Что таоке жизнь: ЧТО ТАКОЕ ЖИЗНЬ? ДЛЯ ВАС …

— По сути, общение — это социальное взаимодействие

— Правильное использование естественных языков или кодов лежит в основе синтаксических (комбинаторных), прагматических (контекстных) и семантических (зависящих от содержания) правил

— Значение информации — это социальная функция.

Что осталось сегодня от этих повествований двадцатого века?

Теперь мы исследуем начало третьего десятилетия двадцать первого века: какие предположения прежних нарративов все еще актуальны, а какие должны быть опровергнуты или пересмотрены, чтобы лучше интегрировать эмпирические данные, чем предыдущие? Споры в философии наук о том, как генерировать правильные научные предложения в наблюдениях и теории, длились с 1920 по 1980-е годы (Witzany, 2010). Вот некоторые результаты этих дебатов:

1.Понятие аксиоматической системы с безошибочными логическими предложениями невозможно в принципе. Проект точной науки и точного научного языка, изображающий реальность в формате 1: 1, — несбыточная мечта. Гёдель доказал, что в каждой сложной системе есть по крайней мере одна формула или высказывание, которые нельзя ни доказать, ни опровергнуть. Если кто-то думает о такой неразрешимой формуле на неформализуемом языке, у него есть возможность определить, истинна эта формула или ложна. Для машины это невозможно.

2. Универсальные машины Тьюринга и фон Неймана, способные воспроизводить сами себя, были предложены более полувека. До сегодняшнего дня не было построено и не замечено ни одной самовоспроизводящейся машины, потому что теоретическая конструкция зависит от неверных предположений.

3. Ни один естественный язык не говорит сам по себе, как никакой естественный код не кодирует сам по себе. Естественные языки или коды зависят от использования живыми агентами, которые генерируют, упорядочивают и перестраивают последовательности знаков, которые являются синтаксически, прагматически и семантически правильными.Семиотические особенности естественных языков или кодов исключают случайные последовательности. Никакой естественный язык или код не возникает как случайно полученная смесь алфавита или символов без агентов, использующих знаки.

4. В реальной жизни не существует контекстно-зависимого языка. Значение (семантика) информации на естественных языках зависит от реального контекста (прагматики), в котором используются языковые знаки, а не от его синтаксиса.

5. Каждый естественный код или язык должен воплощать синтаксические (сочетание), прагматические (контекст) и семантические (содержание) правила, которые не могут быть сведены друг к другу.Такие семиотические правила довольно консервативны, но — в отличие от законов природы — при обстоятельствах могут изменяться и приводить к перегруппировке последовательностей или их генерации de novo .

6. (1) центральная догма молекулярной биологии (ДНК – РНК – белок), (2) тезис «один ген – один белок» и (3) «некодирующая ДНК — это мусор» были фальсифицированы. Есть несколько способов, которыми влияние окружающей среды на белки влияет на соответствующие реакции РНК, которые сами по себе могут быть закодированы в ДНК. Редактирование, сплайсинг и эпигенетические импринтинги РНК демонстрируют, что один ген можно транскрибировать и транслировать в разные белки с разными функциями.Некодирующая ДНК, которая транскрибируется в некодирующие РНК, приводит к обилию регуляторных агентов и сетей, необходимых для экспрессии генов.

Если мы хотим использовать обычные лингвистические термины в биологии и в будущем и не можем использовать их в соответствии с физикализмом двадцатого века, мы должны применить современные знания о естественных языках / кодах и коммуникации к биологическим процессам (Mattick, 2009; Shapiro , 2009; Витцани, 2014а, 2019).

Жизнь: Коммуникативная структура

Чтобы исследовать коммуникативные процессы в живом мире, мы должны определить различные уровни коммуникативных (опосредованных знаками) взаимодействий.Различные уровни взаимосвязаны, но имеют общие модели взаимодействия, специфичные для каждого уровня (Witzany, 1993, 2000, 2015).

• Каждая клетка или организм постоянно сталкивается с абиотическими воздействиями, такими как свет, гравитация, ветер, вода, сухость, жара, холод и т. Д., И должна интерпретировать значение для себя и соответствующим образом реагировать, чтобы выжить. В большинстве случаев эти абиотические влияния приводят к переживаниям, которые необходимо запоминать. Это способствует более быстрой и адекватной реакции, если те же обстоятельства вернутся.

• Каждый организм сталкивается с организмами, которые не относятся к тем же или подобным организмам его популяции. Это могут быть охотники и хищники, а также могут быть симбиотические партнеры, необходимые для выживания. Знаковые взаимодействия между не связанными между собой организмами имеют определенное качество и помогают нам понять богатую симбиотическую жизнь на этой планете.

• Наиболее популярные коммуникативные процессы, которые мы можем наблюдать и исследовать, — это межорганические взаимодействия, которые означают координацию и организацию общего поведения в популяциях одних и тех же или родственных организмов.

• И последнее, но не менее важное: мы можем наблюдать и исследовать коммуникационные процессы внутри организма, то есть между межклеточными и внутриклеточными частями.

Все эти уровни знаковых взаимодействий, т. Е. Коммуникативные процессы, можно исследовать во всех сферах жизни, как это было продемонстрировано в течение последнего десятилетия (Witzany, 2010, 2011b, 2012a, 2014b, 2017b; Witzany and Baluska, 2012b; Witzany and Nowacki , 2016).

Я разработал теорию биокоммуникаций для исследования процессов коммуникации внутри и между клетками, тканями, органами и организмами как взаимодействий, опосредованных знаками.Кроме того, теория биокоммуникаций исследует нуклеотидные последовательности как естественный код, то есть подобный языку текст, который следует параллельно трем видам правил: комбинаторным (синтаксическим), контекстно-зависимым (прагматическим) и специфичным к содержанию (семантическим) (Witzany, 2015 ). Естественное редактирование генома с биокоммуникативной точки зрения означает управляемую компетентными агентами генерацию и интеграцию значимых нуклеотидных последовательностей в уже существующие структуры геномного содержимого, а также способность (повторно) комбинировать и повторно (регулировать) их в соответствии с контекстно-зависимыми (т.е., адаптационные) цели организма-хозяина (Witzany, 2000, 2016a).

Клеточные организмы

Клеточные организмы всех сфер жизни активно конкурируют за ресурсы окружающей среды. Они оценивают свое окружение, оценивают, сколько энергии им нужно для конкретных целей, а затем находят оптимальный вариант. Они принимают меры для контроля определенных ресурсов окружающей среды. Они воспринимают себя и могут различать «я» и «не-я». Эти организмы обрабатывают и оценивают информацию, а затем соответствующим образом изменяют свое поведение.Все эти скоординированные действия являются результатом коммуникационных процессов на четырех уровнях, упомянутых выше на Рисунке 1 (Witzany, 2016a).

Рисунок 1 . Подход биокоммуникаций выявил четыре уровня, на которых клеточные организмы вовлечены с начала своей жизни до смерти.

Акариоты

Акариоты, такие как бактерии и археи, считались самыми примитивными организмами. Они также являются самыми старыми, клеточная жизнь которых зародилась примерно 4 миллиарда лет назад.Долгое время они рассматривались как определяемые строгим паттерном реакции ввода-вывода. За последние три десятилетия эта картина кардинально изменилась. Их способность организовывать, например, сообщества биопленок, используя несколько молекул-мессенджеров, изучалась в многочисленных исследованиях (Witzany, 2011b, 2017b). Они могут координировать общее поведение, как многоклеточный организм (межорганический) (Шапиро, 1998). Распознавание кворума — хорошо изученный процесс в акариотических популяциях (Bassler, 1999).Это начало общих процессов принятия решений, важных для образования биопленок, биолюминесценции, споруляции или вирулентности (Kaiser and Losick, 1993; Ben Jacob et al., 2004). Их координация и организация общего поведения посредством взаимодействий, опосредованных знаками, сделали их старейшими биологическими агентами, которые могут колонизировать каждую экологическую нишу. Хотя они могут колонизировать все царства жизни (простейшие, животные, грибы, растения) паразитическим или даже нейтральным образом, они, кроме того, служат важными симбионтами для всех высших эукариот, без которых они не смогли бы выжить (трансорганизм) (Шаудер и Басслер , 2001).

Они находятся в постоянной борьбе со своими хищниками и партнерами по совместной эволюции, то есть с бактериофагами, которые определяют порядок слов в их генах (внутриорганизм) и предоставляют им модули токсина / антитоксина или рестрикции / модификации (Villarreal, 2005; Harms et al. ., 2018). Половина всех бактерий в океанах каждый день убивается фагами, но они выживают, потому что другая половина так быстро размножается (Rohwer et al., 2014).

Сигнальные молекулы, используемые в процессах акариотической коммуникации, представляют собой, например, ацилгомосериновые лактоны (AHL), линейные олигопептиды, циклизованные олигопептиды, g-бутиролактон, диэфир фуранозила, цис-11-метил-2-додекановую кислоту, 4-гидрокси- 2-алкилхинелины, бактериоцины, цианобактин, терпен и метиловый эфир пальмитиновой кислоты.Каждая из этих сигнальных молекул используется для различных взаимодействий в целях координации (Visick and Fuqua, 2005; Witzany, 2011c; Caetano-Anolles et al., 2017; Wang and Lu, 2017).

Эукариоты

Появление одноклеточных эукариот, несомненно, стало ключевым шагом в биологической эволюции. То, что раньше считалось результатом небольших шагов мутаций и их отбора, позже объяснили Линн Маргулис и ее серийная эндосимбиотическая теория совершенно противоположным образом (Bermudes and Margulis, 1989; Margulis, 2004).Она доказала, что виновата скорее мембраносвязанная фиксация, чем мутация сообщества бывших свободноживущих акариотов. Координация такого фонда сообщества зависит от сложных процессов коммуникации внутри клеточной мембраны, которые закреплены генетически. Решающее отличие от акариотов — это ядро, которое собирает хромосомы. Есть несколько индикаторов того, что ядро ​​эукариот происходит от большого двухцепочечного ДНК-вируса, который стал важной частью групповой идентичности эукариотической клетки (Bell, 2006).

Естественными признаками коммуникативных процессов простейших являются гормоны и вторичные метаболиты, с которыми эти организмы координируют свои поведенческие мотивы.

Если мы сосредоточимся на простейших, одноклеточных эукариотах, таких как инфузории, мы можем найти различные сигнальные молекулы, используемые для координации взаимодействий, таких как размножение, спаривание, питание, атака и защита (Luporini et al., 1995, 2006; Jacob et al. ., 2015). Было идентифицировано несколько классов гормонов и других секретов, таких как вторичные метаболиты (Plattner, 2016).Инфузории синтезируют и секретируют специфичные для клеточного типа белки во внеклеточную среду. Затем белки захватываются видоспецифическими рецепторами и интерпретируются членами популяции для создания соответствующих реакций (Witzany, 2016b).

Скорее всего, царство грибов произошло от одноклеточных эукариот, поскольку мы можем найти как одноклеточные, так и многоклеточные грибы, которые являются эволюционными предшественниками животных и растений (Villarreal, 2005; Bonneville et al., 2020). Коммуникации грибов довольно сложны и разнообразны, с различными веществами, которые служат в качестве семиохимических веществ (Regnier, 1971).Грибы питаются биотическими поверхностями, разлагая их до растворимых питательных веществ, особенно для растений. Грибы производят, выделяют и поглощают множество семиохимических веществ для целей воспроизводства, атак и защиты, а также для координации и вирулентности процессов развития (Witzany, 2012a). У одноклеточных грибов мы обнаруживаем ощущение кворума, аналогичный паттерну общения, как у акариот. Грибы общаются с помощью полуохимических веществ, таких как митоген-активированная протеинкиназа, цАМФ, РАС, рапамицин или кальций-кальмодулин-кальциневрин, чтобы перечислить наиболее известные из них, каждый из которых используется в различных контекстных потребностях (Hogan, 2006; Leeder et al., 2011; Потапова, 2012; Солл, 2012).

Эволюция животных началась с появления ранних многоклеточных животных и нейронных тканей у медуз (Yin et al., 2019). Это было началом передачи электрических сигналов в межклеточной коммуникации и, несомненно, стало ключевым эволюционным нововведением. Поглощение и высвобождение химических сигнальных молекул во всем организме, таких как гормоны и вторичные метаболиты, были обогащены гораздо более быстрой электрической сигнальной связью нейронных сетей. Центральная нервная система обеспечивает электрическую связь на больших расстояниях внутри тела (Witzany, 2014b).

Исследования в области нейробиологии показали, что нейронная коммуникация у животных является наиболее сложной и специализированной формой внутриорганической биосвязи на Земле (Kandel, 1976). Помимо гормональных и нейронных коммуникационных процессов, животные общаются межорганически и трансорганически через слуховые, визуальные и тактильные знаки, что приводит к обилию паттернов выражения животного общения. Общение животных очень разнообразно по родам, семействам и видам и достигает пика сложности в человеческом общении, что позволяет человеческому виду действовать с коллективной интенциональностью в качестве движущей силы скоординированного и организованного разделения труда (Tomasello, 2008).Разнообразие общения животных в последнее время широко исследовалось у таких родов, как шимпанзе, слоны, волки, собаки, грызуны, мыши, крысы, пауки, муравьи, термиты, вороны, попугаи, птицы, саламандры, челонианцы, китообразные, рыбы, головоногие моллюски. , кораллы и нематоды (Witzany, 2014b). Карл фон Фриш получил Нобелевскую премию за расшифровку пчелиных языков и их диалектов за исследование того, как движущиеся узоры служат сигналами для связи с сайтами питания.

