JAV mokslininkai sukūrė gyvus robotus, galinčius susilaukti palikuonių. Paaiškėjo, kad organizmai, pagrįsti varlės embrioninėmis ląstelėmis, gali iš šių ląstelių surinkti savo panašumą – anksčiau toks dauginimosi mechanizmas buvo stebimas tik molekuliniu lygmeniu. Mokslininkai ketina naudoti ksenobotus daugeliui skirtingų užduočių – nuo plastiko rinkimo vandenyne iki regeneracinės medicinos.
2020 metais amerikiečių biologai iš Vermonto, Tafto ir Harvardo universitetų sukūrė ksenobotus – „gyvus robotus“. Norėdami tai padaryti, jie paėmė pluripotentines kamienines ląsteles iš afrikinės varlės (Xenopus laevis) embrionų odos ir išaugino jas druskos tirpale. Ląstelės susijungė į sferoidinį organizmą, išoriniame sluoksnyje išaugindamos blakstienas, kurios padėjo jam judėti.
„Dauguma žmonių apie robotus galvoja kaip apie būtybes iš metalo ir keramikos, tačiau svarbu ne tiek iš ko robotas pagamintas, kiek tai, ką jis daro – veikia savarankiškai žmogaus labui“, – sako informatikos profesorius ir robotikos ekspertas Joshas Bongardas. . , pagrindinis tyrimo autorius – ta prasme tai yra robotas, bet taip pat organizmas, sukurtas iš genetiškai nemodifikuotos varlės ląstelės.
Dabar ta pati tyrėjų grupė nustatė, kad jų kūrinys yra pajėgus daugintis. Šį procesą mokslininkai aprašė straipsnyje, paskelbtame žurnale Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ksenobotai neturi neuronų, reprodukcinės, virškinimo ir kitų sistemų, natūraliai suyra po dviejų savaičių. „Jos tikrai neauga į varles, iš tikrųjų išlaiko tokią formą, kokios norime“, – sako Bongardas. "Ir jie atrodo ir elgiasi visai ne kaip eilinė varlė."
Ksenobotai taip pat nesiveisia kaip varlės. Gyvūnai ir augalai gali daugintis lytiškai (tiek apvaisinant, tiek nelytiškai) ir nelytiškai, o ksenobotai griebiasi kinematinės savireplikacijos, kurios anksčiau organizmuose nebuvo pastebėta – tik molekulėse. Savarankiškai replikuodami ksenobotai naudoja aplinkoje esančias medžiagas, kad sukurtų savo kopijas.
Savaime besidauginančių prietaisų sąvoka buvo pasiūlyta dar XIX amžiuje, tačiau plačiai paplito tik XX amžiaus antroje pusėje. XXI amžiuje buvo pradėti projektai, skirti sukurti savaime besidauginančias ląsteles, automatus, robotus ir net gamyklas, kurios leis kolonizuoti Mėnulį ir Marsą.
„Žinoma, kinematinė savęs replikacija molekulėse buvo svarbi ankstyvame Žemės gyvenime. Tačiau mes nežinome, ar ši replikacijos forma, kurią dabar stebime ląstelių grupėse, suvaidino kokį nors vaidmenį gyvybės kilme“, – sako Bongardas. Mokslininkai šią ksenobotų savybę atrado stebėdami jų elgesį Petri lėkštelėje, kurioje buvo vanduo iš tvenkinio ir varlių embrionų ląstelės. Ksenobotai judėjo puodelyje, susidurdami su kitomis ląstelėmis ir surinkdami jas į krūvas. Jei krūva buvo pakankamai didelė - apie 50 ląstelių, ji suformavo naują ksenobotą. „Palikuoniai“ kartojo „protėvių“ elgesį, bet „anūkai“ jau buvo per silpni ir nepajėgūs daugintis.
„Mes nustatėme, kad sintetiniai daugialąsčiai agregatai taip pat gali save atkurti kinematine tvarka, judindami ir suspaudžiant disocijuotas ląsteles aplinkoje į funkcines savęs kopijas“, – rašo mokslininkai. „Ši rūšies išsaugojimo forma, kuri anksčiau nebuvo pastebėta jokiame organizme, savaime atsiranda per kelias dienas ir nesivysto per tūkstančius metų.
„Mane tai pribloškė“, – pripažįsta biologijos profesorius Michaelas Levinas, tyrimo bendraautorius. „Varlės turi tokį dauginimosi būdą, kokį jos paprastai naudoja, bet jei išlaisvinate tam tikras ląsteles iš likusio embriono ir leidžiate joms žinoti, kaip atsidurti naujoje aplinkoje, jos ne tik ras naują judėjimo būdą, bet ir naujas būdas daugintis“.
Mokslininkai aiškina, kad kinematinė savęs replikacija, kurios anksčiau nebuvo pastebėta nei augaluose, nei gyvūnuose, gali įvykti be genetinės modifikacijos, rodo, kaip radikaliai ir greitai biologiniai padarai gali prisitaikyti ir keistis reaguodami į savo aplinką.
Dirbtinio intelekto modeliavimas parodė, kad jei ksenobotams bus suteikta tam tikra forma, pavyzdžiui, Pac-Man personažas, jie replikuodami ją atkurs. Be to, ši forma pasirodė pati sėkmingiausia tolimesniam savęs replikavimui – „burna“ padėjo efektyviau surinkti embrionines ląsteles į krūvą. Taip pat buvo nustatyta, kad ksenobotai gali, pavyzdžiui, taisyti elektros grandines, tačiau iki šiol šis rezultatas taip pat buvo gautas remiantis modeliavimu, o ne tikru eksperimentu.
Mokslininkai tikisi, kad ksenobotus bus galima panaudoti įvairioms užduotims, nuo mikroplastiko rinkimo vandens telkiniuose iki medicininių intervencijų – pavyzdžiui, tuo atveju, kai reikia paspartinti ląstelių regeneraciją.
Taip pat skaitykite:
- Mokslininkai sukūrė naują minkštųjų robotų kūrimo metodą
- Autonominis robotas atliko pirmąjį vidinį"Yazovu ir kt"veikimas be adatų