Mi az let avagy mit vizsgl a biolgus

Mi az élet? … avagy mit vizsgál a biológus? Müller Viktor ELTE Biológiai Intézet http: //ramet. elte. hu/~viktor

Irodalom von Bertalanffy (1952). Problems of Life. An evaluation of modern biological thought. John Wiley, New York Szent-Györgyi Albert (1973). Az élő állapot. Kriterion, Bukarest Gánti Tibor (1983). Az élet princípiuma. OMIKK, Budapest. (2003) The Principles of Life. OUP, Oxford John Maynard Smith (1990). Kulcskérdések a biológiában. Gondolat, Budapest John Maynard Smith – Szathmáry Eörs (1997). Az evolúció nagy lépései. Scientia, Budapest Szathmáry Eörs – John Maynard Smith (2012). A földi élet regénye. Akadémiai Kiadó, Budapest

Hol a határ? (Szent-Györgyi nyomán) a béka, a szíve, annak rostjai és pora l az egyes szervek izolálva nem maradnak sokáig életben – viszont ugyanez a teljes egyedekről is elmondható. . . az összeszerelés a lényeg az élet az anyag játéka Konklúzió: nincs élő anyag, csak élő állapot. Nincs „életerő”, csak szervezettség.

Élet és halál mezsgyéjén carotis, tetszhalál, szárított baktérium, nyugvó mag és fagyasztott rovarok friss tetem: még rendezett, de már nem tartja fenn Gánti: a halál az életképesség megszűnése az élet önfenntartó szervezett állapot

MASZADA

32 ezer éves termések a szibériai permafrosztból: keskenylevelű habszegfű

Aktív állandóság a forma állandó, az anyag változik: disszipatív struktúra, anyagcsere és homeosztázis l Az élő szervezet állandósága a folyó és a tűz állandósága. a struktúrák lassú folyamatok nyílt rendszer (von Bertalanffy): l l l stacionárius állapot (aktív állandóság) az entrópia csökkenhet is ekvifinalitás, kanalizáció Az élő állapot olyan komplex rendezettség, amely megfelelő körülmények között, átáramló energiát felhasználva, szabályozó folyamatok révén fenntartja önmagát.

Aktív állandóság Röviden: az élet dinamikusan önfenntartó komplexitás. a dinamikus állandóság az összes biológiai szerveződési szint sajátja: molekulák, sejtek, egyedek. . . A homeosztázis nem tökéletes – öregedés. l elvileg lehetne-e tökéletes?

Elég-e a szabályozás? Termosztát és centrifugális nyomásszabályzó

Elég-e a szabályozás? Termosztát és centrifugális nyomásszabályzó Él-e egy állam, egy gazdaság vagy egy vállalat?

Célszerűség A szervezet részei és folyamatai úgy vannak elrendezve, illetve felépítve, hogy biztosítsák az élő rendszer fenntartását és reprodukcióját. (von Bertalanffy) l alapvető különbség a fizikai, kémiai rendszerektől! Minden alrendszer funkciót tölt be – tervezés? Az egyednek már nincs funkciója. William Paley

Kérdőjelek A termosztát és az állam teljesítik az alegységek célszerűségének elvét is. önreprodukáló automata (von Neumann) Szent-Györgyi: „Hogy valami élő vagy sem, az a mi felfogásunkon múlik, azon, hogy mit nevezünk élőnek, milyen kritériumokat választunk. Az „élet”-nek mint főnévnek nincs értelme, ilyen dolog nem létezik. ”

Az élet kritériumai Klasszikus életjelenségek: mozgás, táplálkozás, növekedés, szaporodás és ingerlékenység l túlhaladott? öszvér, öreg elaltatott állat stb Gánti: • Abszolút kritérium: minden élőlényben, élete minden pillanatában megvan • Potenciáló kritérium: az élővilág fennmaradásához kell

Abszolút kritériumok (Gánti) 1. inherens módon egység 2. anyagcserét folytat 3. inherensen stabil: a homeosztázis képessége l nyugvó mag, fagyasztott rovar 4. információs alrendszerrel rendelkezik 5. szabályozás, vezérlés

Potenciáló kritériumok (Gánti) 1. növekedés és szaporodás 2. öröklődő változások 3. halandóság Az első kettő az evolúció feltételeit foglalja össze. A harmadik inkább filozófiai.