Растения представляют собой эволюционное царство самых молодых организмов.До сих пор их считали механистическими ростовыми автоматами, возможно, из-за их неподвижного образа жизни и довольно медленных моделей роста и процессов развития по сравнению с животными. Однако исследования последних двух десятилетий кардинально изменили эту точку зрения (Baluska et al., 2006; Baluska and Ninkovic, 2010; Perotto and Baluska, 2012; Blande and Glinwood, 2016). Сложные коммуникативные профили растений с нерастениями, другими видами растений и внутри тел растений на внутриклеточном и межклеточном уровне показывают, что растения могут общаться на всех уровнях параллельно, в отличие от животных с их централизованной нервной системой.Переплетенная трансорганическая коммуникация с бактериями и грибами в корневой зоне растений и их внутриорганическая коммуникация в растительном организме были тщательно изучены (Bais et al., 2003). Внутриорганическая коммуникация у растений координирует рост, развитие, форму и динамику клеток на локальном уровне и в довольно отдельных частях. Семиохимическая коммуникация происходит посредством везикулярного транспорта или через плазмодесматы.

Кроме того, мы можем обнаружить физическое общение с помощью бортовых, электрических, гидравлических и механических знаков (Callaway, 2002; Braam, 2005).В качестве сигнальных молекул мы можем найти нуклеиновые кислоты, олигонуклеотиды, белки и пептиды, минералы, окислительные сигналы, газы, механические сигналы, электрические сигналы, жирные кислоты, олигосахариды, факторы роста, несколько аминокислот, различные продукты вторичных метаболитов и простые сахара. Сегодня мы знаем 100 000 различных метаболитов, используемых в растениях (Dunn and Handelsman, 2002; Fleming, 2005).

Вирусная коммуникация

Традиционно вирусы рассматривались как инфекционные, вызывающие болезни объекты с часто эпидемическими последствиями, которые поражают все виды организмов.С точки зрения эволюции, они рассматривались как паразиты, сбежавшие из клеток, потому что они не могут воспроизводиться сами по себе, но нуждаются в клеточных хозяевах (Villarreal and Witzany, 2010). Совсем недавно эта перспектива была исправлена ​​(Villarreal, 2005, 2009a; Forterre and Prangishvili, 2013; Moelling and Broecker, 2019). Возбудителей болезней меньшинство. Большинство вирусов интегрируются в цитоплазму или нуклеоплазму клеток-хозяев, не причиняя вреда хозяину.

Постоянный образ жизни является преобладающим, а симбиотический и коэволюционный образ жизни вездесущ, потому что с самого начала жизни каждая клетка, ткань, орган и организм на этой планете постоянно инфицированы множеством вирусов (Ryan, 2009; Broecker and Moelling, 2019a; Koonin et al., 2019). Их персистентность, в большинстве случаев, проявляется не в полной функциональности, а в виде частей инфекционных агентов, которые остаются полезными инструментами для удовлетворения клеточных потребностей, поскольку такие вирусные части могут быть извлечены и адаптированы клеточными организмами и которые мы можем идентифицировать как некодирующие. РНК с синтаксисом повторяющейся последовательности (Jurka et al., 2007; Witzany, 2009, 2017c). Дефектные части инфекционных агентов могут служить сигналами иммунных функций против родственных генетических паразитов (Ariza-Mateos and Gómez, 2017).

Вирусы и их дефектные части играют важную роль в составе и устройстве генетического содержимого, которые помогают организмам перестраивать генетическое содержимое для адаптационных целей, например, в системах иммунитета или в эволюции новых органов, например.g., плацента и роль генов синцитина (Villarreal, 2009a, 2016a; Perot et al., 2012; Koonin, Krupovic, 2017; Broecker, Moelling, 2019b). Мы знаем их как эндогенные вирусы и дефекты, транспозоны, ретротранспозоны, длинные концевые повторы, недлинные концевые повторы, длинные вкрапленные ядерные элементы, короткие вкрапленные ядерные элементы, alu, интроны группы I, интроны группы II, фаги и плазмиды. Поскольку почти все остатки бывших инфекционных генетических паразитов имеют синтаксис повторяющихся нуклеотидов, в отличие от синтаксиса неповторяющихся нуклеотидов, кодирующих белок, теперь мы знаем, что в большинстве случаев они остаются некодирующими РНК (см. Ниже) ( Витцани, 2011d).В этом отношении мы можем изучать клеточную ДНК как предпочтительную среду обитания для множества обитателей РНК (Brookfield, 2005; Le Rouzic et al., 2007; Vennera et al., 2009; Villarreal and Witzany, 2013a).

Следует напомнить, что генетический контент человека, кодирующий белки, составляет только 1,5%, тогда как некодирующий, но регулируемый генетический контент составляет около 98,5% (Boland, 2017). Кроме того, мы не должны забывать, что вирусы представляют собой самые распространенные генетические элементы на этой планете, превосходящие по численности генетический контент клеток в 10 раз.В этом отношении клеточные геномы кажутся редкими островками в океане глобальной виросферы (Forterre, Prangishvili, 2009; Koonin, 2009; Rohwer et al., 2014).

Многие инфекционные агенты были идентифицированы в течение последних десятилетий как обитатели всех прокариотических, а также эукариотических геномов (Koonin and Dolja, 2014; Koonin et al., 2015). Они заражают, вставляют и удаляют, вырезают и вставляют или копируют и вставляют. Многие из них распространяются внутри генома. Они могут изменять генетическую идентичность хозяина путем вставки, рекомбинации или эпигенетической регуляции или повторной регуляции генетического содержимого и эволюционировать совместно с хозяином (Witzany, 2006, 2014c; Catania et al., 2020).

Что самое интересное и неизвестное, ранее называвшиеся популяциями РНК-вирусов, квазивидами, теперь признаются высоко интерактивные и кооперативные агенты (Villarreal and Witzany, 2013b). Вирусная коммуникация демонстрирует, что квазивидовые популяции и субпопуляции могут сотрудничать и конкурировать параллельно, в зависимости от обстоятельств жизни хозяина (Villarreal and Witzany, 2019). Социально взаимодействующие персистентные вирусы играют важную роль в качестве регуляторных элементов генов-хозяев — в большинстве случаев представленных повторяющимися последовательностями — которые могут реагировать почти на все неожиданные обстоятельства (Díaz-Muñoz et al., 2017; Санхуан, 2018).

Вирусы — единственные биотические агенты, которые могут генерировать кодовые последовательности de novo , идентифицировать специфичные для последовательности сайты-мишени, интегрировать в уже существующее генетическое содержимое, интегрировать без повреждения предыдущих кодирующих областей, рекомбинировать в соответствии с адаптационными целями и маркировать сайты последовательностей для эпигенетической фиксации содержания идентичности (Villarreal, 2005, 2009b). Весь спектр эпигенетической маркировки, которая так важна для клеточных организмов для координации различных стадий развития, проистекает из этих инфекционных агентов и адаптирован к клеточным потребностям (Witzany, 2009).Вирусы могут делиться на многочастные сегменты генома, неслучайно распределять свои части по геномам хозяина и снова собираться в полнофункциональные вирусные геномы (Sicard et al., 2016, 2019; Lucía-Sanz and Manrubia, 2017).

Текущее исследование продемонстрировало, что вирусы общаются для координации своего поведения: должно ли оно быть литическим или оставаться в лизогенном стиле. Семиохимические вещества, используемые для взаимодействия на межорганических уровнях, представляют собой пептиды (AimP), которые снижают экспрессию негативного регулятора лизогении (AimX) за счет связывания с фактором транскрипции (AimR), способствующим лизогении (Erez et al., 2017; Стокар-Авихаил и др., 2019). Мотивы взаимодействия в вирусной коммуникации варьируются от конфликта до сотрудничества в различных формах и мимикрии, в зависимости от ситуационного контекста (Mei and Zhang, 2019; Seligmann, 2019).

Вирусы — единственные живые существа, которые могут обмениваться генетическими последовательностями в качестве модульных инструментов между двухцепочечной ДНК, одноцепочечной ДНК, одноцепочечной РНК, двухцепочечной РНК и ретровирусами. Что наиболее интересно, они могут сотрудничать и конкурировать как вирусные облака параллельно (Koonin et al., 2015; Стедман, 2015, 2018; Берлинер и др., 2018).

Наиболее важным поведенческим мотивом как с эволюционной, так и с функциональной точки зрения является то, что вирусы могут интегрировать устойчивый образ жизни в клеточные организмы-хозяева с помощью модулей «зависимости» (Villarreal, 2012, 2016b). Это означает, что бывшие конкурирующие вирусные группы уравновешивают друг друга вместе с иммунной системой хозяина (Koonin et al., 2019). Такие противорегулирующие парные гены модулей зависимости можно найти в системах рестрикции / модуляции (RM), а также в системах токсин / антитоксин (ТА) (Mruk and Kobayashi, 2014).Функции вставки / удаления представляют собой аналогичные модули, как и системы RM. Этот инфекционный метод колонизации геномов хозяина является ключевым процессом в создании нового пространства последовательностей без репликации ошибок (Villarreal, 2009b; Villarreal and Witzany, 2015).

Рассмотреть генетическую информацию в клеточных геномах всех сфер жизни без остатков стойких вирусных инфекций было бы так же любопытно, как рассматривать языковой текст, состоящий из различных символов, как молекулярные кирпичики без агентов, которые могут писать связные лингвистические тексты и компетентны в генерировать его в соответствии с синтаксическими, прагматическими и семантическими правилами (Witzany, 2012b, 2017c).

Связь РНК

Шаги от вирусов к чистым стеблевым петлям РНК можно легко понять, если мы рассмотрим вироиды, то есть короткие цепи кольцевого одноцепочечного РНК-вируса без белковой оболочки (Catalán et al., 2019). Однако в эволюционные периоды взаимодействующие сети РНК наиболее вероятно предшествовали вирусам и клеточной жизни (Root-Bernstein and Dillon, 1997; Witzany, 2011b; Root-Bernstein and Root-Bernstein, 2015; Demongeot and Seligmann, 2019). уровень цепи РНК, который ясно демонстрирует инфекционные свойства и свойства манипулирования хозяином (Diener, 1989; Flores et al., 2012, 2014). Это согласуется с миром РНК групп стебель-петля РНК и идентичностями групп РНК в результате биотического поведения, представленного процессами биологического отбора (Петров и др., 2014; Ариза-Матеос и др., 2019; Вильярреал и Витцани, 2019; Demongeot и Seligmann, 2020).

Понять социальные взаимодействия между сторонниками мира РНК — значит понять увлекательную сферу того, что ранее считалось невозможным: простые последовательности молекул ведут себя не как физические / химические сущности в абиотическом мире, а как компетентные агенты на синтаксис генетического кода, который взаимодействует и организует, составляет и генерирует структуры последовательностей и группы, которые зависят от группового отбора (Higgs and Lehman, 2015).Как было показано, одиночная стебель-петля РНК ведет себя как случайный набор нуклеотидов без селективных сил, регулируемых строго физическими законами (Smit et al., 2006; Vaidya et al., 2012, 2013). Биологический отбор начинается только в том случае, если они объединяются в группы, консорциумы (Hayden, Lehman, 2006).

РНК могут служить в качестве матрицы или быть активными в качестве катализатора (Gwiazda et al., 2012). Эта двойная функция генотипа и фенотипа уникальна в биологии, где мы можем найти большинство организмов, разделенных на генетические кодирующие и основанные на белках тела в рамках их реальных взаимодействий.Раньше считалось, что передача информации — это односторонний путь от генотипа к фенотипу, но с эпигенетикой и биологией РНК стало очевидно, что обратное направление информационного потока, указывающее на сложные знакопосредованные взаимодействия (т. Е. Общение) — играет важную роль в эволюции, развитии и адаптационной гибкости (Шапиро, 2009, 2014, 2016; Спадафора, 2016).

группы стебель-петля РНК взаимодействуют с др. ДНК, РНК или белками, формируя наиболее важные рибо-нуклео-белковые комплексы (RNP), такие как подгруппы рибосомы, сплайсосомы и эдитосомы (Mercer and Mattick, 2013).Их активным участком, который приводит к групповому поведению, являются одноцепочечные петли или выпуклости, необходимые для распознавания себя / не-себя и групповой идентичности.

Кроме того, эти одноцепочечные петли активно склонны к интеграции или отторжению стебель-петель чужеродной РНК. Их очень склонная к взаимодействию нуклеотидная «поверхность» служит знаками (индексами) для конкурирующих или взаимодействующих стебель-петель РНК, основываясь на правилах комплементарного спаривания оснований (Schudoma, 2011). Это актуально также для мимикрии РНК, как было недавно продемонстрировано (Ariza-Mateos and Gómez, 2017; Grüll and Massé, 2019).

Мы должны рассматривать такие ансамбли стебель-петель РНК как популяции РНК, которые исследуются как разновидности малых некодирующих РНК, таких как мяРНК, мяРНК, piwi РНК, тРНК, рРНК, мРНК, миРНК и микроРНК (Bartel, 2004; Carthew and Sontheimer, 2009; Malone and Hannon, 2009; Gebetsberger et al., 2017).

Ансамбли фрагментов РНК, которые самолигируются в самовоспроизводящиеся рибозимы, могут неожиданно образовывать кооперативные сети (Briones et al., 2009; Cheng and Unrau, 2010).Было показано, что трехчленные сети представляют динамику кооперативного роста. Когда такие кооперативные сети конкурируют с эгоистичными группами «ствол-петля» РНК, они растут быстрее. Это указывает на то, что популяции РНК могут развиваться с более высокой сложностью за счет кооперативных взаимодействий. Это также продемонстрировало, что сотрудничество побеждает эгоизм (Hayden and Lehman, 2006; Vaidya et al., 2012). Таким образом, верховенство гипотезы эгоистичного гена на уровне РНК устарело.

