Martin Hanczyc: The line between life and not-life

Martin Hanczyc: A linha entre vida e não vida

148,205 views ・ 2011-11-07

TED


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Tradutor: Isabel Villan Revisor: Viviane Ferraz Matos
00:15
So historically there has
0
15260
2000
Historicamente tem havido
00:17
been a huge divide between what people
1
17260
3000
uma enorme divisão entre o que as pessoas
00:20
consider to be non-living systems on one
2
20260
3000
consideram ser sistemas sem vida de um lado,
00:23
side, and living systems on the other side.
3
23260
2000
e sistemas com vida de outro.
00:25
So we go from, say, this beautiful and
4
25260
2000
Então vamos desde, por assim dizer, este lindo e
00:27
complex crystal as non-life, and this rather
5
27260
3000
complexo cristal, como não vida, até este
00:30
beautiful and complex cat on the other side.
6
30260
3000
lindo e complexo gato na outra ponta.
00:33
Over the last hundred and fifty years or so,
7
33260
3000
Nos últimos cento e cinquenta anos mais ou menos,
00:36
science has kind of blurred this distinction
8
36260
2000
a ciência meio que embaralhou esta distinção
00:38
between non-living and living systems, and
9
38260
2000
entre sistemas sem vida e com vida, e
00:40
now we consider that there may be a kind
10
40260
2000
agora consideramos que pode haver uma espécie
00:42
of continuum that exists between the two.
11
42260
3000
de continuum existindo entre os dois.
00:45
We'll just take one example here:
12
45260
2000
Pegaremos apenas um exemplo aqui:
00:47
a virus is a natural system, right?
13
47260
2000
um vírus é um sistema natural, certo?
00:49
But it's very simple. It's very simplistic.
14
49260
2000
Mas é muito simples. É muito simplista.
00:51
It doesn't really satisfy all the requirements,
15
51260
2000
Não satisfaz realmente todos os requisitos,
00:53
it doesn't have all the characteristics
16
53260
2000
não tem todas as características
00:55
of living systems and is in fact a parasite
17
55260
2000
dos sistemas com vida e é, de fato, um parasita
00:57
on other living systems in order to, say,
18
57260
3000
de outros sistemas com vida para, digamos,
01:00
reproduce and evolve.
19
60260
2000
reproduzir-se e evoluir.
01:02
But what we're going to be talking about here
20
62260
2000
Mas sobre o que vamos falar aqui
01:04
tonight are experiments done on this sort of
21
64260
2000
esta noite são experimentos feitos nesse tipo de
01:06
non-living end of this spectrum -- so actually
22
66260
2000
ponta sem vida deste espectro -- então realmente
01:08
doing chemical experiments in the laboratory,
23
68260
3000
fazer experimentos químicos no laboratório,
01:11
mixing together nonliving ingredients
24
71260
2000
misturar ingredientes sem vida
01:13
to make new structures, and that these
25
73260
2000
para fazer novas estruturas, e que essas
01:15
new structures might have some of the
26
75260
2000
novas estruturas poderiam ter algumas das
01:17
characteristics of living systems.
27
77260
2000
características dos sistemas com vida.
01:19
Really what I'm talking about here is
28
79260
2000
Realmente o que estou dizendo aqui é
01:21
trying to create a kind of artificial life.
29
81260
2000
tentar criar um tipo de vida artificial.
01:23
So what are these characteristics that I'm
30
83260
2000
Dessa forma, quais são essas características sobre
01:25
talking about? These are them.
31
85260
2000
as quais estou falando? São estas.
01:27
We consider first that life has a body.
32
87260
2000
Primeiro consideramos que vida tem um corpo.
01:29
Now this is necessary to distinguish the self
33
89260
2000
Agora é necessário distinguir esse corpo
01:31
from the environment.
34
91260
2000
do meio ambiente.
01:33
Life also has a metabolism. Now this is a
35
93260
2000
A vida também tem um metabolismo. E este é
01:35
process by which life can convert resources
36
95260
3000
um processo pelo qual vida pode converter recursos
01:38
from the environment into building blocks
37
98260
2000
do meio ambiente em blocos construtores
01:40
so it can maintain and build itself.
38
100260
3000
de modo que possa manter-se e construir-se.
01:43
Life also has a kind of inheritable information.
39
103260
2000
Vida também tem um tipo de informação hereditária.
01:45
Now we, as humans, we store our information
40
105260
2000
Agora nós, como humanos, armazenamos nossas informações
01:47
as DNA in our genomes and we pass this
41
107260
3000
como DNA em nossos genomas e passamos
01:50
information on to our offspring.
42
110260
2000
essas informações para nossos descendentes.
01:52
If we couple the first two -- the body and the metabolism --
43
112260
2000
Se agrupamos os dois primeiros -- o corpo e o metabolismo --
01:54
we can come up with a system that could
44
114260
2000
podemos criar um sistema que poderia
01:56
perhaps move and replicate, and if we
45
116260
2000
talvez mover-se e replicar-se, e se
01:58
coupled these now to inheritable information,
46
118260
3000
agrupássemos estes agora com as informações hereditárias,
02:01
we can come up with a system that would be
47
121260
2000
poderíamos criar um sistema que seria
02:03
more lifelike, and would perhaps evolve.
