Martin Hanczyc: The line between life and not-life

Мартин Ханзич: Черта между живым и неживым

148,420 views

2011-11-07 ・ TED


New videos

Martin Hanczyc: The line between life and not-life

Мартин Ханзич: Черта между живым и неживым

148,420 views ・ 2011-11-07

TED


Пожалуйста, дважды щелкните на английские субтитры ниже, чтобы воспроизвести видео.

Переводчик: Maria Bazilevskaya Редактор: Lidia Karavaeva
00:15
So historically there has
0
15260
2000
Исторически существовало
00:17
been a huge divide between what people
1
17260
3000
огромное различие между тем,
00:20
consider to be non-living systems on one
2
20260
3000
что люди считали неживыми системами, с одной стороны,
00:23
side, and living systems on the other side.
3
23260
2000
и живыми системами, с другой стороны.
00:25
So we go from, say, this beautiful and
4
25260
2000
Итак, мы двигаемся от этого красивого
00:27
complex crystal as non-life, and this rather
5
27260
3000
и сложного неживого кристалла
00:30
beautiful and complex cat on the other side.
6
30260
3000
к этой красивой и сложной живой кошке.
00:33
Over the last hundred and fifty years or so,
7
33260
3000
В течение последних 150 лет или около того,
00:36
science has kind of blurred this distinction
8
36260
2000
наука в какой-то мере размыла это разделение
00:38
between non-living and living systems, and
9
38260
2000
между неживыми и живыми системами,
00:40
now we consider that there may be a kind
10
40260
2000
и теперь мы считаем, что возможно есть
00:42
of continuum that exists between the two.
11
42260
3000
некий континуум, который существует между двумя.
00:45
We'll just take one example here:
12
45260
2000
Возьмем один пример:
00:47
a virus is a natural system, right?
13
47260
2000
вирус это натуральная система, верно?
00:49
But it's very simple. It's very simplistic.
14
49260
2000
Но она очень простая. Очень упрощенная.
00:51
It doesn't really satisfy all the requirements,
15
51260
2000
Она, на самом деле, не удовлетворяет всем требованиям,
00:53
it doesn't have all the characteristics
16
53260
2000
не имеет всех характеристик живых систем,
00:55
of living systems and is in fact a parasite
17
55260
2000
и на самом деле является паразитом
00:57
on other living systems in order to, say,
18
57260
3000
для других живых систем,
01:00
reproduce and evolve.
19
60260
2000
чтобы, допустим, размножаться и развиваться.
01:02
But what we're going to be talking about here
20
62260
2000
Но то, о чем мы сегодня будем говорить
01:04
tonight are experiments done on this sort of
21
64260
2000
это эксперименты, проведенные на этом
01:06
non-living end of this spectrum -- so actually
22
66260
2000
неживом крае спектра - так что на самом деле
01:08
doing chemical experiments in the laboratory,
23
68260
3000
проводя химические эксперименты в лаборатории,
01:11
mixing together nonliving ingredients
24
71260
2000
смешивая вместе неживые ингредиенты
01:13
to make new structures, and that these
25
73260
2000
для создания новых структур, и чтобы
01:15
new structures might have some of the
26
75260
2000
эти новые структуры могли иметь некоторые
01:17
characteristics of living systems.
27
77260
2000
из характеристик живых систем.
01:19
Really what I'm talking about here is
28
79260
2000
По сути, то, о чем я говорю здесь,
01:21
trying to create a kind of artificial life.
29
81260
2000
это попытка создания искусственной жизни.
01:23
So what are these characteristics that I'm
30
83260
2000
Итак, что это за характеристики,
01:25
talking about? These are them.
31
85260
2000
о которых я говорю? Вот они.
01:27
We consider first that life has a body.
32
87260
2000
Мы считаем, что во-первых у жизни есть тело.
01:29
Now this is necessary to distinguish the self
33
89260
2000
Это необходимо, чтобы отделить себя
01:31
from the environment.
34
91260
2000
от окружающей среды.
01:33
Life also has a metabolism. Now this is a
35
93260
2000
Жизнь также обладает метаболизмом. Это процесс,
01:35
process by which life can convert resources
36
95260
3000
с помощью которого жизнь может преобразовывать ресурсы
01:38
from the environment into building blocks
37
98260
2000
из окружающей среды в строительные материалы,
01:40
so it can maintain and build itself.
