Artykuł Filozofia przyrody

Robert Poczobut: Emergencja życia

Kontrowersje dotyczące natury oraz genezy życia należą do najstarszych w historii filozofii. Pośród licznych stanowisk, jakie sformułowano na przestrzeni wieków, na uwagę zasługuje koncepcja emergentystyczna – mająca zwolenników w przeszłości, obecnie zaś przeżywająca swój renesans.

Zapisz się do naszego newslettera

Tekst ukazał się w „Filo­zo­fuj!” 2020 nr 2 (32), s. 9–11. W pełnej wer­sji graficznej jest dostęp­ny w pliku PDF.


Witalizm i jego krytyka

W filo­zofii biologii przez wiele stule­ci domi­nował dual­isty­czny pogląd na tem­at natu­ry życia. Zgod­nie z jego wer­sją pochodzącą od Arys­tote­le­sa każ­da isto­ta żywa zbu­dowana jest z materii i formy (hyle­mor­fizm). For­ma jest nie­ma­te­ri­al­nym ele­mentem orga­nizu­ją­cym i oży­wia­ją­cym mater­ię. Mate­ria oży­wiona różni się od materii nieoży­wionej specy­ficzną for­mą (zasadą orga­ni­za­cji). Nowożyt­ni zwolen­ni­cy dual­iz­mu, określanego mianem „wital­iz­mu” (od vis vital­is, élan vital), jak Hans Dri­esch czy Hen­ri Berg­son, utrzymy­wali, że w każdym orga­nizmie ist­nieje nie­ma­te­ri­al­na siła steru­ją­ca roz­wo­jem orga­niz­mu i jego regen­er­acją. Żywy orga­nizm nie jest mech­a­nizmem, jak uważał Kartezjusz, ponieważ zaw­iera nie­ma­te­ri­al­ny „pier­wiastek życiowy”. Siła życiowa nada­je częś­ciom orga­niz­mu specy­ficzną struk­turę oraz zdol­noś­ci charak­terysty­czne dla żywego orga­niz­mu. Siła ta jest czymś różnym od znanych odd­zi­ały­wań fizy­cznych – skut­ki jej dzi­ała­nia są przed­miotem badań biologii.

Wital­is­tom wydawało się czymś niemożli­wym, aby zbiór nieoży­wionych atom­ów w sposób nat­u­ral­ny przek­sz­tał­cił się w żywy orga­nizm. W jaki sposób z „nieży­cia” może pow­stać życie? Zdaniem Hansa Dri­escha, czołowego przed­staw­iciela wital­iz­mu, fizy­ka nie jest w stanie wyjaśnić zjawisk bio­log­icznych, takich jak samoreg­u­lac­ja, regen­er­ac­ja, rozm­nażanie, inteligenc­ja czy pamięć. Pos­tu­lował w związku z tym ist­nie­nie niefizy­cznej siły oży­wia­jącej i orga­nizu­jącej obiek­ty fizy­czne. Wnioskował w następu­ją­cy sposób: ponieważ rozkład układu żywego na ele­men­ty skład­owe nie prowadzi do wykrycia czegoś takiego jak życie, musi ono być czymś niefizy­cznym, pochodzą­cym spoza układu fizy­cznego.

Z per­spek­ty­wy współczes­nej biologii wital­iś­ci pos­tu­lowali ist­nie­nie bytów fik­cyjnych. Biolo­gia nie poszła wskazaną przez nich drogą. Zdaniem Ern­s­ta Mayra (2002) o defin­i­ty­wnym upad­ku wital­iz­mu przesądz­iły cztery czyn­ni­ki: (a) zrozu­mie­nie, że wital­izm jest dok­tryną speku­laty­wną, a nie teorią naukową, (b) wyjaśnie­nie na grun­cie bio­chemii pro­cesów, o których wital­iś­ci twierdzili, że ich zrozu­mie­nie wyma­ga przyję­cia ist­nienia pro­to­plazmy – sub­stancji, z której zbu­dowane są orga­nizmy żywe, a której nie zaw­iera mate­ria nieoży­wiona, © wyjaśnie­nie na grun­cie gene­ty­ki i teorii doboru nat­u­ral­nego pozornej celowoś­ci układów żywych (odwołu­jące się do pro­cesów teleo­nom­icznych sterowanych przez pro­gramy gene­ty­czne), (d) kon­stat­ac­ja, że rozwój biologii stop­niowo elimin­u­je prob­le­my, których anal­iza wyma­ga przyję­cia niefizy­cznej siły życiowej.