48
123260
2000
mais semelhante a vida e, talvez, evoluiria.
02:05
And so these are the things we will try to do
49
125260
2000
Desse modo, essas são as coisas que tentaremos fazer
02:07
in the lab, make some experiments that have
50
127260
2000
no laboratório, fazer alguns experimentos que têm
02:09
one or more of these characteristics of life.
51
129260
3000
uma ou mais dessas caracterísiticas de vida.
02:12
So how do we do this? Well, we use
52
132260
2000
Então, como fazemos isso? Bem, usamos
02:14
a model system that we term a protocell.
53
134260
2000
um sistema modelo que denominamos protocélula.
02:16
You might think of this as kind of like a
54
136260
2000
Você poderia pensar nele como um tipo de
02:18
primitive cell. It is a simple chemical
55
138260
2000
célula primitiva. É um modelo químico
02:20
model of a living cell, and if you consider
56
140260
3000
simples de uma célula viva, e se você considerar,
02:23
for example a cell in your body may have
57
143260
2000
por exemplo, que uma célula em seu corpo pode ter
02:25
on the order of millions of different types
58
145260
2000
na ordem de milhões de tipos diferentes
02:27
of molecules that need to come together,
59
147260
2000
de moléculas que precisam vir juntas,
02:29
play together in a complex network
60
149260
2000
atuar juntas em uma rede complexa
02:31
to produce something that we call alive.
61
151260
3000
para produzir algo que chamamos de vivo.
02:34
In the laboratory what we want to do
62
154260
2000
No laboratório, o que queremos fazer
02:36
is much the same, but with on the order of
63
156260
2000
é muito parecido, mas na ordem de
02:38
tens of different types of molecules --
64
158260
2000
dezenas de diferentes tipos de moléculas --
02:40
so a drastic reduction in complexity, but still
65
160260
2000
portanto, uma drástica redução em complexidade, mas ainda
02:42
trying to produce something that looks lifelike.
66
162260
3000
tentando produzir algo que pareça vivo.
02:45
And so what we do is, we start simple
67
165260
2000
Então o que fazemos é: começamos com o simples
02:47
and we work our way up to living systems.
68
167260
3000
e trabalhamos em direção aos sistemas com vida.
02:50
Consider for a moment this quote by
69
170260
2000
Reflitam por um momento sobre esta citação
02:52
Leduc, a hundred years ago, considering a
70
172260
2000
de Leduc, cem anos atrás, considerando
02:54
kind of synthetic biology:
71
174260
2000
um tipo de biologia sintética:
02:56
"The synthesis of life, should it ever occur,
72
176260
2000
"A síntese da vida, pudesse ela ocorrer,
02:58
will not be the sensational discovery which we
73
178260
2000
não será a descoberta sensacional que
03:00
usually associate with the idea."
74
180260
2000
geralmente associamos com a ideia."
03:02
That's his first statement. So if we actually
75
182260
2000
Esta é sua primeira afirmação. Então se realmente
03:04
create life in the laboratories, it's
76
184260
2000
criarmos vida em laboratórios, ela
03:06
probably not going to impact our lives at all.
77
186260
2000
provavelmente não vai mesmo impactar nossas vidas.
03:08
"If we accept the theory of evolution, then
78
188260
2000
"Se aceitarmos a teoria da evolução, então
03:10
the first dawn of synthesis of life must consist
79
190260
2000
o primeiro momento da síntese da vida consiste
03:12
in the production of forms intermediate
80
192260
2000
na produção de formas intermediárias
03:14
between the inorganic and the organic
81
194260
2000
entre o mundo inorgânico e o orgânico,
03:16
world, or between the non-living
82
196260
2000
ou entre o mundo sem vida
03:18
and living world, forms which possess
83
198260
2000
e o mundo com vida, formas que possuem
03:20
only some of the rudimentary attributes of life"
84
200260
2000
somente alguns dos atributos rudimentares de vida"
03:22
-- so, the ones I just discussed --
85
202260
2000
-- portanto, aqueles de que acabei de falar --
03:24
"to which other attributes will be slowly added
86
204260
2000
"aos quais outros atributos serão lentamente adicionados
03:26
in the course of development by the
87
206260
2000
no curso do desenvolvimento pelas
03:28
evolutionary actions of the environment."
88
208260
2000
ações evolucionárias do meio ambiente."
03:30
So we start simple, we make some structures
89
210260
2000
Então, começamos com o simples, fizemos algumas estruturas
03:32
that may have some of these characteristics
90
212260
2000
que podem ter algumas dessas características
03:34
of life, and then we try to develop that
91
214260
2000
de vida, e então tentamos desenvolver isso
03:36
to become more lifelike.
92
216260
2000
para tornar-se mais semelhante a vida.
03:38
This is how we can start to make a protocell.
93
218260
2000
Assim é como podemos começar a fazer uma protocélula.
03:40
We use this idea called self-assembly.
94
220260
2000
Usamos essa ideia chamada auto-associação.
03:42
What that means is, I can mix some
95
222260
2000
Isso significa que posso misturar alguns
03:44
chemicals together in a test tube in my lab,
96
224260
2000
químicos em tubo de ensaio em meu laboratório,
03:46
and these chemicals will start to self-associate
97
226260
2000
e esses químicos começarão a se auto-associar
03:48
to form larger and larger structures.
