Martin Hanczyc: The line between life and not-life

Martin Hanczyc : La frontière entre le vivant et l'inerte

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2011-11-07 ・ TED


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Martin Hanczyc : La frontière entre le vivant et l'inerte

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Veuillez double-cliquer sur les sous-titres anglais ci-dessous pour lire la vidéo.

Traducteur: Elisabeth Buffard Relecteur: Anna Cristiana Minoli
00:15
So historically there has
0
15260
2000
Historiquement, il y a
00:17
been a huge divide between what people
1
17260
3000
un fossé énorme entre ce que les gens
00:20
consider to be non-living systems on one
2
20260
3000
considèrent comme des systèmes inertes d'une part
00:23
side, and living systems on the other side.
3
23260
2000
et des systèmes vivants d'autre part.
00:25
So we go from, say, this beautiful and
4
25260
2000
Cela va donc, disons, de ce beau crystal complexe
00:27
complex crystal as non-life, and this rather
5
27260
3000
comme exemple inerte, à ce chat
00:30
beautiful and complex cat on the other side.
6
30260
3000
beau et complexe à l'autre bout.
00:33
Over the last hundred and fifty years or so,
7
33260
3000
Au cours des cent cinquante dernières années,
00:36
science has kind of blurred this distinction
8
36260
2000
la science a en quelque sorte estompé cette distinction
00:38
between non-living and living systems, and
9
38260
2000
entre les systèmes inertes et les systèmes vivants, et
00:40
now we consider that there may be a kind
10
40260
2000
maintenant, nous considérons qu'il peut y avoir une sorte
00:42
of continuum that exists between the two.
11
42260
3000
de continuum entre les deux.
00:45
We'll just take one example here:
12
45260
2000
Nous allons simplement prendre un exemple ici:
00:47
a virus is a natural system, right?
13
47260
2000
Un virus est un système naturel, non?
00:49
But it's very simple. It's very simplistic.
14
49260
2000
Mais il est très simple. il est très simpliste.
00:51
It doesn't really satisfy all the requirements,
15
51260
2000
Il ne répond pas vraiment à tous les critères
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it doesn't have all the characteristics
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53260
2000
il n'a pas toutes les caractéristiques
00:55
of living systems and is in fact a parasite
17
55260
2000
des systèmes vivants et est en fait un parasite
00:57
on other living systems in order to, say,
18
57260
3000
des autres systèmes vivants, afin de
01:00
reproduce and evolve.
19
60260
2000
de se reproduire et d'évoluer.
01:02
But what we're going to be talking about here
20
62260
2000
Mais ce dont nous allons parler ici
01:04
tonight are experiments done on this sort of
21
64260
2000
ce soir sont les expériences faites sur ce genre de
01:06
non-living end of this spectrum -- so actually
22
66260
2000
systèmes inertes à la fin de ce spectre - donc en fait
01:08
doing chemical experiments in the laboratory,
23
68260
3000
faire des expériences chimiques en laboratoire,
01:11
mixing together nonliving ingredients
24
71260
2000
mélangeant des ingrédients non biologiques
01:13
to make new structures, and that these
25
73260
2000
pour faire de nouvelles structures, et que ces
01:15
new structures might have some of the
26
75260
2000
nouvelles structures puissent avoir quelques-unes des
01:17
characteristics of living systems.
27
77260
2000
caractéristiques des systèmes vivants.
01:19
Really what I'm talking about here is
28
79260
2000
Vraiment ce dont je parle ici est
01:21
trying to create a kind of artificial life.
29
81260
2000
d'essayer de créer une sorte de vie artificielle.
01:23
So what are these characteristics that I'm
30
83260
2000
Alors, quelles sont ces caractéristiques
01:25
talking about? These are them.
31
85260
2000
dont je parle? Les voici.
01:27
We consider first that life has a body.
32
87260
2000
Nous considérons d'abord que la vie a un corps.
01:29
Now this is necessary to distinguish the self
33
89260
2000
C'est nécessaire pour se distinguer
01:31
from the environment.
34
91260
2000
de l'environnement.
01:33
Life also has a metabolism. Now this is a
35
93260
2000
La vie a aussi un métabolisme. C'est un
01:35
process by which life can convert resources
36
95260
3000
processus par lequel la vie peut convertir les ressources
01:38
from the environment into building blocks
37
98260
2000
de l'environnement en blocs de construction
01:40
so it can maintain and build itself.
38
100260
3000
pour se maintenir et se construire.
01:43
Life also has a kind of inheritable information.
39
103260
2000
La vie a aussi une sorte d'information héritable.
01:45
Now we, as humans, we store our information
40
105260
2000
Nous, en tant qu'êtres humains, stockons nos informations
01:47
as DNA in our genomes and we pass this
41
107260
3000
sous forme d'ADN dans nos génomes et nous transmettons
01:50
information on to our offspring.
42
110260
2000
ces informations à notre progéniture.
01:52
If we couple the first two -- the body and the metabolism --
43
112260
2000
Si nous associons les deux premiers - le corps et le métabolisme -
01:54
we can come up with a system that could
44
114260
2000
nous pouvons arriver à un système qui pourrait
01:56
perhaps move and replicate, and if we
45
116260
2000
peut-être bouger et se répliquer, et si nous
01:58
coupled these now to inheritable information,
46
118260
3000
les associons maintenant à ces informations héritables,
02:01
we can come up with a system that would be
47
121260
2000
nous pouvons arriver à un système qui ressemblerait
02:03
more lifelike, and would perhaps evolve.
