ابتكر علماء من الولايات المتحدة روبوتات حية يمكنها إنتاج ذرية. تبين أن الكائنات الحية التي تعتمد على الخلايا الجنينية للضفدع قادرة على جمع شبهها من هذه الخلايا - في السابق ، لوحظت آلية التكاثر هذه فقط على المستوى الجزيئي. سيستخدم الباحثون xenobots للعديد من المهام المختلفة ، من جمع البلاستيك في المحيط إلى الطب التجديدي.
في عام 2020 ، ابتكر علماء الأحياء الأمريكيون من جامعات فيرمونت وتافت وهارفارد xenobots - "روبوتات حية". للقيام بذلك ، أخذوا خلايا جذعية متعددة القدرات من جلد أجنة الضفدع الأفريقي المخالب (Xenopus laevis) وزرعوها في محلول ملحي. اندمجت الخلايا في كائن كروي ، مما أدى إلى نمو الأهداب على الطبقة الخارجية التي ساعدتها على الحركة.
يقول جوش بونجارد ، أستاذ علوم الكمبيوتر وخبير الروبوتات . ، المؤلف الرئيسي للدراسة - بهذا المعنى ، إنه روبوت ، ولكنه أيضًا كائن حي تم إنشاؤه من خلية الضفدع غير المعدلة وراثيًا. "
الآن وجدت نفس المجموعة من الباحثين أن خليقتهم قادرة على التكاثر. وصف العلماء هذه العملية في مقال نشر في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences.
لا تحتوي Xenobots على خلايا عصبية ، ولا تحتوي على أجهزة تناسلية أو هضمية أو غيرها ، وتتفكك بشكل طبيعي بعد أسبوعين. يقول بونجارد: "إنهم بالتأكيد لا يتحولون إلى ضفادع ، إنهم في الواقع يحتفظون بالشكل الذي نريدهم أن يكونوا فيه". "وهم لا ينظرون ويتصرفون على الإطلاق مثل الضفدع العادي".
لا تتكاثر Xenobots مثل الضفادع أيضًا. يمكن أن تتكاثر الحيوانات والنباتات جنسيًا (سواء من خلال الإخصاب أو اللاجنسي) أو اللاجنسي ، بينما تلجأ xenobots إلى التكاثر الذاتي الحركي ، والذي لم يُلاحظ سابقًا في الكائنات الحية - فقط في الجزيئات. في التكرار الذاتي ، تستخدم xenobots المواد الموجودة في البيئة لإنشاء نسخ من نفسها.
تم اقتراح مفهوم أجهزة النسخ الذاتي في وقت مبكر من القرن التاسع عشر ، لكنه لم ينتشر إلا في النصف الثاني من القرن العشرين. في القرن الحادي والعشرين ، تم إطلاق مشاريع مخصصة لإنشاء خلايا ذاتية التكاثر ، وآليات ، وروبوتات ، وحتى مصانع تسمح باستعمار القمر والمريخ.
كان التكاثر الذاتي الحركي في الجزيئات ، بالطبع ، مهمًا في وقت مبكر من حياة الأرض. لكننا لا نعرف ما إذا كان هذا الشكل من التكاثر ، الذي نلاحظه الآن في مجموعات من الخلايا ، قد لعب أي دور في أصل الحياة ، "كما يقول بونجارد. اكتشف العلماء خاصية xenobots من خلال مراقبة سلوكهم في طبق بتري يحتوي على ماء من بركة وخلايا أجنة الضفادع. تحركت xenobots في الكوب واصطدمت بخلايا أخرى وجمعتها في أكوام. إذا كانت الكومة كبيرة بما يكفي - حوالي 50 خلية - فإنها تشكل xenobot جديد. كرر "النسل" سلوك "الأجداد" ، لكن "الأحفاد" كانوا بالفعل ضعفاء للغاية وغير قادرين على الإنجاب.
كتب العلماء: "وجدنا أن المجاميع الاصطناعية متعددة الخلايا يمكنها أيضًا إعادة إنتاج نفسها بشكل حركي عن طريق تحريك وضغط الخلايا المنفصلة في البيئة إلى نسخ ذاتية وظيفية". "هذا الشكل من أشكال الحفاظ على الأنواع ، والذي لم يتم ملاحظته من قبل في أي كائن حي ، يحدث تلقائيًا في غضون أيام قليلة ، ولا يتطور على مدى آلاف السنين."
يعترف مايكل ليفين ، أستاذ علم الأحياء ، المؤلف المشارك للدراسة: "لقد صدمتني". "تتمتع الضفادع بطريقة التكاثر التي تستخدمها عادةً ، ولكن إذا حررت خلايا معينة من بقية الجنين وسمحت لهم بمعرفة كيفية العثور على أنفسهم في بيئة جديدة ، فإنهم لا يجدون فقط طريقة جديدة للتحرك ، ولكن يبدو أن طريقة جديدة للتكاثر ".
أوضح الباحثون أن هذا التكاثر الذاتي الحركي ، والذي لم يتم ملاحظته من قبل في أي من النباتات أو الحيوانات ، يمكن أن يحدث دون تعديل جيني يوضح كيف يمكن للكائنات البيولوجية أن تتكيف وتتغير استجابةً لبيئتها بشكل جذري وسريع.
أظهرت محاكاة الذكاء الاصطناعي أنه إذا تم إعطاء xenobots شكلًا معينًا ، مثل شخصية Pac-Man ، فسوف يعيد إنتاجه عند النسخ المتماثل. بالإضافة إلى ذلك ، تبين أن هذا النموذج هو الأكثر نجاحًا لمزيد من التكاثر الذاتي - ساعد "الفم" على تجميع الخلايا الجنينية في كومة بشكل أكثر كفاءة. وجد أيضًا أن xenobots قادرة ، على سبيل المثال ، على إصلاح الدوائر الكهربائية - ولكن حتى الآن تم الحصول على هذه النتيجة أيضًا على أساس المحاكاة ، وليس على أساس تجربة حقيقية.
يتوقع العلماء أن تكون xenobots قادرة على استخدامها في مهام مختلفة ، من جمع المواد البلاستيكية الدقيقة في المسطحات المائية إلى التدخلات الطبية - على سبيل المثال ، في الحالة التي يكون فيها من الضروري تسريع عملية تجديد الخلايا.
اقرأ أيضا:
- طور الباحثون طريقة جديدة لإنشاء روبوتات ناعمة
- أجرى الروبوت المستقل أول عملية داخلية'يازوفو ، إلخ'ection بدون إبر