Forskare från USA har skapat levande robotar som kan producera avkomma. Organismer baserade på groda embryonala celler visade sig kunna samla sin likhet från dessa celler - tidigare observerades en sådan reproduktionsmekanism endast på molekylär nivå. Forskare kommer att använda xenobots för många olika uppgifter, från att samla plast i havet till regenerativ medicin.
År 2020 skapade amerikanska biologer från Vermont, Taft och Harvard universitet xenobots - "levande robotar". För att göra detta tog de pluripotenta stamceller från huden på embryon från den afrikanska klogrodan (Xenopus laevis) och odlade dem i en saltlösning. Cellerna slogs samman till en sfäroid organism och växte flimmerhår på det yttre lagret som hjälpte den att röra sig.
"De flesta människor tänker på robotar som varelser gjorda av metall och keramik, men det är inte så mycket vad roboten är gjord av, utan vad den gör - agerar självständigt till gagn för en människa", säger datavetenskapsprofessorn och robotikexperten Josh Bongard . , huvudförfattare till studien - I den meningen är det en robot, men det är också en organism skapad från en icke genetiskt modifierad grodcell."
Nu har samma grupp forskare funnit att deras skapelse är kapabel till reproduktion. Forskare beskrev denna process i en artikel i tidskriften Proceedings of the National Academy of Scienceces.
Xenobots har inga neuroner, inga reproduktions-, matsmältnings- och andra system, de sönderfaller naturligt efter två veckor. "De växer definitivt inte till grodor, de håller faktiskt den form vi vill att de ska vara i", säger Bongard. "Och de ser ut och beter sig inte alls som en vanlig groda."
Xenobots häckar inte som grodor heller. Djur och växter kan föröka sig sexuellt (både genom befruktning och asexuellt) och asexuellt, medan xenobots tar till kinematisk självreplikation, vilket tidigare inte observerades i organismer - bara i molekyler. I självreplikering använder xenobots ämnen i miljön för att skapa kopior av sig själva.
Konceptet med självreplikerande anordningar föreslogs redan på XNUMX-talet, men fick stor spridning först under andra hälften av XNUMX-talet. Under XNUMX-talet lanserades projekt dedikerade till skapandet av självreproducerande celler, automater, robotar och till och med fabriker som kommer att möjliggöra kolonisering av månen och Mars.
"Kinematisk självreplikation i molekyler var naturligtvis viktig tidigt i jordens liv. Men vi vet inte om den här formen av replikation, som vi nu observerar i grupper av celler, spelade någon roll i livets ursprung, säger Bongard. Forskare upptäckte denna egenskap hos xenobots genom att observera deras beteende i en petriskål innehållande vatten från en damm och celler av grodembryon. Xenobotarna rörde sig runt i koppen, kolliderade med andra celler och samlade dem i högar. Om högen var tillräckligt stor - cirka 50 celler - bildade den en ny xenobot. "Avkommorna" upprepade "förfädernas" beteende, men "barnbarnen" var redan för svaga och oförmögna att fortplanta sig.
"Vi fann att syntetiska flercelliga aggregat också kan reproducera sig själva kinematiskt genom att flytta och komprimera dissocierade celler i miljön till funktionella självrepliker", skriver forskarna. "Denna form av bevarande av arten, som inte har observerats tidigare i någon organism, sker spontant inom några dagar och utvecklas inte under tusentals år."
"Det slog mig", medger biologiprofessor Michael Levin, medförfattare till studien. "Grodor har ett reproduktionssätt som de normalt använder, men om du befriar vissa celler från resten av embryot och låter dem veta hur de ska hitta sig själva i en ny miljö, hittar de inte bara ett nytt sätt att röra sig, utan tydligen en nytt sätt att reproducera."
Att kinematisk självreplikation, som inte tidigare har observerats hos varken växter eller djur, skulle kunna ske utan genetisk modifiering visar hur radikalt och snabbt biologiska varelser kan anpassa sig och förändras som svar på sin miljö, förklarar forskarna.
Artificiell intelligens-simuleringar har visat att om xenobots ges en viss form, till exempel en Pac-Man-karaktär, kommer de att reproducera den när de replikerar. Dessutom visade sig denna form vara den mest framgångsrika för ytterligare självreplikation - "munnen" hjälpte till att samla embryonala celler till en hög mer effektivt. Man fann också att xenobots till exempel kan reparera elektriska kretsar - men hittills har detta resultat också erhållits på basis av simuleringar, och inte på ett riktigt experiment.
Forskare förväntar sig att xenobots kommer att kunna användas för olika uppgifter, från att samla in mikroplaster i vattendrag till medicinska ingrepp - till exempel när det är nödvändigt att påskynda cellförnyelsen.
Läs också:
- Forskare har utvecklat en ny metod för att skapa mjuka robotar
- Den autonoma roboten utförde den första interna'Yazovu, etc'utan nålar