W rezulta­cie niemal powszech­nie przyję­to, że wital­izm jest eks­plana­cyjnie pusty – ofer­u­je wyjaśnienia pozorne pole­ga­jące na wypeł­ni­a­n­iu luk w naszej wiedzy za pomocą bytów fik­cyjnych.

Organicyzm i emergentyzm

W kon­tekś­cie nowych dzi­ałów biologii (biolo­gia moleku­lar­na, gene­ty­ka, syn­te­ty­cz­na teo­ria ewolucji, ogól­na teo­ria sys­temów) sfor­mułowano nowe teorie filo­zoficzne na tem­at sta­tusu onty­cznego życia. Zwolen­ni­cy organ­i­cyz­mu i emer­gen­tyz­mu przyjęli następu­jące założe­nia: (a) Orga­nizm jest czymś więcej niż sumą swoich częś­ci. (b) Specy­ficznych funkcji układów żywych nie da się w pełni wyjaśnić na grun­cie fizy­ki i chemii, ponieważ nie jest możli­wa redukc­ja praw i pojęć biologii do praw i pojęć fizy­ki i chemii. © Nie ist­nieje nie­ma­te­ri­al­na siła życiowa. Pro­cesy życiowe są efek­tem orga­ni­za­cji materii, zaś zdol­ność do samoor­ga­ni­za­cji jest jej cechą wewnętrzną. (d) W pro­ce­sie ewolucji pow­sta­ją nowe poziomy orga­ni­za­cji przy­rody, a także nowe prawa i włas­noś­ci układów niewys­tępu­jące na niższych poziomach orga­ni­za­cji. (e) Ewoluc­ja kos­micz­na jest pro­ce­sem aut­en­ty­cznie twór­czym, prowadzą­cym do pow­stawa­nia układów struk­tu­ral­nie i funkcjon­al­nie nowych.

Wyjaśnie­nie fizyko­chemicznych pod­staw życia wyma­ga odwoła­nia się do pro­cesów zachodzą­cych na poziomie moleku­larnym, jed­nak znacze­nie takich wyjaśnień male­je, gdy prze­chodz­imy do anal­izy wyższych poziomów orga­ni­za­cji układów żywych. Wyjątkowe właś­ci­woś­ci orga­nizmów żywych są rezul­tatem nie tylko ich składu chemicznego, ale przede wszys­tkim hier­ar­chicznej i nielin­iowej orga­ni­za­cji. W złożonych układach hier­ar­chicznych relac­je między całoś­cią a jej częś­ci­a­mi nie pole­ga­ją tylko na tym, że dzi­ałanie całoś­ci zależy od inter­akcji między częś­ci­a­mi. Równie ważne jest to, że całość sprawu­je funkc­je kon­trolne w odniesie­niu do zachowa­nia częś­ci (przy­czynowość odgór­na lub sys­te­mowa). Pow­stanie życia nie pole­ga na oży­wia­n­iu atom­ów, lecz na tworze­niu ich odpowied­nio skom­p­likowanych układów. Ato­my węgla, wodoru, tlenu czy fos­foru w żywej komórce nie różnią się od takich samych atom­ów ist­nieją­cych poza nią. Tajem­ni­ca życia nie kry­je się w poje­dynczych atom­ach czy „niefizy­cznych siłach”, lecz w hiper­struk­tu­rach oraz w przepły­wie energii i infor­ma­cji między nimi a środowiskiem.

Nazwa „życie” oznacza zdol­noś­ci i pro­cesy zachodzące w orga­niz­mach. Ernst Mayr do pod­sta­wowych atry­butów życia zal­icza: (a) ist­nie­nie pro­gramów gene­ty­cznych steru­ją­cych roz­wo­jem i czyn­noś­ci­a­mi sys­temów żywych, (b) wys­tępowanie w struk­turze układów żywych specy­ficznych makrocząsteczek (kwasy nuk­leinowe, pep­ty­dy, enzymy, hor­mo­ny itp.), © wys­tępowanie złożonych mech­a­nizmów reg­u­la­cyjnych, w tym mech­a­nizmów wielokrot­nych sprzężeń zwrot­nych, (d) określoną orga­ni­za­cję funkcjon­al­ną, (e) gene­ty­cznie zapro­gramowane zachowa­nia (teleono­mia), (f) ogranic­zony rząd wielkoś­ci (od bak­terii po wielo­ry­by), (g) ist­nie­nie cyk­li życiowych i faz roz­wo­jowych, (h) otwartość na ener­gety­czne i infor­ma­cyjne odd­zi­ały­wa­nia ze środowiskiem.