Некодирующие РНК взаимодействуют со всеми соответствующими ключевыми игроками в биологическом мире: ДНК, РНК и белками.Они играют важную роль в ядерной организации, транскрипции, посттранскрипционных и эпигенетических процессах и транскрибируются в смысловом и / или антисмысловом направлениях (Cech and Steitz, 2014; Long et al., 2017). Они могут экспрессироваться в разных типах клеток, субклеточных компартментах и ​​стадиях развития, в каждом случае контекстно-зависимым образом (Mattick and Gagen, 2001; Mattick, 2003; Clark et al., 2013). Некодирующие РНК могут взаимодействовать кооперативно модульно (Manrubia and Briones, 2007; Higgs and Lehman, 2015).

Некодирующие РНК могут регулировать координированно или независимо, автономно или функционально взаимосвязанными. Такие РНК регулируют отдельные гены или более крупные генетические сети. Они также могут довольно точно контролировать пространственно-временную координацию экспрессии генов (Witzany, 2009). Кроме того, некодирующие РНК могут нацеливаться друг на друга для посттранскрипционной регуляции, альтернативного сплайсинга, полиаденилирования и нетематических модификаций (Doudna et al., 1989). Другой рибонуклеопротеиновый комплекс, editosome, играет важную роль в передаче окружающей (контекстной) информации в эпигеном (Cech, 2012).Кроме того, другие рибонуклеопротеидные комплексы могут подвергаться ядерно-цитоплазматическому, ядерно-митохондриальному и аксодендритному трафику. Они служат в качестве подходящих РНК-белковых консорциумов, которые пространственно-временным образом распределяют комбинации нкРНК, матричных РНК и РНК-связывающих белков (Atkins et al., 2010; Noller, 2012; Petrov et al., 2015; Villarreal, 2015; Tartaglia, 2016) .

Основными инструментами таких консорциумов РНК являются их комплементарная композиция из оснований для спаривания оснований и петель без спаривания оснований (одноцепочечных), которые являются результатом присущего РНК свойства сворачиваться назад, строя структуры ствол-петля (Villarreal and Witzany, 2013b).Разнообразие правил в отношении генов, кодирующих белок, а также процессинга этих регуляторных РНК с помощью ряда определенных этапов сплайсинга РНК и редактирования РНК транскриптов РНК делают понимание практически невозможным из-за согласованной сложности (Witzany, 2016c) . Теперь совершенно ясно, что некодирующие РНК создают те агенты, которые определяют регуляцию всех стадий и подэтапов регуляции генов в клеточных организмах (Mattick, 2009). Интерактивная связь между агентами РНК-мира и клеточными организмами основана на обилии инфекционных генетических паразитов, вирусов и родственных агентов, которые переносят и вставляют все соответствующие характеристики РНК в клеточный мир или, как заметил Франтишек Балуска, «без инфекции, нет эволюции »(Baluska, 2009; Baluška, Witzany, 2014).

В отличие от ДНК-вирусов, РНК-вирусы имеют гораздо меньшие геномы на основе РНК без проверки и исправления. «Подверженные ошибкам» РНК-вирусы — ключевая тема физикалистской биологии. Однако раньше это считалось дефицитом, потому что «коэффициент ошибок» очень высок. Противоположная точка зрения более эффективна: рассматривать ее как «уровень нововведений», потому что она объединяет свойство изобретения нового содержания последовательности, de novo , то есть того, чего раньше не было.Это важно для вариабельности, а также для инфекции, иммунитета и идентичности, как для разнообразных вирусных и клеточных популяций, так и для непрерывного взаимодействия между клеточной иммунной системой и инфекционными генетическими паразитами на протяжении всей истории жизни (Villarreal, 2015). «Порог ошибки» использовался для обозначения критического состояния слишком большого количества репликаций ошибок для стабилизации вновь полученных вариаций (Shah et al., 2019). Репликация должна быть быстрее, чем скорость разрушения вновь полученных цепей.Поскольку «ошибки» не подходят для описания инноваций в цепи РНК, мы можем теперь рассматривать эти события как «инновационную перегрузку».

Обобщение текущих эмпирических данных

Мы увидели, что использование лингвистических терминов, таких как генетический код, код без запятых, транскрипция, перевод, рамка считывания, иммунный ответ и т. Д., В биологии все еще возможно. Однако физикалистская парадигма, которая ввела эти термины в биологию, больше не действует. Физикализм, как и другие математические теории языка, не может обосновать эти термины, потому что это находится за пределами их компетенции: естественные языки и коды являются результатом социальных взаимодействующих агентов в соответствии с компетентными и общепринятыми правилами использования знаков и позволяют живым агентам не только для координации и организации их поведенческих характеристик и возможностей, а также для создания совершенно новых последовательностей знаков и поведенческих адаптаций, которые невозможно предсказать или вычислить с помощью процедур, основанных на алгоритмах.Нуклеотидные последовательности генетического кода не являются результатом самоорганизации материи. Генетический код не является результатом статистической механики (таблица 1).

Таблица 1 . Различные парадигмы, исследующие живые агенты и определяющие жизнь: парадигма молекулярной биологии объясняет все жизненные процессы, прежде всего, с помощью физико-химических свойств и статистической механики.

Сегодня мы знаем, что жизнь состоит из трех уровней взаимодействий: клетки, которые генетически регулируются сетями РНК, которые являются остатками бывших агентов вторжения в геном, таких как вирусы и их родственники.Количественно клеточные гены представляют собой редкие острова в океане вирусов и связанных с вирусами инфекционных генетических паразитов (виросферы). Стратегия вторжения геномных паразитов привела к сохранению в геномах хозяина, которые теперь представляют эволюционные новые генетические идентичности, чем до вторжения. Иммунные системы в клеточных организмах представляют собой коммуникативные сети устойчивых генетических паразитов, которые служат иммунной функцией против родственных паразитов. Бывшие конкурирующие генетические паразиты вместе с иммунной функцией хозяина создают множество регулирующих инструментов, которым противодействуют.Три уровня взаимодействия (а) РНК-группы, (б) вирусы и (в) клеточные организмы не только составляют и регулируют, но и по своей сути открыты для создания новых, неожиданных и невычислимых профилей взаимодействия. Это означает генетические последовательности de novo , новые пути кооперации, экзаптацию и новые черты ранее сгенерированных модулей, таких как части, которые эволюционировали для различных целей, повторное использование бывших деградированных модулей (вирусные дефектные меньшинства) и новые поведенческие мотивы клеточных форм жизни. .

Заключение

Жизнь — это прежде всего процесс. Основная характеристика этого процесса — скоординированная организация сложных взаимодействий, которые мы видим как белковые организмы трех сфер жизни, их воспроизводство и метаболизм, опосредованные сложной взаимосвязанной генной регуляцией в результате коммуникации. Живая природа структурирована и организована с помощью языка и общения внутри организмов, вирусов и сетей РНК и между ними. Если общение повреждено или нарушено, координация и организация могут быть неполными, а нормальная функция нарушается, что приводит к широкому спектру заболеваний.Без агентов мира РНК никакая регуляция клеточных генов не могла бы иметь место. Без вирусов и связанных с ними инфекционных агентов эти возможности поведения группы «стебель-петля» РНК как изобретателей и регуляторов генов не были бы интегрированы в геномы клеток-хозяев.

Следовательно, мы должны спросить, является ли мутация («ошибочная репликация») правильным термином для обозначения генетической изменчивости в будущем. Репликация ошибок, которая в большинстве случаев означает повреждение ДНК без успешного восстановления, является эмпирическим фактом, но не играет важной роли в генетических инновациях.Эволюционно релевантные генетические вариации являются результатом естественного редактирования генома компетентными агентами, такими как вирусы и сети РНК, с присущей им способностью генерировать и изменять нуклеотидные последовательности. Это грамотное редактирование нуклеотидной последовательности. В отличие от прежних убеждений, это агентный процесс взаимодействия, который далек от статистической механики и биохимической кинетики. Вместо репликации ошибок мы должны теперь использовать «генетические инновации», которые намного лучше соответствуют эмпирически задокументированным событиям.Тогда дарвиновскую эволюцию можно было бы пересмотреть на «инновации и отбор».

Если мы хотим новое определение жизни для астробиологических исследований, мы должны интегрировать взаимодополняемость клеток, вирусов и сетей РНК в коммуникативный жизненный мир. Жизнь как процесс зависит от этих взаимодействующих агентов. Да, все живые агенты состоят из элементов, лежащих в основе физики и химии. Однако, в отличие от абиотических планет, жизнь на этой планете зависит от коммуникативных процессов, участвующих во всех знакопосредованных взаимодействиях клеток, вирусов и субвирусных сетей РНК.Таким образом, мы можем сформулировать новое определение жизни: жизнь — это коммуникативное взаимодействие, что означает, что жизнь — это прежде всего социальное событие.

Жизнь — это светское событие. Социальные события реализуются посредством коммуникативных взаимодействий на трех дополнительных уровнях параллельно: клеточная коммуникация, РНК-коммуникация и вирусная коммуникация.

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в статью / дополнительный материал.

Взносы авторов

Автор подтверждает, что является единственным соавтором этой работы, и одобрил ее к публикации.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Рецензент LV заявил о прошлом соавторстве с автором обрабатывающему редактору.

Ссылки

Ариса-Матеос, А., Брионес, К., Пералес, К., Доминго, Э., и Гомес, Дж. (2019). Археология кодирующей РНК. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1447, 119–134. DOI: 10.1111 / nyas.14173

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аткинс, Дж. Ф., Гестеланд, Р. Ф., и Чех, Т. (2010). РНК миров. От происхождения жизни к разнообразию в Регламенте гена . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Лаборатория издательства Колд-Спринг-Харбор.

Google Scholar

Остин, Дж. Л. (1975). Как делать вещи со словами . Лондон: Издательство Гарвардского университета. DOI: 10.1093 / acprof: oso / 9780198245537.001.0001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Байс, Х. П., Парк, С. В., Вейр, Т. Л., Каллавей, Р. М., и Виванко, Дж. М. (2003). Как растения общаются по подземной информационной супермагистрали. Тренд. Растение. Sci . 9, 26–32. DOI: 10.1016 / j.tplants.2003.11.008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Балуска Ф. (2009). Каналы между клетками, вирусы и эволюция: через инфекцию, паразитизм и симбиоз к более высоким уровням биологической сложности. Ann. Акад. Sci. 1178, 106–119. DOI: 10.1111 / j.1749-6632.2009.04995.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Балуска Ф., Манкузо С. и Фолькманн Д. (2006). Коммуникация в растениях . Гейдельберг: Springer. DOI: 10.1007 / 978-3-540-28516-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Балуска Ф., Нинкович В. (2010). Связь растений с экологической точки зрения . Гейдельберг: Springer.DOI: 10.1007 / 978-3-642-12162-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Белл, П. Дж. Л. (2006). Пол и цикл эукариотических клеток соответствуют вирусному происхождению и эукариотического ядра. J. Theor. Биол . 243, 54–63. DOI: 10.1016 / j.jtbi.2006.05.015

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бен Джейкоб, Э., Беккер, И., Шапира, Ю., и Левин, Х. (2004). Бактериальная лингвистическая коммуникация и социальный интеллект. Trends Microbiol. 12, 366–372. DOI: 10.1016 / j.tim.2004.06.006

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бермудес Д. и Маргулис Л. (1989). Приобретение симбионта как неосема: происхождение видов и высших таксонов. Симбиоз . 4, 185–198.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Берталанфи, Л. (1940). Der Organismus als Physikalisches System Betrachtet. Die Naturwissenschaften . 28, 521–531. DOI: 10.1007 / BF01497764

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бибрихер, К. К., Эйген, М., и Гардинер, В. К. мл. (1985). Кинетика репликации РНК: конкуренция и отбор среди самовоспроизводящихся видов РНК. Биохимия . 24, 6550–6560. DOI: 10.1021 / bi00344a037

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бланде, Дж. Д., и Глинвуд, Р. (2016). Расшифровка химического языка общения растений . Гейдельберг: Springer.DOI: 10.1007 / 978-3-319-33498-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bonneville, S., Delpomdor, F., Préat, A., Chevalier, C., Araki, T., Kazemian, M., et al. (2020). Молекулярная идентификация микрофоссилий грибов в сланцевых породах неопротерозоя. Sci. Adv . 6: eaax7599. DOI: 10.1126 / sciadv.aax7599

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Briones, C., Stich, M., and Manrubia, S.C. (2009). Рассвет мира РНК: к функциональной сложности за счет лигирования случайных олигомеров РНК. РНК 15, 743–749. DOI: 10.1261 / rna.1488609

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Каэтано-Аноллес, Г., Минхас, Б. Ф., Азиз, Ф., Могол, Ф., Шахзад, К. и др. (2017). «Сжатый словарь белков архей», в Biocommunication of Archaea , ed G. Witzany (Cham: Springer), 147–174. DOI: 10.1007 / 978-3-319-65536-9_10

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Каллавей Р. М. (2002). Обнаружение соседей по растениям. Тренд. Ecol. Evol. 1 7, 104–105. DOI: 10.1016 / S0169-5347 (01) 02438-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Карнап Р. (1931). Die Physikalische Sprache als Universalsprache der Wissenschaft. Erkenntnis 2, 432–465. DOI: 10.1007 / BF02028172

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Карнап Р. (1939). Основы логики и математики . Чикаго: Издательство Чикагского университета.