48
123260
2000
plus à du vivant, et évoluerait peut-être.
02:05
And so these are the things we will try to do
49
125260
2000
Et ce sont donc ces choses que nous allons essayer de faire
02:07
in the lab, make some experiments that have
50
127260
2000
en laboratoire, de faire quelques expériences qui ont
02:09
one or more of these characteristics of life.
51
129260
3000
une ou plusieurs de ces caractéristiques de la vie.
02:12
So how do we do this? Well, we use
52
132260
2000
Alors, comment faisons-nous cela? Et bien, nous utilisons
02:14
a model system that we term a protocell.
53
134260
2000
un système modèle que nous appelons une protocellule.
02:16
You might think of this as kind of like a
54
136260
2000
Vous pourriez l'imaginer comme un genre de
02:18
primitive cell. It is a simple chemical
55
138260
2000
cellule primitive. C'est un produit chimique simple,
02:20
model of a living cell, and if you consider
56
140260
3000
un modèle d'une cellule vivante, et si vous considérez
02:23
for example a cell in your body may have
57
143260
2000
par exemple qu'une cellule de votre corps peut avoir
02:25
on the order of millions of different types
58
145260
2000
de l'ordre de millions de types différents
02:27
of molecules that need to come together,
59
147260
2000
de molécules qui ont besoin de s'assembler,
02:29
play together in a complex network
60
149260
2000
de jouer ensemble dans un réseau complexe
02:31
to produce something that we call alive.
61
151260
3000
pour produire quelque chose que nous appelons vie.
02:34
In the laboratory what we want to do
62
154260
2000
Dans le laboratoire, ce que nous voulons faire
02:36
is much the same, but with on the order of
63
156260
2000
est sensiblement la même chose, mais de l'ordre de
02:38
tens of different types of molecules --
64
158260
2000
dizaines de types différents de molécules -
02:40
so a drastic reduction in complexity, but still
65
160260
2000
donc une réduction drastique de la complexité, mais toujours
02:42
trying to produce something that looks lifelike.
66
162260
3000
en essayant de produire quelque chose qui ressemble à la vie.
02:45
And so what we do is, we start simple
67
165260
2000
Et donc ce que nous faisons c'est que nous commençons simplement
02:47
and we work our way up to living systems.
68
167260
3000
et nous avançons jusqu'à des systèmes vivants.
02:50
Consider for a moment this quote by
69
170260
2000
Considérons un instant cette citation
02:52
Leduc, a hundred years ago, considering a
70
172260
2000
de Leduc, il y a cent ans, à propos
02:54
kind of synthetic biology:
71
174260
2000
d'un type de biologie synthétique:
02:56
"The synthesis of life, should it ever occur,
72
176260
2000
"La synthèse de la vie, si jamais elle devait se produire,
02:58
will not be the sensational discovery which we
73
178260
2000
ne sera pas la découverte sensationnelle que nous
03:00
usually associate with the idea."
74
180260
2000
avons pour habitude d'associer avec l'idée. "
03:02
That's his first statement. So if we actually
75
182260
2000
C'est sa première déclaration. Donc, si nous
03:04
create life in the laboratories, it's
76
184260
2000
créons réellement la vie dans les laboratoires,
03:06
probably not going to impact our lives at all.
77
186260
2000
cela n'aura probablement aucun un impact sur notre vie.
03:08
"If we accept the theory of evolution, then
78
188260
2000
«Si nous acceptons la théorie de l'évolution, alors
03:10
the first dawn of synthesis of life must consist
79
190260
2000
les premières lueurs de la synthèse de la vie doivent consister
03:12
in the production of forms intermediate
80
192260
2000
dans la production de formes intermédiaires
03:14
between the inorganic and the organic
81
194260
2000
entre le monde non-organique et l'organique
03:16
world, or between the non-living
82
196260
2000
ou entre le monde inerte
03:18
and living world, forms which possess
83
198260
2000
et le vivant, des formes qui possèdent
03:20
only some of the rudimentary attributes of life"
84
200260
2000
seulement quelques-uns des attributs rudimentaires de la vie »
03:22
-- so, the ones I just discussed --
85
202260
2000
- et donc, celles dont je viens de parler -
03:24
"to which other attributes will be slowly added
86
204260
2000
« auxquelles d'autres attributs seront ajoutés lentement
03:26
in the course of development by the
87
206260
2000
au cours du développement
03:28
evolutionary actions of the environment."
88
208260
2000
par les actions évolutives de l'environnement. "
03:30
So we start simple, we make some structures
89
210260
2000
Nous commençons donc simplement, nous créons quelques structures
03:32
that may have some of these characteristics
90
212260
2000
qui peuvent avoir certaines de ces caractéristiques
03:34
of life, and then we try to develop that
91
214260
2000
de la vie, et puis nous essayons de les développer
03:36
to become more lifelike.
92
216260
2000
pour qu’elles se rapprochent d'un aspect de vie.
03:38
This is how we can start to make a protocell.
93
218260
2000
Voilà comment nous pouvons commencer à faire une protocellule.
03:40
We use this idea called self-assembly.
94
220260
2000
Nous utilisons cette idée qu'on appelle l'auto-assemblage.