Następst­wem posi­ada­nia właś­ci­woś­ci pod­sta­wowych są specy­ficzne zdol­noś­ci układów żywych: zdol­ność do ewolu­owa­nia, samoodt­warza­nia się, wzrost i różni­cow­anie zgod­nie z pro­gra­ma­mi gene­ty­czny­mi, metab­o­lizm, samoreg­u­lac­ja i utrzymy­wanie równowa­gi (home­ostaza), reagowanie na bodźce środowiskowe i inne. Powyższa lista nie jest wycz­er­pu­ją­ca. Jed­nak nie sfor­mułowano niear­bi­tral­nej definicji równoważnoś­ciowej ter­minu „życie”. Z uwa­gi na trud­noś­ci związane z podaniem zamkniętej klasy warunk­ów koniecznych i wystar­cza­ją­cych bycia ukła­dem żywym, poję­cie życia jest nieostre. Nato­mi­ast z uwa­gi na ist­nie­nie form pośred­nich między układa­mi żywy­mi a nieoży­wiony­mi (wirusy), a także zaawana­sowanych badań nad tzw. sil­nym sztucznym życiem, grani­ca między układa­mi żywy­mi a nieoży­wiony­mi jest rozmy­ta.

Teoria emergencji a nowy mechanicyzm

Onto­log­iczne poję­cie emer­gencji ma dwa kom­ple­men­tarne aspek­ty – diachron­iczny i syn­chron­iczny. W pier­wszym wypad­ku chodzi o to, że pro­cesy emer­gentne, takie jak pro­cesy życiowe, mogą pow­stać dopiero na zaawana­sowanym etapie ewolucji Wszechświa­ta – zan­im pow­staną układy żywe, muszą pow­stać ato­my i cząstecz­ki, z których są one zbu­dowane, muszą zostać wyt­wor­zone odpowied­nie warun­ki środowiskowe, w których mogło­by wye­wolu­ować życie. Ponieważ poje­dyncze ato­my i cząstecz­ki nie prze­jaw­ia­ją włas­noś­ci układów żywych, ich pojaw­ie­nie się w his­torii ewolucyjnej jest czymś aut­en­ty­cznie nowym. Przez dużą część swo­jej his­torii Wszechświat składał się z materii nieoży­wionej – zaw­ier­ał co najwyżej potenc­jał do wyt­worzenia układów żywych. Mówiąc o diachron­icznej emer­gencji życia, mamy na uwadze pow­stanie życia jako czegoś aut­en­ty­cznie (egzys­tenc­jal­nie i jakoś­ciowo) nowego, co uprzed­nio nie ist­ni­ało w postaci gotowej. W tym właśnie sen­sie życie wyła­nia się z materii nieoży­wionej, real­izu­jąc jed­ną z potenc­jal­noś­ci Wszechświa­ta.

W wypad­ku syn­chron­icznego aspek­tu poję­cia emer­gencji chodzi o to, że funkc­je i pro­cesy życiowe pojaw­ia­ją się na odpowied­nio wysokim poziomie orga­ni­za­cji. Są one emer­gentne w tym znacze­niu, że przysługu­ją tylko i wyłącznie zor­ga­ni­zowanym układom oraz ule­ga­ją unices­t­wie­niu wraz z ich roz­pa­dem. Naw­iązu­jąc do słyn­nej metafory mły­na Leib­niza, moż­na powiedzieć, że wchodząc do wnętrza żywego orga­niz­mu lub poje­dynczej komór­ki, jak wchodzi się do wnętrza mły­na, nie zna­jdziemy tam żad­nej sub­stancji ani siły życiowej. Desyg­natem ter­minu „życie” nie jest żaden skład­nik ani część orga­niz­mu fizy­cznego (fizy­cz­na ani niefizy­cz­na). Pro­cesy życiowe są efek­tem złożonych inter­akcji i odzi­ały­wań między kom­po­nen­ta­mi układów żywych oraz między tymi układa­mi a środowiskiem.

