούνται προγόνων, παρότι οι ίδιες θα είναι ικανές για αναπαραγωγή από την οποία θα προκύπτουν όμοια με αυτές βιολογικά συστήματα. ΄Ηδη, ο διεθνούς φήμης ερευνητής J. C. Venter και η ερευνητική του ομάδα δημιούργησαν τον πρώτο, εν μέρει, οργανισμό με συνθετικό γονιδίωμα. Ο Venter το αναφέρει ως το “πρώτο συνθετικό κύτταρο”. Τα πειράματα αυτά δείχνουν ότι όχι μόνο μπορούν να δημιουργηθούν συνθετικά κύτταρα με χημικά συντιθέμενο γονιδίωμα, αλλά να αναπτυχθούν και να διαιρεθούν σε κύτταρα ομοιόμορφου σχήματος και μεγέθους, όπως τα περισσότερα φυσικά βακτηριακά κύτταρα.
  Πρωταρχικό σκοπό των εγχειρημάτων αυτών αποτελεί η εμφάνιση οργανισμών με καινοφανείς ιδιότητες, καθορισμένες και ελεγχόμενες λειτουργίες με πληθώρα πρακτικών εφαρμογών, ανάλογες των οποίων δεν διαθέτει κανένα φυσιολογικό βιολογικό σύστημα.