Hvad er liv?
Liv er overalt omkring os, bakterier, dyr og planter, men hvad skal der egentlig til, før vi kan kalde noget for levende?

Liv er meget mere en atomer og celler. Videnskab.dk har spurgt to forskere, hvad liv egentligt er. (Foto: Shutterstock)

Liv er meget mere en atomer og celler. Videnskab.dk har spurgt to forskere, hvad liv egentligt er. (Foto: Shutterstock)

De fleste har en intuitiv fornemmelse af, hvad der er levende, og hvad der er dødt, men hvor går den præcise grænse egentlig? Hvad skal der til, før noget er levende?

Det undrer en af vores læsere sig over.

»Hvorfor udgør nogle atomer en levende organisme, mens de samme atomer i andre tilfælde blot er døde, livløse ting? Med andre ord: Hvad er liv?,« skriver Ole Jensen i sin e-mail til Spørg Videnskaben.

Det er et godt spørgsmål, og vi kaster det fluks videre til forskere, der har specialiseret sig i at forstå, hvad ’liv’ præcist er for en størrelse.

»Det er et stort spørgsmål,« siger professor Claus Emmeche, der forsker og underviser i videnskabsteori for biologistuderende. Han har skrevet en bog om emnet.

»Man kan anlægge flere perspektiver på det, og diskussionerne udspiller sig også i forskellige rammer.«

To relevante tilgange til, hvad liv er

Claus Emmeche lister to tilgange op, der er relevante i denne sammenhæng:

  1. Først er der den biologiske tilgang, hvor man studerer liv på Jorden. Her er cellen den mindste levende organisme, der findes. Det vender vi tilbage til om lidt.
     
  2. Den anden tilgang er mere abstrakt og teoretisk og finder især sted blandt folk, der arbejder med computere og kunstigt liv. Her kigger man på de abstrakte principper bag liv og konkluderer ikke, at liv nødvendigvis er bundet til en celle, men måske også kan skabes af computerprocesser.

Biologi: Liv kræver en slags fungerende celle

Hvad der er så specielt ved cellen, som gør den levende, er noget, biologer har forsøgt at forstå ved at opstille nogle grundprincipper for, hvad der adskiller levende organismer fra døde ting (se faktaboks 1).

»Når man bryder alt liv på Jorden ned ud fra disse principper, er den mindste bestanddel en celle. Liv begynder, når molekyler begynder at organiserer sig som en celle, og alt liv på Jorden, vi kender til, består af celler,« siger Claus Emmeche.

De biologiske grundprincipper for liv

En levende organisme har en interaktion med omgivelserne på en eller anden måde.

Noget levende kan potentielt reproducere sig, ellers dør det hurtigt ud.

Noget levende kan indtage og omsætte energi og på den måde opretholde sig selv.

En levende organisme har noget information, der kan styre dele af den, generelt hvordan visse komponenter skal bygges.

Cellen overholder altså de principper. Cellen har et stofskifte, den kan tage molekyler ind gennem sin membran, det vil sige interagere med omgivelserne, og omdanne molekylerne til varme, affaldsstoffer og opbygning af nye molekyler. På den måde kan den dele sig og formere sig.

Samtidig har cellen DNA-molekylet, der er et stykke information eller en slags biologisk software, der styrer cellens adfærd og reaktion på omverden. DNA’et gør også, at cellen ved, hvordan og hvornår den skal formere eller dele sig.

De ting tilsammen udgør principperne for liv ifølge biologen.

»Hvis cellen ikke havde en stofskiftefunktion, hvor den kan bruge elementer fra omgivelser til at opretholde sine funktioner, vil den hurtigt dø. Og hvis den ikke kunne formere sig, ville den også hurtigt uddø. På den måde kan en levende celle noget helt andet end en almindelig klump molekyler,« siger Claus Emmeche.

Den abstrakte tilgang til liv åbner flere døre

I slutningen af 1980’erne opstod en mere universel tilgang til spørgsmålet om, hvad liv er (se faktaboks 2).

Det var folk fra andre felter end biologi, der foreslog, at liv måske kan baseres på andre stoffer end kulstof, som det er her på jorden, eller at liv måske kan baseres på mere abstrakte mekanismer, man kunne implicere i en computer, for eksempel et computerprogram.

Man er i denne tilgang ikke fokuseret på celler og DNA alene, som man er i biologi.

»Ved at gå mere abstrakt til spørgsmålet om hvad liv er, undgår vi det lidt jordprovinsielle DNA-perspektiv og er mere åbne over for andre muligheder,« siger Claus Emmeche.

Det er ifølge tilgang til liv i princippet tilfældigt, at det lige blev DNA-molekylet, som vandt og blev det informationsbærende molekyle her på Jorden.

Der findes biologisk liv, og der findes kunstigt liv. Ifølge Claus Emmeche skal vi være lidt mere abstrakte, når vi taler om liv. Det er nemlig ikke kun DNA, der er liv i. (Foto: Shutterstock)

Derfor skal vi også se mere abstrakt på, hvad liv er, når vi leder efter det her på Jorden og på andre planeter især.