03:42
What that means is, I can mix some
95
222260
2000
Cela signifie que je peux mélanger
03:44
chemicals together in a test tube in my lab,
96
224260
2000
des composants chimiques dans une éprouvette dans mon laboratoire,
03:46
and these chemicals will start to self-associate
97
226260
2000
et ces composants chimiques vont commencer à s'auto-associer
03:48
to form larger and larger structures.
98
228260
2000
pour former des structures plus grandes.
03:50
So say on the order of tens of thousands,
99
230260
2000
Disons, des dizaines de milliers,
03:52
hundreds of thousands of molecules will
100
232260
2000
des centaines de milliers de molécules
03:54
come together to form a large structure
101
234260
2000
s'unissent pour former une grande structure
03:56
that didn't exist before.
102
236260
2000
qui n'existaient pas auparavant.
03:58
And in this particular example,
103
238260
2000
Et dans cet exemple particulier,
04:00
what I took is some membrane molecules,
104
240260
2000
j'ai pris des molécules membranaires,
04:02
mixed those together in the right environment,
105
242260
2000
les ai mélangées dans le bon environnement,
04:04
and within seconds it forms these rather
106
244260
2000
et en quelques secondes ces structures plutôt
04:06
complex and beautiful structures here.
107
246260
2000
complexes et belles se forment ici.
04:08
These membranes are also quite similar,
108
248260
2000
Ces membranes sont également assez semblables,
04:10
morphologically and functionally,
109
250260
2000
morphologiquement et fonctionnellement,
04:12
to the membranes in your body,
110
252260
2000
aux membranes de votre corps,
04:14
and we can use these, as they say,
111
254260
2000
et nous pouvons les utiliser, comme on dit,
04:16
to form the body of our protocell.
112
256260
2000
pour former le corps de notre protocellule.
04:18
Likewise,
113
258260
1000
De même,
04:19
we can work with oil and water systems.
114
259260
2000
nous pouvons travailler avec les systèmes d'huile et d'eau.
04:21
As you know, when you put oil and water together,
115
261260
2000
Comme vous le savez, quand vous mettez l'huile et l'eau ensemble,
04:23
they don't mix, but through self-assembly
116
263260
2000
elles ne se mélangent pas, mais par auto-assemblage
04:25
we can get a nice oil droplet to form,
117
265260
2000
nous pouvons obtenir une jolie gouttelette d'huile,
04:27
and we can actually use this as a body for
118
267260
2000
et nous pouvons réellement utiliser cela comme un corps
04:29
our artificial organism or for our protocell,
119
269260
2000
pour notre organisme artificiel ou pour notre protocellule,
04:31
as you will see later.
120
271260
2000
comme vous le verrez plus tard.
04:33
So that's just forming some body stuff, right?
121
273260
2000
Donc il ne s'agit que de former des corps, non?
04:35
Some architectures.
122
275260
2000
Des architectures.
04:37
What about the other aspects of living systems?
123
277260
2000
Qu'en est-il des autres aspects des systèmes vivants?
04:39
So we came up with this protocell model here
124
279260
2000
Nous avons conçu ce modèle de protocellule
04:41
that I'm showing.
125
281260
2000
que je vous montre ici.
04:43
We started with a natural occurring clay
126
283260
2000
Nous avons commencé avec une argile naturelle
04:45
called montmorillonite.
127
285260
2000
appelé montmorillonite.
04:47
This is natural from the environment, this clay.
128
287260
2000
Elle provient naturellement de l'environnement, cette argile.
04:49
It forms a surface that is, say, chemically active.
129
289260
2000
Elle forme une surface qui est, disons, chimiquement active.
04:51
It could run a metabolism on it.
130
291260
2000
Elle pourrait servir de support à un métabolisme.
04:53
Certain kind of molecules like to associate
131
293260
2000
Certains types de molécules aiment s'associer
04:55
with the clay. For example, in this case, RNA, shown in red
132
295260
2000
avec l'argile. Par exemple, dans ce cas, l'ARN, en rouge
04:57
-- this is a relative of DNA,
133
297260
2000
- c'est un parent de l'ADN,
04:59
it's an informational molecule --
134
299260
2000
c'est une molécule informationnelle -
05:01
it can come along and it starts to associate
135
301260
2000
elle peut venir et commencer à s'associer
05:03
with the surface of this clay.
136
303260
2000
avec la surface de cette argile.
05:05
This structure, then, can organize the
137
305260
2000
Cette structure peut alors organiser
05:07
formation of a membrane boundary around
138
307260
2000
la formation d'une enveloppe membranaire
05:09
itself, so it can make a body of
139
309260
2000
autour d'elle-même, et peut donc faire un corps de
05:11
liquid molecules around itself, and that's
140
311260
2000
molécules liquides autour d'elle, et c'est
05:13
shown in green here on this micrograph.
141
313260
2000
représenté en vert ici, sur cette micrographie.
05:15
So just through self-assembly, mixing things
142
315260
2000
Nous pouvons donc à travers l'auto-assemblage, en mélangeant les choses
05:17
together in the lab, we can come up with, say,
143
317260
3000
ensemble en laboratoire, arriver à, disons,
05:20
a metabolic surface with some
144
320260
2000
une surface métabolique avec des
05:22
informational molecules attached
145
322260
2000
molécules informationnelles attachées
05:24
inside of this membrane body, right?
146
324260
2000
à l'intérieur de ce corps membranaire, pas vrai?
05:26
So we're on a road towards living systems.
147
326260
4000
Nous sommes donc sur la voie vers les systèmes vivants.