98
228260
2000
para formar estruturas cada vez maiores.
03:50
So say on the order of tens of thousands,
99
230260
2000
Digamos na ordem de dezenas de milhares,
03:52
hundreds of thousands of molecules will
100
232260
2000
centenas de milhares de moléculas irão
03:54
come together to form a large structure
101
234260
2000
juntar-se para formar uma estrutura maior
03:56
that didn't exist before.
102
236260
2000
que não existia antes.
03:58
And in this particular example,
103
238260
2000
E nesse exemplo específico,
04:00
what I took is some membrane molecules,
104
240260
2000
peguei algumas moléculas com membrana,
04:02
mixed those together in the right environment,
105
242260
2000
misturei-as no meio ambiente apropriado
04:04
and within seconds it forms these rather
106
244260
2000
e dentro de segundos ela forma essas
04:06
complex and beautiful structures here.
107
246260
2000
estruturas belas e complexas aqui.
04:08
These membranes are also quite similar,
108
248260
2000
Essas membranas são bastante similares,
04:10
morphologically and functionally,
109
250260
2000
morfologica e funcionalmente,
04:12
to the membranes in your body,
110
252260
2000
às membranas em seu corpo,
04:14
and we can use these, as they say,
111
254260
2000
e podemos usar essas, como dizem,
04:16
to form the body of our protocell.
112
256260
2000
para formar o corpo de nossa protocélula.
04:18
Likewise,
113
258260
1000
Da mesma forma,
04:19
we can work with oil and water systems.
114
259260
2000
podemos trabalhar com sistemas de água e óleo.
04:21
As you know, when you put oil and water together,
115
261260
2000
Como sabem, quando colocamos água e óleo juntos,
04:23
they don't mix, but through self-assembly
116
263260
2000
eles não se misturam, mas pela auto-associação
04:25
we can get a nice oil droplet to form,
117
265260
2000
podemos fazer uma gota de óleo formar-se,
04:27
and we can actually use this as a body for
118
267260
2000
e realmente podemos usar isso como um corpo para
04:29
our artificial organism or for our protocell,
119
269260
2000
nosso organismo artificial ou para nossa protocélula,
04:31
as you will see later.
120
271260
2000
como verão a seguir.
04:33
So that's just forming some body stuff, right?
121
273260
2000
Então, isso é apenas a formação do corpo, certo?
04:35
Some architectures.
122
275260
2000
Algumas arquiteturas.
04:37
What about the other aspects of living systems?
123
277260
2000
E sobre os outros aspectos dos sistemas com vida?
04:39
So we came up with this protocell model here
124
279260
2000
Então, criamos esta protocélula modelo
04:41
that I'm showing.
125
281260
2000
que estou mostrando aqui.
04:43
We started with a natural occurring clay
126
283260
2000
Começamos com uma argila que existe naturalmente,
04:45
called montmorillonite.
127
285260
2000
chamada montmorilonita.
04:47
This is natural from the environment, this clay.
128
287260
2000
Isso é natural do meio ambiente, essa argila.
04:49
It forms a surface that is, say, chemically active.
129
289260
2000
Ela forma uma superfície que é, digamos, quimicamente ativa.
04:51
It could run a metabolism on it.
130
291260
2000
Poderia manter um metabolismo nela.
04:53
Certain kind of molecules like to associate
131
293260
2000
Certos tipos de moléculas gostam de se associar
04:55
with the clay. For example, in this case, RNA, shown in red
132
295260
2000
com a argila. Por exemplo, neste caso, RNA, mostrada em vermelho
04:57
-- this is a relative of DNA,
133
297260
2000
-- este é um parente do DNA,
04:59
it's an informational molecule --
134
299260
2000
é uma molécula de informação --
05:01
it can come along and it starts to associate
135
301260
2000
pode vir junto e começar a associar-se
05:03
with the surface of this clay.
136
303260
2000
com a superfície desta argila.
05:05
This structure, then, can organize the
137
305260
2000
Esta estrutura, então, pode organizar a
05:07
formation of a membrane boundary around
138
307260
2000
formação de uma membrana divisória ao redor
05:09
itself, so it can make a body of
139
309260
2000
de si mesma, de forma que pode fazer um corpo de
05:11
liquid molecules around itself, and that's
140
311260
2000
moléculas líquidas ao redor de si mesma, e isso
05:13
shown in green here on this micrograph.
141
313260
2000
é mostrado em verde aqui neste micrográfico.
05:15
So just through self-assembly, mixing things
142
315260
2000
Daí, apenas com a auto-associação, misturando coisas
05:17
together in the lab, we can come up with, say,
143
317260
3000
em um laboratório, podemos criar, digamos,
05:20
a metabolic surface with some
144
320260
2000
uma superfície metabólica com algumas
05:22
informational molecules attached
145
322260
2000
moléculas de informação anexadas
05:24
inside of this membrane body, right?
146
324260
2000
dentro desse corpo com membrana, certo?
05:26
So we're on a road towards living systems.
147
326260
4000
Então estamos em uma estrada em direção a sistemas com vida.
05:30
But if you saw this protocell, you would not
148
330260
2000
Mas, se você visse essa protocélula, você não
05:32
confuse this with something that was actually alive.