Google Scholar

Каталон, П., Елена, С. Ф., Куэста, Дж. А., и Манрубия, С. (2019). Экономный сценарий появления вироид-подобных репликонов de novo . Вирусы . 11: E425. DOI: 10.3390 / v11050425

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Катания, С., Думесик, П. А., Пиментел, Х., Насиф, А., Стоддард, К. И., Берк, Дж. Э. и др. (2020). Эволюционное сохранение метилирования ДНК в течение миллионов лет после потери древней метилтрансферазы de novo . Ячейка 180, 263–277.e20. DOI: 10.1016 / j.cell.2019.12.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чех, Т. Р., и Стейтц, Дж. А. (2014). Революция некодирующей РНК меняет старые правила и создает новые. Cell 157, 77–94. DOI: 10.1016 / j.cell.2014.03.008

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кларк, М. Б., Чоудхари, А., Смит, М. А., Тафт, Р. Дж., И Маттик, Дж. С. (2013). Возникает темная материя: расширяющийся мир регуляторных РНК. Очерки Биохимии . 54, 1–16. DOI: 10.1042 / bse0540001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Demongeot, J., and Seligmann, H. (2019). Теория происхождения жизни уроборос: теоретические минимальные кольца РНК из 22 нуклеотидов отражают эволюцию генетического кода и механизмов трансляции тРНК-рРНК. Acta Biotheor. 67, 273–297. DOI: 10.1007 / s10441-019-09356-w

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Demongeot, J., и Селигманн, Х. (2020). История аккреции больших рибосомных субъединиц, выведенная из теоретических минимальных колец РНК, соответствует историям, полученным с помощью филогенетических и структурных методов. Ген 3: 144436. DOI: 10.1016 / j.gene.2020.144436

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Диас-Муньос, С. Л., Санхуан, Р., и Уэст, С. (2017). Социовирология: конфликт, сотрудничество и общение между вирусами. Клеточный микроб-хозяин. 22, 437–441. DOI: 10.1016 / j.chom.2017.09.012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Доминго Э. и Шустер П. (2016). Квазивиды: от теории к экспериментальным системам . Чам: Спрингер. DOI: 10.1007 / 978-3-319-23898-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дудна, Дж. А., Кормак, Б. П., и Шостак, Дж. У. (1989). Структура РНК, а не последовательность, определяет специфичность 5-го участка сплайсинга интрона группы I. Proc. Natl. Акад. Sci.США 86, 7402–7406. DOI: 10.1073 / pnas.86.19.7402

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Данн, А.К., и Хандельсман, Дж. (2002). К пониманию микробных сообществ посредством анализа коммуникационных сетей. Антони ван Левенгук 81, 565–574. DOI: 10.1023 / A: 1020565807627

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эйген, М., Винклер, Р. (1983). Правила игры: как принципы природы управляют шансом .Принстон: Издательство Принстонского университета.

Google Scholar

Эрез, З., Стейнбергер-Леви, И., Шамир, М., Дорон, С., Стокар-Авихаил, А., Пелег, Ю. и др. (2017). Связь между вирусами определяет решения о лизисе-лизогении. Природа 541, 488–493. DOI: 10.1038 / nature21049

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Флеминг, А. Дж. (2005). Межклеточная коммуникация у растений . Оксфорд; Бока-Ратон, Флорида: Blackwell Publishing / CRC Press.DOI: 10.1093 / aob / mcl019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Флорес Р., Гаго-Захерт С., Серра П., Санхуан Р. и Елена С. Ф. (2014). Вироиды: выжившие из мира РНК? Annu. Ред. Microbiol . 68, 395–414. DOI: 10.1146 / annurev-micro-0-103416

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Флорес Р., Серра П., Минойя С., Ди Серио Ф. и Наварро Б. (2012). Вироиды: от генотипа к фенотипу только на основе последовательности РНК и структурных мотивов. Фронт. Microbiol. 3: 217. DOI: 10.3389 / fmicb.2012.00217

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фортерре, П., Прангишвили, Д. (2009). Великая миллиардная война между организмами, кодирующими рибосомы и капсид (клетки и вирусы), как главный источник эволюционных новшеств. Ann. Акад. Sci . США A . 1178, 65–77. DOI: 10.1111 / j.1749-6632.2009.04993.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фриш, К.(1971). Пчелы: их зрение, химические чувства и язык . Итака: Издательство Корнельского университета.

Google Scholar

Гебетсбергер, Дж., Висс, Л., Млечко, А. М., Ройтер, Дж., И Полачек, Н. (2017). Фрагмент, полученный из тРНК, конкурирует с мРНК за связывание с рибосомами и регулирует трансляцию во время стресса. РНК Биол . 14, 1364–1373. DOI: 10.1080 / 15476286.2016.1257470

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гёдель, К.(1931). Ueber формальных unentscheidbare Sätze der Principia Mathematica und Verwandter Systeme. Monatsh. Математика. Phys . 38, 173–198. DOI: 10.1007 / BF01700692

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гвязда, С., Саломон, К., Аппель, Б., и Мюллер, С. (2012). Самолигирование РНК: от олигонуклеотидов до полноразмерных рибозимов. Biochimie 94, 1457–1463. DOI: 10.1016 / j.biochi.2012.03.015

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хабермас, Дж.(1987). Теория коммуникативного действия. Жизненный мир и система: критика функционального разума, Vol. 2 . Бостон, Массачусетс: Beacon Press.

Google Scholar

Хабермас Дж. (1994). Действия, речевые акты, лингвистически опосредованные взаимодействия и жизненный мир. Phil. Пробл. Tod. 1, 45–74. DOI: 10.1007 / 978-94-017-4522-2_3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хармс А., Бродерсен Д. Э., Митараи Н. и Гердес К. (2018).Токсины, цели и триггеры: обзор биологии токсинов и антитоксинов. Мол. Клетка. 70, 768–784. DOI: 10.1016 / j.molcel.2018.01.003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гильберт Д. и Бернейс П. (1934/1939). Grundlagen der Mathematik . Берлин; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.

Google Scholar

Хоган, Д. А. (2006). Говоря сами с собой: ауторегуляция и определение кворума у ​​грибов. Эукариот. Ячейка 584, 613–619.DOI: 10.1128 / EC.5.4.613-619.2006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джейкоб С., Шейн А.С., Штикцелле Н., Хуэт М. и Клобер Дж. (2015). Социальная информация от иммигрантов: несколько источников информации на основе иммигрантов для принятия решений о расселении в вспомогательной организации. J. Anim. Экол . 84, 1373–1383. DOI: 10.1111 / 1365–2656.12380

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Юрка Дж., Капитонов В. В., Кохани О. и Юрка М.В. (2007). Повторяющиеся последовательности в сложных геномах: структура и эволюция. Annu. Rev. Genomics Hum. Genet . 8, 241–259. DOI: 10.1146 / annurev.genom.8.080706.092416

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кандел Э. (1976). Клеточные основы поведения: Введение в поведенческую нейробиологию . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Фриман.

Google Scholar

Кунин, Э. В. (2009). О происхождении клеток и вирусов: сценарий первобытного вируса мира .Аня. Акад. Sci . США. 1178, 47–64. DOI: 10.1111 / j.1749-6632.2009.04992.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кунин Э. В., Доля В. В. (2014). Мир вирусов как эволюционная сеть вирусов и бескапсидных эгоистичных элементов. Microbiol. Мол. Биол. Ред. . 78, 278–303. DOI: 10.1128 / MMBR.00049–13

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кунин Э. В., Доля В. В., Крупович М.(2015). Происхождение и эволюция вирусов эукариот: предельная модульность. Вирусология 479/480, 2–25. DOI: 10.1016 / j.virol.2015.02.039

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кунин Э. В., Крупович М. (2017). Полинтоны, вирофаги и трансповироны: запутанная сеть, связывающая вирусы, транспозоны и иммунитет. Curr. Opin. Virol. 25, 7–15. DOI: 10.1016 / j.coviro.2017.06.008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кунин, Э.В., Макарова, К. С., Вольф, Ю. И., и Крупович, М. (2019). Эволюционное запутывание мобильных генетических элементов и систем защиты хозяина: оружие по найму. Nat. Преподобный Жене. 21, 119–131. DOI: 10.1038 / s41576-019-0172-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Люсия-Санс, А., и Манрубия, С. (2017). Многокомпонентные вирусы: адаптивный трюк или эволюционное лечение? N. P. J. Syst. Биол. Заявление . 3:34. DOI: 10.1038 / s41540-017-0035-y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лупорини, П., Валлези А., Алименти К. и Ортенци К. (2006). Сигнальные белки (феромоны) простейших инфузорий, специфичные для клеточного типа. Curr. Pharm. Des . 12, 3015–3024. DOI: 10.2174 / 138161206777947452

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маргулис Л. (2004). Серийная эндосимбиотическая теория (SET) и композитная индивидуальность. Переход от бактериального генома к эукариотическому. Microbiol. Tod . 31, 173–174.

Google Scholar

Мэттик, Дж.С. (2003). Оспаривание догмы: скрытый слой некодирующих РНК в сложных организмах. BioEssays 25: 930. DOI: 10.1002 / bies.10332

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маттик, Дж. С. (2009). Деконструкция догмы: новый взгляд на эволюцию и генетическое программирование сложных организмов. Ann. Акад. Sci . США. 1178, 29–46. DOI: 10.1111 / j.1749–6632.2009.04991.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мэттик, Дж.С., и Гаген, М. Дж. (2001). Эволюция контролируемых многозадачных генных сетей: роль интронов и других некодирующих РНК в развитии сложных организмов. Мол. Биол. Evol . 18, 1611–1630. DOI: 10.1093 / oxfordjournals.molbev.a003951

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маккарти, Т. (1984). «Введение переводчика», в Теория коммуникативного действия 1 , изд. Дж. Хабермас (Бостон, Массачусетс: Beacon Press), vi – xxxix.

Google Scholar

Мид, Г.Х. (1934). Разум, Я и общество . Чикаго: Издательство Чикагского университета.

Google Scholar

Мэй, С., и Чжан, К. (2019). In silico раскрытие перекрестных переговоров передачи сигналов патоген-хозяин через мимикрию патогенов и сети белок-белкового взаимодействия человека. Comput. Struct. Biotechnol. J. 18, 100–113. DOI: 10.1016 / j.csbj.2019.12.008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мерсер Т. Р. и Мэттик Дж.С. (2013). Структура и функция длинных некодирующих РНК в эпигенетической регуляции. Nat. Struct. Мол. Биол. 20, 300–307. DOI: 10.1038 / nsmb.2480

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Меллинг, К., и Брокер, Ф. (2019). Вироиды-первые — модель жизни на Земле, Марсе и экзопланетах. Науки о Земле . 9: 241. DOI: 10.3390 / geosciences

41

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мрук И., Кобаяши И. (2014). Быть или не быть: регуляция систем рестрикции-модификации и других систем токсин-антитоксин. Nucleic Acids Res . 42, 70–86. DOI: 10.1093 / nar / gkt711

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нойман Дж. (1966). Теория самовоспроизводящихся автоматов . Урбана / Лондон: Иллинойский университет Press.

Google Scholar

Перо П., Больц П. А. и Маллетт Ф. (2012). «От вирусов к генам: синцитины», в Вирусы: основные агенты жизни , изд. Г. Витцани (Дордрехт: Springer), 325–361. DOI: 10.1007 / 978-94-007-4899-6_17

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Перотто Д. и Балуска Ф. (2012). Сигнализация и коммуникация в симбиозе растений . Гейдельберг: Springer. DOI: 10.1007 / 978-3-642-20966-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Петров А.С., Бернье К.Р., Сяо К., Норрис А.М., Ковач Н.А., Уотербери К.С. и др. (2014). Эволюция атомного разрешения рибосомы. Proc. Natl. Акад. Sci. США А .111: 10251–10256. DOI: 10.1073 / pnas.1407205111

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Петров А.С., Гюлен Б., Норрис А.М., Ковач Н.А., Бернье К.Р., Ланье К.А. и др. (2015). История рибосомы и происхождение перевода. Proc. Natl. Акад. Sci. США А . 112: 15396–15401. DOI: 10.1073 / pnas.1509761112

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Платтнер, Х. (2016). «Принципы внутриклеточной передачи сигналов у простейших с ресничками — краткое описание», в Biocomminication of Ciliates , под ред.Витцани и М. Новацки (Дордрехт: Спрингер), 13–34. DOI: 10.1007 / 978-3-319-32211-7_2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Потапова Т. (2012). «Межклеточная коммуникация при росте кончиков мицелиальных грибов», в Biocommunication of Fungi , ed G. Witzany (Dordrecht: Springer), 103–114. DOI: 10.1007 / 978-94-007-4264-2_7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ровер, Ф., Юл, М., Моган, Х., Хисакава, Н. (2014). Жизнь в нашем мире фагов.Столетний полевой справочник самых разнообразных жителей Земли . Сан-Диего: Уолон.

Google Scholar

Рут-Бернштейн, Р. С., и Диллон, П. Ф. (1997). Молекулярная комплементарность I: теория дополнительности происхождения и эволюции жизни. J. Theor. Биол. 188, 447–479. DOI: 10.1006 / jtbi.1997.0476

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шредингер, Э. (1944). Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки .Лондон: Издательство Кембриджского университета.