05:30
But if you saw this protocell, you would not
148
330260
2000
Mais si vous avez vu cette protocellule, vous ne la confondrez pas
05:32
confuse this with something that was actually alive.
149
332260
2000
avec quelque chose de vraiment vivant.
05:34
It's actually quite lifeless. Once it forms,
150
334260
2000
Elle est en fait assez inanimée. Une fois qu'elle est formée,
05:36
it doesn't really do anything.
151
336260
2000
elle ne fait rien.
05:38
So, something is missing.
152
338260
2000
Donc, il manque quelque chose.
05:40
Some things are missing.
153
340260
2000
Il manque des choses.
05:42
So some things that are missing is,
154
342260
2000
Donc il manque des choses,
05:44
for example, if you had a flow of energy
155
344260
2000
par exemple, si vous aviez un flux d'énergie
05:46
through a system, what we'd want
156
346260
2000
qui passe dans un système, ce que nous voudrions
05:48
is a protocell that can harvest
157
348260
2000
est une protocellule qui puisse récolter
05:50
some of that energy in order to maintain itself,
158
350260
2000
une partie de cette énergie pour se maintenir,
05:52
much like living systems do.
159
352260
2000
un peu comme les systèmes vivants le font.
05:54
So we came up with a different protocell
160
354260
2000
Donc nous nous retrouvons avec un modèle de protocellule différent,
05:56
model, and this is actually simpler than the previous one.
161
356260
2000
et il est en fait plus simple que le précédent.
05:58
In this protocell model, it's just an oil droplet,
162
358260
2000
Dans ce modèle de protocellule, c'est juste une goutte d'huile,
06:00
but a chemical metabolism inside
163
360260
2000
mais un métabolisme chimique à l'intérieur
06:02
that allows this protocell to use energy
164
362260
2000
qui permet à cette protocellule d'utiliser l'énergie
06:04
to do something, to actually become dynamic,
165
364260
3000
de faire quelque chose, pour réellement devenir dynamique,
06:07
as we'll see here.
166
367260
2000
comme nous allons le voir ici.
06:09
You add the droplet to the system.
167
369260
2000
Vous ajoutez la goutte au système.
06:11
It's a pool of water, and the protocell
168
371260
2000
C'est un bassin d'eau, et la protocellule
06:13
starts moving itself around in the system.
169
373260
2000
commence à se déplacer dans le système.
06:15
Okay? Oil droplet forms
170
375260
2000
D'accord? Une gouttelette d'huile se forme
06:17
through self-assembly, has a chemical
171
377260
2000
par auto-assemblage, elle contient un métabolisme chimique
06:19
metabolism inside so it can use energy,
172
379260
2000
afin de pouvoir utiliser l'énergie,
06:21
and it uses that energy to move itself
173
381260
2000
et elle utilise cette énergie pour se déplacer
06:23
around in its environment.
174
383260
2000
dans son environnement.
06:25
As we heard earlier, movement is very
175
385260
2000
Comme nous l'avons entendu plus tôt, le mouvement est très
06:27
important in these kinds of living systems.
176
387260
2000
important dans ce genre de systèmes vivants.
06:29
It is moving around, exploring its environment,
177
389260
2000
Elle se déplace, en explorant son environnement,
06:31
and remodeling its environment, as you see,
178
391260
2000
et en le remodelant, comme vous le voyez,
06:33
by these chemical waves that are forming by the protocell.
179
393260
2000
par ces vagues chimiques qui se forment par la protocellule.
06:35
So it's acting, in a sense, like a living system
180
395260
2000
Donc, elle agit, en quelque sorte, comme un système vivant
06:37
trying to preserve itself.
181
397260
3000
qui essaye de se conserver.
06:40
We take this same moving protocell here,
182
400260
3000
Nous prenons cette même protocellule qui se déplace ici,
06:43
and we put it in another experiment,
183
403260
2000
et nous la mettons dans une autre expérience,
06:45
get it moving. Then I'm going
184
405260
2000
nous la faisons bouger. Alors je vais
06:47
to add some food to the system,
185
407260
2000
ajouter un peu de nourriture au système,
06:49
and you'll see that in blue here, right?
186
409260
3000
et vous le verrez en bleu ici, d'accord?
06:52
So I add some food source to the system.
187
412260
2000
J'ajoute donc une source de nourriture pour le système.
06:54
The protocell moves. It encounters the food.
188
414260
2000
La protocellule se déplace. Elle rencontre la nourriture.
06:56
It reconfigures itself and actually then
189
416260
2000
Elle se reconfigure et ensuite est effectivement
06:58
is able to climb to the highest concentration
190
418260
2000
capable de monter à la plus forte concentration
07:00
of food in that system and stop there.
191
420260
2000
de nourriture dans ce système et de s'arrêter là.
07:02
Alright? So not only do we have this system
192
422260
2000
D'accord? Ainsi, non seulement nous avons ce système
07:04
that has a body, it has a metabolism,
193
424260
2000
qui a un corps, il a un métabolisme,
07:06
it can use energy, it moves around.
194
426260
3000
il peut utiliser l'énergie, il se déplace.
07:09
It can sense its local environment
195
429260
2000
Il peut percevoir son environnement local
07:11
and actually find resources
196
431260
2000
et effectivement trouver des ressources
07:13
in the environment to sustain itself.
197
433260
2000
dans l'environnement pour se maintenir.
