Életkritériumok

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

Az életkritériumok olyan állítások, melyek logikai eszközként segítenek abban, hogy egy vizsgált rendszerről eldönthetjük, hogy élő (biológiai) rendszer-e, vagyis hogy jellemző-e rá az élő állapot vagy sem. Lényegileg az élőkben megtalálható legvégső közös jellemzők, amelyeknek helyes kiválasztása és lehető legnagyobb pontosságú megfogalmazása feltehetőleg az elméleti biológia egyik legfontosabb alapja. Az „élet” definiálása az „életkritériumok” segítségével tudományfilozófiai szempontból a „kontextuális definíciók” egy példája.

Korábban életkritériumoknak az életjelenségeket gondolták. Ezek azok a megnyilvánulások, amelyek valamilyen módon a tudomásunkra jutnak az élő szervezetek működéseiről, amelyek megjelennek a számunkra. Ilyenek a mozgás, a táplálkozás, a légzés, a kiválasztás, a növekedés, az ingerlékenység, a fejlődés, a szaporodás. Ám az életjelenségek száma és milyensége is a megfigyelés módjától függ, mert például az anyagcsere részfolyamatai szabad szemmel nem figyelhetők meg; a többi életműködés estében is egyszerű megfigyeléseel csak a felszínig tudunk hatolni. A problémát tovább bonyolítja, hogy az élőnek nem kell az összes életjelenséget egyszerre mutatnia ahhoz, hogy élő állapotban levőnek tartsuk; pl. a nyugvó állapotú növényi mag nem mozog, még a légzése is oly minimális lehet, hogy esetleg észre sem vesszük; a növekedés csak potenciális képesség, mert az éppen nem növekvő, sőt, csökkenő szervezet is még lehet élő. A fejlődés csak hosszabb időtávon át történő szemléléssel tűnik fel a megfigyelőnek. Még különösebb státuszú ebből a szempontból a reprodukció (vagy szaporodás): ez maga nem szükséges feltétele az életnek (hiszen pl. az öszvér és a dolgozó méh egyedek nem szaporodnak, de még a reprodukcióra képes élő szervezetek is rendszerint csak bizonyos időnként mutatják ezt a működést, de közben is élnek.

Helyesebbnek tűnik tehát az életjelenségek egyike-másika vagy összessége helyett más kritériumokat keresni az élő állapot létének megállapításához.

Mivel egy nyílt kémiai rendszer akkor és csak akkor élő, ha benne sajátos módon összetett (főleg kémiai) folyamatok (életműködések) zajlanak, azokat az életműködéseket és rendszerszerű összefüggéseiket lehet életkritériumoknak tartani Gánti Tibor biokémikus javaslatára, amelyek 1/ minden egyes élő szervezetben, azok életének minden pillanatában megtalálhatók, amelyeknek folyamatos és egyidejű jelenléte nélkül a rendszer nem nevezhető élő állapotúnak; 2/ amelyek a szervezetekből álló összetett rendszerek (egyedek fölötti szerveződések) létezése és fejlődése szempontjából nélkülözhetetlenek. Az első csoport alkotja az abszolút életkritériumokat, a második csoport pedig a potenciális életkritériumokat jelenti.

Az abszolút életkritériumok a következők lehetnek:

