חי ודומם: מהי הגדרת החיים?

בשנים האחרונות הטבע סיפק לחוקרים דוגמאות רבות המאתגרות את גבולותיו של המונח "אורגני"

10/06/2010 לאונרדו וינטיני - אפוק טיימס
הקטן אותהגדל אותהדפסE-mail הגשת הכתבה

קווארץ
חי או דומם? גבישים מסוגלים לגדול, להתרבות, לצרוך אנרגיה והם אפילו מגיבים לסביבה – צילום: Photos.com
לאורך השנים הועלו מגוון הצעות שנועדו להגדיר מהם החיים, אך עדיין לא התקבלה הגדרה אחת המקובלת על הכול. היו שהציעו את ההזדקקות למים כתהליך הייחודי לחיים בלבד, אחרים את תהליכי חילוף החומרים והיו שהציעו את תהליכי ההתפתחות האבולוציוניים כמעידים על קיומם של חיים. אולם הצעות אלו זכו לתמיכה מסויגת בלבד לאורך השנים.

המאפיינים הביולוגיים הקלסיים שכן זכו להכרה בסיווגו של דבר מה כ"חי" או כ"דומם" הם גדילה והתפתחות, תגובה לגירויים סביבתיים, צריכת אנרגיה, והיכולת להתרבות ללא סיוע חיצוני. אולם אף על פי שנראה שהפרמטרים האלו מבהירים בצורה מושלמת את צורות החיים שאנו מכירים, המאפיינים האלו משותפים גם לתופעות פיזיקליות רבות ולחפצים שאותם אנחנו נוהגים לכנות כ"בלתי פעילים".

אחת הדוגמאות הבולטות ביותר לעין של הפרדוקס הזה הם הגבישים. הם גדלים, מתרבים, צורכים אנרגיה ומגיבים לשינויים בסביבתם. אך המדע שלנו אינו מכיר בסלעים גבישיים ככאלו שהוענקה להם מתת החיים. מצד שני, אם נסתכל על הקיצוניות השנייה, כולם מכירים בכך שחיה מעוקרת, כמו הפרד או מרבית הדבורים שמבחינה פיזיולוגית אינם מסוגלים להתרבות, הם בכל זאת יצורים חיים. ומבחינה טכנית, אולי גם האש היא דוגמה לסוג כלשהו של "חיים", שכן היא צורכת דלק כאנרגיה והיא יכולה בנקל להתפשט ולהתרבות.

"כל תהליך כימי ספונטני חייב לכלות אנרגיה חופשית, בין אם הוא חי או לא", אומר סטיבן בנר (Steven Benner), במאמרו "הגדרת החיים" (Defining Life) שפורסם בכתב העת "אסטרוביולוגיה". בנר הוא אסטרוביולוג מאוניברסיטת פלורידה שבארה"ב אשר פרסם בעבר תאוריה בנושא החיים.

לדוגמא, הניסיון להבין מה מרכיב את החיים אינו רק שאלה פילוסופית, שכן החיפושים הרבים הנערכים כיום אחר חיים על פניהן של פלנטות אחרות, כמו גם במקומות המרוחקים ביותר בכדור הארץ, וכן מגוון המניפולציות שמנסים לערוך במעבדות ברחבי העולם על מגוון צורות חיים, קשורים באופן הדוק למענה שניתן לשאלה הזו.

אבל כפי הנראה קיימת בכל זאת שיטה תקפה כלשהי שתאפשר לנו להבחין בין יצורים חיים לבין תבניות מורכבות אחרות המציגות מאפיינים מעט דומים: מרכיב המשותף לכל היצורים העונים להגדרה העכשווית הנושאים בקרבם את האנרגיה המסתורית המכונה "חיים" הן מולקולות הדי אן איי. רבים מאמינים שבעזרת המולקולה המופלאה והמורכבת הזו הם מצאו את התשובה לשאלה המאתגרת.

ד"ר בנטון קלרק (Benton Clark) מאוניברסיטת קולורדו, מנאס"א ומחברת לוקהיד מרטין, טוען במאמרו בכתב העת "אסטרוביולוגיה" שקיימים 102 מאפיינים ברי צפייה המשותפים לכל היצורים החיים. אך כדי להבחין בין החיים לאלו שאינם חיים קלרק פיתח הגדרה המתבססת רק על שלושה מאותם מאפיינים: "החיים מתרבים והם משתמשים באנרגיה, ואת התפקודים האלו היצורים החיים מבצעים בהתאם למערכת הוראות המשולבות באורגניזם עצמו". ההוראות האלו הן בעצם מולקולות ה-DNA וה-RNA, המרכיבות ומעבירות את הקוד הגנטי בכל האורגניזמים החיים בכדור הארץ.

אולם לדבריו של קלארק הקריטריון הזה ממוקד יתר על המידה. אם נגביל את עצמנו למולקולות ה-DNA וה-RNA כדרישה מינימלית ממה שאנו מגדירים "חיים", המשמעות היא שנזהה רק צורת חיים אחת ביקום כולו, – רק חיים הקשורים ליסוד פחמן. ואילו לטענתו ייתכן שיהיו חיים המבוססים על חומרים שאינם מוגדרים כאורגניים (כלומר חיים שאינם מקושרים לפחמן). מספר מדענים העלו את ההשערה שייתכנו יצורים חיים המבוססים על צורן (סיליקון, מספרו האטומי 14), יסוד שמיקומו בטבלה המחזורית הוא בדיוק מתחת לפחמן (שמספרו האטומי 6).

תאוריה נוספת המנסה להבחין בין החי לדומם מתבססת על החוק השני של התרמודינאמיקה, הקובע שהיקום תמיד מגדיל את מידת חוסר הסדר שלו, האנטרופיה. על פי החוק השני של התרמודינאמיקה, כמות חוסר הסדר במערכת סגורה לעולם לא תקטן והיא יכולה רק לגדול. תאוריה זו מציעה את ההגדרה שמערכות חיים הן מערכות השוכנות באזורים מוגבלים שבהם קיים גידול רציף במידת הסדר, וזאת ללא התערבות חיצונית. ייתכן שזו הדרך הבטוחה ביותר, לפחות לעת עתה, להגדיר מהם החיים.

כל אחת מהתאוריות שהועלו נאלצה להתמודד עם אתגרים רבים כדי שניתן יהיה לאמת אותה. לדבריה של פרופ' קרול קלילנד (Carol Cleland) מאוניברסיטת קולורדו, זה נובע מכך שההגדרות מתמקדות רק בתפיסה שלנו ואינן יכולות לצאת מעבר להבנה המוכרת לנו של היקום. לטענתה של קלילנד אנחנו יכולים להגדיר רק דברים שאנחנו כבר מבינים.

אם כן נראה שכדי לדעת יותר על היקף החיים ביקום, אולי אנו נדרשים לשנות או להרחיב את תפיסתנו בעודנו מנסים לתת מענה לשאלה מרתקת זו.

הכתבה המקורית באנגלית
כתבות נוספות במדור מדע
עוררו עניין השבוע

עוד כתבות נצפות...

חדשות-ראשי מדע חי ודומם: מהי הגדרת החיים?

-->
Feedback Form