07:15
Now, this doesn't have a brain, it doesn't have
198
435260
2000
Ce n'est pas un cerveau, il n'a pas
07:17
a neural system. This is just a sack of
199
437260
2000
de système neuronal. C'est juste un sac de
07:19
chemicals that is able to have this interesting
200
439260
2000
composants chimiques qui est capable d'avoir ce comportement
07:21
and complex lifelike behavior.
201
441260
2000
similaire à la vie, intéressant et complexe.
07:23
If we count the number of chemicals
202
443260
2000
Si nous comptons le nombre de produits chimiques
07:25
in that system, actually, including the water
203
445260
2000
dans ce système, en fait, y compris l'eau
07:27
that's in the dish, we have five chemicals
204
447260
2000
qui est dans le plat, nous avons cinq produits chimiques
07:29
that can do this.
205
449260
2000
qui peuvent faire cela.
07:31
So then we put these protocells together in a
206
451260
2000
Alors nous avons mis ces protocellules ensemble dans une
07:33
single experiment to see what they would do,
207
453260
2000
expérience unique pour voir ce qu'elles allaient faire,
07:35
and depending on the conditions, we have
208
455260
2000
et selon les conditions, nous avons
07:37
some protocells on the left that are
209
457260
2000
des protocellules sur la gauche qui
07:39
moving around and it likes to touch the other
210
459260
2000
se déplacent et aiment toucher
07:41
structures in its environment.
211
461260
2000
les autres structures dans leur environnement.
07:43
On the other hand we have two moving
212
463260
2000
D'autre part, nous avons deux protocellules
07:45
protocells that like to circle each other,
213
465260
2000
en mouvement qui aiment faire le tour l'une de l'autre,
07:47
and they form a kind of a dance, a complex dance with each other.
214
467260
2000
et elles forment une sorte de danse, une danse complexe les unes avec les autres.
07:49
Right? So not only do individual protocells
215
469260
2000
D'accord? Ainsi, non seulement les protocellules individuelles
07:51
have behavior, what we've interpreted as
216
471260
2000
ont un comportement, ce que nous avons interprété comme
07:53
behavior in this system, but we also have
217
473260
2000
un comportement dans ce système, mais nous avons aussi
07:55
basically population-level behavior
218
475260
3000
essentiellement un comportement de population
07:58
similar to what organisms have.
219
478260
3000
similaire à ce qu'ont les organismes.
08:01
So now that you're all experts on protocells,
220
481260
3000
Alors puisque que vous êtes tous des experts en protocellules,
08:04
we're going to play a game with these protocells.
221
484260
2000
nous allons jouer à un jeu avec ces protocellules.
08:06
We're going to make two different kinds.
222
486260
2000
Nous allons créer deux types différents.
08:08
Protocell A has a certain kind of chemistry
223
488260
3000
La protocellule A a un certain type de chimie
08:11
inside that, when activated, the protocell
224
491260
2000
à l'intérieur, lorsqu'elle est activée, la protocellule
08:13
starts to vibrate around, just dancing.
225
493260
2000
commence à vibrer, en dansant.
08:15
So remember, these are primitive things,
226
495260
2000
Donc n'oubliez pas, ce sont des choses primitives,
08:17
so dancing protocells, that's very
227
497260
2000
des protocellules qui dansent, c'est très
08:19
interesting to us. (Laughter)
228
499260
2000
intéressant pour nous. (Rires)
08:21
The second protocell has a different
229
501260
2000
La seconde protocellule contient une chimie différente
08:23
chemistry inside, and when activated,
230
503260
2000
et quand elle est activée,
08:25
the protocells all come together and they fuse
231
505260
2000
les protocellules se rassemblent et fusionnent
08:27
into one big one. Right?
232
507260
2000
en une seule grande. D'accord?
08:29
And we just put these two together
233
509260
2000
Et nous les mettons ensemble
08:31
in the same system.
234
511260
2000
dans le même système.
08:33
So there's population A,
235
513260
2000
Il y a donc une population A,
08:35
there's population B, and then
236
515260
2000
il y a une population B, et ensuite
08:37
we activate the system,
237
517260
2000
nous activons le système,
08:39
and protocell Bs, they're the blue ones,
238
519260
2000
et les protocellules B, ce sont les bleues,
08:41
they all come together. They fuse together
239
521260
2000
se rassemblent. Elles fusionnent
08:43
to form one big blob, and the other protocell
240
523260
2000
pour former une grosse masse, et l'autre protocellule
08:45
just dances around. And this just happens
241
525260
2000
danse autour. Et cela se produit
08:47
until all of the energy in the system is
242
527260
2000
jusqu'à ce que toute l'énergie dans le système soit
08:49
basically used up, and then, game over.
243
529260
3000
épuisée, et ensuite, c'est fini.
08:52
So then I repeated this experiment
244
532260
2000
Alors j'ai répété cette expérience
08:54
a bunch of times, and one time
245
534260
2000
un tas de fois, et une fois
08:56
something very interesting happened.
246
536260
2000
quelque chose de très intéressant s'est produit.
08:58
So, I added these protocells together
247
538260
2000
Donc, j'ai ajouté ces protocellules ensemble
09:00
to the system, and protocell A and protocell B
248
540260
2000
au système, et la protocellule A et la protocellule B
09:02
fused together to form a hybrid protocell AB.
249
542260
2000
ont fusionné pour former une protocellule hybride AB.
09:04
That didn't happen before. There it goes.
