I første omgang kan liv i biologisk forstand defineres som levende organismer, deres eksistensform og de processer, de realiserer. Organismer er enheder (enkeltceller eller systemer af celler) opbygget af komplicerede kemiske forbindelser (makromolekyler, især proteiner, nukleinsyrer, kulhydrater og lipider), som ved hjælp af et reguleret stofskifte (metabolisme) kan opretholde organismen under tilførsel og forbrug af energi. Organismer kan reproducere sig selv, dvs. danne en genpart af sig selv ved vegetativ eller kønnet formering, og er i kraft heraf en del af en slægtskabslinje, arten, som kan undergå forandring over flere generationer, evolution.
Hertil kommer yderligere en række, sikkert nødvendige, kendetegn, fx at stofskiftet må foregå i en væske (cellen indeholder vand) for at muliggøre molekylær stoftransport og en dæmpet, trinvis energioverførelse i de kemiske reaktioner. Liv findes ikke i rent fast stof eller gasform. Visse dyr som fx de mikroskopiske bjørnedyr kan eksistere i kryptobiose: De kan tørre ud eller fryse og er i den form potentielt liv, dvs. uden eller næsten uden stofskifte. Ligeledes kan bakteriehvilesporer og visse plantefrø overleve uden målelig stofomsætning.
Et makromolekyle er ikke selv levende, men det er den celle, som molekylet er en del af. Arvematerialet DNA er et makromolekyle med en bestemt struktur, som kan karakteriseres bl.a. kemisk og geometrisk. Oprenset DNA er fx et hvidt pulver, men er i den form et artefakt, ukendt fra naturen: I sig selv er DNA ikke liv. Selvom det kan beskrives rent kemisk, kan det kun forstås som et naturligt fænomen i forbindelse med liv; det har en ganske bestemt rolle i det netværk af processer, der er med til at vedligeholde cellen som organiseret helhed. Det samme gælder et enzym eller hvilket som helst af cellens andre makromolekyler.
Liv er en egenskab på cellens systemniveau og opefter og kræver et samspil af mange forskellige stoffer. Flercellede organismer er levende ifølge definitionen ovenfor, og også arten kan kaldes levende, da den består af organismer, men den har kun stofskifte i kraft af disse. Det samme gælder et økosystem, der foruden organismer også består af det fysiske og kemiske miljø.
I cellens regulerede stofskifte har enkeltdelene, fx organellerne eller de enkelte makromolekyler, hver især en funktion i forhold til helheden. Biologisk liv er et organiseret produkt af naturen, dvs. et system, hvor hver del er helhedens middel til at opnå målet om systemets opretholdelse. Da delene tjener et funktionelt mål, er systemet teleologisk (gr. telos 'mål'). Livets teleologi får det til at fremstå som om det var designet af en intelligent designer. Men designet regnes i biologien for at være produkt af en blind, naturlig mekanisme: adaptiv evolution ved mutation og naturlig selektion.
Dermed er liv defineret funktionelt, processuelt og organisatorisk, men ikke entydigt stofspecifikt, hvilket heller ikke er nødvendigt. En definition af liv kunne indskrænke sig til at have forekomsten af DNA eller RNA som kriterium, da disse nukleinsyrer kun findes naturligt i forbindelse med celler, men den ville ikke indfange den selvopretholdende helhed, som en levende celles stofskifte udgør. I princippet kan man forestille sig de biokemiske funktioner varetaget af andre kemiske forbindelser, men det er karakteristisk, at alle kendte levende organismer er forbløffende ens på det biokemiske plan: Alle benytter DNA (nogle virus RNA) som arvemateriale; overalt spiller enzymer en nøglerolle i stof- og energiomsætning; og stofskiftets kredsløb følger fælles mønstre med visse variationer.
Cellens stofskifte kendetegnes af cykliske mønstre af stofnedbrydning og -dannelse, opbygget af meget specifikke reaktioner. De mange forskellige enzymer har hver især en eller nogle få funktioner. Da enzymerne nedbrydes spontant under fysiologiske betingelser, kræves en stabil og pålidelig gendannelse af nøjagtig de samme slags makromolekyler. Denne gendannelse sikres af en type informationsbaseret kemisk syntese, som er ukendt i ikke-levende kemiske processer. Information henviser her til rækkefølgen, sekvensen, af de komponenter, hvoraf DNA og proteiner er sammensat. Et gens DNA-sekvens sikrer via dannelse af mRNA (messenger-RNA) syntesen af et protein med en bestemt rækkefølge af aminosyrer.
Liv kan også indkredses ved en beskrivelse af de komponenter, der omfatter livet, som vi kender det på Jorden: bl.a. organisme, celle, art, population, formering, arv, genetisk variation, gen, funktion, økosystem og evolution. Biologi kan derfor ses som et netværk af viden om liv, organiseret i løst afgrænsede discipliner. Når genetikeren Th. Dobzhansky fremhævede, at "Intet i biologien giver mening, hvis det ikke ses i lyset af evolutionen", mente han, at det evolutionære perspektiv er grundlæggende, da alt liv nedstammer fra en simpel stamform, som har udviklet sig til de kendte arter gennem naturlig selektion. Alle biologiske strukturer er formet af evolutionen.
Men med samme ret kunne vi sige, at det cellulære aspekt er grundlæggende, for uden celler kan vi ikke forestille os fænomener som arv og evolution. Eller at det økologiske aspekt er grundlæggende, da betingelsen for livsprocessernes udfoldelse altid er af økologisk art. Således kan alle niveauer betegnes som essentielle. Pointen er, at ligesom begreberne henviser til hinanden og kun kan forstås fuldt ud i sammenhæng, er det biologiske liv selv en række forhold, som gensidigt forudsætter hinanden.
Virus hævdes ofte at falde uden for de gængse livsdefinitioner, da virus ikke har selvstændigt stofskifte og kan forekomme på krystalform. Men ligesom med isoleret DNA på pulverform gælder det for virus, at selvom de kan karakteriseres rent kemisk og geometrisk, kan de kun forstås fuldt ud som et biologisk fænomen. Virus' formering beror på eksistensen af levende celler. I et evolutionært lys må de betragtes som stammende fra enten stærkt reducerede, parasitiske organismer eller genetiske elementer, der fra at have været en integreret del af en organisme er blevet selvstændige.
En definition af et så mangfoldigt fænomen som liv må ikke opfattes på linje med fx en definition af et begreb i et matematisk system. Snarere er den en måde, hvorpå man paradigmatisk sammenfatter en samlet forståelse af et fænomen.
Kommentarer
Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.