149
332260
2000
confundiria isto com algo que estivesse realmente vivo.
05:34
It's actually quite lifeless. Once it forms,
150
334260
2000
Realmente é bastante sem vida. Depois que se forma,
05:36
it doesn't really do anything.
151
336260
2000
na verdade, não faz nada.
05:38
So, something is missing.
152
338260
2000
Então, alguma coisa está faltando.
05:40
Some things are missing.
153
340260
2000
Algumas coisas estão faltando.
05:42
So some things that are missing is,
154
342260
2000
Uma das coisas que estão faltando é,
05:44
for example, if you had a flow of energy
155
344260
2000
por exemplo, se você tivesse um fluxo de energia
05:46
through a system, what we'd want
156
346260
2000
através de um sistema, o que queremos
05:48
is a protocell that can harvest
157
348260
2000
é uma protocélula que possa colher
05:50
some of that energy in order to maintain itself,
158
350260
2000
uma parte dessa energia para manter a si mesma,
05:52
much like living systems do.
159
352260
2000
muito parecido com o que os sistemas com vida fazem.
05:54
So we came up with a different protocell
160
354260
2000
Então criamos um modelo diferente de protocélula,
05:56
model, and this is actually simpler than the previous one.
161
356260
2000
e este é realmente mais simples que o anterior.
05:58
In this protocell model, it's just an oil droplet,
162
358260
2000
Nesta protocélula modelo, á apenas uma gota de óleo,
06:00
but a chemical metabolism inside
163
360260
2000
mas com um metabolismo químico dentro
06:02
that allows this protocell to use energy
164
362260
2000
que permite a esta protocélula usar energia
06:04
to do something, to actually become dynamic,
165
364260
3000
para fazer alguma coisa, para realmente tornar-se dinâmica,
06:07
as we'll see here.
166
367260
2000
como veremos aqui.
06:09
You add the droplet to the system.
167
369260
2000
Você adiciona a gota ao sistema.
06:11
It's a pool of water, and the protocell
168
371260
2000
É como um tanque com água, e a protocélula
06:13
starts moving itself around in the system.
169
373260
2000
começa a mover-se circulando no sistema.
06:15
Okay? Oil droplet forms
170
375260
2000
Ok? A gota de óleo se forma
06:17
through self-assembly, has a chemical
171
377260
2000
pela auto-associação, tem um metabolismo
06:19
metabolism inside so it can use energy,
172
379260
2000
químico dentro e por isso pode usar energia,
06:21
and it uses that energy to move itself
173
381260
2000
e usa essa energia para mover-se
06:23
around in its environment.
174
383260
2000
em seu meio ambiente.
06:25
As we heard earlier, movement is very
175
385260
2000
Como ouvimos anteriormente, o movimento é muito
06:27
important in these kinds of living systems.
176
387260
2000
importante nesses tipos de sistemas com vida.
06:29
It is moving around, exploring its environment,
177
389260
2000
Ela está se movendo, explorando seu meio ambiente
06:31
and remodeling its environment, as you see,
178
391260
2000
e remodelando seu meio ambiente, como você vê,
06:33
by these chemical waves that are forming by the protocell.
179
393260
2000
por essas ondas químicas que são formadas pela protocélula.
06:35
So it's acting, in a sense, like a living system
180
395260
2000
Então ela está agindo, num certo sentido, como um sistema com vida
06:37
trying to preserve itself.
181
397260
3000
tentando preservar a si mesma.
06:40
We take this same moving protocell here,
182
400260
3000
Pegamos esta mesma protocélula que se movimenta aqui
06:43
and we put it in another experiment,
183
403260
2000
e a colocamos em um outro experimento,
06:45
get it moving. Then I'm going
184
405260
2000
para movê-lo. Então vou
06:47
to add some food to the system,
185
407260
2000
adicionar alguma comida ao sistema,
06:49
and you'll see that in blue here, right?
186
409260
3000
e você verá isso em azul aqui, certo?
06:52
So I add some food source to the system.
187
412260
2000
Então acrescentei alguma fonte de comida ao sistema.
06:54
The protocell moves. It encounters the food.
188
414260
2000
A protocélula se move. Ela encontra a comida.
06:56
It reconfigures itself and actually then
189
416260
2000
Ela se reconfigura e então é realmente
06:58
is able to climb to the highest concentration
190
418260
2000
capaz de ascender até a mais alta concentração
07:00
of food in that system and stop there.
191
420260
2000
de comida nesse sistema e parar lá.
07:02
Alright? So not only do we have this system
192
422260
2000
Certo? Portanto não apenas temos este sistema
07:04
that has a body, it has a metabolism,
193
424260
2000
que tem um corpo, tem um metabolismo,
07:06
it can use energy, it moves around.
194
426260
3000
pode usar energia e se move.
07:09
It can sense its local environment
195
429260
2000
Pode perceber seu meio ambiente local
07:11
and actually find resources
196
431260
2000
e realmente encontrar recursos
07:13
in the environment to sustain itself.
197
433260
2000
no meio ambiente para sustentar a si mesma.