38
100260
3000
чтобы поддерживать и строить себя.
01:43
Life also has a kind of inheritable information.
39
103260
2000
Жизнь также обладает наследственной информацией.
01:45
Now we, as humans, we store our information
40
105260
2000
Вот мы, люди, храним свою информацию
01:47
as DNA in our genomes and we pass this
41
107260
3000
как ДНК в своих геномах, и мы передаем
01:50
information on to our offspring.
42
110260
2000
эту информацию своим детям.
01:52
If we couple the first two -- the body and the metabolism --
43
112260
2000
Если мы соединим первые два - тело и метаболизм -
01:54
we can come up with a system that could
44
114260
2000
то мы можем получить систему, которая, возможно,
01:56
perhaps move and replicate, and if we
45
116260
2000
могла бы двигаться и воспроизводить себя,
01:58
coupled these now to inheritable information,
46
118260
3000
и если мы свяжем эти две с наследственной информацией,
02:01
we can come up with a system that would be
47
121260
2000
то у нас может получиться система, которая может
02:03
more lifelike, and would perhaps evolve.
48
123260
2000
быть более жизнеподобной, и возможно, будет развиваться.
02:05
And so these are the things we will try to do
49
125260
2000
Так что вот вещи, которые мы пытаемся сделать
02:07
in the lab, make some experiments that have
50
127260
2000
в лаборатории, провести некоторые эксперименты,
02:09
one or more of these characteristics of life.
51
129260
3000
где есть одна или более из этих характеристик жизни.
02:12
So how do we do this? Well, we use
52
132260
2000
Итак, как же мы все это делаем? Ну, мы используем
02:14
a model system that we term a protocell.
53
134260
2000
модель системы, которую мы называем "протоклетка".
02:16
You might think of this as kind of like a
54
136260
2000
Вы можете подумать, что это что-то вроде
02:18
primitive cell. It is a simple chemical
55
138260
2000
примитивной клетки. Это простая химическая
02:20
model of a living cell, and if you consider
56
140260
3000
модель живой клетки, и если вы примете во внимание,
02:23
for example a cell in your body may have
57
143260
2000
например, что клетка в вашем теле может иметь
02:25
on the order of millions of different types
58
145260
2000
порядка миллионов различных типов
02:27
of molecules that need to come together,
59
147260
2000
молекул, которые должны взаимодействовать,
02:29
play together in a complex network
60
149260
2000
работать вместе в сложной системе,
02:31
to produce something that we call alive.
61
151260
3000
чтобы создать что-то, что мы называем жизнью.
02:34
In the laboratory what we want to do
62
154260
2000
В лаборатории мы хотим сделать
02:36
is much the same, but with on the order of
63
156260
2000
примерно то же самое, но в рамках
02:38
tens of different types of molecules --
64
158260
2000
десятков различных типов молекул -
02:40
so a drastic reduction in complexity, but still
65
160260
2000
то есть это значительное понижение сложности, но все же
02:42
trying to produce something that looks lifelike.
66
162260
3000
попытка создать что-то похожее на жизнь.
02:45
And so what we do is, we start simple
67
165260
2000
То есть, мы начинаем с простого,
02:47
and we work our way up to living systems.
68
167260
3000
и мы продвигаемся вперед к живым системам.
02:50
Consider for a moment this quote by
69
170260
2000
Задумайтесь на мгновение об этой цитате
02:52
Leduc, a hundred years ago, considering a
70
172260
2000
Ледука, который сто лет назад сказал,
02:54
kind of synthetic biology:
71
174260
2000
о синтетической биологии:
02:56
"The synthesis of life, should it ever occur,
72
176260
2000
"Синтез жизни, если он когда-либо произойдет,
02:58
will not be the sensational discovery which we
73
178260
2000
не будет сенсационным открытием,
03:00
usually associate with the idea."
74
180260
2000
с которым мы обычно ассоциируем эту идею."
03:02
That's his first statement. So if we actually
75
182260
2000
Это его первое заявлением. То есть если мы реально
03:04
create life in the laboratories, it's
76
184260
2000
создадим жизнь в лабораториях,
03:06
probably not going to impact our lives at all.
77
186260
2000
это, скорее всего, никак не повлияет на наши жизни.
