Czym jest życie i kiedy się zaczyna?

Życie może mieć w biologii inne znaczenia, zależnie od tego, o której jej gałęzi mówimy. Widać to na przykładzie słynnych dyskusji o tym, czy wirusy są żywe. Ale także w rozmowach o aborcji, kiedy – z czym stykam się bardzo często – mieszane są znaczenia „życia” wedle tego, jak komu wygodniej będzie zaatakować rozmówcę z opozycji. Jedna strona mówi wtedy o czymś częściowo lub całkiem innym niż druga. Efektem są erystyczne kłótnie, semantyczne przepychanki i niemerytoryczne przerzucanie się opiniami, oddalające od meritum. Tymczasem uporządkowanie kontekstów i znaczeń, powiązanych ale nie sobie równych, pozwala wznieść się ponad kurz i debatować o tym, o co nam naprawdę chodzi.

Dziecko. Autor: Joffi/Pixabay

Czym jest życie? Kontekst biologii systemów

Życie można ogólnie opisać jako opozycję do nieżycia. Ożywione elementy do nieożywionych, biologiczne do niebiologicznych, wykazujące pewne procesy związane z rozmnażaniem, przekazywaniem materiału, ewolucją, samopodtrzymującym się w homeostazie układem, metabolizowaniem czy wzrastaniem. Uznaje się, że byty biologiczne bez budowy komórkowej i własnej, niezawisłej przemiany materii – czyli wirusy – mimo iż są w stanie mnożyć się i ewoluować, to „pełnoprawnym” życiem nie są.

Do żywych zalicza się bakterie, archeany, protisty, grzyby, rośliny i zwierzęta, gdyż mają wymienione wyżej cechy. Jednak pojęcie „życia” jest dużo bardziej zniuansowane. Poza tym generalnym znaczeniem (a właściwie najbardziej pierwotnym, odnoszącym się do biologii systemów) o życiu możemy mówić w kontekście biologii ewolucyjnej, ekologii, systematyki, biologii rozwoju, cytologii czy medycyny.

Życie w znaczeniu ewolucyjnym

Ewolucyjnie rzecz biorąc życie na naszej planecie istnieje od około 3 miliardów lat, a być może nawet od 3,8-4,3 miliarda lat. Ponieważ Ziemia ma około 4,5 miliarda lat, biologiczne formy musiały tu powstać (lub zostać przywleczone z kosmosu) niedługo wcześniej. Choć niezliczenie wiele linii życia prędzej czy później wymarło, to te, które obserwujemy dzisiaj – włącznie z nami samymi – trwają jako żywe, biologiczne układy nieprzerwanie od tamtego czasu, z następującymi po sobie organizmami rozmnażającymi się bezpłciowo, czy też pokoleniami powstającymi dzięki rozmnażaniu płciowemu.

W tym też rozumieniu życie ma, nieprzerwanie, kilka miliardów lat. Odrębność życia dla tego kontekstu oznaczałaby, że powstało ono niezależnie od tego, z którego wywodzi się dzisiejsza bioróżnorodność. Gdyby na przykład naukowcy odkryli, że jakaś linia mikroorganizmów powstała osobno od przodków reszty, począwszy od chemicznego wyewoluowania RNA, w sensie ewolucyjnym mielibyśmy odrębne „dwa życia”. Sytuacja taka potwierdziłaby się również wtedy, kiedy odkryto by biologiczne jednostki w kosmosie o ewidentnie odmiennym pochodzeniu (np. z zupełnie innym nośnikiem informacji genetycznej).

Życie w sensie cytologicznym

Ciągłość życia na poziomie komórkowym jest powiązana z odniesieniem ewolucyjnym, gdyż nasze komórki rozrodcze – plemniki lub oocyty (komórki jajowe) – trwają nieprzerwanie, podział po podziale, dokładnie tak, jak opisałem w akapicie wyżej i, o ile będziemy mieli dzieci, dalej będą kontynuować swoją wędrówkę po tej planecie. Zanim wyewoluowało rozmnażanie płciowe, specjalizacja na dwie płcie i dwa typy gamet, kontinuum to bazowało na podziałach mitotycznych.

Komórki są podstawową jednostką w organizacji biologicznej życia (przy czym ewolucji na najbardziej fundamentalnym poziomie podlegają genomy lub ich fragmenty) i mogą być poniekąd niezależne od swojego organizmu. A nawet możliwe jest, że stają się dla niego „obcym pasożytem”. Tak, jak w przypadku nowotworów, w których komórki zyskują autonomię i ewoluują. Dlatego również po śmierci organizmu – końcu jego życia w kontekście biologii rozwoju – poszczególne jego komórki mogą być żywe jakiś czas po zgonie. We współczesnej nauce powszechne jest też tworzenie linii komórkowych do hodowli i pasażów w warunkach in vitro.