250
544260
2000
Cela n'était pas arrivé avant. Voilà.
09:06
There's a protocell AB now in this system.
251
546260
3000
Il y maintenant une protocellule AB dans ce système.
09:09
Protocell AB likes to dance around for a bit,
252
549260
3000
La protocellule AB aime danser un moment,
09:12
while protocell B does the fusing, okay?
253
552260
3000
tandis que la protocellule B effectue la fusion, d'accord?
09:15
But then something even more interesting happens.
254
555260
3000
Mais alors quelque chose d'encore plus intéressant se passe.
09:18
Watch when these two large protocells,
255
558260
2000
Regardez, lorsque ces deux grandes protocellules,
09:20
the hybrid ones, fuse together.
256
560260
2000
les hybrides, fusionnent.
09:22
Now we have a dancing protocell
257
562260
3000
Maintenant nous avons une protocellule qui danse
09:25
and a self-replication event. Right. (Laughter)
258
565260
4000
et une auto-réplication. Bon. (Rires)
09:29
Just with blobs of chemicals, again.
259
569260
2000
Rien qu'avec des gouttes de produits chimiques, encore une fois.
09:31
So the way this works is, you have
260
571260
2000
Donc, voilà comment ça marche :
09:33
a simple system of five chemicals here,
261
573260
2000
on a un système simple de cinq composants chimiques ici,
09:35
a simple system here. When they hybridize,
262
575260
2000
un système simple ici. Quand ils s'hybrident,
09:37
you then form something that's different than
263
577260
2000
on forme alors une chose qui est différente de celle
09:39
before, it's more complex than before,
264
579260
2000
d'avant, elle est plus complexe qu'auparavant,
09:41
and you get the emergence of another kind of
265
581260
2000
et vous obtenez l'émergence d'un autre type
09:43
lifelike behavior which
266
583260
2000
de comportement similaire à la vie qui
09:45
in this case is replication.
267
585260
2000
dans le cas présent est la réplication.
09:47
So since we can make some interesting
268
587260
2000
Donc, puisque nous pouvons créer quelques protocellules intéressantes
09:49
protocells that we like, interesting colors and
269
589260
2000
qui nous plaisent, des couleurs intéressantes et
09:51
interesting behaviors, and they're very easy
270
591260
2000
comportements intéressants, et elles sont très faciles
09:53
to make, and they have interesting lifelike
271
593260
2000
à faire, et elles ont des propriétés intéressantes
09:55
properties, perhaps these protocells have
272
595260
3000
similaires à la vie, peut-être que ces protocellules ont
09:58
something to tell us about the origin of life
273
598260
2000
quelque chose à nous dire sur l'origine de la vie
10:00
on the Earth. Perhaps these represent an
274
600260
2000
sur la Terre. Peut-être qu'elles représentent une
10:02
easily accessible step, one of the first steps
275
602260
2000
étape facilement accessible, l'une des premières étapes
10:04
by which life got started on the early Earth.
276
604260
3000
par lesquelles la vie a commencé sur la Terre primitive.
10:07
Certainly, there were molecules present on
277
607260
2000
Certes, il y avait des molécules présentes sur
10:09
the early Earth, but they wouldn't have been
278
609260
2000
la Terre primitive, mais ça n'aurait pas été
10:11
these pure compounds that we worked with
279
611260
2000
ces composés purs avec lesquels nous avons travaillé
10:13
in the lab and I showed in these experiments.
280
613260
2000
dans le laboratoire et que j'ai montré dans ces expériences.
10:15
Rather, they'd be a real complex mixture of
281
615260
2000
Plutôt, cela aurait été un mélange complexe
10:17
all kinds of stuff, because
282
617260
2000
de toutes sortes de choses, parce que
10:19
uncontrolled chemical reactions produce
283
619260
2000
des réactions chimiques incontrôlées produisent
10:21
a diverse mixture of organic compounds.
284
621260
2000
un mélange diversifié de composés organiques.
10:23
Think of it like a primordial ooze, okay?
285
623260
3000
Pensez-y comme à un suintement primordial, d'accord?
10:26
And it's a pool that's too difficult to fully
286
626260
2000
Et c’est un groupe qui est trop difficile à
10:28
characterize, even by modern methods, and
287
628260
2000
bien caractériser, même par des méthodes modernes, et
10:30
the product looks brown, like this tar here
288
630260
2000
le produit semble marron, comme ici, ce goudron
10:32
on the left. A pure compound
289
632260
2000
sur la gauche. Un composé pur
10:34
is shown on the right, for contrast.
290
634260
2000
est montré sur la droite, pour le contraste.
10:36
So this is similar to what happens when you
291
636260
2000
Donc, c'est semblable à ce qui se passe lorsque vous
10:38
take pure sugar crystals in your kitchen,
292
638260
2000
prenez des cristaux de sucre pur dans votre cuisine,
10:40
you put them in a pan, and you apply energy.
293
640260
2000
vous les mettez dans une casserole, et vous appliquez de l'énergie.
10:42
You turn up the heat, you start making
294
642260
2000
Vous augmentez le feu, vous commencez à créer
10:44
or breaking chemical bonds in the sugar,
295
644260
2000
ou à casser des liaisons chimiques dans le sucre,
10:46
forming a brownish caramel, right?
296
646260
2000
formant un caramel brun.
