Martin Hanczyc: The line between life and not-life

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TED


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Traduttore: Gianluca Finocchiaro Revisore: Michele Gianella
00:15
So historically there has
0
15260
2000
Esiste un enorme divario
00:17
been a huge divide between what people
1
17260
3000
tra i sistemi che la gente, storicamente,
00:20
consider to be non-living systems on one
2
20260
3000
considera non viventi
00:23
side, and living systems on the other side.
3
23260
2000
e quelli considerati viventi.
00:25
So we go from, say, this beautiful and
4
25260
2000
Si passa, ad esempio, da questo gradevole
00:27
complex crystal as non-life, and this rather
5
27260
3000
e complesso cristallo, considerato non vivo,
00:30
beautiful and complex cat on the other side.
6
30260
3000
a questo gatto, anch'esso bello e complesso.
00:33
Over the last hundred and fifty years or so,
7
33260
3000
Ma nel corso degli ultimi 150 anni, più o meno,
00:36
science has kind of blurred this distinction
8
36260
2000
la scienza ha reso meno netta la distinzione
00:38
between non-living and living systems, and
9
38260
2000
tra sistemi viventi e non viventi,
00:40
now we consider that there may be a kind
10
40260
2000
e ora si pensa che possa esistere una qualche
00:42
of continuum that exists between the two.
11
42260
3000
continuità tra i due.
00:45
We'll just take one example here:
12
45260
2000
Facciamo un esempio:
00:47
a virus is a natural system, right?
13
47260
2000
un virus è un sistema naturale, giusto?
00:49
But it's very simple. It's very simplistic.
14
49260
2000
Ma è molto semplice, molto elementare.
00:51
It doesn't really satisfy all the requirements,
15
51260
2000
Esso non soddisfa tutti i requisiti,
00:53
it doesn't have all the characteristics
16
53260
2000
non ha tutte le caratteristiche
00:55
of living systems and is in fact a parasite
17
55260
2000
di un sistema vivente, e infatti è un parassita
00:57
on other living systems in order to, say,
18
57260
3000
che usa altri sistemi viventi per, ad esempio,
01:00
reproduce and evolve.
19
60260
2000
riprodursi ed evolversi.
01:02
But what we're going to be talking about here
20
62260
2000
Ma questa sera parleremo
01:04
tonight are experiments done on this sort of
21
64260
2000
di esperimenti effettuati all'estremo
01:06
non-living end of this spectrum -- so actually
22
66260
2000
non vivente dello spettro -- in pratica,
01:08
doing chemical experiments in the laboratory,
23
68260
3000
condurremo esperimenti chimici in laboratorio,
01:11
mixing together nonliving ingredients
24
71260
2000
mescolando insieme ingredienti non vivi
01:13
to make new structures, and that these
25
73260
2000
per realizzare nuove strutture,
01:15
new structures might have some of the
26
75260
2000
che potrebbero avere alcune
01:17
characteristics of living systems.
27
77260
2000
caratteristiche dei sistemi viventi.
01:19
Really what I'm talking about here is
28
79260
2000
Sto davvero parlando
01:21
trying to create a kind of artificial life.
29
81260
2000
della creazione di una qualche vita artificiale.
01:23
So what are these characteristics that I'm
30
83260
2000
Quali sono, dunque, le caratteristiche a cui
01:25
talking about? These are them.
31
85260
2000
mi riferisco? Eccole.
01:27
We consider first that life has a body.
32
87260
2000
Innanzitutto, la vita ha un corpo.
01:29
Now this is necessary to distinguish the self
33
89260
2000
Bisogna distinguere il proprio essere
01:31
from the environment.
34
91260
2000
dall'ambiente circostante.
01:33
Life also has a metabolism. Now this is a
35
93260
2000
La vita è dotata anche di metabolismo. Si tratta
01:35
process by which life can convert resources
36
95260
3000
di un processo tramite il quale la vita converte le risorse
01:38
from the environment into building blocks
37
98260
2000
prese dall'ambiente in mattoni base,
01:40
so it can maintain and build itself.
38
100260
3000
in modo da conservare e costruire se stessa.
01:43
Life also has a kind of inheritable information.
39
103260
2000
Ed è anche dotata di informazione ereditabile.
01:45
Now we, as humans, we store our information
40
105260
2000
Noi, esseri umani, immagazziniamo l'informazione
01:47
as DNA in our genomes and we pass this
41
107260
3000
sotto forma di DNA nei nostri genomi e trasmettiamo
01:50
information on to our offspring.
42
110260
2000
quest'informazione ai nostri discendenti.
01:52
If we couple the first two -- the body and the metabolism --
43
112260
2000
Se uniamo i primi due -- corpo e metabolismo --
01:54
we can come up with a system that could
44
114260
2000
possiamo ottenere un sistema che potrebbe
01:56
perhaps move and replicate, and if we
45
116260
2000
forse muoversi e replicarsi,
01:58
coupled these now to inheritable information,
46
118260
3000
e aggiungendo l'informazione ereditabile
02:01
we can come up with a system that would be
47
121260
2000
possiamo ottenere un sistema che sarebbe
02:03
more lifelike, and would perhaps evolve.