07:15
Now, this doesn't have a brain, it doesn't have
198
435260
2000
Agora, isto não tem um cérebro, não tem
07:17
a neural system. This is just a sack of
199
437260
2000
um sistema nervoso. Isto é apenas um pacote de
07:19
chemicals that is able to have this interesting
200
439260
2000
químicos que é capaz de ter esse comportamento
07:21
and complex lifelike behavior.
201
441260
2000
interessante e complexo semelhante à vida.
07:23
If we count the number of chemicals
202
443260
2000
Se contamos o número de químicos
07:25
in that system, actually, including the water
203
445260
2000
nesse sistema, na verdade, incluindo a água
07:27
that's in the dish, we have five chemicals
204
447260
2000
que está no prato, temos cinco químicos
07:29
that can do this.
205
449260
2000
que podem fazer isso.
07:31
So then we put these protocells together in a
206
451260
2000
Então colocamos estas protocélulas juntas em um
07:33
single experiment to see what they would do,
207
453260
2000
experimento isolado para ver o que elas fariam,
07:35
and depending on the conditions, we have
208
455260
2000
e, dependendo das condições, temos
07:37
some protocells on the left that are
209
457260
2000
algumas protocélulas à esquerda que estão
07:39
moving around and it likes to touch the other
210
459260
2000
se movendo e ela gosta de tocar as outras
07:41
structures in its environment.
211
461260
2000
estruturas em seu meio ambiente.
07:43
On the other hand we have two moving
212
463260
2000
De outro lado, temos duas protocélulas
07:45
protocells that like to circle each other,
213
465260
2000
movendo-se que gostam de circundar uma a outra,
07:47
and they form a kind of a dance, a complex dance with each other.
214
467260
2000
e elas formam um tipo de dança, uma dança complexa uma com a outra.
07:49
Right? So not only do individual protocells
215
469260
2000
Certo? Então não somente as protocélulas
07:51
have behavior, what we've interpreted as
216
471260
2000
têm comportamento, o que interpretamos como
07:53
behavior in this system, but we also have
217
473260
2000
comportamento neste sistema, mas também temos
07:55
basically population-level behavior
218
475260
3000
basicamente um comportamento a nível de população
07:58
similar to what organisms have.
219
478260
3000
semelhante ao que os organismos têm.
08:01
So now that you're all experts on protocells,
220
481260
3000
Agora que todos são especialistas em protocélulas,
08:04
we're going to play a game with these protocells.
221
484260
2000
vamos fazer um jogo com estas protocélulas.
08:06
We're going to make two different kinds.
222
486260
2000
Vamos fazer dois tipos diferentes.
08:08
Protocell A has a certain kind of chemistry
223
488260
3000
A protocélula A tem um certo tipo de químico
08:11
inside that, when activated, the protocell
224
491260
2000
dentro dela que, quando ativado, a protocélula
08:13
starts to vibrate around, just dancing.
225
493260
2000
começa a vibrar, dançando.
08:15
So remember, these are primitive things,
226
495260
2000
Entao lembrem, estas são coisa primitivas,
08:17
so dancing protocells, that's very
227
497260
2000
protocélulas dançantes, isto é
08:19
interesting to us. (Laughter)
228
499260
2000
muito interessante para nós. (Risadas)
08:21
The second protocell has a different
229
501260
2000
A segunda protocélula tem uma química diferente
08:23
chemistry inside, and when activated,
230
503260
2000
dentro dela e, quando ativada,
08:25
the protocells all come together and they fuse
231
505260
2000
as protocélulas todas se juntam e elas se fundem
08:27
into one big one. Right?
232
507260
2000
em apenas uma grande. Certo?
08:29
And we just put these two together
233
509260
2000
E colocamos essas duas juntas
08:31
in the same system.
234
511260
2000
no mesmo sistema.
08:33
So there's population A,
235
513260
2000
Então, existe a população A
08:35
there's population B, and then
236
515260
2000
existe a população B, e daí
08:37
we activate the system,
237
517260
2000
ativamos o sistema,
08:39
and protocell Bs, they're the blue ones,
238
519260
2000
e as protocélulas B, são as azuis,
08:41
they all come together. They fuse together
239
521260
2000
todas se juntam. Elas se fundem
08:43
to form one big blob, and the other protocell
240
523260
2000
para formar uma grande bolha, e a outra protocélula
08:45
just dances around. And this just happens
241
525260
2000
apenas dança ao redor. E isto acontece
08:47
until all of the energy in the system is
242
527260
2000
até que toda a energia no sistema é
08:49
basically used up, and then, game over.
243
529260
3000
basicamente esgotada, e então, o jogo acaba.
08:52
So then I repeated this experiment
244
532260
2000
Desta forma, repeti este experimento
08:54
a bunch of times, and one time
245
534260
2000
um punhado de vezes, e uma vez
08:56
something very interesting happened.
246
536260
2000
algo muito interessante aconteceu.
08:58
So, I added these protocells together
247
538260
2000
Coloquei essas protocélulas juntas
09:00
to the system, and protocell A and protocell B
248
540260
2000
no sistema, e protocélula A e protocélula B
09:02
fused together to form a hybrid protocell AB.
249
542260
2000
se fundiram para formar uma protocélula híbrida AB.
09:04
That didn't happen before. There it goes.
250
544260
2000
Isso não aconteceu antes. Lá vai.