10:48
If you let that go unregulated, you'll
297
648260
2000
Si vous laissez faire sans régulation, vous continuerez
10:50
continue to make and break chemical bonds,
298
650260
2000
à créer et à casser les liaisons chimiques,
10:52
forming an even more diverse mixture of
299
652260
2000
ce qui forme un mélange encore plus diversifiée de
10:54
molecules that then forms this kind of black
300
654260
2000
molécules qui forment alors ce genre de truc
10:56
tarry stuff in your pan, right, that's
301
656260
2000
noir goudronneux dans votre casserole,
10:58
difficult to wash out. So that's what
302
658260
2000
difficile à laver. C'est ce à quoi
11:00
the origin of life would have looked like.
303
660260
2000
l'origine de la vie aurait ressemblé.
11:02
You needed to get life out of this junk that
304
662260
2000
Il vous fallait sortir la vie de cette mélasse
11:04
is present on the early Earth,
305
664260
2000
présente sur la Terre primitive,
11:06
four, 4.5 billion years ago.
306
666260
2000
il y a quatre, 4,5 milliards d'années.
11:08
So the challenge then is,
307
668260
2000
Le problème est alors,
11:10
throw away all your pure chemicals in the lab,
308
670260
2000
de jeter tous vos composants chimiques purs dans le laboratoire,
11:12
and try to make some protocells with lifelike
309
672260
2000
et d'essayer de faire quelques protocellules avec des propriétés
11:14
properties from this kind of primordial ooze.
310
674260
3000
semblables à la vie à partir de ce genre de suintement primordial .
11:17
So we're able to then see the self-assembly
311
677260
2000
Nous sommes donc en mesure de revoir ensuite l'auto-assemblage
11:19
of these oil droplet bodies again
312
679260
2000
de ces gouttelettes d'huile
11:21
that we've seen previously,
313
681260
2000
que nous avons vues précédemment,
11:23
and the black spots inside of there
314
683260
2000
et les points noirs à l'intérieur
11:25
represent this kind of black tar -- this diverse,
315
685260
2000
représentent ce type de goudron noir - cette diversité,
11:27
very complex, organic black tar.
316
687260
2000
très complexe, le goudron noir organique.
11:29
And we put them into one of these
317
689260
2000
Et nous les mettons dans une de ces
11:31
experiments, as you've seen earlier, and then
318
691260
2000
expériences, comme vous l'avez vu précédemment, puis
11:33
we watch lively movement that comes out.
319
693260
2000
nous regardons le mouvement vif qui en sort.
11:35
They look really good, very nice movement,
320
695260
2000
C'est un bon mouvement très agréable,
11:37
and also they appear to have some kind of
321
697260
2000
et aussi elles semblent avoir une sorte de
11:39
behavior where they kind of circle
322
699260
2000
comportement où elles tournent
11:41
around each other and follow each other,
323
701260
3000
autour l'une de l'autre et se suivent,
11:44
similar to what we've seen before -- but again,
324
704260
2000
similaire à ce que nous avons vu auparavant - mais là encore,
11:46
working with just primordial conditions,
325
706260
2000
en travaillant avec des conditions primordiales,
11:48
no pure chemicals.
326
708260
2000
pas de composants chimiques purs.
11:50
These are also, these tar-fueled protocells,
327
710260
2000
Ce sont aussi, ces protocellules alimentées par le goudron
11:52
are also able to locate resources
328
712260
2000
sont également capables de localiser des ressources
11:54
in their environment.
329
714260
1000
dans leur environnement.
11:55
I'm going to add some resource from the left,
330
715260
2000
Je vais ajouter une ressource à gauche,
11:57
here, that defuses into the system,
331
717260
2000
ici, qui se diffuse dans le système,
11:59
and you can see, they really like that.
332
719260
2000
et vous pouvez le voir, elles aiment vraiment ça.
12:01
They become very energetic, and able
333
721260
2000
Elles deviennent très énergiques, et capables
12:03
to find the resource in the environment,
334
723260
2000
de trouver la ressource dans l'environnement,
12:05
similar to what we saw before.
335
725260
2000
de façon similaire à ce que nous avons vu auparavant.
12:07
But again, these are done in these primordial
336
727260
2000
Mais encore une fois, ceci est fait dans ces conditions primordiales
12:09
conditions, really messy conditions,
337
729260
2000
conditions, des conditions vraiment pénibles,
12:11
not sort of sterile laboratory conditions.
338
731260
2000
pas dans des conditions de laboratoire stérile.
12:13
These are very dirty little protocells,
339
733260
2000
Ce sont des petites protocellules très sales,
12:15
as a matter of fact. (Laughter)
340
735260
2000
en fait. (Rires)
12:17
But they have lifelike properties, is the point.
341
737260
3000
Mais elles ont des propriétés similaires à la vie, c'est ce qui compte.
12:20
So, doing these artificial life experiments
342
740260
3000
Donc, faire ces expériences de vie artificielle
12:23
helps us define a potential path between
343
743260
3000
nous aide à définir un chemin possible entre
12:26
non-living and living systems.
344
746260
3000
les systèmes vivants et les systèmes inertes.
12:29
And not only that, but it helps us
345
749260
2000
Et non seulement cela, mais ça nous aide
12:31
broaden our view of what life is
346
751260
2000
à élargir notre vision de ce qu'est la vie
12:33
and what possible life there could be
347
753260
2000
et de quelle vie possible pourrait exister
12:35
out there -- life that could be very different
348
755260
2000
là-bas - une vie qui pourrait être très différente
12:37
from life that we find here on Earth.