48
123260
2000
più simile alla vita, e che forse si evolverebbe.
02:05
And so these are the things we will try to do
49
125260
2000
Ecco cosa cercheremo di fare
02:07
in the lab, make some experiments that have
50
127260
2000
in laboratorio: creare esperimenti che abbiano
02:09
one or more of these characteristics of life.
51
129260
3000
una o più di queste caratteristiche della vita.
02:12
So how do we do this? Well, we use
52
132260
2000
Come facciamo? Beh, usiamo
02:14
a model system that we term a protocell.
53
134260
2000
un modello che chiamiamo protocella.
02:16
You might think of this as kind of like a
54
136260
2000
Potete immaginarla come una specie di
02:18
primitive cell. It is a simple chemical
55
138260
2000
cellula primitiva. È un semplice modello
02:20
model of a living cell, and if you consider
56
140260
3000
chimico di una cellula viva, e se pensate,
02:23
for example a cell in your body may have
57
143260
2000
ad esempio, ad una cellula del vostro corpo,
02:25
on the order of millions of different types
58
145260
2000
questa richiede l'assemblamento di milioni
02:27
of molecules that need to come together,
59
147260
2000
di molecole diverse,
02:29
play together in a complex network
60
149260
2000
e la loro interazione in un network complesso,
02:31
to produce something that we call alive.
61
151260
3000
perché si generi qualcosa che, per noi, sia vivo.
02:34
In the laboratory what we want to do
62
154260
2000
In laboratorio vogliamo ottenere
02:36
is much the same, but with on the order of
63
156260
2000
praticamente lo stesso risultato, ma utilizzando
02:38
tens of different types of molecules --
64
158260
2000
decine di diversi tipi di molecole --
02:40
so a drastic reduction in complexity, but still
65
160260
2000
dunque riducendo drasticamente la complessità,
02:42
trying to produce something that looks lifelike.
66
162260
3000
ma cercando sempre di produrre un qualcosa di apparentemente vivo.
02:45
And so what we do is, we start simple
67
165260
2000
Cominciamo dunque dalle cose semplici,
02:47
and we work our way up to living systems.
68
167260
3000
per poi arrivare progressivamente a dei sistemi viventi.
02:50
Consider for a moment this quote by
69
170260
2000
Considerate questa citazione di
02:52
Leduc, a hundred years ago, considering a
70
172260
2000
Leduc, cento anni orsono,
02:54
kind of synthetic biology:
71
174260
2000
su una possibile biologia sintetica:
02:56
"The synthesis of life, should it ever occur,
72
176260
2000
"La sintesi della vita, se mai sarà realizzata,
02:58
will not be the sensational discovery which we
73
178260
2000
non sarà la scoperta sensazionale che noi
03:00
usually associate with the idea."
74
180260
2000
di solito associamo all'idea."
03:02
That's his first statement. So if we actually
75
182260
2000
È la sua prima affermazione. Dunque, se realmente
03:04
create life in the laboratories, it's
76
184260
2000
creeremo vita nei laboratori, probabilmente
03:06
probably not going to impact our lives at all.
77
186260
2000
non avrà alcun impatto sulle nostre vite.
03:08
"If we accept the theory of evolution, then
78
188260
2000
"Se accettiamo la teoria dell'evoluzione, allora
03:10
the first dawn of synthesis of life must consist
79
190260
2000
l'alba della sintesi della vita deve consistere
03:12
in the production of forms intermediate
80
192260
2000
nella produzione di forme intermedie
03:14
between the inorganic and the organic
81
194260
2000
tra il mondo organico e inorganico,
03:16
world, or between the non-living
82
196260
2000
o tra il mondo non vivente
03:18
and living world, forms which possess
83
198260
2000
e quello vivente, forme che vantano
03:20
only some of the rudimentary attributes of life"
84
200260
2000
solo qualche attributo rudimentale della vita"
03:22
-- so, the ones I just discussed --
85
202260
2000
-- vale a dire, quelle cui ho appena accennato --
03:24
"to which other attributes will be slowly added
86
204260
2000
"a cui saranno lentamente aggiunti altri attributi
03:26
in the course of development by the
87
206260
2000
nel corso dello sviluppo tramite
03:28
evolutionary actions of the environment."
88
208260
2000
azioni evolutive all'interno dell'ambiente."
03:30
So we start simple, we make some structures
89
210260
2000
Cominciamo da cose semplici, da qualche struttura
03:32
that may have some of these characteristics
90
212260
2000
che potrebbe avere alcune delle caratteristiche
03:34
of life, and then we try to develop that
91
214260
2000
della vita, poi proviamo a svilupparle
03:36
to become more lifelike.
92
216260
2000
così che sembrino più vive.
03:38
This is how we can start to make a protocell.
93
218260
2000
Possiamo così iniziare a creare una protocella.
03:40
We use this idea called self-assembly.
94
220260
2000
Usiamo questa idea chiamata autoassemblaggio.
03:42
What that means is, I can mix some
95
222260
2000
Posso cioè mescolare alcune
03:44
chemicals together in a test tube in my lab,
96
224260
2000
sostanze chimiche in una provetta in laboratorio,
03:46
and these chemicals will start to self-associate
97
226260
2000
e queste cominceranno a legarsi da sole,
03:48
to form larger and larger structures.