09:06
There's a protocell AB now in this system.
251
546260
3000
Agora há uma protocélula AB neste sistema.
09:09
Protocell AB likes to dance around for a bit,
252
549260
3000
A protocélula AB gosta de dançar um pouquinho,
09:12
while protocell B does the fusing, okay?
253
552260
3000
enquanto a protocélula B faz a fusão, ok?
09:15
But then something even more interesting happens.
254
555260
3000
Mas uma coisa ainda mais interessante acontece.
09:18
Watch when these two large protocells,
255
558260
2000
Observe quando estas duas protocélulas grandes,
09:20
the hybrid ones, fuse together.
256
560260
2000
as híbridas, se fundem.
09:22
Now we have a dancing protocell
257
562260
3000
Agora temos uma protocélula dançante
09:25
and a self-replication event. Right. (Laughter)
258
565260
4000
e uma ocorrência de auto-replicação. Certo. (Risadas)
09:29
Just with blobs of chemicals, again.
259
569260
2000
Apenas com bolhas de químicos, novamente.
09:31
So the way this works is, you have
260
571260
2000
Então a forma como isso funciona é: você tem
09:33
a simple system of five chemicals here,
261
573260
2000
um sistema simples de cinco produtos químicos aqui,
09:35
a simple system here. When they hybridize,
262
575260
2000
um sistema simples aqui. Quando há hibridização,
09:37
you then form something that's different than
263
577260
2000
você então forma algo que é diferente do que era
09:39
before, it's more complex than before,
264
579260
2000
antes, é mais complexo do que antes,
09:41
and you get the emergence of another kind of
265
581260
2000
e você tem o surgimento de um outro tipo
09:43
lifelike behavior which
266
583260
2000
de comportamente similar à vida que
09:45
in this case is replication.
267
585260
2000
neste caso é a replicação.
09:47
So since we can make some interesting
268
587260
2000
Assim, uma vez que podemos fazer algumas protocélulas
09:49
protocells that we like, interesting colors and
269
589260
2000
interessantes de que gostamos, cores interessantes e
09:51
interesting behaviors, and they're very easy
270
591260
2000
comportamentos interessantes, e elas são muito fáceis
09:53
to make, and they have interesting lifelike
271
593260
2000
de fazer e têm interessantes propriedades
09:55
properties, perhaps these protocells have
272
595260
3000
semelhantes à vida, talvez estas protocélulas tenham
09:58
something to tell us about the origin of life
273
598260
2000
algo a nos dizer sobre a origem da vida
10:00
on the Earth. Perhaps these represent an
274
600260
2000
na Terra. Talvez isso represente um passo
10:02
easily accessible step, one of the first steps
275
602260
2000
facilmente acessível, um dos primeiros passos
10:04
by which life got started on the early Earth.
276
604260
3000
através dos quais a vida começou na primitiva Terra.
10:07
Certainly, there were molecules present on
277
607260
2000
Com certeza havia moléculas presentes na
10:09
the early Earth, but they wouldn't have been
278
609260
2000
Terra primitiva, mas elas não teriam sido
10:11
these pure compounds that we worked with
279
611260
2000
estes compostos puros com que trabalhamos
10:13
in the lab and I showed in these experiments.
280
613260
2000
no laboratório e que mostrei nestes experimentos.
10:15
Rather, they'd be a real complex mixture of
281
615260
2000
Eles seriam uma mistura relmente complexa de
10:17
all kinds of stuff, because
282
617260
2000
todos os tipos de coisas, porque
10:19
uncontrolled chemical reactions produce
283
619260
2000
reações químicas não controladas produzem
10:21
a diverse mixture of organic compounds.
284
621260
2000
um mistura variada de compostos orgânicos.
10:23
Think of it like a primordial ooze, okay?
285
623260
3000
Pense nisso como uma lama primordial, ok?
10:26
And it's a pool that's too difficult to fully
286
626260
2000
E é um tanque que é muito difícil de caracterizar
10:28
characterize, even by modern methods, and
287
628260
2000
completamente, mesmo pelos métodos modernos,
10:30
the product looks brown, like this tar here
288
630260
2000
e o produto parece marrom, como este alcatrão aqui,
10:32
on the left. A pure compound
289
632260
2000
à esquerda. Um composto puro
10:34
is shown on the right, for contrast.
290
634260
2000
é mostrado à direita, para comparação.
10:36
So this is similar to what happens when you
291
636260
2000
Então isto é semelhante ao que acontece quando você
10:38
take pure sugar crystals in your kitchen,
292
638260
2000
pega cristais de açúçar puro em sua cozinha,
10:40
you put them in a pan, and you apply energy.
293
640260
2000
coloca-os em uma panela e aplica energia.
10:42
You turn up the heat, you start making
294
642260
2000
Você aumenta o calor e começa a criar
10:44
or breaking chemical bonds in the sugar,
295
644260
2000
ou quebrar as ligações químicas no açúçar,
10:46
forming a brownish caramel, right?
296
646260
2000
formando um caramelo amarronzado, certo?
