Untuk Mengalahkan Kematian dan Menjadi Dewa, Kita Pertama-tama Harus Mengalahkan Entropi

Keabadian adalah kekuatan super langka yang terdengar seperti kutukan. Namun, ada sesuatu yang sangat memikat tentang kemungkinan tidak pernah mati. Sesuatu harus ditanamkan dalam diri kita untuk menghindari kematian dalam konteks apa pun, terlepas dari seberapa irasional keputusan itu bagi diri kita sendiri atau untuk spesies pada umumnya.

Ini, sungguh, selalu menjadi Cawan Suci dari ilmu biologi. Investigasi dan pengobatan penyakit selalu memiliki tujuan untuk memperpanjang dan meningkatkan kehidupan. Teknologi terbaru telah berkontribusi pada minat baru dalam gagasan bahwa keabadian sebenarnya bisa dicapai. Beberapa peneliti ingin memperlakukan penuaan seperti penyakit lain (atau kumpulan penyakit), seperti yang baru-baru ini disorot di acara baru Ron Howard Penerobosan.

Para peneliti ini berharap untuk memajukan gagasan bahwa suatu obat dapat diselidiki untuk tujuan merawat usia itu sendiri. Meskipun obat-obatan yang mereka lihat sudah ada di pasaran selama bertahun-tahun untuk mengobati penyakit seperti diabetes, harapannya adalah untuk mengubah pemikiran dan untuk menyelidiki obat-obatan untuk merawat usia sejak awal. Lagipula, perawatan pencegahan apa yang lebih baik daripada pemuda abadi?

Karena tidak mungkin untuk mendapatkan obat yang mengobati penuaan yang dibersihkan oleh FDA, para peneliti berpendapat, tidak ada seorang pun di industri swasta yang berusaha serius untuk mengatasi penyembuhan penuaan. Tetapi begitu FDA datang, maka pemikirannya, pintu air akan terbuka, dan pasar bebas akan membuat kita semua merasa 24 dan jantan selama berabad-abad yang akan datang.

Ini adalah pemikiran yang menginspirasi. Namun, sebelum kita terlalu sibuk, mari selami apa artinya menua.

Hidup pada dasarnya adalah proses yang tidak stabil (ya, proses). Kehidupan tampaknya lebih menyukai keadaan energi yang lebih tinggi dan lebih tidak stabil daripada keadaan energi terendah, yang membuatnya sangat menarik. Segala sesuatu di alam semesta tampaknya cenderung ke arah entropi yang lebih tinggi, atau gangguan. Memang, ilmuwan Nicolas Carnot merancang sebuah prinsip untuk menggambarkan kecenderungan yang akhirnya menjadi "hukum". Jadi ketika sesuatu muncul untuk melakukan yang sebaliknya, rasanya aneh dan entah bagaimana disengaja oleh sesuatu atau seseorang.

Namun perlu dicatat bahwa gravitasi juga merupakan hukum. Dengan energi yang cukup, itu, seperti Hukum Kedua Termodinamika, dapat ditentang sementara (perhatikan bahwa hukum masih sangat berpengaruh, tetapi sedang diatasi dengan pekerjaan; tidak ada hukum fisik yang dilanggar). Contoh nyata adalah kapal roket buatan manusia, tetapi contohnya juga ada di alam. Ketegangan permukaan dalam air, misalnya, mampu mengatasi gravitasi. (Saya harus mencatat bahwa semua ini mungkin terjadi karena kita adalah "sistem terbuka," jadi ada sesuatu untuk mengimbangi pengurangan entropi kita. Secara khusus, Matahari sedang membuang jalan keluar menuju keseimbangan. Kita menggunakan beberapa energi yang dihasilkan oleh Matahari dalam proses ini, tetapi kecenderungan keseluruhan dalam sistem masih menuju peningkatan entropi.)

Jadi, lebih jelasnya, sementara segala sesuatu di alam semesta cenderung menuju keseimbangan, keseimbangan berarti kematian. Ekuilibrium berarti distribusi yang merata dari semua elemen penyusunnya ke dalam keadaan tertinggi dari gangguan total entropi, tetapi stabilitas total. Hidup melakukan yang sebaliknya. Ini menimbun molekul-molekul tertentu di dalam sel dan mengaturnya. Sebaliknya, kehidupan cenderung menuju versi keseimbangan energi yang seimbang: homeostasis. Dengan melakukan hal itu, ia harus berdiri tegak menuju arah alami dari seluruh alam semesta.