Google Scholar

Сирл, Дж. (1976). Речевые акты: очерк философии языка . Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Google Scholar

Селигманн, Х. (2019). Синтения между совместно размещенными геномами митохондрий, хлоропластов и фикоднавирусов: функциональная мимикрия и / или общее происхождение? ДНК клетки биол . 38, 1257–1268. DOI: 10.1089 / dna.2019.4858

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шах, В., де Бутер, Дж., Паули, К., Таппер, А.С., и Хиггс, П.Г. (2019). Выживание репликаторов РНК намного легче в протоклетках, чем в поверхностных пространственных системах. Жизнь 9: E65. DOI: 10.3390 / life

65

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шеннон К. Э. и Уивер В. (1949). Математическая теория коммуникации . Урбана: Университет Иллинойса Press.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Шапиро, Дж.А. (2016). Ничто в эволюции не имеет смысла, кроме как в свете геномики: чтение-запись эволюции генома как активного биологического процесса. Биология. 5: E27. DOI: 10.3390 / biology5020027

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Sicard, A., Pirolles, E., Gallet, R., Vernerey, M. S., Yvon, M., Urbino, C., et al. (2019). Многоклеточный образ жизни многоклеточного вируса. Элиф. 8: e43599. DOI: 10.7554 / eLife.43599

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Смит, С., Ярус, М., и Найт, Р. (2006). Естественный отбор не требуется для объяснения универсальных композиционных паттернов в категориях вторичной структуры рРНК. РНК 12, 1–14. DOI: 10.1261 / rna.2183806

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Солл Д. (2012). «Пути передачи сигналов, регулирующие переключение, спаривание и образование биопленок у Candida albicans и родственных видов», в Biocommunication of Fungi , ed G. Witzany (Dordrecht: Springer), 85–102.DOI: 10.1007 / 978-94-007-4264-2_6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Спадафора, К. (2016). Наследование внехромосомной генетической информации от сомы к зародышевой линии посредством механизма, основанного на обратной транскриптазе LINE-1. Bioessays. 38: 726–733. DOI: 10.1002 / bies.201500197

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Штадлер П. Ф. и Шустер П. (1992). Мутации в автокаталитических реакционных сетях. Анализ, основанный на теории возмущений. J. Math. Биол. 30, 597–631. DOI: 10.1007 / BF00948894

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стокар-Авихаил, А., Тал, Н., Эрез, З., Лопатина, А., Сорек, Р. (2019). Широкое использование пептидной связи в фагах, заражающих почву и патогенные бактерии. Микрофон сотового хоста . 25, 746–755. DOI: 10.1016 / j.chom.2019.03.017

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вайдья, Н., Манапат, М.Л., Чен, И. А., Ксулви-Брюне, Р., Хайден, Э. Дж., И Леман, Н. (2012). Спонтанное формирование сети среди кооперативных репликаторов РНК. Природа 491, 72–77. DOI: 10.1038 / природа11549

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вайдья Н., Уокер С. И., Леман Н. (2013). Переработка информационных единиц приводит к выделению репликаторов в пребиотическом супе. Chem. Биол. 20, 241–252. DOI: 10.1016 / j.chembiol.2013.01.007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Веннера, С., Фешотт, К., и Биемонта, К. (2009). Динамика сменных элементов: к общей экологии генома. Trends Genet. 25, 317–323. DOI: 10.1016 / j.tig.2009.05.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вильярреал, Л. П. (2009b). Происхождение групповой идентичности: вирусы, зависимость и сотрудничество . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.

Google Scholar

Вильярреал, Л. П. (2012). «Модуль зависимости как социальная сила», в Viruses: Essential Agents of Life , ed G.Витцани (Дордрехт: Springer Science + Business Media), 107–146. DOI: 10.1007 / 978-94-007-4899-6_6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вильярреал, Л. П., и Витцани, Г. (2010). Вирусы — важные агенты в корнях и стволах древа жизни. J. Theor. Биол. 262, 698–710. DOI: 10.1016 / j.jtbi.2009.10.014

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вильярреал, Л. П., и Вицани, Г. (2015). Когда конкурирующие вирусы объединяются: эволюция, сохранение и пластичность генетической идентичности. J. Mol. Evol . 80, 305–318. DOI: 10.1007 / s00239–015-9683-y

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вильярреал, Л. П., и Витцани, Г. (2019). Это жизнь: постоянное взаимодействие сетей РНК вирусов и клеток. Ann. Акад. Sci. 1447, 5–20. DOI: 10.1111 / nyas.14040

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван С. и Лу З. (2017). «Вторичные метаболиты в архее и экстремальных средах», в Biocommunication of Archaea , ed G.Витцани (Чам: Спрингер), 235–239. DOI: 10.1007 / 978-3-319-65536-9_14

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уайтхед А. Н. и Рассел Б. (1910/1912/1913). Принципы математики . Кембридж: Издательство Кембриджского университета.

Google Scholar

Винер, Н. (1948). Кибернетика, или Управление и коммуникация у животных и машин . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley.

Google Scholar

Витгенштейн, Л. (1922). Tractatus Logico-Philosophicus . Лондон: Кеган Пол.

Google Scholar

Витгенштейн, Л. (1953). Философские исследования . Оксфорд: Бэзил Блэквелл.

Google Scholar

Витцани, Г. (1993). Natur der Sprache — Sprache der Natur . Sprachpragmatische Philosophie der Biologie. Вюрцбург: Кенигсхаузен и Нойман.

Google Scholar

Витцани, Г. (1995). От «логики молекулярного синтаксиса» к молекулярному прагматизму.Объяснительные недостатки в концепции языка и коммуникации Манфреда Эйгена. Evol. Cogn . 1, 148–168.

Google Scholar

Витцани, Г. (2000). Жизнь: коммуникативная структура . Нордерштедт: LoB.

Google Scholar

Витцани, Г. (2005). Естественная история жизни: история логики и динамики общения. S. E. E. D. J. 5, 27–55.

Google Scholar

Витцани, Г. (2009). Некодирующие РНК: стойкие вирусные агенты как модульные инструменты для клеточных нужд. Ann. Акад. Sci . 1178, 244–267. DOI: 10.1111 / j.1749–6632.2009.04989.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Витцани, Г. (2011a). Может ли математика объяснить эволюцию человеческого языка? Comm. Интегр. Биол . 4/5, 1–5. DOI: 10.4161 / cib.4.5.16426

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Витцани, Г. (2011c). «Введение: ключевые уровни биосвязи бактерий», в Биокоммуникация в почвенных микроорганизмах , под ред.Витцани (Дортрехт: Спрингер), 1–34. DOI: 10.1007 / 978-3-642-14512-4_1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Витцани, Г. (2012b). «От молекулярных образований к компетентным агентам: консорциумы вирусных инфекций действуют как естественные генные инженеры», in Viruses: Essential Agents of Life , ed G. Witzany (Dordrecht: Springer), 407–419. DOI: 10.1007 / 978-94-007-4899-6_20

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Витцани, Г. (2014a). «Язык и общение как универсальные требования для жизни», в Astrobiology: An Evolutionary Approach , ed V.Кольб (Бока-Ратон: CRC Press), 349–370.

Google Scholar

Витцани, Г. (2016a). «Ключевые уровни биокоммуникации», в Биокоммуникация: опосредованные знаками взаимодействия между клетками и организмами , ред. Р. Гордон и Дж. Секбах (Сингапур: World Scientific), 37–61. DOI: 10.1142 / 9781786340450_0002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Витцани, Г. (2016b). «Введение: ключевые уровни биокоммуникации инфузорий», в «Биокоммуникация инфузорий» , ред.Витцани и М. Новацки (Дордрехт: Спрингер), 1–12. DOI: 10.1007 / 978-3-319-32211-7_1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Витцани, Г. (2017a). «Искусственная и естественная обработка генетической информации», в Информационные исследования и поиски трансдисциплинарности , ред. М. Бургин и У. Хофкирхнер (Сингапур: World Scientific), 523–547. DOI: 10.1142 / 9789813109001_0019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Витцани, Г. (2017c).Два генетических кода: повторяющийся синтаксис для активных некодирующих РНК; неповторяющийся синтаксис для архивов ДНК. Comm. Интег. Биол . 10: e1297352. DOI: 10.1080 / 19420889.2017.1297352

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Витцани, Г. (2019). «Коммуникация как основная характеристика жизни», в Справочник по астробиологии , изд. В. Колб (Boka Raton: CrC Press), 91–105. DOI: 10.1201 / b22230-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Витцани, Г., и Балуска, Ф. (2012a). Сценарий кода жизни не кодирует сам себя. Машинная метафора живых организмов устарела. EMBO Rep. 13, 1054–1056. DOI: 10.1038 / embor.2012.166

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Инь, З., Варгас, К., Каннингем, Дж., Бенгтсон, С., Чжу, М., Мароне, Ф. и др. (2019). Ранние эдиакарские caveasphaera предвещают эволюционное происхождение животноподобной эмбриологии. Curr. Биол. 29, 4307–4314.e2. DOI: 10.1016 / j.куб.2019.10.057

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Что такое жизнь? | Пол Дэвис »IAI TV

Семьдесят пять лет назад выдающийся физик Эрвин Шредингер опубликовал знаменитую книгу под названием What is Life? Несмотря на поразительные успехи в биологии с тех пор, ученые до сих пор не знают, что такое жизнь и как она возникла. Нет сомнений в том, что живые организмы принадлежат к особому классу, почти волшебным по своим удивительным свойствам.Тем не менее, они сделаны из нормальной материи. Буквально в последние несколько лет тайна жизни, наконец, раскрывается, и недостающее звено между материей и жизнью проистекает из совершенно неожиданного направления. Открытие, похоже, откроет новый передовой рубеж науки с огромными последствиями для технологий и медицины. Он также обещает открыть принципиально новые законы природы.

Примечательно, Что такое жизнь? появился в разгар Второй мировой войны.Шредингер сбежал из своей родной Австрии, спасаясь от нацистов, и после недолгого пребывания в Оксфорде поселился в Дублине по приглашению премьер-министра Эмона де Валера в сопровождении его жены и любовницы. Ирландия была нейтральной страной, поэтому Шредингер не стеснялся заниматься своей академической работой, в отличие от многих своих коллег-ученых, которые помогали союзникам в войне. Шредингер был одним из основоположников квантовой механики, самой успешной научной теории за всю историю. Он сразу объяснил свойства атомов, молекул, субатомных частиц, ядерные реакции и стабильность звезд; на практике это дало нам лазер, транзистор и сверхпроводник.Для де Валеры Шредингер был настоящей уловкой.

Вдали от своего обычного окружения Шредингер позволил себе исследовать новые интересы, обратив свое внимание на биологию. Известно, что квантовая механика трудна для понимания. Тем не менее, несмотря на все его умение создавать эту эзотерическую отрасль физики, природа жизни сбивала его с толку. В самом деле, как и многие его современники, включая Эйнштейна, он считал, что понимание того, как устроена жизнь, намного сложнее, чем понимание квантовой физики.

___

« Кажется, что живые существа обладают врожденными целями »

___

Проблема того, что заставляет живые организмы тикать, озадачивала некоторых из лучших умов в истории. Философ Аристотель указал на ключевое свойство два с половиной тысячелетия назад. Кажется, что живые существа обладают врожденными целей или целей . Было бы бессмысленно описывать атом или луну как стремление чего-то достичь, однако организмы ведут себя так все время, борясь за выживание, ища себе партнеров, исследуя новые среды обитания.Аристотель ввел термин «телеология», чтобы описать склонность живых существ стремиться к будущей цели.

С наступлением современной научной эры в семнадцатом веке физики не нашли места телеологии. Исаак Ньютон представлял себе часовой механизм вселенной, в котором каждая частица материи движется в точном соответствии с фиксированными универсальными законами, безотносительно к судьбе или цели. Таким образом открылась огромная пропасть между физикой и биологией. Итак, учитывая, что и неживые, и живые существа состоят из одних и тех же атомов, откуда возникает внутреннее движение организмов?

Потребовалось около двухсот лет, чтобы биология начала догонять физику и стала настоящей наукой только после публикации книги Дарвина Происхождение видов в 1859 году.Но каким бы величием ни была теория эволюции, она не сделала ничего, чтобы сократить разрыв с физикой. Биологов интересует, что жизнь делает , а не то, что — это . Хотя Дарвин убедительно рассказал о том, как жизнь на Земле эволюционировала за миллиарды лет от простых микробов до богатства и разнообразия биосферы, которую мы видим сегодня, он отказался понять, как вообще возникла жизнь. «С таким же успехом можно было бы строить догадки о происхождении материи», — пошутил он другу.Трансформация материи из области физики и химии в область биологии оставалась непостижимой.

Следуя указанию Шредингера, такое положение дел сохранялось до середины двадцатого века. Хотя историки расходятся во мнениях относительно оригинальности идей Шредингера, нет никаких сомнений в том, что его книга оказала огромное влияние на начало эры молекулярной биологии в начале 1950-х годов. Шредингер предположил, что генетическая информация должна храниться в какой-то гигантской молекуле.Следуя указанию Шредингера, Крик и Ватсон сосредоточились на ДНК и открыли ее знаменитую структуру двойной спирали. Они пришли к выводу, что гены — это сегменты ДНК, в которых информация закодирована в определенном расположении атомов.

Информационная часть ДНК состоит из четырех молекулярных строительных блоков, которые часто обозначаются просто буквами A, C, T и G, составляющими четырехбуквенный алфавит. Последовательность этих букв представляет собой инструкцию по построению организма. Инструкции считываются и реализуются сложным молекулярным оборудованием с отточенными механизмами управления.Поскольку инструкции находятся в коде, они должны быть сначала расшифрованы или переведены математической процедурой, прежде чем ячейка сможет их реализовать. Ученым потребовалось еще несколько лет, чтобы взломать код и раскрыть язык жизни, и несколько десятилетий, прежде чем секвенирование ДНК стало обычным явлением.

Быстрый прогресс, достигнутый в молекулярной биологии в 1950-х годах, совпал с крупными достижениями в области вычислений, и вскоре стало ясно, что эти два предмета тесно связаны между собой.ДНК, которая служит хранилищем базы данных, похожа на жесткий диск компьютера. Инструкции, выгравированные в ДНК, и соответствующее оборудование для считывания и перевода напоминают операционную систему и программное обеспечение, используемые в компьютерной индустрии.