03:08
"If we accept the theory of evolution, then
78
188260
2000
"Если мы принимаем теорию эволюции, тогда
03:10
the first dawn of synthesis of life must consist
79
190260
2000
первый восход синтеза жизни должен состоять
03:12
in the production of forms intermediate
80
192260
2000
в создании промежуточных форм
03:14
between the inorganic and the organic
81
194260
2000
между неорганическим и органическим миром,
03:16
world, or between the non-living
82
196260
2000
между живой и неживой природой,
03:18
and living world, forms which possess
83
198260
2000
формами, которые обладают
03:20
only some of the rudimentary attributes of life"
84
200260
2000
только некоторыми из рудиментарных атрибутов жизни"
03:22
-- so, the ones I just discussed --
85
202260
2000
то есть теми, о которых мы только что говорили -
03:24
"to which other attributes will be slowly added
86
204260
2000
"к которым остальные атрибуты будут постепенно добавляться
03:26
in the course of development by the
87
206260
2000
в ходе развития
03:28
evolutionary actions of the environment."
88
208260
2000
эволюционных действий окружающей среды."
03:30
So we start simple, we make some structures
89
210260
2000
Итак, мы начинаем с простого, мы создаем некоторые структуры
03:32
that may have some of these characteristics
90
212260
2000
которые могут иметь некоторые из этих характеристик
03:34
of life, and then we try to develop that
91
214260
2000
жизни, и затем мы пытаемся развить это,
03:36
to become more lifelike.
92
216260
2000
чтобы было больше похоже на жизнь.
03:38
This is how we can start to make a protocell.
93
218260
2000
Именно так мы можем начать создавать протоклетку.
03:40
We use this idea called self-assembly.
94
220260
2000
Мы используем идею под названием само-построение.
03:42
What that means is, I can mix some
95
222260
2000
Это означает, что я могу смешать несколько химикатов
03:44
chemicals together in a test tube in my lab,
96
224260
2000
в пробирке у себя в лаборатории,
03:46
and these chemicals will start to self-associate
97
226260
2000
и эти химикаты начнут связываться сами с собой,
03:48
to form larger and larger structures.
98
228260
2000
для создания всё более крупных структур.
03:50
So say on the order of tens of thousands,
99
230260
2000
Так например, на порядке десятка тысяч
03:52
hundreds of thousands of molecules will
100
232260
2000
сотни и сотни молекул соединятся,
03:54
come together to form a large structure
101
234260
2000
чтобы создать более крупную структуру,
03:56
that didn't exist before.
102
236260
2000
которая ранее не существовала.
03:58
And in this particular example,
103
238260
2000
И в этом конкретном примере,
04:00
what I took is some membrane molecules,
104
240260
2000
я взял некоторые мембранные молекулы,
04:02
mixed those together in the right environment,
105
242260
2000
смешал их вместе в правильной окружающей среде,
04:04
and within seconds it forms these rather
106
244260
2000
и через секунды они создают здесь вот эти
04:06
complex and beautiful structures here.
107
246260
2000
довольно сложные и красивые структуры.
04:08
These membranes are also quite similar,
108
248260
2000
Эти мембраны также достаточно похожи,
04:10
morphologically and functionally,
109
250260
2000
морфологически и функционально,
04:12
to the membranes in your body,
110
252260
2000
на мембраны в вашем теле,
04:14
and we can use these, as they say,
111
254260
2000
и мы их можем использовать, как говорят,
04:16
to form the body of our protocell.
112
256260
2000
для создания тела нашей протоклетки.
04:18
Likewise,
113
258260
1000
Точно так же,
04:19
we can work with oil and water systems.
114
259260
2000
мы можем работать с водными и жировыми системами.
04:21
As you know, when you put oil and water together,
115
261260
2000
Как вы знаете, когда вы помещаете жир и воду вместе,
04:23
they don't mix, but through self-assembly
116
263260
2000
они не смешиваются, но путем само-построения
04:25
we can get a nice oil droplet to form,
117
265260
2000
мы можем сделать так, чтобы капелька жира сформировалась,
04:27
and we can actually use this as a body for
118
267260
2000
и мы можем реально использовать ее как тело
04:29
our artificial organism or for our protocell,
119
269260
2000
для нашего искусственного организма или для нашей протоклетки,
04:31
as you will see later.
120
271260
2000
как вы увидите позже.