Jeden z najczęś­ciej wysuwanych zarzutów pod adresem teorii emer­gencji głosi, że teo­ria ta niczego nie wyjaś­nia. Zgadza­jąc się z powyższą kon­stat­acją, warto zauważyć, że żadne ze stanowisk filo­zoficznych nie wyjaś­nia w takich znaczeni­ach tego słowa, których uży­wamy na grun­cie nauk przy­rod­niczych. Szczegółowe wyjaś­ni­a­nia pro­cesów życiowych, w tym genezy życia, mogą zostać sfor­mułowane na grun­cie teorii stricte naukowych. W rzeczy samej, współczesne bada­nia z zakre­su nauk o życiu i teorii układów złożonych zmierza­ją do odkrycia mech­a­nizmów wyjaś­ni­a­ją­cych, jak wzrost złożonoś­ci układów nieoży­wionych prowadzi do pow­sta­nia układów żywych. Celem prowad­zonych badań jest właśnie wyjaśnie­nie mech­a­nizmów tego, co w abstrak­cyjnym języku filo­zofii biologii nazy­wamy „emer­gencją życia”.

Filo­zoficz­na teo­ria emer­gencji nie wyjaś­nia genezy życia ani nie poda­je mech­a­nizmów leżą­cych u pod­staw pro­cesów życiowych. Jed­nak nie ma takich uroszczeń. Emer­gen­tyś­ci zakłada­ją nato­mi­ast, że gdy nau­ka odkry­je nat­u­ralne mech­a­nizmy odpowiada­jące za genezę życia, teo­ria emer­gencji stanie się teorią onto­log­iczną, która adek­wat­nie inter­pre­tu­je wyni­ki badań naukowych. Zgod­nie z mech­a­nisty­cznym mod­elem wyjaś­ni­a­nia naukowego, domin­u­ją­cym w naukach o życiu, u pod­staw zachowań i zdol­noś­ci układów złożonych zawsze leżą okreś­lone mech­a­nizmy. Wyjaśnie­nie mech­a­nisty­czne jest wyjaśnie­niem pro­ce­su lub funkcji układu złożonego w kat­e­go­ri­ach wyt­warza­ją­cych je mech­a­nizmów. Celem nauk o życiu jest odkry­wanie mech­a­nizmów wyjaś­ni­a­ją­cych funkc­je i pro­cesy życiowe, takie jak metab­o­lizm, dziedz­icze­nie, syn­teza białek, home­ostaza i inne. Emer­genc­ja wyjaśniona nadal jest emer­gencją, przes­ta­je zaś być syn­on­imem tajem­ni­cy lub czegoś niezrozu­mi­ałego, mimo że w przeszłoś­ci częs­to tak właśnie rozu­mi­ano ideę emer­gencji.


Robert Poc­zobut – Pro­fe­sor UwB, kierown­ik Zakładu Epis­te­mologii i Kog­ni­ty­wisty­ki w Insty­tu­cie Filo­zofii UwB. Autor czterech książek, przeszło siedemdziesię­ciu artykułów naukowych, redak­tor licznych prac zbiorowych. Intere­su­je się pograniczem filo­zofii umysłu i kog­ni­ty­wisty­ki,  w szczegól­noś­ci naturą jaźni, relacją między świadomy­mi i nieświadomy­mi proce­sa­mi poz­naw­czy­mi, neu­ro­filo­zofią oraz hybry­dowy­mi sys­tema­mi poz­naw­czy­mi. Hob­by: podróże, muzy­ka, malarst­wo, gry log­iczne.

Tekst jest dostęp­ny na licencji: Uznanie autorstwa-Na tych samych warunk­ach 3.0 Pol­s­ka.

< Powrót do spisu treś­ci numeru.

Ilus­trac­ja: Zuzan­na Bołtryk

 

Najnowszy numer można nabyć od 3 stycznia w salonikach prasowych wielu sieci. Szczegóły zob. tutaj.

Numery drukowane można zamówić online > tutaj. Prenumeratę na rok 2020 można zamówić > tutaj.

Aby dobrowolnie WESPRZEĆ naszą inicjatywę dowolną kwotą, kliknij „tutaj”.

Dołącz do Załogi F! Pomóż nam tworzyć jedyne w Polsce czasopismo popularyzujące filozofię. Na temat obszarów współpracy można przeczytać tutaj.

Sklep

55 podróży filozoficznych okładka

Wesprzyj „Filozofuj!” finansowo

Jeśli chcesz wesprzeć tę inicjatywę dowolną kwotą (1 zł, 2 zł lub inną), przejdź do zakładki „WSPARCIE” na naszej stronie, klikając poniższy link. Klik: Chcę wesprzeć „Filozofuj!”

Polecamy