Учени от САЩ създадоха живи роботи, които могат да произвеждат потомство. Организмите, базирани на жабешки ембрионални клетки, се оказаха способни да събират подобието си от тези клетки - преди такъв механизъм на възпроизвеждане се наблюдаваше само на молекулярно ниво. Изследователите ще използват ксеноботите за много различни задачи, от събиране на пластмаса в океана до регенеративна медицина.
През 2020 г. американски биолози от университетите Върмонт, Тафт и Харвард създадоха ксеноботи – „живи роботи“. За да направят това, те взеха плурипотентни стволови клетки от кожата на ембриони на африканска жаба с нокти (Xenopus laevis) и ги отгледаха във физиологичен разтвор. Клетките се сляха в сфероиден организъм, с реснички на външния слой, които му помогнаха да се движи.
„Повечето хора си представят роботите като същества, направени от метал и керамика, но не е важно толкова от какво е направен роботът, а какво прави – да действа независимо в полза на човека“, казва професорът по компютърни науки и експерт по роботика Джош Бонгард ., водещ автор на изследването — В този смисъл, това е робот, но също така е и организъм, създаден от негенетично модифицирана жабешка клетка.
Сега същата група изследователи установи, че тяхното творение е способно да се възпроизвежда. Учените описват този процес в статия в списание Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ксеноботите нямат неврони, нямат репродуктивна, храносмилателна и други системи, те естествено се разпадат след две седмици. „Те определено не стават жаби, те всъщност запазват формата, в която искаме да бъдат“, казва Бонгард. "И те изглеждат и се държат изобщо не като обикновена жаба."
Ксеноботите също не се размножават като жабите. Животните и растенията могат да се възпроизвеждат сексуално (както чрез оплождане, така и безполово) и асексуално, докато ксеноботите прибягват до кинематично самовъзпроизвеждане, което преди това не се наблюдаваше в организмите - само в молекули. При самовъзпроизвеждане ксеноботите използват вещества в околната среда, за да създадат свои копия.
Концепцията за самовъзпроизвеждащи се устройства е предложена още през XNUMX век, но става широко разпространена едва през втората половина на XNUMX век. През XNUMX век бяха стартирани проекти, посветени на създаването на самовъзпроизвеждащи се клетки, автомати, роботи и дори фабрики, които ще позволят колонизирането на Луната и Марс.
„Кинематичното самовъзпроизвеждане в молекулите, разбира се, беше важно в началото на живота на Земята. Но не знаем дали тази форма на репликация, която сега наблюдаваме в групи от клетки, е изиграла някаква роля в произхода на живота", казва Бонгард. Учените откриха това свойство на ксеноботите, като наблюдаваха поведението им в петриево блюдо, съдържащо вода от езерце и клетки от жабешки ембриони. Ксеноботите се движеха в чашата, сблъсквайки се с други клетки и ги събирайки на купчини. Ако купчината беше достатъчно голяма - около 50 клетки - тя формира нов ксенобот. „Потомството“ повтаряше поведението на „предците“, но „внуците“ вече бяха твърде слаби и неспособни да се възпроизвеждат.
„Ние открихме, че синтетичните многоклетъчни агрегати също могат да се възпроизвеждат кинематично чрез преместване и компресиране на дисоциирани клетки в околната среда във функционални самореплики“, пишат учените. „Тази форма на запазване на вида, която не е била наблюдавана преди в нито един организъм, възниква спонтанно в рамките на няколко дни и не се развива в продължение на хиляди години.“
„Порази ме“, признава професорът по биология Майкъл Левин, съавтор на изследването. „Жабите имат начин на възпроизвеждане, който обикновено използват, но ако освободите определени клетки от останалата част от ембриона и им дадете да знаят как да се намерят в нова среда, те не само намират нов начин да се движат, но очевидно нов начин за възпроизвеждане."
Това кинематично самовъзпроизвеждане, което досега не е било наблюдавано нито при растения, нито при животни, може да се случи без генетична модификация, показва колко радикално и бързо биологичните същества могат да се адаптират и променят в отговор на околната среда, обясняват изследователите.
Симулациите с изкуствен интелект показват, че ако на ксеноботите се даде определена форма, като например герой на Pac-Man, те ще я възпроизведат при репликация. В допълнение, тази форма се оказа най-успешната за по-нататъшно самовъзпроизвеждане - "устата" помогна за по-ефективното събиране на ембрионалните клетки на купчина. Установено е също, че ксеноботите са способни, например, да ремонтират електрически вериги — но досега този резултат също е получен въз основа на симулации, а не на реален експеримент.
Учените очакват, че ксеноботите ще могат да се използват за различни задачи, от събиране на микропластмаса във водоеми до медицински интервенции - например в случаите, когато е необходимо да се ускори регенерацията на клетките.
Прочетете също:
- Изследователите са разработили нов метод за създаване на меки роботи
- Автономният робот извърши първия вътрешен"Язову и др"действие без игли