10:48
If you let that go unregulated, you'll
297
648260
2000
Se você continua com isso sem controle,
10:50
continue to make and break chemical bonds,
298
650260
2000
você continuará a criar e quebrar as ligações químicas,
10:52
forming an even more diverse mixture of
299
652260
2000
formando uma mistura ainda mais diversa de
10:54
molecules that then forms this kind of black
300
654260
2000
moléculas que então forma esse tipo de
10:56
tarry stuff in your pan, right, that's
301
656260
2000
coisa como alcatrão em sua panela, certo, que
10:58
difficult to wash out. So that's what
302
658260
2000
é difícil de sair. Assim, isto é o que
11:00
the origin of life would have looked like.
303
660260
2000
a origem da vida teria parecido.
11:02
You needed to get life out of this junk that
304
662260
2000
Você precisava tirar vida desse lixo que
11:04
is present on the early Earth,
305
664260
2000
está presente na Terra primitiva,
11:06
four, 4.5 billion years ago.
306
666260
2000
quatro, 4.5 bilhões de anos atrás.
11:08
So the challenge then is,
307
668260
2000
Então o desafio agora é:
11:10
throw away all your pure chemicals in the lab,
308
670260
2000
jogar fora todos os químicos puros no laboratório,
11:12
and try to make some protocells with lifelike
309
672260
2000
e tentar fazer algumas protocélulas com propriedades
11:14
properties from this kind of primordial ooze.
310
674260
3000
similares à vida deste tipo de lama primordial.
11:17
So we're able to then see the self-assembly
311
677260
2000
Portanto somos capazes de ver então a auto-associação
11:19
of these oil droplet bodies again
312
679260
2000
desses corpos de gotas de óleo novamente
11:21
that we've seen previously,
313
681260
2000
como vimos anteriormente,
11:23
and the black spots inside of there
314
683260
2000
e as manchas negras dentro disso
11:25
represent this kind of black tar -- this diverse,
315
685260
2000
representam este tipo de alcatrão preto --
11:27
very complex, organic black tar.
316
687260
2000
este alcatrão preto, diferente e muito complexo.
11:29
And we put them into one of these
317
689260
2000
E nós o colocamos em um desses
11:31
experiments, as you've seen earlier, and then
318
691260
2000
experimentos, como viram anteriormente,
11:33
we watch lively movement that comes out.
319
693260
2000
observamos movimentos vigorosos que surgem.
11:35
They look really good, very nice movement,
320
695260
2000
Eles parecem movimentos muito bons, muito bacanas
11:37
and also they appear to have some kind of
321
697260
2000
e também parecem ter algum tipo de
11:39
behavior where they kind of circle
322
699260
2000
comportamento onde eles meio que
11:41
around each other and follow each other,
323
701260
3000
circulam um ao outro e seguem um ao outro,
11:44
similar to what we've seen before -- but again,
324
704260
2000
semelhantes ao que vimos antes -- mas novamente,
11:46
working with just primordial conditions,
325
706260
2000
funcionando com apenas condições primordiais,
11:48
no pure chemicals.
326
708260
2000
não químicos puros.
11:50
These are also, these tar-fueled protocells,
327
710260
2000
Estas são também, estas protocélulas movidas a alcatrão,
11:52
are also able to locate resources
328
712260
2000
também são capazes de localizar recursos
11:54
in their environment.
329
714260
1000
em seu meio ambiente.
11:55
I'm going to add some resource from the left,
330
715260
2000
Vou acrescentar algum recurso à esquerda,
11:57
here, that defuses into the system,
331
717260
2000
aqui, que dispersa no sistema,
11:59
and you can see, they really like that.
332
719260
2000
e você pode ver, elas realmente gostam disso.
12:01
They become very energetic, and able
333
721260
2000
Elas se tornam muito ativas e capazes
12:03
to find the resource in the environment,
334
723260
2000
de encontrar o recurso no meio ambiente,
12:05
similar to what we saw before.
335
725260
2000
semelhante ao que vimos antes.
12:07
But again, these are done in these primordial
336
727260
2000
Mas, novamente, estas são feitas nessas condições
12:09
conditions, really messy conditions,
337
729260
2000
primordiais, condições realmente confusas,
12:11
not sort of sterile laboratory conditions.
338
731260
2000
não do tipo de condições esterilizadas de laboratório.
12:13
These are very dirty little protocells,
339
733260
2000
Estas são pequenas protocélulas muito sujas,
12:15
as a matter of fact. (Laughter)
340
735260
2000
para falar a verdade. (Risada)
12:17
But they have lifelike properties, is the point.
341
737260
3000
Mas elas têm propriedades semelhantes à vida, é o ponto.
12:20
So, doing these artificial life experiments
342
740260
3000
Portanto, fazer esses experimentos de vida artificial
12:23
helps us define a potential path between
343
743260
3000
ajuda-nos a definir um caminho potencial entre
12:26
non-living and living systems.
344
746260
3000
sistemas com e sem vida.
12:29
And not only that, but it helps us
345
749260
2000
E não apenas isso, mas também nos ajuda
12:31
broaden our view of what life is
346
751260
2000
a ampliar nossa visão do que é vida
12:33
and what possible life there could be
347
753260
2000
e qual possível vida poderia existir
12:35
out there -- life that could be very different
348
755260
2000
lá fora -- vida que pode ser muito diferente
12:37
from life that we find here on Earth.
349
757260
3000
da vida que encontramos aqui na Terra.