98
228260
2000
formando strutture sempre più larghe.
03:50
So say on the order of tens of thousands,
99
230260
2000
Decine, dunque, anzi
03:52
hundreds of thousands of molecules will
100
232260
2000
centinaia di migliaia di molecole
03:54
come together to form a large structure
101
234260
2000
si uniranno per formare un'ampia struttura
03:56
that didn't exist before.
102
236260
2000
che prima non esisteva.
03:58
And in this particular example,
103
238260
2000
In questo particolare esempio,
04:00
what I took is some membrane molecules,
104
240260
2000
ho preso alcune molecole di membrana,
04:02
mixed those together in the right environment,
105
242260
2000
le ho mescolate nell'ambiente adeguato
04:04
and within seconds it forms these rather
106
244260
2000
e in pochi secondi si formano queste
04:06
complex and beautiful structures here.
107
246260
2000
strutture belle e complesse.
04:08
These membranes are also quite similar,
108
248260
2000
Queste membrane sono anche molto simili,
04:10
morphologically and functionally,
109
250260
2000
morfologicamente e funzionalmente,
04:12
to the membranes in your body,
110
252260
2000
alle membrane del vostro corpo,
04:14
and we can use these, as they say,
111
254260
2000
e le possiamo usare, per così dire,
04:16
to form the body of our protocell.
112
256260
2000
nella formazione del corpo della nostra protocella.
04:18
Likewise,
113
258260
1000
Similmente,
04:19
we can work with oil and water systems.
114
259260
2000
possiamo lavorare con sistemi di acqua e olio.
04:21
As you know, when you put oil and water together,
115
261260
2000
Come sapete, se mettete insieme acqua ed olio
04:23
they don't mix, but through self-assembly
116
263260
2000
non si mescolano, ma attraverso l'autoassemblaggio
04:25
we can get a nice oil droplet to form,
117
265260
2000
possiamo formare una graziosa goccia d'olio
04:27
and we can actually use this as a body for
118
267260
2000
e utilizzarla per farne un corpo
04:29
our artificial organism or for our protocell,
119
269260
2000
del nostro organismo artificiale, o protocella,
04:31
as you will see later.
120
271260
2000
come vedremo in seguito.
04:33
So that's just forming some body stuff, right?
121
273260
2000
Finora stiamo solo costruendo corpi, giusto?
04:35
Some architectures.
122
275260
2000
Delle architetture.
04:37
What about the other aspects of living systems?
123
277260
2000
E gli altri aspetti dei sistemi viventi?
04:39
So we came up with this protocell model here
124
279260
2000
Abbiamo creato il modello di protocella
04:41
that I'm showing.
125
281260
2000
che vi sto mostrando.
04:43
We started with a natural occurring clay
126
283260
2000
Abbiamo cominciato con un'argilla naturale
04:45
called montmorillonite.
127
285260
2000
nota come montmorillonite.
04:47
This is natural from the environment, this clay.
128
287260
2000
La vedete nella stessa forma presente in natura.
04:49
It forms a surface that is, say, chemically active.
129
289260
2000
Forma una superficie chimicamente attiva.
04:51
It could run a metabolism on it.
130
291260
2000
Potrebbe supportare un metabolismo.
04:53
Certain kind of molecules like to associate
131
293260
2000
Ad alcuni tipi di molecole piace legarsi
04:55
with the clay. For example, in this case, RNA, shown in red
132
295260
2000
con l'argilla. Qui, ad esempio, l'RNA, in rosso
04:57
-- this is a relative of DNA,
133
297260
2000
-- è un parente del DNA,
04:59
it's an informational molecule --
134
299260
2000
è una molecola informativa --
05:01
it can come along and it starts to associate
135
301260
2000
può cominciare a legarsi
05:03
with the surface of this clay.
136
303260
2000
con la superficie di quest'argilla.
05:05
This structure, then, can organize the
137
305260
2000
Questa struttura può così organizzare
05:07
formation of a membrane boundary around
138
307260
2000
la formazione di una parete membranosa
05:09
itself, so it can make a body of
139
309260
2000
intorno a sé, e può dunque formare un corpo
05:11
liquid molecules around itself, and that's
140
311260
2000
usando le molecole liquide circostanti,
05:13
shown in green here on this micrograph.
141
313260
2000
che in questa microfotografia sono verdi.
05:15
So just through self-assembly, mixing things
142
315260
2000
Col solo autoassemblaggio, dunque, mescolando
05:17
together in the lab, we can come up with, say,
143
317260
3000
sostanze in laboratorio, si genera, ad esempio,
05:20
a metabolic surface with some
144
320260
2000
una superficie metabolica
05:22
informational molecules attached
145
322260
2000
con annesse alcune molecole informative
05:24
inside of this membrane body, right?
146
324260
2000
all'interno di questo corpo membranoso.
05:26
So we're on a road towards living systems.
147
326260
4000
Ci stiamo dunque avvicinando agli organismi viventi.
05:30
But if you saw this protocell, you would not
148
330260
2000
Ma osservando questa protocella,
05:32
confuse this with something that was actually alive.