04:33
So that's just forming some body stuff, right?
121
273260
2000
То есть мы делаем какие-то тела, так?
04:35
Some architectures.
122
275260
2000
Некие конструкции.
04:37
What about the other aspects of living systems?
123
277260
2000
А как насчет других аспектов живых систем?
04:39
So we came up with this protocell model here
124
279260
2000
Итак, мы создали эту модель протоклетки,
04:41
that I'm showing.
125
281260
2000
которую я показываю.
04:43
We started with a natural occurring clay
126
283260
2000
Мы начали с встресчающейся в естественных условиях
04:45
called montmorillonite.
127
285260
2000
глины, называемой монтмориллонит.
04:47
This is natural from the environment, this clay.
128
287260
2000
Эта глина добывается естественным образом.
04:49
It forms a surface that is, say, chemically active.
129
289260
2000
Она создает поверхность, которая, скажем, химически активна.
04:51
It could run a metabolism on it.
130
291260
2000
На ней может происходить метаболизм.
04:53
Certain kind of molecules like to associate
131
293260
2000
Некоторые типы молекул любят связываться
04:55
with the clay. For example, in this case, RNA, shown in red
132
295260
2000
с глиной. Например, в этом случае, РНК, показанная красным
04:57
-- this is a relative of DNA,
133
297260
2000
-- это родственник ДНК,
04:59
it's an informational molecule --
134
299260
2000
молекула, содержащая информацию --
05:01
it can come along and it starts to associate
135
301260
2000
она появляется и начинает взаимодействовать
05:03
with the surface of this clay.
136
303260
2000
с поверхностью этой глины.
05:05
This structure, then, can organize the
137
305260
2000
Эта структура, таким образом, может организовать
05:07
formation of a membrane boundary around
138
307260
2000
формирование мембранной границы
05:09
itself, so it can make a body of
139
309260
2000
вокруг себя, чтобы стать телом из
05:11
liquid molecules around itself, and that's
140
311260
2000
жидких молекул вокруг себя, и это
05:13
shown in green here on this micrograph.
141
313260
2000
показано зеленым в этом снимке микроскопа.
05:15
So just through self-assembly, mixing things
142
315260
2000
То есть просто через само-построение, смешивание вещей
05:17
together in the lab, we can come up with, say,
143
317260
3000
друг с другом в лаборатории, мы можем получить, например,
05:20
a metabolic surface with some
144
320260
2000
метаболическую поверхность с некоторыми
05:22
informational molecules attached
145
322260
2000
присоединенными информационными молекулами
05:24
inside of this membrane body, right?
146
324260
2000
внутри этого мембранного тела, не так ли?
05:26
So we're on a road towards living systems.
147
326260
4000
То есть мы находимся на дороге к живым системам.
05:30
But if you saw this protocell, you would not
148
330260
2000
Но если бы вы увидели эту протоклетку, вы не перепутали её
05:32
confuse this with something that was actually alive.
149
332260
2000
с чем-то, что реально является живым.
05:34
It's actually quite lifeless. Once it forms,
150
334260
2000
Она на самом деле довольно безжизненна. Когда она формируется,
05:36
it doesn't really do anything.
151
336260
2000
она реально ничего не делает.
05:38
So, something is missing.
152
338260
2000
То есть, чего-то не хватает.
05:40
Some things are missing.
153
340260
2000
Некоторых вещей не хватает.
05:42
So some things that are missing is,
154
342260
2000
Итак, некоторые из тех вещей, что не хватает,
05:44
for example, if you had a flow of energy
155
344260
2000
например, это, если бы у вас был поток энергии,
05:46
through a system, what we'd want
156
346260
2000
проходящий через систему, то мы бы хотели,
05:48
is a protocell that can harvest
157
348260
2000
чтобы протоклетка могла забирать для себя
05:50
some of that energy in order to maintain itself,
158
350260
2000
часть из этой энергии, чтобы поддерживать себя,
05:52
much like living systems do.
159
352260
2000
во многом как делают живые системы.
05:54
So we came up with a different protocell
160
354260
2000
Поэтому мы придумали другую модель протоклетки,
05:56
model, and this is actually simpler than the previous one.
161
356260
2000
и она на самом деле проще, чем предыдущая.