12:40
And that leads me to the next
350
760260
2000
E isso me leva ao próximo
12:42
term, which is "weird life."
351
762260
2000
termo, que é "vida esquisita".
12:44
This is a term by Steve Benner.
352
764260
3000
Este é um termo de Steve Benner.
12:47
This is used in reference to a report
353
767260
2000
Ele é usado em referência a um relatório
12:49
in 2007 by the National Research Council
354
769260
2000
em 2007, do Conselho de Pesquisa Nacional
12:51
in the United States, wherein
355
771260
2000
nos Estados Unidos, no qual
12:53
they tried to understand how we can
356
773260
2000
eles tentaram entender como podemos
12:55
look for life elsewhere in the universe, okay,
357
775260
2000
procurar por vida em outros locais no universo, ok,
12:57
especially if that life is very different from life
358
777260
2000
especialmente se essa vida é muito diferente da vida
12:59
on Earth. If we went to another planet and
359
779260
3000
na Terra. Se fôssemos a outro planeta e
13:02
we thought there might be life there,
360
782260
2000
pensássemos que pode haver vida lá,
13:04
how could we even recognize it as life?
361
784260
2000
como poderíamos reconhecê-la como vida?
13:06
Well, they came up with three very general
362
786260
2000
Bem, eles surgiram com três critérios
13:08
criteria. First is -- and they're listed here.
363
788260
2000
muito gerais. O primeiro é -- e eles estão listados aqui.
13:10
The first is, the system has to be in
364
790260
2000
O primeiro é que o sistema tem que estar
13:12
non-equilibrium. That means the system
365
792260
2000
não equilibrado. Isso significa que o sistema
13:14
cannot be dead, in a matter of fact.
366
794260
1000
não pode estar morto, na verdade.
13:15
Basically what that means is, you have
367
795260
2000
Basicamente o que isso significa é que você tem
13:17
an input of energy into the system that life
368
797260
2000
uma quantidade de energia colocada no sistema que a vida
13:19
can use and exploit to maintain itself.
369
799260
3000
pode usar e explorar para manter-se.
13:22
This is similar to having the Sun shining
370
802260
2000
Isto é similar a ter o sol brilhando
13:24
on the Earth, driving photosynthesis,
371
804260
2000
na Terra, conduzindo a fotossíntese,
13:26
driving the ecosystem.
372
806260
2000
conduzindo o ecossistema.
13:28
Without the Sun, there's likely to be
373
808260
2000
Sem o Sol, é provável que não houvesse
13:30
no life on this planet.
374
810260
2000
vida neste planeta.
13:32
Secondly, life needs to be in liquid form,
375
812260
2000
Em segundo lugar, vida precisa estar na forma líquida,
13:34
so that means even if we had some
376
814260
2000
portanto, isso significa que mesmo que tivéssemos
13:36
interesting structures, interesting molecules
377
816260
2000
estruturas interessantes, moléculas interessantes
13:38
together but they were frozen solid,
378
818260
2000
juntas, mas se elas fossem sólidos congelados,
13:40
then this is not a good place for life.
379
820260
2000
então este não é um bom lugar para vida.
13:42
And thirdly, we need to be able to make
380
822260
2000
E, em terceiro lugar, precisamos ser capazes de criar
13:44
and break chemical bonds. And again
381
824260
2000
e quebrar ligações químicas. E novamente
13:46
this is important because life transforms
382
826260
2000
isto é importante porque vida transforma
13:48
resources from the environment into
383
828260
2000
recursos do meio ambiente em
13:50
building blocks so it can maintain itself.
384
830260
2000
blocos construtores para que possa manter-se.
13:52
Now today, I told you about very strange
385
832260
2000
Hoje, contei-lhes sobre protocélulas muito estranhas
13:54
and weird protocells -- some that contain clay,
386
834260
2000
e esquisitas -- algumas que contêm argila,
13:56
some that have primordial ooze in them,
387
836260
3000
algumas que têm lama primordial nelas,
13:59
some that have basically oil
388
839260
2000
algumas que têm basicamente óleo
14:01
instead of water inside of them.
389
841260
2000
ao invés de água dentro delas.
14:03
Most of these don't contain DNA,
390
843260
2000
A maioria dessas não contém DNA,
14:05
but yet they have lifelike properties.
391
845260
2000
mas, ainda assim, elas tem propriedades semelhantes à da vida.
14:07
But these protocells satisfy
392
847260
3000
Mas essas protocélulas satisfazem
14:10
these general requirements of living systems.
393
850260
3000
estes requisitos gerais dos sistemas com vida.
14:13
So by making these chemical, artificial
394
853260
2000
Então, ao produzir esses químicos, experimentos
14:15
life experiments, we hope not only
395
855260
2000
de vida artificial, esperamos não apenas
14:17
to understand something fundamental
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857260
2000
entender algo fundamental
14:19
about the origin of life and the existence
397
859260
2000
sobre a origem da vida e a existência
14:21
of life on this planet, but also
398
861260
2000
da vida neste planeta, mas também
14:23
what possible life there could be
399
863260
2000
que vida possível poderia existir
14:25
out there in the universe. Thank you.
400
865260
3000
lá fora no universo. Obrigado.
14:28
(Applause)
401
868260
4000
(Aplausos)
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