149
332260
2000
non la confondereste con qualcosa di vivo.
05:34
It's actually quite lifeless. Once it forms,
150
334260
2000
In realtà è senza vita. Una volta formata,
05:36
it doesn't really do anything.
151
336260
2000
non fa proprio nulla.
05:38
So, something is missing.
152
338260
2000
Manca qualcosa, dunque.
05:40
Some things are missing.
153
340260
2000
Mancano alcune cose.
05:42
So some things that are missing is,
154
342260
2000
Manca, ad esempio -
05:44
for example, if you had a flow of energy
155
344260
2000
se un flusso di energia scorresse
05:46
through a system, what we'd want
156
346260
2000
dentro un sistema, vorremmo
05:48
is a protocell that can harvest
157
348260
2000
una protocella in grado di captare
05:50
some of that energy in order to maintain itself,
158
350260
2000
parte dell'energia per sostenersi,
05:52
much like living systems do.
159
352260
2000
proprio come fanno i sistemi viventi.
05:54
So we came up with a different protocell
160
354260
2000
E così creammo un diverso modello
05:56
model, and this is actually simpler than the previous one.
161
356260
2000
di protocella, più semplice del precedente.
05:58
In this protocell model, it's just an oil droplet,
162
358260
2000
Questo modello è una semplice goccia d'olio,
06:00
but a chemical metabolism inside
163
360260
2000
ma ha al suo interno un metabolismo chimico
06:02
that allows this protocell to use energy
164
362260
2000
che consente alla protocella di usare l'energia
06:04
to do something, to actually become dynamic,
165
364260
3000
per fare qualcosa, per diventare veramente dinamica,
06:07
as we'll see here.
166
367260
2000
come vedremo.
06:09
You add the droplet to the system.
167
369260
2000
Aggiungiamo la goccia al sistema.
06:11
It's a pool of water, and the protocell
168
371260
2000
Questo è uno specchio d'acqua, e la protocella
06:13
starts moving itself around in the system.
169
373260
2000
comincia a muoversi all'interno del sistema.
06:15
Okay? Oil droplet forms
170
375260
2000
La goccia d'olio si forma
06:17
through self-assembly, has a chemical
171
377260
2000
tramite autoassemblamento, ha un metabolismo
06:19
metabolism inside so it can use energy,
172
379260
2000
chimico al suo interno, quindi può usare l'energia
06:21
and it uses that energy to move itself
173
381260
2000
e la usa per muoversi all'interno
06:23
around in its environment.
174
383260
2000
del suo ambiente circostante.
06:25
As we heard earlier, movement is very
175
385260
2000
Come abbiamo sentito prima, il movimento
06:27
important in these kinds of living systems.
176
387260
2000
è essenziale in questi tipi di sistemi "viventi".
06:29
It is moving around, exploring its environment,
177
389260
2000
Si muove, esplora l'ambiente circostante
06:31
and remodeling its environment, as you see,
178
391260
2000
e, come potete vedere, lo rimodella,
06:33
by these chemical waves that are forming by the protocell.
179
393260
2000
usando le onde chimiche intorno alla protocella.
06:35
So it's acting, in a sense, like a living system
180
395260
2000
Si comporta da sistema "vivo", per così dire,
06:37
trying to preserve itself.
181
397260
3000
che cerca di preservare se stesso.
06:40
We take this same moving protocell here,
182
400260
3000
Qui prendiamo questa stessa protocella mobile,
06:43
and we put it in another experiment,
183
403260
2000
e la inseriamo in un altro esperimento,
06:45
get it moving. Then I'm going
184
405260
2000
facendola muovere. Poi aggiungerò
06:47
to add some food to the system,
185
407260
2000
un po' di cibo al sistema,
06:49
and you'll see that in blue here, right?
186
409260
3000
che qui vedete in blu.
06:52
So I add some food source to the system.
187
412260
2000
Aggiungo una fonte di cibo al sistema.
06:54
The protocell moves. It encounters the food.
188
414260
2000
La protocella si muove, incontra il cibo,
06:56
It reconfigures itself and actually then
189
416260
2000
si riconfigura ed è realmente in grado
06:58
is able to climb to the highest concentration
190
418260
2000
di raggiungere la concentrazione più elevata
07:00
of food in that system and stop there.
191
420260
2000
di cibo presente nel sistema e fermarvisi.
07:02
Alright? So not only do we have this system
192
422260
2000
Questo sistema, dunque, non è dotato
07:04
that has a body, it has a metabolism,
193
424260
2000
solo di un corpo, ma anche di un metabolismo,
07:06
it can use energy, it moves around.
194
426260
3000
può usare l'energia e si muove.
07:09
It can sense its local environment
195
429260
2000
Può percepire il suo ambiente locale
07:11
and actually find resources
196
431260
2000
e trovare le risorse presenti
07:13
in the environment to sustain itself.
197
433260
2000
nell'ambiente per sostenersi.
07:15
Now, this doesn't have a brain, it doesn't have
198
435260
2000
Non ha un cervello, non ha
07:17
a neural system. This is just a sack of
199
437260
2000
un sistema neurale. È un sacchetto di
07:19
chemicals that is able to have this interesting
200
439260
2000
sostanze chimiche con questo interessante
07:21
and complex lifelike behavior.