Оказывается, аналогия идет гораздо глубже. ДНК человека кодирует около 20 000 генов, но только часть из них «экспрессируется» одновременно. Под выражением я подразумеваю, что они считываются, вызывая выработку определенного белка. Проще говоря, все ваши гены находятся внутри вас, но они могут быть либо «включены», либо «выключены» в зависимости от обстоятельств.Гены часто связаны через химические посредники, потому что белок, кодируемый одним геном, может служить для включения или выключения других. Таким образом, гены могут образовывать сети, иногда очень сложные. Именно сети, а не отдельные гены, выполняют львиную долю регулирующих и контролирующих функций. В этом отношении биология очень похожа на электронику. Биологи обычно ссылаются на «схему соединений» генных сетей и обнаружили, что некоторые устройства образуют модули, которые могут вести себя как логические вентили в компьютере; соединяя вместе множество таких вентилей, ячейки могут выполнять сложные вычисления.

Почему жизнь вкладывается в компьютерный бизнес? Ответ заключается в том, что большинство организмов живут в непредсказуемой и изменчивой среде, и способность клеток собирать информацию из своего окружения, обрабатывать ее и вычислять оптимальный ответ дает очевидное преимущество в выживании. И не только отдельные клетки обрабатывают информацию. Клетки могут передавать друг другу сигналы как химическими посланниками, так и физическими силами, что позволяет им сотрудничать. Это особенно заметно для многоклеточных форм жизни, в которых пути потока информации пронизывают весь организм.И это еще не все. Между организмами также может происходить обмен сигналами, например, когда муравьи или пчелы принимают участие в коллективном принятии решений о выборе гнезда, или когда стая птиц координирует свой полет. Даже экосистемы обладают сложными сетями информационных потоков. Биосфера Земли — это изначальная всемирная паутина.

Плохо ли вымирание? Читать далее Сегодня биологи обычно формулируют свои описания жизни в информационных терминах. Такие концепции, как генетический код, транскрипция и трансляция генных последовательностей, сигнальные молекулы, регуляция и контроль, а также логические функции — все они напрямую связаны с миром вычислений и обработки информации.Это может быть знакомо, но это совсем не тот язык, на котором говорят физики и химики. Спросите их: «Что такое жизнь?», И вам, скорее всего, расскажут о молекулярных формах и энергиях связи, скорости реакции, межмолекулярных силах и выделении тепла.

Несоответствие этих двух описаний совершенно очевидно, но поскольку биология и физика довольно разобщены, это редко вызывает проблемы. Тем не менее, хотя двойные параллельные повествования могут пройти проверку для большинства целей, когда дело доходит до происхождения жизни — когда физика и химия каким-то образом превратились в биологию — тогда без концептуальной нити, связывающей их, не может быть никакого объяснения.

Каким же образом беспорядочная смесь химических веществ может спонтанно организовать себя в систему, которая хранит цифровую информацию и обрабатывает ее с помощью математического кода? Если исключить невероятно невероятную аварию, есть только два возможных ответа. Первый — это своего рода божественное вмешательство — разумный замысел. Второй — это принципиально новый тип принципа организации, действующий в сложных системах.

Когда Шредингер писал свою книгу, он обращался к вопросу о том, можно ли когда-либо объяснить жизнь со всеми ее замечательными свойствами с помощью известной физики.Он смело оставил открытой возможность того, что могут потребоваться новые законы природы. Его предложение всегда считалось глубоко еретическим: общепринятая точка зрения состоит в том, что известная физика может объяснить все. На мой взгляд, это всего лишь принятие желаемого за действительное, разновидность обещанного редукционизма. По правде говоря, стандартная физика и химия совершенно не смогли объяснить происхождение жизни. Тот небольшой прогресс, который был достигнут в синтезе некоторых небольших химических компонентов жизни, всегда требовал умного конструктора (также известного как умный ученый) и причудливой лаборатории.А если серьезно, никто не понимает, как это свежее органическое оборудование может создавать собственное программное обеспечение. Как молекулы могут писать код?

___

«I В квантовых системах неопределенность — это не просто результат человеческого невежества: она присуща ему, основная черта природы »

___

Если действительно существуют еще не открытые «законы жизни» соединяя биологию и физику, информацию и материю, программное обеспечение и оборудование, тогда это недостающее звено должно приписать информации некую причинную роль или тягу к физическим состояниям, чтобы изменить ситуацию.Но информация — это абстрактное понятие, происходящее из области человеческого дискурса. Может это тоже физическая величина? То есть может ли он иметь влияние, когда дело касается материальных объектов? Оказывается, да.

У ученых есть формальное определение информации как уменьшение неопределенности или незнания в результате наблюдения, например, при проверке результата подбрасывания монеты. Но в квантовых системах неопределенность — это не просто результат человеческого невежества: это заложено в ней, что является основной чертой природы.Таким образом, информация лежит в основе квантовой физики.

В последние годы ученые обнаружили дразнящие намеки на то, что жизнь использует квантовые эффекты в некоторых конкретных случаях, включая фотосинтез и навигацию птиц. Спорная тема квантовой биологии привлекает большое внимание. С моей точки зрения, наиболее интригующими являются эксперименты Габора Ваттая из Университета Этвеша Лоранда в Будапеште, который нашел доказательства того, что многие ключевые молекулы, используемые жизнью, обладают необычно точно настроенными квантовыми свойствами.Одно из объяснений состоит в том, что эволюция выбрала эти свойства по причинам химической эффективности. Но более интересная возможность состоит в том, что особые характеристики этих молекул связаны с передачей и организацией информации — скрытым квантовым кодом — и что именно на уровне этих больших органических молекул проявляются новые принципы, которые я защищал.

Следующий рубеж науки лежит на пересечении нанотехнологий, квантовой физики, химии и биологии.Именно здесь, где физика встречается с жизнью, будут открываться новые неожиданные явления, и наконец будет дан ответ на вопрос Шредингера, которому уже 75 лет.

Что такое жизнь? — Статьи

Что такое жизнь? Этот вопрос не дает спать многим людям по ночам и привел к тому, что множество определений, некоторые из которых включают особенности (деторождение, метаболизм и и т.д.), некоторые из них связаны с химией, энтропией или потоком энергии, а некоторые более философский согнутый. A [отмечена статья BBC] (http: // www.bbc.com/earth/story/20170101-there-are-over-100-definitions-for-life-and-all-are-wrong) существует более 100 определений жизни и он утверждает, что все неверно.

И действительно, это действительно непростая задача — каждое жесткое правило где-то в биологии нарушается. Есть вещи, которые явно живы, но никогда не повторяйте. Растения обычно не двигаются, но жизненно необходимы. Вирусы делают копии самих себя, но для этого нужен хост. Они живой? И как только вы все это разобрались, какой-нибудь мудрый человек придумает кристалл, которому каким-то образом удается создавать копии самого себя, и указывает на то, что эти копии даже «наследуют» характеристики.Кристалл жив? Точно так же «огонь» поглощает элементы, перемещается и даже воспроизводится. Пока звонит огонь жизненной формы кажется странным.

Какими бы увлекательными ни были эти обсуждения, они также несколько глупы. Это это немного похоже на группу людей, стоящих в магазине электроники и указывая на телефоны, часы, фотоаппараты и телевизоры и спрашивая, какие из них компьютеры. Они могут заметить, что в часах есть много функций, похожих на телефонные, и современный телефон — это, безусловно, компьютер, но большинство часов на самом деле не могут звонить без телефона поблизости.Они также могут возразить, что современный телевизор не работает без подключения к Интернету, поэтому квалифицируется как компьютер? Однако они уверены, что SD-карта — это не компьютер, а только хранит данные.

Тогда как для опытных технологов это даже не обсуждение — все это, конечно, компьютеры, и на самом деле почти все они к настоящему времени запустить вариант UNIX. Архитектура отвечает за нас на вопрос — все из них есть миллиарды транзисторов, которые составляют ядра процессора, оперативную память, и там это операционная система, которая работает поверх них.Для нас это не стоит лежа без сна по ночам, так как мы знаем, что происходит внутри телевизоров, телефонов и часы. И на самом деле, скромная SD-карта явно также компьютер работает вся операционная система.

Оказывается, все живое на Земле также имеет единую архитектуру. А также по крайней мере, на Земле, это значительно упрощает обсуждение — Все, что построено в этой архитектуре есть жизнь, и мы еще не сталкивались с чем-либо, что удаленное проживание, не основанное на этой архитектуре.

Итак, некоторые люди не могут позволить себе игнорировать что-либо за пределами Земли, вот почему определение жизни НАСА довольно увлекательно. Веселое чтение Тема — «Определение жизни» Стивена А. Беннер. И мы также можем интересно, может ли разумная компьютерная программа однажды быть названа живой из курс. В качестве мысленного эксперимента, размышляя об этом, мы сочли бы «Жизнь» может быть очень увлекательной.

Но здесь, на Земле, вопрос о том, что такое жизнь, легко может быть решен. ответил: «Все, что работает в единой архитектуре жизни на Земле».Так что же это за единственная архитектура?

РНК, ДНК, белки

Ничто из следующего не является спорным. В то же время история не часто рассказывается так, но все здесь можно найти в любой молекулярной биологии учебник

Так что же такое жизнь? Как вообще работает ? Как это архитектура? Как это сделать? Мы все еще исследуем сложности жизни, и это, вероятно, займет у нас веками приходите, но основы сейчас совершенно ясно.Однако общая сложность поразительна, а это всего лишь этого следовало ожидать от проекта программного обеспечения, которому много миллиардов лет.

Программное обеспечение ? Начнем с основ. Вся (*) информация в жизни хранятся в виде нуклеотидов, которые представляют собой простые молекулы. Есть 4 разные нуклеотиды, и мы называем их A, C, G и U / T.

«На самом деле», — вставит теперь настоящий биолог, — ДНК — это еще не все. сказка. Каждая ячейка происходит от другой клетка. И очень похоже на источник код компилятора еще не является компилятором, потому что нам нужно его загрузить, Если бы все, что у нас было, было ДНК, мы не смогли бы создать новый организм.Как для жизни требуется много информации, не связанной с ДНК, не ясно.

Типичная бактерия работает на нескольких миллионах нуклеотидов, хранящихся в длинном молекула называется ДНК. У некоторых бактерий есть дополнительные молекулы ДНК меньшего размера. называемые плазмидами, которые мы буквально можем рассматривать как «плагины». Плазмиды могут например, придают бактерии устойчивость к антибиотикам. В общем, это складывается до 750 килобайт данных. Плотно свернувшись калачиком, длиной 1 миллиметр Основная молекула ДНК помещается внутри бактерии микрометрового размера.

Utricularia gibba, рекордно малый геном сосудистого растения (Источник: Википедия)

Более сложные формы жизни содержат миллиарды нуклеотидов, но что интересно в этом нет особой необходимости. Там сложная растительная жизнь на основе всего нескольких мегабайт ДНК. У человека около 750 мегабайт ДНК, но по большей части она состоит из повторяющегося материала — мы могли бы вероятно, нечетко сжать нашу ДНК до нескольких десятков мегабайт информации.

Аминокислоты

Их 20, и они закодированы в ДНК с помощью 3 нуклеотидов, которые мы вместе называем кодоном.Например, «AAC» или «CCG». Поскольку есть четыре нуклеотида, всего 4 4 4 = 64 разных кодона, но только 20 различных аминокислоты. Следовательно, многие кодоны кодируют одну и ту же аминокислоту.

Таблица преобразования кодонов в аминокислоты с очень незначительными различия, универсальные для всех форм жизни на Земле.

Таблица ДНК / кодонов (Источник: Википедия)

Аминокислоты могут быть связаны друг с другом для образования белков. Белки малы до очень большие молекулы, которые могут ускорять или блокировать химические реакции, оказывать принуждать или вообще выполнять (или разрешать) практически любые химические или физические процесс.

РНК

можно рассматривать как «ROM», так как данные в основном просто лежат там. Там есть однако машины, которые могут взять (относительно) небольшие фрагменты ДНК и повернуть их в молекулы РНК. Эти возможные молекулы РНК содержат все или подмножество информации, содержащейся в ДНК.

Клетки имеют отдельные части механизма, называемые рибосомами, которые превращают РНК. молекулы в цепочки аминокислот, которые мы затем называем белками.

Белки

Белки могут делать многое, и это впечатляет, учитывая, что они построены из всего 20 компонентов.Некоторые белки имеют только внутреннее значение — инсулин. например, сигнализирует, что клетки должны изменить свое поведение, но сами по себе инсулин ничего не делает и не создает.

Другие белки, такие как, например, возбуждающе названные криптохромы обнаруживают свет и даже магнитные поля. Однако другие белки определяют уровень pH, температуру или концентрация глюкозы. Они реагируют на такие явления изменением формы (конформация) после улавливания достаточного количества фотонов или разогрева за пределами определенная температура, например.

Белки также являются ферментами, ускоряющими определенные химические реакции за счет на десятки порядков (!), поэтому справедливо сказать, что белки на самом деле строят другие молекулы.

Кроме того, белки также могут «просто» быть структурой клетки или клетки. составная часть.

Обзор

ДНК большая и в основном статичная. Из этой ДНК фрагменты транскрибируются в отдельные РНК. молекулы. Такие молекулы РНК могут быть захвачены рибосомами, чтобы быть переведен на аминокислоты, которые затем соединяются вместе, образуя белки.

Центральная догма жизни (Источник: Википедия)

А белки — это строительные блоки жизни, которые также воспринимают и действуют.

Взаимодействия

Поскольку это природа, почти все взаимодействует. Например, некоторые белки застрять на определенных участках ДНК. Застряв там, они могут заблокировать это часть ДНК от считывания, поэтому РНК не будет образовываться, и не будет новое производство белка, который он мог кодировать.