Az evolúciós egységek kritériumai (Muller féle életkritériumok) • Szaporodás • Öröklődés • Változékonyság (variáció) Természetes szelekció zajlik, ha vannak olyan bélyegek, amelyek öröklődő változásokat okoznak a túlélésben és/vagy a termékenységben. feltételezi és létrehozza a homeosztázist és a komplexitást. . .

A chemoton (Gánti) az élő rendszerek minimálmodellje autokatalitikus „kémiai motor” l l a növekedés alapja az autokatalízis tartós munkavégzés alapja csak körfolyamat lehet kettős membrán l l spontán osztódás a növekedés révén membrán csak membránból lesz információs alrendszer

A definíciók osztályozása Fenotípusos: l l l klasszikus homeosztázis, anyagcsere, fenntartott rendezettség Gánti abszolút: 1 -3, 5, potenciális: 1, 3 Genetikai, evolúciós: l l l Darwin (az evolúciós egységek kritériumai) Gánti abszolút: 4, potenciális: 1 -2 von Bertalanffy, JMS és Szathmáry: funkció A növekedés-szaporodás átfed „Igazán élő” szervezetekben mindkét aspektus jelen van: anyagcsere-homeosztázis, illetve evolúciós képesség, információ és funkció

Zárszó az élet után Ha az egyik aspektus hiányzik: l Spiegelman és a vírusok

Evolúció kémcsőben: a Spiegelmankísérlet (1965) Az RNS-molekulák adaptálódtak a kísérleti viszonyokhoz (pl. replikációt gátló anyag)

Élnek-e a vírusok? Csak öröklődés, de nincs anyagcsere Passzív rendezettség: tetszhalál vagy „tetszélet” Kisebb méret, kisebb komplexitás

A hűtőtorony meséje: Mimi, mama és a szputnyik Mimivírus l l l 400 nm 1, 2 megabázis DNS 1000< gén

Mimivírus: metabolizmus fehérjeszintézisben, DNS-repairben, anyagcserében fontos gének! de: riboszómái azért nincsenek és nem tud osztódni és nőni

Mamavírus és a szputnyik Sputnik: l l l 50 nm 18 kilobázis DNS 21 gén csak a mamavírus jelenlétében szaporodik VIROFÁG mamavírus: a mimivírus egy új törzse gazdájuk egy amőba mamavírus (piros), sputnik (zöld)

Lehet-e nem élő, ami megbetegedhet? Ebben az irányban is elmosódik a határ… Azóta több hasonló vírust kihalásztak az óceánból…

A jelenlegi rekorder: Pandoravírus P. salinus: l l l 1 μm hosszú 2, 77 Mb genom 2556 feltételezett gén

Zárszó az élet után Ha az egyik aspektus hiányzik: l Spiegelman és a vírusok • tűz és örvény élő csak élőből keletkezik: az eredet problémája csak egy Földünk van: az esetlegesség problémája asztrobiológia: lehet-e máshol élet?

Zárszó az élet után Ha az egyik aspektus hiányzik: l l Spiegelman és a vírusok tűz és örvény élő csak élőből keletkezik: az eredet problémája csak egy Földünk van: az esetlegesség problémája totálszintézis és „újfajta élet” szintézise a gyakorlati biológus nyugodt álma. . .

Zár-zárszó Az élő állapot olyan komplex rendezettség, amely megfelelő körülmények között, átáramló energiát felhasználva, szabályozó folyamatok révén fenntartja önmagát. Nem húzható éles határ élő és élettelen között.

A biológia központi helye fizikára, kémiára épül, de nem redukálható azokra l l a komplexitás miatt szükséges a leíró jelleg célszerűség, funkció pszichológia, szociológia, filozófia táplálkozik belőle (és viszont)