1. Az élő rendszernek inherens módon (vagyis belső sajátosságaikból fakadóan) egységnek kell lennie. Ez azt jelenti, hogy a rendszer tulajdonságai nem rakhatók össze egyszerű addícióval a részeinek tulajdonságaiból, mert a rendszer lényege az elemei közötti (nemlineáris) kölcsönhatásokban van.
2. A rendszernek biológiai anyagcserét kell folytatnia. Ez nem pusztán anyagok felvételét és leadását, valamint átalakítását jelenti, hanem azt is, hogy eközben a szervezet saját (kívülről fel nem vehető) anyagait a rá jellemző arányokban, időben és térben előállítja, sőt, akár gyarapíthatja is, miközben az anyagátalakítások kémiai (elektromágneses) energiával is ellátják, és az anyagátalakítások során a rendszer azokat az információkat is forgalmazza, amelyek az önirányításához (szabályozásához) és önszerveződéséhez szükségesek. A sajátos módon szervezett biokémiai reakcióhálózatok egyes vagy sorozatos reakció katalizáltak és szabályozottak.
3. Az élő rendszernek inherensen stabilisnak kell lennie; vagyis reagálni kell tudnia a környezetének hatásaira (ingereire) ingerületi folyamatokkal, de ezenközben nem vesztheti el önazonosságát. Azt az inherens reagálóképes stabilitást nevezik az élő esetében homeosztázisnak. Ha azonban a környezeti hatás igen intenzív vagy túlságosan hosszú ideig tart, akkor az már esetleg nem inger, mert a válaszként a vizsgált rendszer stabilitása veszélyeztetté válik; ekkor a környezeti hatás a stresszor, és a reá adott szervezeti válasz a stressz(válasz). A stresszor közvetlen vagy a saját stresszválasza közvetett hatására az élő rendszer vagy átbillen egy másik homeosztatikus állapotba (és abban stabilisan létezik, hiszen a nyílt rendszereknek több stabilis egyensúlyi állapota is lehetséges), vagy megszűnik az eredeti homeosztázisa egy másik stabilis állapot megtalálása nélkül; ez esetben a rendszer megszűnik élő lenni, elpusztul, meghal.
4. Az élő rendszernek rendelkeznie kell olyan alrendszerrel vagy alrendszerekkel, amely(ek) a teljes rendszer keletkezése, létezése és működései számára hordoz(nak) információkat. Ilyenek: elsősorban az örökletes információt hordozó genetikai állomány (az örökítő anyag), a sejtek közötti kommunikációk rendszere (főleg a hormonális és az idegrendszer), továbbá a sajátot az idegentől megkülönböztető önvédő rendszer (pl. az állatok immunrendszere).
5. Egy különleges életkritérium lehet a halál. Ugyanis csak az előzőleg élt szervezetek tudnak meghalni. Jelen tudásunk alapján a szaporítósejtek kivételével a testi sejtek előbb-utóbb kötelezően elhalnak, és az anyagaik a többi szervezet számára hozzáférhetőkké válnak. A szaporítósejtek révén az élővilágban az élet folyamatosan folytatódik, de a testi sejtek bizonyos idő után elvesztik homeosztázisukat, és így elpusztulnak.

A potenciális életkritériumok a következők:

1. Az élő állapotú rendszernek rendelkeznie kell a növekedés és a reprodukció (szaporodás) képességével. A növekedés a saját anyagok arányos gyarapodását jelenti. Ezt autokatalitikus kémiai reakcióciklusok működése teszi lehetővé elsősorban, de vannak másféle reprodukciós (vagy replikációs) folyamatok is. A reprodukció is lényegében a növekedéssel összefüggő folyamat, csak itt a szervezet által termelt anyagok egy része térben el is különül az előd szervezettől. Az utód az előd által megkapja mindazon anyagokat, amelyek majd az utód életét lehetővé teszik.
2. Ha történt reprodukció, akkor az előd(ök) és az utód(ok) összehasonlítása feltárja az öröklődés jelenségét: az utódok szerveződése lényegileg azonos az elődökével. Ám az átadott anyagok mégsem tökéletes másolatai az elődök megfelelő molekuláinak, ezért az utódok többé-kevésbé módosult változatai az elődöknek. Mivel a szaporodáskor az inherensen változni képes anyagok adódnak át az utódokba, ez azt jelenti, hogy az öröklődés a szerveződés megőrzése mellett az örökletes változékonyság (mutabilitás) letéteményese is. Ennek az egyedek fölötti szerveződések fejlődése szempontjából van jelentősége: a populációk és társulások egyedeinek változatossága azt eredményezi, hogy az egyedeknek különbözők az esélyei az életben maradásra és a reprodukcióra. A mutabilitás az oka a genetikailag rokon, de mégis többé-kevésbé eltérő változatok létezésére, az élő rendszerek változatosságára, az élővilág sokféleségére (diverzitására).
3. Ha adva vannak az öröklődő változatok, akkor az egyedek fölötti szerveződésekben lesznek olyan folyamatok, amelyek ezeket megkülönböztetik egymástól, válogatnak az eltérő típusok között. Ezek a természetes szelekciók. A magasabb hierearchiaszintű biológiai egységekben felléphetnek továbbá olyan folyamatok, amelyek változtatni képesek a különféle öröklődő változatok arányát (véletlenszerűen vagy irányítottan). A természetes szelekciók és a változatok arányát befolyásolni képes egyéb folyamatok működésének eredményeképpen az egymást követő nemzedékekben a különféle változatok összetétele változni fog. Ez a biológiai evolúció alapja.

[szerkesztés] Hivatkozások

• Gánti Tibor: Az élet principiuma. Budapest. 1. kiadás: 1971; 2. kiadás: 1978; 3. kiadás: 1979; 4. kiadás: 1983.
  
• Gánti Tibor (1972): Az élő rendszerek szerveződésének vizsgálata. A Magyar Tudományos Akadémia Biológiai Osztályának Közleményei 15, 177-196.
  
• Gánti Tibor (1977): Életkritériumok és az élő rendszer definíciója. Biológia 25, 91-107.
  
• Gánti Tibor (1980): Az élet születése. Budapest: Tankönyvkiadó.