Но, наоборот, если белок прикрепляется немного впереди части ДНК, он может привлекать ДНК к копирующей машине РНК и способствовать производству РНК, а оттуда и другие белки.

Важно отметить, что белки, которые меняют форму (конформацию), часто прилипают только к их часть ДНК в одной форм, а в других нет.

может аналогичным образом влиять на части ДНК или блокировать их существование. превратилась в РНК.

Хорошо, впечатляет, но покажите мне программное обеспечение

Здесь мы видели элементы, которые могут сделать алгоритмы возможными — белки могут влиять на образование других белков, белки могут ощущать другие белки и окружающая среда.Это явно попахивает утверждениями типа «если».

«Операционная система» жизни, с одной стороны, очень узнаваема для программный человек, но в то же время и откровенно чуждый.

Предположим, у нас есть молекула ДНК и машина для копирования ДНК в РНК. уже существует, как и рибосомы, которые могут превращать молекулы РНК в белки.

Изначально эти вещи просто плавают в броуновском движении. Некоторые части ДНК имеют такую ​​форму, что они время от времени привлекают копирующий аппарат. времени при нормальных обстоятельствах, и эти части ДНК тогда являются частью «Гены домашнего хозяйства».

Такие гены могут, например, создавать белок, чувствительный к температура, что может привести к изменению формы белка при (скажем) 35 градусах C. Этот белок затем функционирует как термометр. Предположим теперь, что в его «холодная» форма, он связывается близко с частью ДНК, которая кодирует белок это создает тепло.

Если становится слишком холодно, белок термометра сгибается и связывается с ним. часть ДНК, где он стимулирует преобразование «нисходящей ДНК» в РНК в белок, который (скажем) стимулирует реакцию с участием глюкозы, которая выделяет тепло, тем самым снова нагревая вещи.

Но что тогда?

Белок термометра способствует выработке тепла. белок, и это должным образом нагревает клетку.

По мере прогрева организма белок термометра будет меняться обратно конформация и белок, вызывающий реакцию глюкозы, больше не будет сгенерировано.

Однако, однажды приготовленный, этот белок будет оставаться и продолжать стимулировать реакция глюкозы, в конечном итоге перегревая клетку и, вероятно, убивая организм. Нехорошо.

В каждой ячейке работает множество регуляторных петель, некоторые из которых невероятны. изысканность. Природа применяет очень передовые методы для точного например, регулировать уровень PH.

В нашем случае с термостатом типичным «природным» решением является наличие глюкозы. реакция, стимулирующая белок , сам чувствителен к температуре, вызывая его быстро разрушаются при (скажем) 40 ° C.

В качестве альтернативы, белок может просто нестабильно при любой температуре, и все работает только в том случае, если оно продолжает генерироваться, потому что оно «слишком холодное».

Beyond вкл / выкл

Термостат, описанный выше, реализует единственный оператор «если». Как указано ранее белки могли прикрепляться к ДНК таким образом, что они усиливали «Транскрипция» и «перевод» в новые белки, но они также могут тормозить этот процесс.

Таким образом, различные белки могут объединяться для создания произвольно сложного «если» заявления. В одном из наиболее изученных алгоритмов lac оперон во многих бактерии, существует условие превращать лактозу в глюкозу только в том случае, если 1) а обнаружена нехватка глюкозы 2) действительно присутствует лактоза.

Пример термостата выше полностью вымышленный, но lac оперон делает для увлекательного читать о том, как работают настоящие естественные алгоритмы.

Обратите внимание, что, поскольку это характерно, оператор if больше похож на «if-ish». утверждение. На основании концентрации глюкозы, например, более или менее может случиться — в биологии не так уж много всего черного и белого.

Кроме того, здесь мы упомянули только один механизм, который запрещает или способствует выработке белков — оказывается, их гораздо больше механизмы модуляции на всем пути, механизмы, которые не только изменяют скорость создания, но это может, например, также условно оставить части генов в и из белки.

В более сложных формах жизни целые «главные переключатели» доступны для подавлять или продвигать наборы генов в время, очень похоже на (музыкальный) орган имеет регистры для позволяет генерировать определенные звуки, изменяя сразу несколько остановок.

Архитектура жизни — это действительно мощная система, управляемая событиями.

Итак, что такое жизнь?

Приведенное выше описание применимо без изменений для всех видов бактерии, все растения, все животные и все, что между ними.Eсть огромный разрыв в жизни между прокариотами (по крайней мере, двумя видами бактерий) и эукариоты (мы, животные и растения), с прокариотами с одной стороны намного проще, но, с другой стороны, демонстрирует гораздо больше универсальность. У эукариот значительно больше инфраструктура и еще больше способов модулировать работу ДНК.

Но и эукариоты, и прокариоты имеют одни и те же молекулярные архитектура, описанная выше, до такой степени, что бактерии прекрасно готовы «выполнить» человеческую ДНК, чтобы (например) произвести для нас инсулин.Интересно, что это работает из коробки, но если немного внесены поправки на бактериальный диалект, ускоряется выработка инсулина на порядки. Учитывая миллиардный разрыв между бактериальными родословные и мы, поразительно, что единственная разница — это «диалект».

Так что это за диалект? Как уже отмечалось, 64 кодона кодируются только для 20 аминокислот, поэтому большинство аминокислот имеют несколько кодонов, описывающих их, но не все эти кодоны так часто используются во всех организмах.Бактерии имеют совершенно другой «кодонный сдвиг» по сравнению с нашими генами, и транскрибирование ДНК с использованием обычных у людей кодонов происходит намного медленнее, чем если бы эти незнакомые кодоны заменяются общими в бактерии.

А как же вирусы?

также используют ДНК и РНК, но не являются хостом для остального оборудования. сделать белки. Это могло бы сбить с толку теоретических философов в магазин электроники, упомянутый ранее, но это не должно нас смущать, потому что ситуация хорошо известна в нашем мире.Вирусов нет, но они есть программное обеспечение, работающее на живых существах.

Если белок, инкапсулирующий вирусное программное обеспечение заражает клетку, ее собственную ДНК (или РНК) будет работать на механизмах этой живой клетки. В случае успеха это превращает клетку в фабрику по производству новых вирусов, которые при выпуске затем может инфицировать еще несколько клеток.

С точки зрения вычислений это на самом деле ближе к тому, что мы бы назвали червь.

Подведение итогов

Определение того, что такое жизнь, продолжает быть увлекательным, но по крайней мере на Земле, для тех форм жизни, о которых мы знаем, все довольно просто.Если он управляет архитектурой жизни, это жизнь. Если он работает на этом архитектура размещена в другой ячейке, как, например, вирусы, она не жизнь, но программное обеспечение — но это программное обеспечение, которое оживает, когда находится внутри хоста это может запустить его.

Определение жизни на Dictionary.com

условие, которое отличает организмы от неорганических объектов и мертвых организмов, проявляющееся в росте посредством метаболизма, воспроизводства и способности адаптироваться к окружающей среде через изменения, происходящие изнутри.

сумма отличительных явлений организмов, особенно метаболизма, роста, размножения и адаптации к окружающей среде.

одушевленное существование или период одушевленного существования индивида: рисковать своей жизнью; жизнь короткая и веселая.

соответствующее состояние, существование или принцип существования, рассматриваемые как принадлежащие душе: вечная жизнь.

общее или универсальное условие человеческого существования: Жаль, но жизнь такая.

любой указанный период одушевленного существования: человек среднего возраста.

период существования, активности или эффективности чего-то неодушевленного, например, машины, аренды или игры: срок службы машины может составлять десять лет.

живых существ вместе: надежда обнаружить жизнь на других планетах; жизнь насекомых.

особый аспект существования: он наслаждается активной физической жизнью.

ход существования или сумма переживаний и действий, составляющих существование человека: его делом была вся его жизнь.

биография: недавно опубликованная жизнь Уиллы Катер.

анимация; живость; дух: речь, полная жизни.

устойчивость; эластичность.

сила, которая делает или сохраняет что-то живым; животворящий или оживляющий принцип: срок действия договора — это рост взаимопонимания и уважения.

образ или образ жизни, как в мире дел или в обществе: до сих пор ее деловая жизнь не накладывалась на ее социальную жизнь.

период или степень авторитета, популярности, одобрения и т. Д.: жизнь комитета; жизнь бестселлера.

тюремное заключение, покрывающее оставшуюся часть одушевленного существования преступника: судья отдал ему жизнь.

что-нибудь или кто-нибудь, считающийся столь же драгоценным, как жизнь: Она была его жизнью.

шипучие или игристые, как у вин.

острый или сильный, резкий вкус свежих или в хорошем состоянии веществ.

природа или любая из форм природы как модель или предмет произведения искусства: нарисованные с натуры.

Бейсбол. еще одна возможность, предоставленная отбивающему биту из-за неправильной игры полевого игрока.

(в английском пуле) один из ограниченного количества выстрелов, разрешенных игроку: у каждого игрока пула в начале игры есть три жизни.

Секрет осмысленной жизни проще, чем вы думаете — Quartz

Некоторые люди, кажется, проводят всю свою жизнь неудовлетворенными в поисках цели.Но философ Иддо Ландау предполагает, что у всех нас есть все необходимое для осмысленного существования.

По словам Ландау, профессора философии Хайфского университета в Израиле и автора книги 2017 года В поисках смысла в несовершенном мире , люди ошибаются, когда считают, что их жизнь бессмысленна. Ошибка основана на их неспособности понять, что действительно важно, вместо этого они чрезмерно сосредоточены на том, чего, по их мнению, не хватает в их существовании. Он пишет в The Philosopher’s Magazine :

К моему удивлению, большинство людей, с которыми я разговаривал о смысле жизни, сказали мне, что они не думали, что их жизнь была достаточно значимой.Многие даже представляли свою жизнь откровенно бессмысленной. Но я часто обнаруживал, что причины, по которым мои собеседники объясняют свои взгляды, проблематичны. Многие, как я думал, не задавали соответствующих вопросов, которые могли бы изменить их взгляды, или предпринять действия, которые могли бы улучшить их состояние. (Некоторые из них после наших обсуждений согласились со мной.) Большинство людей, которые жаловались на бессмысленность жизни, даже затруднялись объяснить, что они понимали под этим понятием.

Другими словами, Ландау считает, что люди, которые чувствуют себя бесцельными, на самом деле неправильно понимают, что такое значение.Он один из многих мыслителей на протяжении веков, которые боролись с трудным вопросом: «Что такое значимая жизнь?»

Ответы философов на этот вопрос многочисленны, разнообразны и практичны в разной степени. Философ 19-го века Фридрих Ницше, например, сказал, что этот вопрос бессмысленен, потому что посреди жизни мы не в состоянии определить, имеет ли значение наша жизнь, и выйти за пределы процесса существования, чтобы ответить на этот вопрос, невозможно.

Те, кто действительно думают, что смысл можно различить, делятся на четыре группы, согласно Таддеусу Мецу, написанному в Стэнфордском философском словаре. Некоторые сосредоточены на боге и верят, что только божество может дать цель. Другие приписывают центрированный на душе взгляд, думая, что что-то в нас должно продолжаться и за пределами нашей жизни, сущность после физического существования, что придает жизни смысл. Затем есть два лагеря «натуралистов», ищущих смысл в чисто физическом мире, известном науке, которые попадают в категории «субъективистов» и «объективистов».

Два лагеря натуралистов разделены по вопросу о том, имеет ли человеческий разум смысл или эти условия являются абсолютными и универсальными. Объективисты утверждают, что существуют абсолютные истины, которые имеют ценность, хотя они могут не соглашаться с тем, что они собой представляют. Например, некоторые говорят, что творчество предлагает цель, в то время как другие считают, что добродетель или нравственная жизнь придают смысл.

Субъективисты, в том числе Ландау, считают эти взгляды слишком узкими. Если значение происходит через познание, то оно может быть получено из любого количества источников.«Большинству специалистов в этой области кажется, что не только творчество и мораль являются независимыми источниками смысла, но и что есть источники в дополнение к этим двум. Вот лишь несколько примеров: подумайте об интеллектуальном открытии, воспитании детей с любовью, музыке и развитии превосходных спортивных способностей », — предлагает Мец.

Для субъективистов, в зависимости от того, кто и где мы находимся в любой момент, ценность любой данной деятельности варьируется. Они говорят, что жизнь имеет смысл, но ее ценность создается нами в нашем сознании и может меняться с течением времени.Ландау утверждает, что смысл — это, по сути, чувство ценности, которое мы все можем получить по-разному — от отношений, творчества, достижений в данной области или щедрости, среди других возможностей.

Тем, кто чувствует себя бессмысленным, Ландау предлагает переосмыслить. Он пишет: «Осмысленная жизнь — это жизнь, в которой есть достаточное количество аспектов, имеющих достаточную ценность, а бессмысленная жизнь — это жизнь, в которой нет достаточного числа аспектов, имеющих достаточную ценность.

По сути, он говорит, что значение похоже на уравнение: сложите или вычтите переменные значения, и вы получите более или менее смысл. Итак, скажите, что вы чувствуете себя бессмысленным, потому что вы не так успешны в своей профессии, как мечтали. Теоретически вы могли бы извлечь смысл из других начинаний, таких как отношения, волонтерская работа, путешествия или творческая деятельность, и это лишь некоторые из них. Также может быть, что то, что вы уже делаете, действительно значимо, и вы недостаточно цените его, потому что вы сосредоточены на одном факторе ценности.