05:58
In this protocell model, it's just an oil droplet,
162
358260
2000
Эта модель протоклетки, это просто капля масла,
06:00
but a chemical metabolism inside
163
360260
2000
но химический метаболизм внутри
06:02
that allows this protocell to use energy
164
362260
2000
который позволяет этой протоклетке использовать энергию,
06:04
to do something, to actually become dynamic,
165
364260
3000
чтобы делать что-то, чтобы стать динамичной,
06:07
as we'll see here.
166
367260
2000
как мы здесь увидим.
06:09
You add the droplet to the system.
167
369260
2000
Вы добавляете каплю в систему.
06:11
It's a pool of water, and the protocell
168
371260
2000
Это вода, и протоклетка
06:13
starts moving itself around in the system.
169
373260
2000
начинает двигаться по этой системе.
06:15
Okay? Oil droplet forms
170
375260
2000
Хорошо? Масляная капля формируется
06:17
through self-assembly, has a chemical
171
377260
2000
путем само-построения, имеет химический
06:19
metabolism inside so it can use energy,
172
379260
2000
метаболизм внутри, чтобы использовать энергию,
06:21
and it uses that energy to move itself
173
381260
2000
и она использует энергию чтобы передвигать себя
06:23
around in its environment.
174
383260
2000
по своей окружающей среде.
06:25
As we heard earlier, movement is very
175
385260
2000
Как мы слышали ранее, движение очень важно
06:27
important in these kinds of living systems.
176
387260
2000
в живых системах такого типа.
06:29
It is moving around, exploring its environment,
177
389260
2000
Она передвигается, изучает свою окружающую среду,
06:31
and remodeling its environment, as you see,
178
391260
2000
и ремоделирует свою среду, как вы видите,
06:33
by these chemical waves that are forming by the protocell.
179
393260
2000
вот этими химическими волнами, которые формируются протоклеткой.
06:35
So it's acting, in a sense, like a living system
180
395260
2000
То есть она действует, по сути, как живая система,
06:37
trying to preserve itself.
181
397260
3000
которая пытается себя сохранить.
06:40
We take this same moving protocell here,
182
400260
3000
Мы берем ту же самую двигающуюся протоклетку,
06:43
and we put it in another experiment,
183
403260
2000
и помещаем её в другую среду,
06:45
get it moving. Then I'm going
184
405260
2000
добиваемся чтобы она двигалась. А потом
06:47
to add some food to the system,
185
407260
2000
я добавлю немного пищи в систему,
06:49
and you'll see that in blue here, right?
186
409260
3000
и вы видите вот это в синем свете, не так ди?
06:52
So I add some food source to the system.
187
412260
2000
Итак, я добавляю источник пищи в систему.
06:54
The protocell moves. It encounters the food.
188
414260
2000
Протоклетка двигается. Она встречается с пищей.
06:56
It reconfigures itself and actually then
189
416260
2000
Она перестраивает себя, и затем реально
06:58
is able to climb to the highest concentration
190
418260
2000
имеет способность забраться в самую большую концентрацию
07:00
of food in that system and stop there.
191
420260
2000
пищи в этой системе и остановиться там.
07:02
Alright? So not only do we have this system
192
422260
2000
Неплохо? Значит у нас есть не просто эта система,
07:04
that has a body, it has a metabolism,
193
424260
2000
у которой есть тело, есть метаболизм,
07:06
it can use energy, it moves around.
194
426260
3000
она может использовать энергию, она двигается.
07:09
It can sense its local environment
195
429260
2000
Она может почувствовать свою окружающую среду,
07:11
and actually find resources
196
431260
2000
и реально найти ресурсы
07:13
in the environment to sustain itself.
197
433260
2000
в этой среде, чтобы поддержать себя.
07:15
Now, this doesn't have a brain, it doesn't have
198
435260
2000
Однако, у нее нет мозга, нет
07:17
a neural system. This is just a sack of
199
437260
2000
нервной системы. Это просто набор
07:19
chemicals that is able to have this interesting
200
439260
2000
химикатов, который может иметь такое интересное
07:21
and complex lifelike behavior.
201
441260
2000
и сложное, подобное жизни, поведение.
07:23
If we count the number of chemicals
202
443260
2000
Если мы посчитаем количество химикатов
07:25
in that system, actually, including the water
203
445260
2000
в этой системе, то реально, включая воду,
07:27
that's in the dish, we have five chemicals
204
447260
2000
которая находится в чаше, у нас пять химикатов,
07:29
that can do this.