Jadi hidup pada dasarnya adalah resistensi dari keadaan energi terendah, keadaan entropi maksimum yang ingin dicapai oleh segala sesuatu dalam sistem. Perlawanan terhadap kecenderungan alami ini membuat sistem secara inheren tidak stabil, dan dimungkinkan dengan jumlah energi yang tepat. Terlalu banyak energi dan semuanya menjadi tidak stabil dan hanya meleleh (atau menguap). Terlalu sedikit energi dan semuanya tetap dalam kondisi energi terendah. Ada jendela kecil, di mana entropi dapat dikurangi, dan kompleksitas dapat dihasilkan secara spontan.

(Di samping itu: Hukum kedua ini dianggap tidak dapat dibalikkan; telur tidak bisa dilepas, mengutip contoh klasik. Tetapi perhatikan bahwa ada perbedaan antara pengurangan entropi dan panah waktu. Memang benar - telur tidak bisa dilepas, tetapi itu karena kita tidak bisa kembali ke masa lalu. Namun, sebuah telur memang dapat direformasi, jika komponen-komponen telur tersebut didaur ulang melalui fungsi kehidupan, seolah-olah komponen-komponen tersebut dikomposkan menjadi mulsa untuk sebuah pabrik jagung yang pada gilirannya memberi makan ayam. Lingkaran kehidupan disebut karena suatu alasan.)

Sementara alam cenderung menuju keseimbangan, kehidupan menolak keseimbangan dan cenderung menuju homeostasis. Tetapi sekali lagi, semua ini membutuhkan energi. Kami menggunakan energi untuk melawan keseimbangan, seperti halnya roket menggunakan energi untuk melawan gravitasi. Tetapi penggunaan energi mahal, dan menyebabkan keausan pada komponen dalam sistem. Akhirnya, pompa dan membran tidak berfungsi sebaik dulu. Hidup adalah proses yang merusak!

Proses destruktif ini sepertinya adalah penuaan sebenarnya. Jadi jika kita berharap untuk mengatasi penuaan, kita harus terlebih dahulu mengajukan pertanyaan: Apakah mungkin? Komponen-komponen sistem kami ingin cenderung ke keadaan energi terendah, sama seperti komponen roket ingin cenderung ke permukaan Bumi. Untuk menolaknya, keduanya membutuhkan penggunaan energi, tetapi penggunaan energi mengurangi komponen-komponen itu. Jika kita ingin tetap hidup, kita harus menggunakan komponen dalam sistem kita, yang berarti kita harus menua.

Namun, tidak jelas mengapa tidak mungkin untuk melakukan ini dengan mengganti komponennya. Haruskah kita mengganti sel-sel yang aus dan menjadi tidak stabil? Atau ada sesuatu yang secara inheren tidak stabil tentang kelompok sel, juga? Bagaimanapun, sel dianggap menggantikan semua molekul penyusunnya dari waktu ke waktu, jadi mengapa mereka mati? Ini adalah pertanyaan terbuka, tetapi satu kali melihat ubur-ubur abadi menunjukkan bahwa memang mungkin untuk hanya mengganti semuanya.

Salah satu rekan peneliti saya yang bernama Jack Davis pernah mengajukan pemikiran yang menarik kepada saya tentang ini: Mungkin penuaan adalah adaptasi evolusi. Karena evolusi bekerja hanya ketika ada pergantian materi biologis yang berkelanjutan, pergantian itu sendiri pasti berasal dari suatu tempat, sehingga membuat evolusi lebih efisien. Pergantian ini diperlukan untuk menghasilkan sifat-sifat baru dan membangun di atas yang telah dikembangkan, yaitu evolusi. Sederhananya, jika tidak ada yang sekarat, maka tidak ada yang punya bayi, dan bayi diperlukan untuk mendorong evolusi.

Tampaknya bagi saya lebih mungkin bahwa penuaan adalah fenomena yang terjadi secara alami yang tidak perlu disesuaikan. Tapi alasan Jack mungkin mengapa penuaan tetap ada. Mungkin memang ada cara bagi alam untuk mengatasi penuaan, tetapi penuaan sangat disukai. Evolusi mendapatkan manfaat yang kuat dengan terus-menerus menghasilkan biomassa baru, tetapi itu tidak mendapatkan manfaat dari menjaga organisme tetap hidup setelah mereka berkontribusi pada generasi berikutnya (pada kenyataannya, mereka terus mengambil sumber daya jika bertahan), jadi ada tekanan selektif untuk menjaga penuaan. Dan hewan yang mati mungkin memiliki insentif untuk berkembang biak. Semua ini dapat menjelaskan mengapa kita tidak melihat lebih banyak contoh di alam hewan abadi.