201
441260
2000
e complesso comportamento, simile alla vita.
07:23
If we count the number of chemicals
202
443260
2000
Se contiamo il numero di sostanze chimiche
07:25
in that system, actually, including the water
203
445260
2000
presenti nel sistema, inclusa l'acqua
07:27
that's in the dish, we have five chemicals
204
447260
2000
nella piastra, bastano 5 sostanze
07:29
that can do this.
205
449260
2000
per fare tutto questo.
07:31
So then we put these protocells together in a
206
451260
2000
Abbiamo dunque messo insieme queste protocelle
07:33
single experiment to see what they would do,
207
453260
2000
in un singolo esperimento per vedere cosa fanno,
07:35
and depending on the conditions, we have
208
455260
2000
e a seconda delle condizioni, abbiamo visto che
07:37
some protocells on the left that are
209
457260
2000
alcune protocelle a sinistra
07:39
moving around and it likes to touch the other
210
459260
2000
si muovono e vogliono toccare
07:41
structures in its environment.
211
461260
2000
le altre strutture presenti nell'ambiente.
07:43
On the other hand we have two moving
212
463260
2000
D'altro canto abbiamo anche due protocelle
07:45
protocells that like to circle each other,
213
465260
2000
in movimento che vogliono girarsi attorno,
07:47
and they form a kind of a dance, a complex dance with each other.
214
467260
2000
e formano tra loro una specie di danza complessa.
07:49
Right? So not only do individual protocells
215
469260
2000
Non sono solo, quindi, le singole protocelle
07:51
have behavior, what we've interpreted as
216
471260
2000
a mostrare quel che abbiamo interpretato come
07:53
behavior in this system, but we also have
217
473260
2000
comportamento, ma in sostanza
07:55
basically population-level behavior
218
475260
3000
abbiamo un comportamento collettivo
07:58
similar to what organisms have.
219
478260
3000
simile a quello mostrato dagli organismi.
08:01
So now that you're all experts on protocells,
220
481260
3000
Ora che siete tutti esperti di protocelle,
08:04
we're going to play a game with these protocells.
221
484260
2000
faremo insieme un gioco con le protocelle.
08:06
We're going to make two different kinds.
222
486260
2000
Ne creeremo due tipi diversi.
08:08
Protocell A has a certain kind of chemistry
223
488260
3000
La Protocella A è caratterizzata da una chimica
08:11
inside that, when activated, the protocell
224
491260
2000
al suo interno che, quando attivata, comincia
08:13
starts to vibrate around, just dancing.
225
493260
2000
a farla muovere, come se danzasse.
08:15
So remember, these are primitive things,
226
495260
2000
Ricordate, si tratta di oggetti "primitivi",
08:17
so dancing protocells, that's very
227
497260
2000
quindi il fatto che danzino
08:19
interesting to us. (Laughter)
228
499260
2000
è molto interessante, per noi. (Risate).
08:21
The second protocell has a different
229
501260
2000
La seconda protocella è caratterizzata da
08:23
chemistry inside, and when activated,
230
503260
2000
una chimica interna diversa, e quando è attivata
08:25
the protocells all come together and they fuse
231
505260
2000
ammassa tutte le protocelle e le fonde
08:27
into one big one. Right?
232
507260
2000
in un'unica grande protocella.
08:29
And we just put these two together
233
509260
2000
Ora le abbiamo appena messe insieme
08:31
in the same system.
234
511260
2000
nello stesso sistema.
08:33
So there's population A,
235
513260
2000
Abbiamo dunque la popolazione A
08:35
there's population B, and then
236
515260
2000
e la popolazione B. Poi noi
08:37
we activate the system,
237
517260
2000
attiviamo il sistema,
08:39
and protocell Bs, they're the blue ones,
238
519260
2000
e le protocelle B, quelle blu,
08:41
they all come together. They fuse together
239
521260
2000
si riuniscono. Si fondono
08:43
to form one big blob, and the other protocell
240
523260
2000
creando un grande protocella, e l'altra protocella
08:45
just dances around. And this just happens
241
525260
2000
continua a danzare. E ciò accade
08:47
until all of the energy in the system is
242
527260
2000
finché si consuma tutta l'energia
08:49
basically used up, and then, game over.
243
529260
3000
del sistema, e a quel punto... fine!
08:52
So then I repeated this experiment
244
532260
2000
Ho ripetuto questo esperimento
08:54
a bunch of times, and one time
245
534260
2000
moltissime volte, e una volta
08:56
something very interesting happened.
246
536260
2000
è accaduta una cosa molto interessante.
08:58
So, I added these protocells together
247
538260
2000
Ho aggiunto queste protocelle
09:00
to the system, and protocell A and protocell B
248
540260
2000
al sistema, e la protocella A e la protocella B
09:02
fused together to form a hybrid protocell AB.
249
542260
2000
si sono fuse formando la protocella ibrida AB.
09:04
That didn't happen before. There it goes.
250
544260
2000
Non era accaduto in passato. Eccole.
09:06
There's a protocell AB now in this system.
251
546260
3000
Ora c'è una protocella AB nel sistema.