205
449260
2000
которые могут это сделать.
07:31
So then we put these protocells together in a
206
451260
2000
Итак, затем мы соединяем эти протклетки вместе,
07:33
single experiment to see what they would do,
207
453260
2000
в едином эксперименте, чтобы увидеть, что они сделают,
07:35
and depending on the conditions, we have
208
455260
2000
и в зависимости от условий, у нас есть
07:37
some protocells on the left that are
209
457260
2000
несколько протоклеток слева, которые
07:39
moving around and it likes to touch the other
210
459260
2000
двигаются, и им нравится соприкасаться с другими
07:41
structures in its environment.
211
461260
2000
структурами в этой среде.
07:43
On the other hand we have two moving
212
463260
2000
С другой стороны, у нас есть две двигающиеся протоклетки,
07:45
protocells that like to circle each other,
213
465260
2000
которым нравится крутиться вокруг друг друга,
07:47
and they form a kind of a dance, a complex dance with each other.
214
467260
2000
и они формируют что-то типа танца, сложного танца друг с другом.
07:49
Right? So not only do individual protocells
215
469260
2000
Так? Значит не только отдельные протоклетки
07:51
have behavior, what we've interpreted as
216
471260
2000
имеют поведение, то, что мы интерпретировали
07:53
behavior in this system, but we also have
217
473260
2000
как поведение, но у нас также есть
07:55
basically population-level behavior
218
475260
3000
по сути, поведение уровня популяции,
07:58
similar to what organisms have.
219
478260
3000
похожее на поведение организмов.
08:01
So now that you're all experts on protocells,
220
481260
3000
Теперь, когда вы все стали экспертами по протоклеткам,
08:04
we're going to play a game with these protocells.
221
484260
2000
мы поиграем в игру с этими протоклетками.
08:06
We're going to make two different kinds.
222
486260
2000
Мы сделаем два разных типа.
08:08
Protocell A has a certain kind of chemistry
223
488260
3000
У протоклетки А есть определенная химическая
08:11
inside that, when activated, the protocell
224
491260
2000
система внутри, которая, когда активируется,
08:13
starts to vibrate around, just dancing.
225
493260
2000
протоклетка начинает вибрировать вокруг, просто танцевать.
08:15
So remember, these are primitive things,
226
495260
2000
Запомните, это примитивные вещи,
08:17
so dancing protocells, that's very
227
497260
2000
поэтому танцующие протоклетки
08:19
interesting to us. (Laughter)
228
499260
2000
это для нас очень интересно.
08:21
The second protocell has a different
229
501260
2000
У второй протоклетки внутри другая химия,
08:23
chemistry inside, and when activated,
230
503260
2000
и когда она активирована,
08:25
the protocells all come together and they fuse
231
505260
2000
то протоклетки все собираются и сливаются
08:27
into one big one. Right?
232
507260
2000
в одну большую клетку. Понятно?
08:29
And we just put these two together
233
509260
2000
И мы просто помещаем эти два типа вместе
08:31
in the same system.
234
511260
2000
в одну систему.
08:33
So there's population A,
235
513260
2000
И вот есть популяция А,
08:35
there's population B, and then
236
515260
2000
есть популяция В, и затем
08:37
we activate the system,
237
517260
2000
мы активируем систему,
08:39
and protocell Bs, they're the blue ones,
238
519260
2000
и протоклетки В, они голубого цвета,
08:41
they all come together. They fuse together
239
521260
2000
они соединяются. Они сливаются,
08:43
to form one big blob, and the other protocell
240
523260
2000
чтобы сформировать одну большую каплю, и другая протоклетка
08:45
just dances around. And this just happens
241
525260
2000
просто танцует вокруг. И это просто происходит
08:47
until all of the energy in the system is
242
527260
2000
до тех пор, пока энергия в системе
08:49
basically used up, and then, game over.
243
529260
3000
полностью использована, и тогда, конец игры.
08:52
So then I repeated this experiment
244
532260
2000
Затем я повторил эксперимент
08:54
a bunch of times, and one time
245
534260
2000
несколько раз, и один раз
08:56
something very interesting happened.
246
536260
2000
произошло что-то интересное.