Он приводит пример психолога-экзистенциалиста Виктора Франкла, который выжил в заключении в нацистских концлагерях во время Второй мировой войны и написал книгу « Человек в поисках смысла». Цель Франкла, его воля к жизни, несмотря на заключение в самых суровых условиях, проистекала из его желания позже написать об этом опыте. Франкл также отметил, что у тех, кто выжил в лагерях, была конкретная цель — они были полны решимости увидеть свои семьи после войны или помочь другим заключенным выжить, сохраняя чувство человечности.

Ландау утверждает, что любой, кто считает, что жизнь бессмысленна, также признает важность ценности. Другими словами, если вы думаете, что жизнь бессмысленна, значит, вы верите, что существует такая вещь, как ценность. Вы не нейтральны по этой теме. Таким образом, мы также можем увеличивать или уменьшать ценность нашей жизни с помощью практики, усилий, действий и размышлений. «Я могу разрушить или завязать дружеские отношения, улучшить или ухудшить свое здоровье, практиковать свой немецкий или пренебрегать им. Было бы удивительно, если бы в этой конкретной сфере ценностей, смысла жизни все было иначе, чем во всех других сферах », — пишет он.

Чтобы жизнь была ценной или значимой, она не обязательно должна быть уникальной. По мнению Ландау, вера в то, что особенность связана со смыслом, — еще одна ошибка, которую делают многие люди. Это заблуждение, по его мнению, «приводит к тому, что некоторые люди излишне считают свою жизнь недостаточно значимой и упускают способы придать смысл жизни».

Он также отмечает, что вещи все время меняются: мы переезжаем, знакомимся с новыми людьми, получаем свежий опыт, сталкиваемся с новыми идеями и стареем. По мере того, как мы меняемся, меняются наши ценности, а вместе с ним и наше чувство цели, над которым мы должны постоянно работать.

Кто-то может возразить, что Ландау упрощает. Несомненно, в существовании должно быть нечто большее, чем просто приписывание ценности тому, что у нас уже есть, и иное мышление, если мы не можем распознать цель в нашей жизни.

На самом деле есть еще менее сложные подходы к осмысленности. В книге «Философия сегодня» Тим Бейл, профессор политики Лондонского университета королевы Марии в Великобритании, дает чрезвычайно простой ответ: «Смысл жизни не в том, чтобы быть мертвым.

Хотя это может показаться застенчивым, многие философы предлагают аналогичные ответы, хотя и немногие столь же содержательные. Философ Ричард Тейлор предполагает, что не усилия и достижения делают жизнь значимой, написав в 1970 году в книге Добро и зло , «дня было достаточно для самого себя, как и жизнь». Другими словами, жизнь имеет значение, поскольку мы живем.

Возможно, такой простой ответ может сбить с толку. И недоброжелатели могут возразить, что ничто не может иметь значения, учитывая необъятность Вселенной и краткость нашей жизни.Но это предполагает, что наша цель фиксированная, жесткая и назначенная извне, а не гибкая или продукт ума.

Есть и другие подходы. Кейси Вудлинг, профессор философии и религиоведения в Университете прибрежной Каролины в Южной Каролине, предлагает в своей книге «Философия», когда сам вопрос о значимости предлагает ответ. «То, что делает человеческую жизнь смыслом или значимостью, — это не просто прожитие жизни, а , отражающее прожитых жизней», — пишет он.

Преследование целей и целей — фитнес, семья, финансовый успех, академическая успеваемость — все это прекрасно, но, по мнению Вудлинга, это не имеет особого значения. Однако важно задуматься о том, почему мы преследуем эти цели. Если брать рефлексивную точку зрения, то значение приобретает само. «Это близко к известному высказыванию Сократа о том, что неисследованная жизнь не стоит того, чтобы жить, — пишет Вудлинг, — я бы рискнул сказать, что неизученная жизнь не имеет смысла».

В восточной философской традиции есть еще один простой ответ на сложный вопрос о смысле жизни — ответ, который нельзя точно сформулировать, но который ощущается посредством глубокого наблюдения за природой.Китайский мудрец шестого века Лао-цзы, который, как говорят, продиктовал Дао Дэ Цзин перед тем, как сбежать от цивилизации в уединение в горах, считал, что Вселенная обеспечивает нашу ценность.

Как и Вудлинг, он утверждал, что цели несущественны, и что наши жизни важны не только от достижений. Но в отличие от Вудлинга, он предполагает, что смысл исходит из того, что он является продуктом самого мира. Никаких усилий не требуется.

Вместо размышлений Лао-цзы предлагает глубокое понимание сути существования, которое таинственно.Мы, как реки и деревья, являемся частью «пути», который состоит из всего и создает все, и о нем никогда нельзя по-настоящему узнать или о нем нельзя говорить. С этой точки зрения жизнь непонятна, но она по своей сути значима — какое бы положение мы ни занимали в обществе, как бы мало или много мы ни делали.

Жизнь имеет значение, потому что мы существуем внутри живых существ и среди них, как часть длительной и непостижимой цепи существования. Он пишет, что иногда жизнь бывает жестокой, но смысл черпается в настойчивости. Дао говорит: «Тот, кто настойчив, — целеустремленный человек».

Определение жизни и примеры — Биологический онлайн-словарь

существительное, множественное число: живет
(1) Отличительная характеристика живого организма от мертвого организма или неживого существа, что особенно выделяется способность расти, метаболизировать, реагировать (на раздражители), адаптироваться и воспроизводить
(2) Биота определенного региона

Нет единого мнения относительно ответа на вопрос о том, когда начинается жизнь.Начинается ли это во время оплодотворения или до или после этого? Происхождение жизни также спорно. Несмотря на неоднозначный ответ на вопросы о жизни, основные характеристики живого существа таковы:

• Организация . Живые существа имеют организованную структуру для выполнения определенной функции. В частности, живое существо состоит из одной или группы клеток. Клетка — это основная структурная и функциональная единица любого организма.
• Гомеостаз . Форма жизни будет иметь возможность поддерживать свое существование, например, регулируя свою внутреннюю среду, чтобы поддерживать постоянное или благоприятное состояние.
• Метаболизм . Живое существо могло бы преобразовывать энергию из химических веществ в клеточные компоненты посредством анаболических реакций. Он также способен разлагать органические вещества посредством катаболизма.
• Рост . Живое существо растет, то есть в размерах или в количестве.
• Ответ . Организм обладает способностью реагировать на раздражители или окружающую среду, обычно через серию метаболических реакций.
• Репродукция . Одна из отличительных черт жизни — способность воспроизводить, т. Е. Производить что-то новое в своем роде.
• Адаптация . Организм способен со временем меняться, чтобы адаптироваться к окружающей среде.

Эволюционная история жизни

Биологически эволюция важна, потому что она способствует биоразнообразию .Некоторые черты со временем станут преобладающими, а другие — редкими. Без эволюции жизнь может быть не такой, какой мы ее знаем. Он не будет таким разнообразным, как сейчас.

Сама Земля претерпевает ряд изменений. В какой-то момент Земля была обитаемой планетой. Первобытное состояние Земли было враждебным жизни. Предполагалось, что жизнь зародилась только по прошествии примерно одного миллиарда лет с момента возникновения Земли. Самовоспроизводящиеся сущности, основанные на РНК, считаются потомками всех живых существ.В течение значительного периода времени эти формы жизни превратились в одноклеточные организмы. Затем последовали многоклеточные формы. Впервые они появились около 600 миллионов лет назад.

Отслеживая историю жизни в различные геологические эпохи, можно было бы обнаружить несколько массовых вымираний, происходящих между вспышками жизни. Например, в течение пермского периода из палеозойской эры года на Земле был суперконтинент под названием Пангея , окруженный океаном Панталасса .Это сделало внутреннюю часть суши очень сухой и засушливой. Из-за этого рептилии процветали, поскольку они могли процветать даже в таких средах обитания. Группа рептилий Dimetrodon эволюционировала и дала начало терапсидам . Терапсиды, в свою очередь, эволюционировали и дали начало цинодонтов , которые были ранними предками животных. В этот период также появились ранние предки динозавров, архозавров . По всей видимости, произошло массовое вымирание под названием «Великое вымирание», которое уничтожило около 90% жизни на Земле.Следующая эра ( мезозойская эра ) называется «эпохой динозавров». Эти животные господствовали на суше, в морях и в воздухе Земли. Однако произошло массовое вымирание, приведшее к гибели динозавров, а также других крупных животных. Тем не менее, млекопитающие заняли открытую нишу и расширились.

Эволюция имеет решающее значение для сохранения жизни на постоянно меняющейся Земле. Организмы должны обладать способностью адаптироваться генетически и фенотипически .Вступление в симбиотические отношения с другими организмами также может помочь повысить склонность к выживанию и процветанию. Вместе с эволюцией произошло видообразование. В ходе эволюции виды разделяются на два или более видов-потомков. К сожалению, большинство видов, живших на Земле, уже умерли. 99% видов на Земле вымерли. Эти организмы погибли, а их виды полностью исчезли. Таким образом, казалось бы, исчезновение видов неизбежно.

LUCA

Диаграмма, называемая эволюционным деревом , показывает эволюционные отношения организмов. Группировка основана на сходстве и различии генетических и физических характеристик. Схема ветвления показывает, как виды или сущности произошли от определенного общего предка. Отслеживание хода эволюции всех живых существ, которые жили на Земле, в целом привело бы к общему предку, LUCA ( последний универсальный общий предок ).LUCA является гипотетическим предком всех живых существ, и предполагается, что он появился около от 3,5 до 3,8 миллиарда лет назад в году.
Пока нет единого мнения о том, как возникла жизнь на Земле. Однако многие полагали, что самовоспроизводящиеся сущности, основанные на РНК, вероятно, являются потомками всех живых существ. Эти сущности превратились в одноклеточные организмы, содержащие цитоплазматические структуры, но лишенные внутренней компартментализации. Одноклеточные организмы, лишенные мембраносвязанных органелл, называются прокариотами .

Эндосимбиотическая теория

Прокариоты появились раньше, чем эукариоты. Они смогли выдержать первобытные враждебные условия Земли. Позже одноклеточные эукариоты появились около от 1,6 до 2,7 миллиарда лет назад . Эндосимбиотическая теория предполагает, что более крупные клетки поглощали более мелкие клетки, такие как бактерии и цианобактерии, для совместной ассоциации (эндосимбиоза). Вместе они прошли совместную эволюцию. Со временем более мелкие прокариоты превратились в полуавтономные органеллы.Бактерии превратились в митохондрии, а цианобактерии — в хлоропласты. Наличие мембраносвязанных органелл внутри клетки привело к появлению эукариот.

Многоклеточность

В неопротерозойской эре , особенно в эдиакарском периоде (около 600 миллионов лет назад, ), появилась первая многоклеточная форма. Как возникла многоклеточность, до сих пор остается предметом споров. Самая популярная теория в этом отношении — теория Геккеля.Согласно его Gastraea Theory , многоклеточность возникает, когда клетки одного вида объединяются в бластулоподобную колонию, и постепенно определенные клетки в колонии претерпевают клеточную дифференцировку. Также в этот период на основе найденных окаменелостей эдиакарской биоты эволюционировали губкообразные организмы. Предполагалось, что они были первыми животными.

Кембрийский взрыв

Следующая эра, палеозой , состоит из геологических периодов от кембрия до перми, каждый из которых отмечен важными эволюционными событиями.В кембрийском периоде (около 541 миллион лет назад, ) произошел внезапный всплеск жизни. Это геологическое событие было названо кембрийским взрывом . Появились самые разные растения и животные. По земле распространились растения и грибы. Вскоре такие животные, как членистоногие, отважились на берег, вероятно, для спаривания и откладывания яиц.

Возвышение беспозвоночных

В ордовикский период ( 485–440 миллионов лет назад ) беспозвоночные были доминирующими животными.Примитивные рыбы продолжают развиваться, и в следующий геологический период, силурийский период года, произошла массовая эволюция рыб. Также в силурийском периоде ( 440–415 миллионов лет назад, ) паукообразные и членистоногие начали колонизировать землю, а не только осмелиться на нее. Внутренние газообменные системы, водонепроницаемые внешние слои, скелетные системы (эндо- или экзоскелеты) и формы воспроизводства, не связанные с водой, возникли и сделали жизнь на суше правдоподобной.

«Эпоха рыб»

Девонский период (с 415 до 360 миллионов лет назад ) называется веком рыб .Рыба стала доминирующим видом морских позвоночных. На суше развивались растения, и примитивные растения, деревья и кустарниковые леса служили новой средой обитания. С эволюцией наземных растений эволюционировали и разнообразились и животные. Первыми появившимися четвероногими были земноводные. Они возникли около 364 миллиона лет назад .

Появление амниот

В каменноугольный период (360–300 миллионов лет назад) произошло важное эволюционное событие. Появились четвероногие, откладывающие амниотические яйца.Кладка амниотических яиц в более сухой среде позволила амниотам четвероногих отвести отца от берега и, таким образом, доминировать дальше вглубь суши. Из-за этого к концу этого периода эти ранние амниоты сильно разнообразились.

Пермские рептилии

В пермский период (, 300–250 миллионов лет назад, ) процветали рептилии и синапсиды. Вскоре произошло крупное эволюционное событие, которое привело к появлению зверолицых терапсидов. Эти терапсиды позже дали начало цинодонтам (ранним предкам млекопитающих).Первые архозавры (ранние предки динозавров) также появились в пермский период.

«Эпоха динозавров»

После палеозойской эры следует мезозойская эра ( 252–66 миллионов лет назад, ), которую называют «эпохой динозавров». Динозавры бродили и господствовали на Земле. Однако произошло массовое вымирание. К концу этой эры они погибли вместе с другими крупными животными (более 25 кг).

«Новая жизнь»

В следующую эру, кайнозойская ( 66 миллионов лет назад до наших дней ) эра называется «Новой жизнью».