Yhdysvaltalaiset tutkijat ovat luoneet eläviä robotteja, jotka voivat tuottaa jälkeläisiä. Sammakon alkiosoluihin perustuvat organismit pystyivät keräämään kaltaisuuttaan näistä soluista - aiemmin tällainen lisääntymismekanismi havaittiin vain molekyylitasolla. Tutkijat aikovat käyttää ksenobotteja moniin erilaisiin tehtäviin muovin keräämisestä valtamerestä regeneratiiviseen lääketieteeseen.
Vuonna 2020 amerikkalaiset biologit Vermontin, Taftin ja Harvardin yliopistoista loivat xenobotit - "eläviä robotteja". Tätä varten he ottivat pluripotentteja kantasoluja afrikkalaisen sammakon (Xenopus laevis) alkioiden ihosta ja kasvattivat niitä suolaliuoksessa. Solut sulautuivat pallomaiseksi organismiksi, jolloin ulkokerrokselle kasvoi värekarvot, jotka auttoivat sitä liikkumaan.
"Useimmat ihmiset pitävät robotteja metallista ja keramiikasta valmistetuina olentoina, mutta kyse ei ole niinkään siitä, mistä robotti on tehty, vaan siitä, mitä se tekee - toimivat itsenäisesti ihmisen eduksi", sanoo tietojenkäsittelytieteen professori ja robotiikan asiantuntija Josh Bongard. ., tutkimuksen johtava kirjoittaja - Siinä mielessä se on robotti, mutta se on myös organismi, joka on luotu ei-geneettisesti muunnetusta sammakkosolusta."
Nyt sama tutkijaryhmä sai selville, että heidän luomuksensa pystyy lisääntymään. Tutkijat kuvasivat tätä prosessia Proceedings of the National Academy of Scien -lehdessä julkaistussa artikkelissaces.
Ksenoboteissa ei ole hermosoluja, lisääntymis-, ruoansulatus- tai muita järjestelmiä, ne hajoavat luonnollisesti kahden viikon kuluttua. "Ne eivät todellakaan kasva sammakoita, ne itse asiassa säilyttävät muodon, jossa haluamme niiden olevan", Bongard sanoo. "Ja he näyttävät eivätkä käyttäydy ollenkaan tavallisen sammakon kaltaisia."
Ksenobotit eivät myöskään lisäänty kuin sammakot. Eläimet ja kasvit voivat lisääntyä seksuaalisesti (sekä hedelmöityksellä että aseksuaalisesti) ja aseksuaalisesti, kun taas ksenobotit turvautuvat kinemaattiseen itsereplikaatioon, jota ei aiemmin havaittu organismeissa - vain molekyyleissä. Itsereplikaatiossa ksenobotit käyttävät ympäristön aineita luodakseen kopioita itsestään.
Itsestään replikoituvien laitteiden käsite esiteltiin jo XNUMX-luvulla, mutta se yleistyi vasta XNUMX-luvun jälkipuoliskolla. XNUMX-luvulla käynnistettiin projekteja, jotka on omistettu itseään tuottavien solujen, automaattien, robottien ja jopa tehtaiden luomiseen, jotka mahdollistavat Kuun ja Marsin kolonisoinnin.
”Kinemaattinen itsereplikaatio molekyyleissä oli tietysti tärkeää maapallon alkuvaiheessa. Mutta emme tiedä, oliko tällä replikaation muodolla, jota nyt havaitsemme soluryhmissä, merkitystä elämän syntymisessä", Bongard sanoo. Tutkijat löysivät tämän ksenobottien ominaisuuden tarkkailemalla niiden käyttäytymistä petrimaljassa, joka sisälsi vettä lampista ja sammakon alkioiden soluista. Ksenobotit liikkuivat kupissa törmäten muiden solujen kanssa ja kokoamalla ne pinoiksi. Jos kasa oli tarpeeksi suuri - noin 50 solua - se muodosti uuden ksenobotin. "Jälkeläiset" toistivat "esi-isien" käyttäytymistä, mutta "lastenlapset" olivat jo liian heikkoja eivätkä kyenneet lisääntymään.
"Löysimme, että synteettiset monisoluiset aggregaatit voivat myös lisääntyä kinemaattisesti siirtämällä ja pakkaamalla dissosioituneita soluja ympäristössä toiminnallisiksi itsekopioiksi", tutkijat kirjoittavat. "Tällainen lajin säilymisen muoto, jota ei ole aiemmin havaittu missään organismissa, tapahtuu spontaanisti muutamassa päivässä, eikä se kehity tuhansien vuosien aikana."
"Se vaikutti minuun", myöntää biologian professori Michael Levin, tutkimuksen toinen kirjoittaja. "Sammakoilla on niiden normaalisti käyttämä lisääntymistapa, mutta jos vapautat tietyt solut muusta alkiosta ja annat heille tietää kuinka löytää itsensä uudesta ympäristöstä, ne eivät vain löydä uutta tapaa liikkua, vaan myös uusi tapa lisääntyä."
Se, että kinemaattinen itsereplikaatio, jota ei ole aiemmin havaittu kasveilla tai eläimillä, voisi tapahtua ilman geneettistä muuntelua, osoittaa, kuinka radikaalisti ja nopeasti biologiset olennot voivat sopeutua ja muuttua vastauksena ympäristöönsä, tutkijat selittävät.
Tekoälysimulaatiot ovat osoittaneet, että jos xenoboteille annetaan tietty muoto, kuten Pac-Man-hahmo, ne toistavat sen kopioidessaan. Lisäksi tämä muoto osoittautui menestyneimmäksi itsereplikaatiolle - "suu" auttoi keräämään alkiosoluja kasaan tehokkaammin. Todettiin myös, että ksenobotit pystyvät korjaamaan esimerkiksi sähköpiirejä - mutta tähän asti tämäkin tulos on saatu simulaatioiden perusteella, ei todellisen kokeen perusteella.
Tutkijat odottavat, että ksenobotteja voidaan käyttää erilaisiin tehtäviin mikromuovien keräämisestä vesistöihin lääketieteellisiin toimenpiteisiin - esimerkiksi silloin, kun on tarpeen nopeuttaa solujen uusiutumista.
Lue myös:
- Tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän pehmeiden robottien luomiseen
- Itsenäinen robotti suoritti ensimmäisen sisäisen"Yazovu jne"toiminta ilman neuloja