נוסח השאלה המלא: ראשית היווצרות החיים נקראת אביוגנזה... היווצרות התא הראשון (שלפניו יש עשרות תהליכים). ברגע שתא ראשון חי ובעקבותיו יש יצורים חד תאיים כמו אמבה שאלתי היא - איך תגידו חיים.. רק כרצף פעולות ביו-כימיות? מה נותן ליצור את החיות לפעול במסגרת קידוד ה-DNA שלו [כמובן אני לא אומרת שכולם צריכים מוח כי אין]..אבל האם הכול זה אותות חשמליים, גנגליונים.. כאילו מה זה חיים? מה נותן את החיות? מקווה שהבנתם אותי חיים=תזוזה, הליכה, וכל הפעולות=רצף פעולות ביו-כימיות מעין אוטומטיות?
"מה הם החיים?" זו שאלה מאוד אקטואלית, שכן המילה "חיים" שגורה בפי כולנו ובעלת משמעות רבה. יחד עם זאת, למרות הצורך האדיר למצוא את משמעות המילה חיים, אין הסכמה אמיתית לגבי הגדרתה. למעשה, כנראה שההפך הוא הנכון: הגיאו-ביולוג ראדו פופה, אשר כתב ספר העוסק בהגדרת החיים, ספר יותר מ-300 הגדרות שונות! למילה חיים, שהופיעו כולן בפרסומים מדעיים. אין ספק שלא אצליח לסקור את כל אותן ההגדרות; במקום זאת, אנסה לתת בתשובתי "מבט מלמעלה" על הדיון סביב השאלה, "מה הם החיים?" מקווה שאצליח להפחית את השפעת דעתי האישית על אופי התשובה.
המסע המודרני להגדרת מהם החיים החל מנקודת מבט פיסיקלית: זוכה פרס נובל בפיסיקה, ארווין שרדינגר, תיאר ב-1943 בספרו "מהם החיים", את הניגודיות בין חוקי הפיסיקה – לפיהם קיימת כל הזמן שאיפה לאי סדר, לבין היצורים החיים אשר משמרים מצב קבוע והינם מסודרים מבחינה מבנית עד לרמת המולקולות. חדר השינה תמיד מתבלגן כי אילו הם חוקי הטבע; באותו אופן, אם נזרוק חולצה מהחלון היא אף פעם לא תיפול על הרצפה כשהיא מקופלת.לעומת זאת, ביצורים חיים כל הזמן מושקעת אנרגיה על מנת לשמר מצב קבוע ומסודר, וסדר זה עובר ביצורים חיים בתורשה מדור לדור.
עם התפתחות מדע הביולוגיה חלה קפיצת מדרגה בהבנה איך יצורים חיים פועלים. למעשה, בחמישים השנים האחרונות נצטבר יותר ידע במדעי החיים מאשר בכל ההיסטוריה האנושית שקדמה להן. מדענים החלו מבינים את הביולוגיה של התא, את תפקידיהם של החלבונים, של ה-DNA ושל ה-RNA, ובתוך כך את המנגנונים המאפשרים את הורשת התכונות מדור לדור. כל אילו לא היו רלוונטים להגדרת החיים, אילולא היו מגלים שברמה הבסיסית, כל מה שנכון לחיידקים נכון גם לצמחים ונכון גם לאדם. במילים אחרות, כל החיים על כדור הארץ מתבססים על אותם אבני בניין ועל אותם מנגנוני פעולה. הבנה זו עומדת בבסיס תורת האבולוציה שהגה דרווין, ובד בבד נתנה לביולוגיה את היכולת להגדיר מהו המכנה המשותף לכל החיים בכדור הארץ. אך האם הגדרת "מהו חי בכדור הארץ?" הינה גם הגדרת החיים?
תנועה היא בהחלט מאפיין של החיים על פני כדור הארץ. בסרטים הנ"ל ניתן לראות שלא רק בעלי חיים אלא גם תאים מבצעים תנועה. כל תא חי זקוק לתנועה על מנת לקלוט מזון מהסביבה, להפריש פסולת, לבצע מיטוזה (חלוקת תא) ולעוד פעולות רבות אחרות.
בשאלה זו בדיוק התחבטו מדעני סוכנות החלל של ארצות הברית (נאס"א): אחד האתגרים שהוצבו בפני סוכנות החלל הוא לחפש חיים מחוץ לכדור הארץ, והם ניסו להגדיר מה בדיוק הם אמורים לחפש? האם הם אמורים לחפש מערכות המתבססות, בדומה לחיים בכדור הארץ, על חלבונים, DNA, ו-RNA? לשאלה זו הסכימו שהתשובה היא שלילית. למעשה קיימים מספר ממצאים המרמזים על כך, שייתכן וגם על פני כדור הארץ, היצורים הראשונים היו תאים ללא חלבונים או DNA, שהתבססו על RNA בלבד (השערת "עולם ה-RNA"). לאחר דיונים רבים, הגיעו בנאס"א להסכמה סביב הגדרה לפיה, "מערכת חיה היא מערכת כימית, המתחזקת את עצמה ומסוגלת לעבור אבולוציה".
להגדיר חיים, כדי לדעת מה לחפש (התמונה מאתר נאס"א).
בעשור האחרון החלו מדענים לעסוק ברעיון של יצירת חיים מלאכותיים. מרק בדאו, ממקימי המרכז האירופי לטכנולוגיית החיים, ניסה לנסח מה יגדיר יצירת חיים מלאכותיים כהצלחה. לפי הגדרתו, מערכת חיה צריכה להיות מוכלת במעטפת כלשהי, לקודד ולשכפל מידע, ולהשיג ולצרוך אנרגיה. כיום קיימות מספר מעבדות המנסות לבדוק מהם הגנים ההכרחיים לקיום תא חי. לאחרונה הצליחה קבוצת מדענים ליצור תא מלאכותי ממעטפת ריקה שמקורה בתא מת, אליה הוחדר DNA סינטטי. תא זה שורד בתנאי מעבדה, והינו נבדל מכל תא חי אחר בעולם בהיותו מתוכנת על ידי גנום מלאכותי. אך האם תא זה הינו יצור חי?
לסיכום, הגדרת החיים היא משימה בעייתית. יש שתי סיבות מרכזיות לקושי בהגדרה. הראשונה היא מחסור בידע, שכן עד שלא נדע לבטח שאנו מכירים את כל צורות החיים ביקום, לא נדע אם הגדרנו נכון. למשל, כל היצורים החיים על כדור הארץ יודעים גם למות; האם בחלל קיים יצור חי שאינו מת לעולם? איך נדע האם המוות הוא משהו שכל יצור חי חייב לעבור? הסיבה השנייה לקושי בהגדרת החיים נעוצה בכך שיש הרבה סוגים של הגדרות: הגדרות ביולוגיות לוקחות בחשבון את הידע שנצבר על החומרים מהם בנויים יצורים חיים ועל מנגנוני התורשה. הגדרות פילוסופיות, אשר הינן גמישות יותר, נוטות להגדיר מאפיינים דינאמיים כגון "יכולת לעבור אבולוציה" או "שימור והורשה של מצב קבוע ומסודר". יש גם הגדרות "לצורך משימה", כמו חיפוש חיים בחלל, או יצירת חיים מלאכותיים במעבדה, או אפילו משחק ארץ-עיר והחלטה האם וירוס זה חיה. מישהו מכיר חיה אחרת ב-ו'?
מאת: דניאל בן-הלוי
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