Untuk individu dengan kesadaran sadar yang terjebak dalam sistem ini, itu tidak terlalu menghibur. Evolusi manusia mungkin bermanfaat ketika kita semua berakhir pada usia 80, tetapi kematian karena usia tua masih memiliki daya tarik yang terbatas.

Jadi kita disini lagi. Bagaimana kita bisa memerangi usia? Satu kemungkinan adalah menemukan sesuatu selain oksigen untuk bernafas. Oksigen adalah elemen yang cukup reaktif. Faktanya, ini bertanggung jawab atas sejumlah besar kerusakan pada struktur organik dan anorganik melalui proses oksidasi. Jika kita dapat menemukan sesuatu yang sedikit kurang reaktif, itu mungkin kurang merusak tubuh kita, dan kita tidak perlu menginvestasikan begitu banyak energi dalam antioksidan untuk melawan efek ini.

Sisi lain dari ini adalah reaktivitas oksigen yang membuatnya sangat hebat dalam fungsinya. Apa pun yang kurang reaktif akan sangat memperlambat rantai transpor elektron - artinya kita tidak akan mampu mempertahankan tingkat aktivitas yang kita butuhkan untuk bertahan hidup. Jadi mungkin kita semua hanya berjalan-jalan di ruang hiperbarik manis yang melindungi kita dari oksigen atmosfer dan hanya memberikan sedikit ke paru-paru kita.

Kemungkinan lain adalah secara umum memperlambat penggunaan energi kita, karena proses inilah yang menghasilkan keausan pada sel. Banyak dari kita di Barat makan jauh lebih banyak daripada yang kita butuhkan, toh? Meskipun kontroversial, pembatasan kalori memang tampaknya mampu memperpanjang hidup, menurut penelitian.

Sementara pendekatan disiplin seperti ini dapat menghasilkan banyak manfaat (bahkan melampaui penuaan yang lebih lambat), itu masih merupakan solusi sementara yang hanya menunda kematian. Hidup lebih lama hanya terasa bermanfaat jika menyenangkan. Selain itu, lebih menyenangkan untuk memikirkan kemungkinan lain. Jadi mengapa tidak mencoba meretas ubur-ubur?

Meskipun bukan tidak mungkin, pendekatan ini memiliki rintangan besar. Ubur-ubur dianggap mencapai keabadian melalui "transdifferensiasi," atau mengubah sel-selnya kembali menjadi sel-sel induk dan memulai dari awal sehingga mereka menjadi jenis sel lainnya. Meskipun secara teknis kami telah menemukan cara mengubah sel manusia kembali menjadi sel punca, manusia memiliki banyak sel yang tidak tergantikan. Neuron kita, misalnya, mari kita lakukan apa yang kita lakukan dengan menemukan kontak yang sesuai dengan neuron lain dan membentuk jaringan yang kompleks. Secara teori, jika sel-sel itu dipaksa kembali ke keadaan sel induk, semua kontak ini akan rusak, karena sel-sel induk tidak mampu membentuk koneksi neuron. Secara teoritis kami akan kembali ke masa kanak-kanak dan pada dasarnya tidak tahu apa-apa, yang tampaknya kira-kira seperti yang diketahui oleh ubur-ubur. Untuk hidup selama ubur-ubur, kita mungkin juga harus hidup dengan buruk.

Mungkin suatu hari kita akan dapat mengatasi hal ini dengan memiliki semacam proses berkelanjutan yang bergulir melalui otak, mencatat setiap kontak yang dimiliki sel, mentransdifferensikan sel itu, lalu membiarkan sel yang baru dihasilkan itu tumbuh di sekitarnya seperti perancah. untuk membangun kembali semua koneksi sebelumnya, dengan demikian menjaga setiap kontaknya. Kenangan yang melibatkan sel karena itu hanya akan offline untuk sementara.

Untuk saat ini, pendekatan kami harus mensyaratkan gen penargetan atau obat yang membuat penggunaan energi kita lebih efisien, atau membuat ulang tubuh kita dari komponen yang lebih tahan lama. Yang terbaik yang bisa kita lakukan sampai saat itu adalah menolak keacakan yang telah ditakdirkan alam semesta untuk kita semua.