09:09
Protocell AB likes to dance around for a bit,
252
549260
3000
La protocella AB vuole danzare un po',
09:12
while protocell B does the fusing, okay?
253
552260
3000
mentre la protocella B si fonde.
09:15
But then something even more interesting happens.
254
555260
3000
Ma poi accade una cosa ancora più interessante.
09:18
Watch when these two large protocells,
255
558260
2000
Osservate queste due grandi protocelle,
09:20
the hybrid ones, fuse together.
256
560260
2000
quelle ibride, mentre si fondono.
09:22
Now we have a dancing protocell
257
562260
3000
Ora abbiamo una protocella danzante
09:25
and a self-replication event. Right. (Laughter)
258
565260
4000
ed un evento di autoreplicazione. Ecco. (Risate).
09:29
Just with blobs of chemicals, again.
259
569260
2000
Stiamo ancora parlando di gocce di sostanze.
09:31
So the way this works is, you have
260
571260
2000
Funziona così: avete
09:33
a simple system of five chemicals here,
261
573260
2000
un semplice sistema di cinque sostanze chimiche,
09:35
a simple system here. When they hybridize,
262
575260
2000
un sistema semplice. Una volta ibridate,
09:37
you then form something that's different than
263
577260
2000
si forma qualcosa che è diverso da prima,
09:39
before, it's more complex than before,
264
579260
2000
di più complesso,
09:41
and you get the emergence of another kind of
265
581260
2000
ed emerge un altro tipo
09:43
lifelike behavior which
266
583260
2000
di comportamento simile alla vita
09:45
in this case is replication.
267
585260
2000
che in questo caso è la replicazione.
09:47
So since we can make some interesting
268
587260
2000
Dato, dunque,che possiamo creare alcune protocelle
09:49
protocells that we like, interesting colors and
269
589260
2000
di nostro gusto, con colori
09:51
interesting behaviors, and they're very easy
270
591260
2000
e comportamenti interessanti, molto semplici
09:53
to make, and they have interesting lifelike
271
593260
2000
da realizzare, e dato che mostrano interessanti
09:55
properties, perhaps these protocells have
272
595260
3000
proprietà simili alla vita, forse queste protocelle
09:58
something to tell us about the origin of life
273
598260
2000
possono dirci qualcosa sull'origine della vita
10:00
on the Earth. Perhaps these represent an
274
600260
2000
sulla Terra. Forse rappresentano un
10:02
easily accessible step, one of the first steps
275
602260
2000
primo passo comprensibile, uno dei primi passi
10:04
by which life got started on the early Earth.
276
604260
3000
della vita sulla Terra primordiale.
10:07
Certainly, there were molecules present on
277
607260
2000
Certamente c'erano delle molecole
10:09
the early Earth, but they wouldn't have been
278
609260
2000
sulla Terra primordiale, ma non simili a
10:11
these pure compounds that we worked with
279
611260
2000
questi composti puri su cui abbiamo lavorato,
10:13
in the lab and I showed in these experiments.
280
613260
2000
e che vi ho mostrato negli esperimenti.
10:15
Rather, they'd be a real complex mixture of
281
615260
2000
Forse, semmai, sono stati una miscela complessa
10:17
all kinds of stuff, because
282
617260
2000
di ogni tipo di cosa, dato che
10:19
uncontrolled chemical reactions produce
283
619260
2000
reazioni chimiche incontrollate producono
10:21
a diverse mixture of organic compounds.
284
621260
2000
una miscela di diversi composti organici.
10:23
Think of it like a primordial ooze, okay?
285
623260
3000
Immaginatela come un brodo primordiale.
10:26
And it's a pool that's too difficult to fully
286
626260
2000
È un insieme che è troppo difficile
10:28
characterize, even by modern methods, and
287
628260
2000
da caratterizzare, anche usando metodi moderni
10:30
the product looks brown, like this tar here
288
630260
2000
ed il prodotto sembra marrone, come questa pece
10:32
on the left. A pure compound
289
632260
2000
a sinistra. Mostriamo anche un
10:34
is shown on the right, for contrast.
290
634260
2000
composto puro a destra, per confronto.
10:36
So this is similar to what happens when you
291
636260
2000
È una cosa simile a quello che avviene quando
10:38
take pure sugar crystals in your kitchen,
292
638260
2000
prendete dei cristalli di zucchero puro in cucina,
10:40
you put them in a pan, and you apply energy.
293
640260
2000
li mettete in pentola ed applicate dell'energia.
10:42
You turn up the heat, you start making
294
642260
2000
Aumentate il calore, cominciate a creare
10:44
or breaking chemical bonds in the sugar,
295
644260
2000
o spezzare legami chimici nello zucchero,
10:46
forming a brownish caramel, right?
296
646260
2000
formando del caramello bruno, giusto?
10:48
If you let that go unregulated, you'll
297
648260
2000
Se permettete che vada avanti senza controllo,
10:50
continue to make and break chemical bonds,
298
650260
2000
continuerete a formare e spezzare legami chimici,
10:52
forming an even more diverse mixture of
299
652260
2000
formando una mistura ancora più variegata
10:54
molecules that then forms this kind of black
300
654260
2000
di molecole che poi formano questa specie di
10:56
tarry stuff in your pan, right, that's
301
656260
2000
pece nera nella pentola che è
10:58
difficult to wash out. So that's what
302
658260
2000
difficile da lavar via. Ecco quindi l'aspetto
11:00
the origin of life would have looked like.
