Định Nghĩa về Sự Sống: Một Câu Hỏi Hóc Búa

Không có một định nghĩa thực sự chính xác về sự sống. Sự khác biệt giữa thứ sống và thứ không sống là gì? Bạn có thể nghĩ đây là một câu hỏi khá đơn giản để trả lời, nhưng trên thực tế, nó không dễ trả lời như vậy. Cần phải nói rằng, tôi không phải người đầu tiên suy nghĩ về câu hỏi này. Nếu bạn tra cứu trong Wikipedia hoặc từ điển, bạn sẽ thường nhận được những câu trả lời phức tạp. Tôi muốn thử trả lời, theo quan điểm của tôi, một trong những câu hỏi then chốt trong lĩnh vực sinh học.

Cách tôi tiếp cận vấn đề này là khám phá năm ý tưởng tuyệt vời của sinh học. Tôi là Paul Nurse, một nhà di truyền học và nhà sinh vật học tế bào, đồng thời là tác giả của cuốn sách đầu tay mang tên "What Is Life?" (tạm dịch: "Sự sống là gì?"). Tế bào đóng vai trò then chốt trong cách tôi suy nghĩ về sự sống, bởi vì đó là thực thể đơn giản nhất thể hiện các đặc điểm của sự sống. Nó có khả năng phát triển, phân chia và sinh sản. Tất cả các sinh vật sống - bản thân tôi, cây cối, côn trùng - đều là một tế bào duy nhất hoặc được tạo thành từ các nhóm tế bào hoạt động cùng nhau.

Hầu hết mọi người không hứng thú với nấm men. Phải nói rằng, tôi rất thích chúng. Mọi người thường nghĩ rằng nấm men chỉ để làm bia, rượu và bánh mì, nhưng thực tế, chúng là một mô hình rất tốt cho các tế bào khác trong tất cả các sinh vật sống phức tạp hơn, giống như chúng ta. Trong phòng thí nghiệm của mình, chúng tôi đã tìm thấy một gen người tương tự như gen nấm men kiểm soát quá trình sinh sản của tế bào từ một thành hai. Gen người này có thể thay thế hoàn toàn cho gen nấm men và kiểm soát quá trình sinh sản của tế bào nấm men tốt như cách nó kiểm soát quá trình sinh sản của tế bào người. Nếu cùng một quá trình kiểm soát sự sinh sản của tế bào nấm men cũng kiểm soát sự sinh sản của tế bào người, thì điều này có nghĩa là quá trình này cực kỳ cổ xưa, bởi vì nấm men và con người tách ra từ rất lâu đời, khoảng từ 1.000 đến 1.500 triệu năm trước. Điều này có nghĩa là mọi sinh vật sống khác mà chúng ta có thể nhìn thấy - mọi loài thực vật, động vật và nấm - đều được kiểm soát bởi cùng một cơ chế.

Những Ý Niệm Cốt Lõi về Sự Sống. Một nhà sư tên Gregor Mendel quan tâm đến việc nghiên cứu di truyền của đậu Hà Lan. Ông đã lai các loại đậu khác nhau có đặc điểm khác nhau. Ông đếm các loại con lai khác nhau được tạo ra từ những cây đậu này. Ông bắt đầu nhận thấy có những tỷ lệ rất rõ ràng: các tỷ lệ nổi tiếng như ba-một, chín-ba và ba-một. Ông nhận ra rằng có lẽ thứ chịu trách nhiệm cho sự di truyền có thể được mô tả như một loại hạt đơn vị có thể được truyền từ cây này sang cây khác. Đây là bằng chứng đầu tiên cho thấy có thứ gì đó mà ngày nay chúng ta gọi là gen. Đối với tôi, ý tưởng về tiến hóa theo tự nhiên chọn lọc có lẽ là ý tưởng đẹp nhất trong lĩnh vực sinh học. Charles Darwin, người đã đi khắp thế giới và thu thập động vật, thực vật và chim, đã đưa ra ý tưởng về tiến hóa theo tự nhiên chọn lọc. Ông suy đoán rằng tất cả các sinh vật sống đều có vật liệu di truyền; nếu vật liệu di truyền này có một số khác biệt khiến sinh vật sống khác biệt, và nếu nó có lợi thế trong môi trường sống, thì cuối cùng nó sẽ chi phối toàn bộ quần thể. Điều này đã tạo ra một thay đổi mang tính cách mạng trong cách hiểu biết của chúng ta về sinh học, bởi vì nó dẫn đến một sinh vật sống được thiết kế tốt hơn - nhưng không cần có người thiết kế. Sự Song Hành của Hóa Học và Thông Tin. Sự sống được cấu tạo từ các phân tử và hóa chất. Có hàng nghìn phản ứng hóa học diễn ra liên tục trong một tế bào nhỏ. Hóa học chịu trách nhiệm cho sự phát triển của tế bào, sự sinh sản của tế bào, khả năng thu nhận và sử dụng năng lượng. Một trong những cách mà tế bào có thể thực hiện tất cả các phản ứng hóa học này là nhờ vào việc tế bào được tạo thành từ rất nhiều ngăn nhỏ, và chính sự ngăn cách này cho phép tất cả các phản ứng hóa học khác nhau này xảy ra đồng thời không.