349
757260
3000
de la vie que nous trouvons ici sur Terre.
12:40
And that leads me to the next
350
760260
2000
Et cela m'amène au terme suivant
12:42
term, which is "weird life."
351
762260
2000
qui est la "vie étrange."
12:44
This is a term by Steve Benner.
352
764260
3000
C'est un terme employé par Steve Benner.
12:47
This is used in reference to a report
353
767260
2000
Il est utilisé en référence à un rapport
12:49
in 2007 by the National Research Council
354
769260
2000
de 2007 par le Conseil national de recherches
12:51
in the United States, wherein
355
771260
2000
aux États-Unis, où
12:53
they tried to understand how we can
356
773260
2000
ils ont essayé de comprendre comment nous pouvons
12:55
look for life elsewhere in the universe, okay,
357
775260
2000
chercher la vie ailleurs dans l'univers,
12:57
especially if that life is very different from life
358
777260
2000
surtout si cette vie est très différente de la vie
12:59
on Earth. If we went to another planet and
359
779260
3000
sur Terre. Si nous allions sur une autre planète et
13:02
we thought there might be life there,
360
782260
2000
nous pensions y trouver de la vie,
13:04
how could we even recognize it as life?
361
784260
2000
comment pourrions-nous même la reconnaître comme vie ?
13:06
Well, they came up with three very general
362
786260
2000
Eh bien, ils ont retenu avec trois critères très généraux.
13:08
criteria. First is -- and they're listed here.
363
788260
2000
Le premier est - et ils sont listés ici.
13:10
The first is, the system has to be in
364
790260
2000
La première est, le système doit être en
13:12
non-equilibrium. That means the system
365
792260
2000
non-équilibre. Cela signifie que le système
13:14
cannot be dead, in a matter of fact.
366
794260
1000
ne peut pas être mort, en fait.
13:15
Basically what that means is, you have
367
795260
2000
En gros, ce que cela signifie est, vous avez
13:17
an input of energy into the system that life
368
797260
2000
un apport d'énergie dans le système que la vie
13:19
can use and exploit to maintain itself.
369
799260
3000
peut utiliser et exploiter pour se maintenir.
13:22
This is similar to having the Sun shining
370
802260
2000
Ceci est similaire à avoir le soleil qui brille
13:24
on the Earth, driving photosynthesis,
371
804260
2000
sur la Terre, engendrant la photosynthèse,
13:26
driving the ecosystem.
372
806260
2000
engendrant l'écosystème.
13:28
Without the Sun, there's likely to be
373
808260
2000
Sans le Soleil, il y a peut de chance
13:30
no life on this planet.
374
810260
2000
qu'il y ait de la vie sur cette planète.
13:32
Secondly, life needs to be in liquid form,
375
812260
2000
Deuxièmement, la vie doit être sous forme liquide,
13:34
so that means even if we had some
376
814260
2000
ce qui signifie que même si nous avions
13:36
interesting structures, interesting molecules
377
816260
2000
des structures intéressantes, des molécules intéressantes
13:38
together but they were frozen solid,
378
818260
2000
ensemble, mais qu'elles étaient gelées,
13:40
then this is not a good place for life.
379
820260
2000
alors ce n'est pas un bon endroit pour la vie.
13:42
And thirdly, we need to be able to make
380
822260
2000
Et troisièmement, nous devons être en mesure de faire
13:44
and break chemical bonds. And again
381
824260
2000
et de défaire les liaisons chimiques. Et encore une fois
13:46
this is important because life transforms
382
826260
2000
c'est important parce que la vie transforme
13:48
resources from the environment into
383
828260
2000
les ressources de l'environnement en
13:50
building blocks so it can maintain itself.
384
830260
2000
blocs de construction pour se maintenir.
13:52
Now today, I told you about very strange
385
832260
2000
Or, aujourd'hui, je vous ai parlé de protocellules très étranges,
13:54
and weird protocells -- some that contain clay,
386
834260
2000
certaines qui contiennent de l'argile,
13:56
some that have primordial ooze in them,
387
836260
3000
certaines qui contiennent un suintement primordial,
13:59
some that have basically oil
388
839260
2000
certaines qui contiennent essentiellement de l'huile
14:01
instead of water inside of them.
389
841260
2000
au lieu d'eau.
14:03
Most of these don't contain DNA,
390
843260
2000
La plupart ne contiennent pas d'ADN,
14:05
but yet they have lifelike properties.
391
845260
2000
mais pourtant ont des propriétés similaires à la vie.
14:07
But these protocells satisfy
392
847260
3000
Mais ces protocellules remplissent
14:10
these general requirements of living systems.
393
850260
3000
ces exigences générales des systèmes vivants.
14:13
So by making these chemical, artificial
394
853260
2000
Donc en créant ces expériences de vie chimique, artificielles,
14:15
life experiments, we hope not only
395
855260
2000
nous espérons non seulement
14:17
to understand something fundamental
396
857260
2000
comprendre quelque chose de fondamental
14:19
about the origin of life and the existence
397
859260
2000
sur l'origine de la vie et l'existence
14:21
of life on this planet, but also
398
861260
2000
de la vie sur cette planète, mais aussi
14:23
what possible life there could be
399
863260
2000
quelle vie il pourrait y avoir
14:25
out there in the universe. Thank you.
400
865260
3000
là-bas dans l'univers. Merci.
14:28
(Applause)
401
868260
4000
(Applaudissements)
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