08:58
So, I added these protocells together
247
538260
2000
Итак, я совместил эти протоклетки вместе,
09:00
to the system, and protocell A and protocell B
248
540260
2000
в одной системе, и протоклетка А и протоклетка В
09:02
fused together to form a hybrid protocell AB.
249
542260
2000
слились вместе, чтобы сформировать гибридную протоклетку АВ.
09:04
That didn't happen before. There it goes.
250
544260
2000
Этого раньше не происходило. И вот оно происходит.
09:06
There's a protocell AB now in this system.
251
546260
3000
Теперь в этой системе есть протоклетка АВ.
09:09
Protocell AB likes to dance around for a bit,
252
549260
3000
Протоклетке АВ нравится танцевать вокруг какое-то время,
09:12
while protocell B does the fusing, okay?
253
552260
3000
пока протоклетка В занимается слиянием, так?
09:15
But then something even more interesting happens.
254
555260
3000
Но потом что-то происходит еще более интересное.
09:18
Watch when these two large protocells,
255
558260
2000
Следите за тем, когда эти две большие протоклетки,
09:20
the hybrid ones, fuse together.
256
560260
2000
гибридные, сольются вместе.
09:22
Now we have a dancing protocell
257
562260
3000
Теперь у нас есть танцующая протоклетка,
09:25
and a self-replication event. Right. (Laughter)
258
565260
4000
и повторяющий себя момент. Вот так. (Смех)
09:29
Just with blobs of chemicals, again.
259
569260
2000
И снова, только с каплями химических элементов.
09:31
So the way this works is, you have
260
571260
2000
И таким образом это работает, у вас есть
09:33
a simple system of five chemicals here,
261
573260
2000
простая система из пяти химикатов,
09:35
a simple system here. When they hybridize,
262
575260
2000
вот здесь, простая система. Когда они гибридизируются,
09:37
you then form something that's different than
263
577260
2000
у вас затем получается то, что отличается от предыдущего,
09:39
before, it's more complex than before,
264
579260
2000
оно более сложное чем предыдущее,
09:41
and you get the emergence of another kind of
265
581260
2000
и у вас получается появление другого вида
09:43
lifelike behavior which
266
583260
2000
подобного жизни поведения, который
09:45
in this case is replication.
267
585260
2000
в этом случае - размножение.
09:47
So since we can make some interesting
268
587260
2000
Значит, так как мы можем сделать всякие интересные
09:49
protocells that we like, interesting colors and
269
589260
2000
протоклетки, которые нам нравятся, с интересными цветами
09:51
interesting behaviors, and they're very easy
270
591260
2000
и с интересным поведением, и их легко сделать
09:53
to make, and they have interesting lifelike
271
593260
2000
и у них есть интересные подобные жизни
09:55
properties, perhaps these protocells have
272
595260
3000
качества, то возможно эти протоклетки могут
09:58
something to tell us about the origin of life
273
598260
2000
что-то нам сказать о происхождении жизни
10:00
on the Earth. Perhaps these represent an
274
600260
2000
на планете Земля. Возможно они представляют
10:02
easily accessible step, one of the first steps
275
602260
2000
тот легкодоступный шаг, один из первых шагов,
10:04
by which life got started on the early Earth.
276
604260
3000
которыми жизнь началась на ранней планете Земля.
10:07
Certainly, there were molecules present on
277
607260
2000
Конечно, на ранней планете Земля
10:09
the early Earth, but they wouldn't have been
278
609260
2000
присутствовали молекулы, но они вряд ли были бы
10:11
these pure compounds that we worked with
279
611260
2000
этими чистыми структурами, с которыми мы работаем
10:13
in the lab and I showed in these experiments.
280
613260
2000
в лаборатории и что я показывал в этих экспериментах.
10:15
Rather, they'd be a real complex mixture of
281
615260
2000
Скорее, они были бы действительно сложной смесью
10:17
all kinds of stuff, because
282
617260
2000
всего на свете, потому что
10:19
uncontrolled chemical reactions produce
283
619260
2000
неконтролируемые химические реакции производят
10:21
a diverse mixture of organic compounds.
284
621260
2000
разнообразную смесь органических соединений.
10:23
Think of it like a primordial ooze, okay?
285
623260
3000
Думайте об этом, как о первобытном болоте, хорошо?