»Liv kunne i princippet være silicium-baseret, der kemisk set minder om kulstof. Hvorfor ikke forestille sig det?« udfordrer Claus Emmeche.

Vi ved ikke, hvordan liv opstår

Selv om både biologiske og mere abstrakte principper for liv lader til at være på plads, er det stadig et mysterium, hvordan liv opstår og engang opstod på Jorden.

Man ved ikke, hvorfor molekyler første gang organiserede sig som fungerende biologisk organisme, som celle.

»De første tegn på liv på Jorden ligger 3,8 milliarder år tilbage, men det var ikke flercellede organismer, der levede på Jorden på dette tidspunkt. Det var celler som minder om nulevende bakterier. Man har ikke spor af liv, som det så ud før disse celler blev til. Derfor har man ikke nogen direkte viden om overgang fra 'ikke-liv' til liv,« siger Kai Finster, professor i astrobiologi på Bioscience og Stellar Astrophysics Centre på Aarhus Universitet.

Der er flere teorier om livets opståen

Selvom man mangler beviser for, hvordan det første liv på Jorden opstod, byder forskere ind med forskellige forslag.

’Ursuppen’ er en af de mere populære ideer.

Her er tanken, at man omkring tiden, hvor livet opstod, havde en tilstand på Jorden, der kemisk set var helt rigtig, for at liv kunne opstå.

Derfor har man også foretaget kemiske eksperimenter for at se, om man kunne skabe liv i et laboratorium.

De mere abstrakte principper bag liv

Liv er et system, som har nogle komponenter, og de komponenter indeholder blandt andet en selvbeskrivelse af det pågældende system, ligesom DNA’et.

Systemet har mulighed for reproduktion.

Det skal være et system eller mønster i tid og rum, der er funktionelt opdelt. Alternativt kan det også være software, da det også eksisterer i tid og rum.

Det vigtige er ikke, hvor softwaren ligger. Det er mere den abstrakte beskrivelse af softwaren. Systemet behøver i princippet ikke at være helt konkret fysisk, men kan være noget mere abstrakt, som en række komplekse koder.

Der er en vekselvirkning mellem system og omgivelser. Systemet, vi taler om, skal være tilpasset omgivelserne, men det skal også være i stand til at læse tegn fra miljøet og give funktionelt respons.

Derudover er ’panspermia’-teorien populær.

Her er tanken, at livets byggesten er kommet til Jorden fra kometer, der har båret det fra en anden planet, men det har man heller ikke kunnet eftervise.

»Man går ud fra at de første livsformer bestod af de sammen byggesten som nulevende organismer, for eksempel nogle bestemte aminosyrer. Om disse aminosyrer indgår i en proces, der ender med at blive en levende celle afhænger af omgivelserne, de placeres i,« siger Kai Finster og fortsætter:

»Spørgsmål vedrørende livets opståen er nogle af de mest spændende spørgsmål overhovedet. Vi ved, at alt liv på Jorden har en fælles stamform. Vi har ikke 10 forskellige udviklingslinjer, der hver fører tilbage til sin uafhængige oprindelse. Der har været én enkelt 'urcelle', som alt levende tager sit udgangspunkt fra. Det kan man se, når man ser på de forskellige organismers genetiske materiale. Alle de forskellige stamtræer, som man kan regne sig frem til, viser, at alt levende er beslægtet og har samme ophav,« siger Kai Finster.

Kunstigt liv i fremtiden

Nu hvor principperne for liv, både de biologiske og de mere abstrakte, er det nærliggende at spørge, om vi en dag vil kunne skabe kunstigt liv.

»Det er spørgsmålet, hvad man mener med kunstigt liv. Det er lykkedes at opbygge en celle ud fra byggesten som gener og membraner fra andre celler. Men man har ikke været i stand til at opbygge en celle ud fra grundstofferne, som det må har været tilfælde, da liv opstod på Jorden,« svarer Kai Finster og slutter:

»Der vil gå lang tid, før vi er kommet så langt. Måske når vi det aldrig. Problemet kan være så komplekst og udfordringen så stor, at vi aldrig rigtigt vil mestre det. I bund og grund ved vi så lidt om, hvordan liv opstår, at det er umuligt at vurdere, om vi en dag kan skabe kunstigt liv fra bunden,« siger Kai Finster.

Vi takker de to professorer, Claus Emmeche og Kai Finster, og vi håber, at vores læser Ole Jensen er blevet lidt klogere på sit spørgsmål.

Som tak for spørgsmålet sender vi den mest livagtige Spørg Videnskaben-T-shirt, vi har liggende.

Hvis du selv ligger inde med et spørgsmål, du gerne vil have videnskabens svar på, så send endelig en e-mail til SV@videnskab.dk med dit spørgsmål.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs her om, hvordan forskerne tog billedet af atomerme.