Życie a biologia rozwoju

W biologii rozwoju nowe życie, rozumiane jako odrębny organizm następnego pokolenia, zaczyna się wraz z pierwszym podziałem komórkowym zarodka. Komórki (blastomery) bardzo wczesnych embrionów są totipotencjalne – zdolne do różnicowania się we wszelkie inne komórki. Sprawia to, że jeden taki zarodek może podzielić się na kolejne. Potencja komórkowa organizmu spada wraz z wiekiem. Początkowo drastycznie szybko, bo pluripotencjalność – możliwość przekształcania się we wszystkie komórki, z wyjątkiem embrioblastycznych, tworzących potem łożysko – wypiera totipotencjalność już na etapie blastocysty (w pierwszym tygodniu rozwoju prenatalnego). Kiedy komórki są zróżnicowane w tkanki, potencja części z nich spada do multipotencjalności – możliwości zmiany w komórki typowe dla tej właśnie tkanki. A potem już tylko do unipotencjalności, a więc wyodrębnienia się jednej konkretnej komórki w inną, sprecyzowaną.

Znaczenie „życia” w tym rozwojowo-pokoleniowym kontekście jest, jak widać, inne niż życia w sensie cytologicznym czy ewolucyjnym i żadne z nich się nie wyklucza. Nowy organizm jest ewolucyjną kontynuacją życia, ale na poziomie rozwoju osobniczego (biologii rozwoju) stanowi nowe życie i potomstwo pokolenia następnego względem swych rodziców. Sama biologia rozwoju, a tym samym określanie początku życia odrębnego organizmu, może się różnić, zależnie od jednostki taksonomicznej, do której przynależy. Indywidualny rozwój biologiczny jest inny u organizmów zwłaszcza rozmnażających się bezpłciowo, jeśli porównamy je do organizmów płciowych, ale i w ramach tych obszernych grup znajdziemy odmienności.

Znaczenie ekologiczne i systematyczne

Na życie jeszcze inaczej spojrzeć można w odniesieniu do ekologii oraz systematyki organizmów. Wątek ten przewijał się przy biologii systemów oraz biologii rozwoju nie bez powodu. Życie może przybierać inne formy u poszczególnych taksonów. Ich biologia może się różnić, podobnie jak anatomia i fizjologia na innych etapach rozwoju. Kontrast dostrzeżemy również wśród życia rozmnażającego się płciowo, ale bardzo odległego ewolucyjnie, na przykład gdy porównamy także produkujące gamety męskie i żeńskie, ale mogące powielać się i wyodrębniać bezpłciowo rośliny, ze ssakami.

Dyskusja nad systemowym znaczeniem życia też nie jest domknięta, bo nawet jeżeli wirusy definicyjnie nie wchodzą w jego skład, to w niektórych naukowych opracowaniach zalicza się je do biosfery, szacuje się ich biomasę czy wpływ na ekosystemy i zaznacza ich obecność w klasycznych interakcjach ekologicznych. Innymi słowy, to co w biologii systemów nie jest „jeszcze” życiem, w ekologii jako jego część na potrzeby opisu rzeczywistości może zostać uznane. W tym kontekście bezpieczniej jest, by uniknąć dyskusji na poziomie filozoficzno-definicyjnym, mówić nie o życiu jako takim, lecz o odróżnieniu czegoś „żywego” od „nieżywego”.  

Prawo i medycyna

Na marginesie nauk podstawowych, ale nie bez znaczenia dla zasad panujących w społeczeństwie, określanych prawem czy regułami postępowania w medycynie, jest rozumienie życia w sensie medyczno-prawnym. Choć po śmierci mózgu poszczególne komórki, mogą jeszcze sobie pożyć (i to całkiem długo, przy sztucznym podtrzymywaniu życia), to zdarzenie to uznawane jest za śmierć osobniczą. Na drugim końcu, choć prawo zwykle uznaje życie dopiero po narodzeniu, to w biologiczno-rozwojowym rozumieniu zaczyna się ono przy pierwszym podziale komórkowym nowego organizmu. A w ewolucyjnym i cytologicznym trwa ciągle, plemniki i oocyty w to włączywszy.

Wszystkie biologiczne znaczenia „życia”, powiązane ze sobą, ale wyraźnie różne, a także ich usystematyzowanie, są dla biologów jasne. Ponieważ przenikają często do debaty publicznej, dla uczynienia jej bardziej merytoryczną i konstruktywną, a mniej populistyczną i krzykliwą, jak również dla edukacji samej w sobie i zagłębiania się w dziedziny biologii, warto je znać i rozumieć, by mieć świadomość, że „życie” bez nadania mu kontekstu niekoniecznie musi być jednoznaczne.

Jeśli podoba Ci się mój tekst, zachęcam do wejścia na Patronite, gdzie w prosty sposób można ustawić comiesięczne wpłaty na rozwój bloga. Prowadzenie go wymaga ponoszenia kosztów, poświęcania czasu oraz przygotowania, a wszystko to jest możliwe dzięki Patronom i Patronkom.