Forskere fra USA har laget levende roboter som kan produsere avkom. Organismer basert på froske embryonale celler viste seg å være i stand til å samle sin likhet fra disse cellene - tidligere ble en slik reproduksjonsmekanisme observert bare på molekylært nivå. Forskere skal bruke xenobots til mange forskjellige oppgaver, fra å samle plast i havet til regenerativ medisin.
I 2020 skapte amerikanske biologer fra Vermont, Taft og Harvard universiteter xenobots – «levende roboter». For å gjøre dette tok de pluripotente stamceller fra huden til embryoer fra den afrikanske klørfrosken (Xenopus laevis) og dyrket dem i en saltvannsløsning. Cellene smeltet sammen til en sfæroid organisme, og vokste flimmerhår på det ytre laget som hjalp den med å bevege seg.
"De fleste tenker på roboter som skapninger laget av metall og keramikk, men det er ikke så mye det roboten er laget av, men hva den gjør - handler uavhengig til fordel for et menneske," sier professor i informatikk og robotikkekspert Josh Bongard. . , hovedforfatter av studien - I den forstand er det en robot, men det er også en organisme skapt fra en ikke-genmodifisert froskecelle."
Nå har den samme gruppen forskere funnet ut at deres kreasjon er i stand til å reprodusere. Forskere beskrev denne prosessen i en artikkel i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Scienceces.
Xenobots har ingen nevroner, ingen reproduktive, fordøyelsessystemer og andre systemer, de går naturlig i oppløsning etter to uker. "De vokser definitivt ikke til frosker, de holder faktisk den formen vi vil at de skal være i," sier Bongard. "Og de ser ut og oppfører seg overhodet ikke som en vanlig frosk."
Xenobots avler heller ikke som frosker. Dyr og planter kan reprodusere seksuelt (både gjennom befruktning og aseksuelt) og aseksuelt, mens xenoboter tyr til kinematisk selvreplikasjon, som tidligere ikke ble observert i organismer – kun i molekyler. I selvreplikering bruker xenoboter stoffer i miljøet for å lage kopier av seg selv.
Konseptet med selvreplikerende enheter ble foreslått allerede på XNUMX-tallet, men ble utbredt først i andre halvdel av XNUMX-tallet. I det XNUMX. århundre ble det lansert prosjekter dedikert til å lage selvreproduserende celler, automater, roboter og til og med fabrikker som vil tillate kolonisering av månen og Mars.
"Kinematisk selvreplikasjon i molekyler var selvfølgelig viktig tidlig i jordens liv. Men vi vet ikke om denne formen for replikasjon, som vi nå observerer i grupper av celler, spilte noen rolle i livets opprinnelse, sier Bongard. Forskere oppdaget denne egenskapen til xenobots ved å observere oppførselen deres i en petriskål som inneholder vann fra en dam og celler av froskeembryoer. Xenobotene beveget seg rundt i koppen, kolliderte med andre celler og samlet dem i hauger. Hvis haugen var stor nok - omtrent 50 celler - dannet den en ny xenobot. "Akommet" gjentok oppførselen til "forfedrene", men "barnebarna" var allerede for svake og ute av stand til å reprodusere.
"Vi fant at syntetiske flercellede aggregater også kan reprodusere seg selv kinematisk ved å flytte og komprimere dissosierte celler i miljøet til funksjonelle selvreplikaer," skriver forskerne. "Denne formen for bevaring av arten, som ikke har blitt observert før i noen organisme, skjer spontant i løpet av få dager, og utvikler seg ikke over tusenvis av år."
"Det slo meg," innrømmer biologiprofessor Michael Levin, medforfatter av studien. "Frsker har en form for reproduksjon som de vanligvis bruker, men hvis du frigjør visse celler fra resten av embryoet og lar dem vite hvordan de skal finne seg selv i et nytt miljø, finner de ikke bare en ny måte å bevege seg på, men tilsynelatende en ny måte å reprodusere på."
At kinematisk selvreplikasjon, som ikke tidligere har blitt observert hos verken planter eller dyr, kan skje uten genetisk modifikasjon viser hvor radikalt og raskt biologiske skapninger kan tilpasse seg og endre seg som respons på miljøet, forklarer forskerne.
Kunstig intelligens-simuleringer har vist at hvis xenobots får en viss form, for eksempel en Pac-Man-karakter, vil de reprodusere den når de replikerer. I tillegg viste denne formen seg å være den mest vellykkede for videre selvreplikasjon - "munnen" bidro til å samle embryonale celler i en haug mer effektivt. Det ble også funnet at xenobots er i stand til for eksempel å reparere elektriske kretser - men så langt er dette resultatet også oppnådd på grunnlag av simuleringer, og ikke på et ekte eksperiment.
Forskere forventer at xenobots vil kunne brukes til ulike oppgaver, fra innsamling av mikroplast i vannforekomster til medisinske inngrep - for eksempel i tilfelle det er nødvendig å akselerere celleregenerering.
Les også:
- Forskere har utviklet en ny metode for å lage myke roboter
- Den autonome roboten utførte den første interne'Yazovu, etc'seksjon uten nåler