303
660260
2000
che l'origine della vita avrebbe potuto avere.
11:02
You needed to get life out of this junk that
304
662260
2000
La vita dovette sorgere da questa
11:04
is present on the early Earth,
305
664260
2000
poltiglia primordiale, presente sulla Terra
11:06
four, 4.5 billion years ago.
306
666260
2000
4 o 4,5 miliardi di anni orsono.
11:08
So the challenge then is,
307
668260
2000
La sfida, quindi, è scartare
11:10
throw away all your pure chemicals in the lab,
308
670260
2000
tutte le sostanze chimiche pure del laboratorio,
11:12
and try to make some protocells with lifelike
309
672260
2000
e cercare di creare protocelle con proprietà
11:14
properties from this kind of primordial ooze.
310
674260
3000
simili alla vita con questa specie di brodo primordiale.
11:17
So we're able to then see the self-assembly
311
677260
2000
Allora potremo rivedere l'autoassemblaggio
11:19
of these oil droplet bodies again
312
679260
2000
di questi corpi costituiti da gocce d'olio,
11:21
that we've seen previously,
313
681260
2000
che abbiamo visto precedentemente,
11:23
and the black spots inside of there
314
683260
2000
e queste macchie nere all'interno
11:25
represent this kind of black tar -- this diverse,
315
685260
2000
rappresentano questa pece nera -- una variegata,
11:27
very complex, organic black tar.
316
687260
2000
organica e molto complessa pece nera.
11:29
And we put them into one of these
317
689260
2000
Le inseriamo in uno di questi
11:31
experiments, as you've seen earlier, and then
318
691260
2000
esperimenti, come avete visto prima, e poi
11:33
we watch lively movement that comes out.
319
693260
2000
osserviamo il movimento che ne scaturisce.
11:35
They look really good, very nice movement,
320
695260
2000
Sembrano andare bene, è un bel movimento,
11:37
and also they appear to have some kind of
321
697260
2000
e sembra anche che mostrino un qualche tipo
11:39
behavior where they kind of circle
322
699260
2000
di comportamento quando sembrano circolare
11:41
around each other and follow each other,
323
701260
3000
l'una intorno all'altra ed inseguendosi,
11:44
similar to what we've seen before -- but again,
324
704260
2000
tipo quella vista prima -- ma ricordiamo,
11:46
working with just primordial conditions,
325
706260
2000
lavorando solo su condizioni primordiali,
11:48
no pure chemicals.
326
708260
2000
senza usare sostanze chimiche pure.
11:50
These are also, these tar-fueled protocells,
327
710260
2000
Queste protocelle, alimentate a pece,
11:52
are also able to locate resources
328
712260
2000
sono anche in grado di reperire risorse
11:54
in their environment.
329
714260
1000
nel loro ambiente.
11:55
I'm going to add some resource from the left,
330
715260
2000
Qui, nel lato sinistro, aggiungerò alcune risorse
11:57
here, that defuses into the system,
331
717260
2000
che si diffondono nel sistema
11:59
and you can see, they really like that.
332
719260
2000
e potete osservare quanto le apprezzano.
12:01
They become very energetic, and able
333
721260
2000
Diventamo molto attive, e in grado
12:03
to find the resource in the environment,
334
723260
2000
di trovare le risorse nell'ambiente,
12:05
similar to what we saw before.
335
725260
2000
in modo simile a quanto abbiamo visto prima.
12:07
But again, these are done in these primordial
336
727260
2000
Ma, stiamo, ancora, operando in condizioni
12:09
conditions, really messy conditions,
337
729260
2000
primordiali, molto disordinate,
12:11
not sort of sterile laboratory conditions.
338
731260
2000
non condizioni da laboratorio sterile.
12:13
These are very dirty little protocells,
339
733260
2000
Sono proprio delle piccole,
12:15
as a matter of fact. (Laughter)
340
735260
2000
sporche protocelle. (Risate)
12:17
But they have lifelike properties, is the point.
341
737260
3000
Ma hanno proprietà simili alla vita.
12:20
So, doing these artificial life experiments
342
740260
3000
Realizzare questi esperimenti di vita artificiale, dunque,
12:23
helps us define a potential path between
343
743260
3000
ci aiuta a definire un possibile percorso tra
12:26
non-living and living systems.
344
746260
3000
i sistemi viventi ed i sistemi non viventi.
12:29
And not only that, but it helps us
345
749260
2000
Non solo, ma ci aiuta anche
12:31
broaden our view of what life is
346
751260
2000
ad ampliare la nostra concezione della vita
12:33
and what possible life there could be
347
753260
2000
e di quali possibili vite possano esistere
12:35
out there -- life that could be very different
348
755260
2000
nell'universo -- magari molto diverse
12:37
from life that we find here on Earth.
349
757260
3000
dalla vita che troviamo qui sulla Terra.
