Что такое ксенобот?
Здравствуйте, уважаемые читатели! Сегодня мы расскажем об удивительном открытии, сделанном исследователями из Университета Вермонта. Учёные совершили прорыв, создав принципиально новую форму жизни, которая не встречается в природе. Возникает закономерный вопрос: как классифицировать эти объекты? Их можно рассматривать с разных точек зрения:
- Как роботов, поскольку их можно программировать и перенастраивать для выполнения конкретных задач;
- Как живые организмы, так как они полностью состоят из органических материалов;
- Как нечто совершенно новое — возможно, как «ошибку природы» или инопланетную жизнь (предлагайте свои варианты в комментариях!).
Самое поразительное, что эти создания способны к самостоятельному перемещению, самовосстановлению после повреждений и даже к размножению!
Примечание: Для тех, кто предпочитает глубокое погружение в тему, в Национальной Академии Наук США опубликована подробная научная статья. В нашем же материале мы постараемся доступно объяснить суть открытия, не перегружая текст сложной терминологией.
От первых шагов к прорыву
Первые эксперименты по созданию «живых роботов» были обнародованы ещё в 2020 году. Однако настоящей сенсацией стало недавнее открытие их способности к самовоспроизведению. Это достижение стало поистине революционным!
Джошуа Бонгард, учёный-компьютерщик и специалист по робототехнике из Вермонта, даёт следующее определение: «Это не традиционные роботы и не известные науке животные. Это совершенно новый класс объектов: живой, программируемый организм. По сути, это новый вид живых машин».
Проектирование с помощью искусственного интеллекта
Создание этих организмов началось не в лаборатории, а на экране компьютера. Учёные разработали математическую модель, основанную на принципах биофизики и эволюционных алгоритмов. Эта модель была загружена в суперкомпьютер Университета Вермонта, который начал виртуальный эксперимент по сборке сотен клеток в бесчисленное множество форм. Наиболее жизнеспособные и эффективные «цифровые прототипы» сохранялись и улучшались в ходе множества итераций, а неудачные варианты отбрасывались. В результате были отобраны самые перспективные конструкции для физического воплощения.
Происхождение и название
Поскольку эти организмы на 100% состоят из живой материи, давайте разберёмся, из чего именно. Донором клеток стала южноафриканская шпорцевая лягушка вида Xenopus laevis. Именно от латинского названия этого вида (Xenopus) и произошло имя новых созданий — «ксеноботы».
От цифры к реальности: сборка организма
Выбор лягушки Xenopus laevis был неслучаен — её эмбрионы идеально подходят для генетических исследований. Учёные извлекли стволовые клетки из эмбрионов, разделили их и поместили в инкубатор. Затем, используя микроскопические инструменты — крошечные щипцы и электрод, — исследователи вручную собрали клетки в точном соответствии с компьютерной моделью. Соединившись в заданной форме, клетки начали функционировать как единый организм.
Интересный факт: Японские учёные осваивают технологии создания детей из клеток кожи.
Клетки кожи сформировали основную, более пассивную структуру тела. А клетки сердечной мышцы, способные к сокращению, были использованы для создания двигательной функции. Благодаря этому ксеноботы получили возможность целенаправленного движения. Наблюдения показали, что они могут скоординированно перемещаться в водной среде, используя для жизнедеятельности энергию, запасённую в эмбриональных клетках.
Программирование поведения и формы
В 2021 году учёные создали ксеноботов новых конфигураций. Например, были разработаны модели с отверстием в центре для снижения сопротивления при движении. В компьютерном моделировании это отверстие было преобразовано в своеобразную «сумку», позволяющую переносить микроскопические объекты.
Главное открытие: самовоспроизведение
Способность к размножению — фундаментальное свойство жизни. Исследуя своих созданий, команда Вермонта сделала ошеломляющее открытие. «При правильном проектировании они способны к самовоспроизведению», — подтверждает Джошуа Бонгард.
Так появился ксенобот, названный «Pac-Man» за внешнее сходство с персонажем культовой компьютерной игры. Этот организм, плавая в питательной среде, способен находить отдельные клетки, собирать их в своём «рту», из которых через несколько дней формируются новые, полностью функциональные ксеноботы. Эти «дети» в точности повторяют форму и поведение «родителя» и, в свою очередь, начинают создавать собственные копии, запуская цикл самовоспроизводства.
«Это клетки лягушки, но они размножаются способом, совершенно не характерным для лягушек. Ни одно известное науке животное или растение не воспроизводится таким образом», — поясняет Сэм Кригман, ведущий автор исследования.
Новая глава в биологии
За миллиарды лет эволюции природа создала множество способов размножения: от вегетативного у растений до полового у животных. Теперь же человечество открыло и реализовало принципиально новый, не встречающийся в естественной среде, метод биологического воспроизводства. Это достижение, безусловно, находится на грани фантастики. Оно может вызывать восхищение у одних и тревогу у других, ведь речь идёт о создании и контроле над самовоспроизводящейся биотехнологией. А что думаете вы?
Возможно, на нашем сайте уже появилось видео, демонстрирующее эти невероятные эксперименты.
Если статья была вам интересна, поддержите нас — подпишитесь на канал и поставьте лайк. Для вас это просто, а для нас — важная обратная связь!
Спасибо за внимание!
P.S.: Подписавшись на раздел «SMART Evolution», вы всегда будете в курсе самых революционных научных открытий, изобретений и технологических лайфхаков.
#наука #открытия #изобретения #наука и техника #наука и технологии #новая жизнь #Живые роботы #наука и жизнь
Еще по теме здесь: Новости науки и техники.
Источник: Ученые хакнули природу и создали новую жизнь!.