12:40
And that leads me to the next
350
760260
2000
Tutto questo mi conduce alla prossima
12:42
term, which is "weird life."
351
762260
2000
definizione, quella di "vita strana".
12:44
This is a term by Steve Benner.
352
764260
3000
È una definizione usata da Steve Benner.
12:47
This is used in reference to a report
353
767260
2000
È usata in riferimento ad un report
12:49
in 2007 by the National Research Council
354
769260
2000
del 2007 del National Research Council
12:51
in the United States, wherein
355
771260
2000
degli Stati Uniti, in cui
12:53
they tried to understand how we can
356
773260
2000
hanno cercato di capire in che modo possiamo
12:55
look for life elsewhere in the universe, okay,
357
775260
2000
cercare la vita altrove nell'universo,
12:57
especially if that life is very different from life
358
777260
2000
specie se ha una forma molto diversa dalla vita
12:59
on Earth. If we went to another planet and
359
779260
3000
sulla Terra. Se fossimo andati su un altro pianeta
13:02
we thought there might be life there,
360
782260
2000
e avessimo ipotizzato la presenza della vita,
13:04
how could we even recognize it as life?
361
784260
2000
come avremmo potuto riconoscerla?
13:06
Well, they came up with three very general
362
786260
2000
Be', hanno individuato tre criteri
13:08
criteria. First is -- and they're listed here.
363
788260
2000
molto generali. Il primo - sono elencati qui.
13:10
The first is, the system has to be in
364
790260
2000
Il primo è che il sistema deve essere
13:12
non-equilibrium. That means the system
365
792260
2000
in non-equilibrio. Il sistema, cioè,
13:14
cannot be dead, in a matter of fact.
366
794260
1000
non deve essere morto.
13:15
Basically what that means is, you have
367
795260
2000
In sostanza,
13:17
an input of energy into the system that life
368
797260
2000
c'è un input di energia nel sistema che la vita
13:19
can use and exploit to maintain itself.
369
799260
3000
può usare e sfruttare per sostenersi.
13:22
This is similar to having the Sun shining
370
802260
2000
È simile al Sole che brilla
13:24
on the Earth, driving photosynthesis,
371
804260
2000
sulla Terra, alimentando la fotosintesi,
13:26
driving the ecosystem.
372
806260
2000
che alimenta l'ecosistema.
13:28
Without the Sun, there's likely to be
373
808260
2000
Senza il Sole, probabilmente, non vi sarebbe
13:30
no life on this planet.
374
810260
2000
vita su questo pianeta.
13:32
Secondly, life needs to be in liquid form,
375
812260
2000
In secondo luogo, la vita deve essere liquida,
13:34
so that means even if we had some
376
814260
2000
il che vuol dire che anche se trovassimo delle
13:36
interesting structures, interesting molecules
377
816260
2000
strutture interessanti, molecole interessanti
13:38
together but they were frozen solid,
378
818260
2000
unite tra loro ma congelate in uno stato solido,
13:40
then this is not a good place for life.
379
820260
2000
allora non sarebbe un buon posto per la vita.
13:42
And thirdly, we need to be able to make
380
822260
2000
Terzo, dobbiamo poter creare
13:44
and break chemical bonds. And again
381
824260
2000
e spezzare legamici chimici. Questo,
13:46
this is important because life transforms
382
826260
2000
ripeto, è importante perché la vita trasforma
13:48
resources from the environment into
383
828260
2000
le risorse tratte dall'ambiente
13:50
building blocks so it can maintain itself.
384
830260
2000
in mattoni base, per sostenersi.
13:52
Now today, I told you about very strange
385
832260
2000
Oggi vi ho parlato di protocelle molto
13:54
and weird protocells -- some that contain clay,
386
834260
2000
strane e curiose -- alcune contengono argilla,
13:56
some that have primordial ooze in them,
387
836260
3000
alcune hanno un brodo primordiale al loro interno,
13:59
some that have basically oil
388
839260
2000
alcune sostanzialmente contengono olio,
14:01
instead of water inside of them.
389
841260
2000
al loro interno, anziché acqua.
14:03
Most of these don't contain DNA,
390
843260
2000
La maggior parte di esse non contiene DNA,
14:05
but yet they have lifelike properties.
391
845260
2000
ma hanno proprietà simili alla vita.
14:07
But these protocells satisfy
392
847260
3000
Ma queste protocelle soddisfano
14:10
these general requirements of living systems.
393
850260
3000
quei requisiti generali per i sistemi viventi.
14:13
So by making these chemical, artificial
394
853260
2000
Dunque, realizzando questi esperimenti chimici
14:15
life experiments, we hope not only
395
855260
2000
di vita artificiale, speriamo non solo
14:17
to understand something fundamental
396
857260
2000
di fare qualche scoperta fondamentale
14:19
about the origin of life and the existence
397
859260
2000
sull'origine della vita e sulla presenza
14:21
of life on this planet, but also
398
861260
2000
della vita su questo pianeta, ma anche
14:23
what possible life there could be
399
863260
2000
di capire quali possibili vite potrebbero abitare
14:25
out there in the universe. Thank you.
400
865260
3000
là fuori, nell'universo. Grazie.
14:28
(Applause)
401
868260
4000
(Applausi)
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