10:26
And it's a pool that's too difficult to fully
286
626260
2000
И это водоём, который слишком сложно полностью
10:28
characterize, even by modern methods, and
287
628260
2000
охарактеризовать, даже современными методами,
10:30
the product looks brown, like this tar here
288
630260
2000
и продукт выглядит коричневым, как вот эта смола
10:32
on the left. A pure compound
289
632260
2000
вот здесь слева. Чистое соединение
10:34
is shown on the right, for contrast.
290
634260
2000
показано справа, для контраста.
10:36
So this is similar to what happens when you
291
636260
2000
Итак, это похоже на то, что происходит с вами
10:38
take pure sugar crystals in your kitchen,
292
638260
2000
когда вы берете чистые кристаллы сахара у себя на кухне,
10:40
you put them in a pan, and you apply energy.
293
640260
2000
помещаете их в кастрюлю, и применяете энергию.
10:42
You turn up the heat, you start making
294
642260
2000
Вы включаете нагрев, вы начинаете создавать
10:44
or breaking chemical bonds in the sugar,
295
644260
2000
и разрушать химические связи в сахаре,
10:46
forming a brownish caramel, right?
296
646260
2000
и получается коричневатая карамель, не так ли?
10:48
If you let that go unregulated, you'll
297
648260
2000
Если бы вы оставили это без присмотра, то
10:50
continue to make and break chemical bonds,
298
650260
2000
вы бы продолжали создавать и разрушать химические связи
10:52
forming an even more diverse mixture of
299
652260
2000
создавая еще более разнообразную смесь
10:54
molecules that then forms this kind of black
300
654260
2000
молекул, которая затем формирует такую черную
10:56
tarry stuff in your pan, right, that's
301
656260
2000
смолистую фигню в вашей кастрюле, да, которую
10:58
difficult to wash out. So that's what
302
658260
2000
сложно отмыть потом. Итак это то,
11:00
the origin of life would have looked like.
303
660260
2000
как выглядело бы происхождение жизни.
11:02
You needed to get life out of this junk that
304
662260
2000
Нужно было вытащить жизнь из этого мусора,
11:04
is present on the early Earth,
305
664260
2000
который существовал на ранней планете Земля,
11:06
four, 4.5 billion years ago.
306
666260
2000
четыре с половиной миллиарда лет назад.
11:08
So the challenge then is,
307
668260
2000
Значит, сложной задачей здесь является
11:10
throw away all your pure chemicals in the lab,
308
670260
2000
отбрасывание всех наших чистых химикатов в лаборатории,
11:12
and try to make some protocells with lifelike
309
672260
2000
и попытка создать некие протоклетки с подобными жизни
11:14
properties from this kind of primordial ooze.
310
674260
3000
качествами из этого первобытного болота.
11:17
So we're able to then see the self-assembly
311
677260
2000
И тогда мы снова увидим само-воспроизведение
11:19
of these oil droplet bodies again
312
679260
2000
этих тех из масляных капель,
11:21
that we've seen previously,
313
681260
2000
которое мы видели ранее,
11:23
and the black spots inside of there
314
683260
2000
и черные точки внутри
11:25
represent this kind of black tar -- this diverse,
315
685260
2000
представляют такого типа черную смолу -- это разнообразную,
11:27
very complex, organic black tar.
316
687260
2000
очень сложную, органическую черную смолу.
11:29
And we put them into one of these
317
689260
2000
И мы помещаем их в один из этих
11:31
experiments, as you've seen earlier, and then
318
691260
2000
экспериментов, как вы видели раньше, и потом
11:33
we watch lively movement that comes out.
319
693260
2000
мы наблюдаем за тем живым движением, которое получается.
11:35
They look really good, very nice movement,
320
695260
2000
Они выглядят очень хорошо, очень приятные движения,
11:37
and also they appear to have some kind of
321
697260
2000
и они похоже, имеют что-то похожее на
11:39
behavior where they kind of circle
322
699260
2000
поведение, когда они крутятся
11:41
around each other and follow each other,
323
701260
3000
друг вокруг друга и следуют друг за другом,
11:44
similar to what we've seen before -- but again,
324
704260
2000
похоже на то, что мы видели ранее -- и опять же,
11:46
working with just primordial conditions,
325
706260
2000
работа только с первобытными условиями,
11:48
no pure chemicals.
326
708260
2000
без чистых химикатов.
11:50
These are also, these tar-fueled protocells,
327
710260
2000
И эти тоже, эти наполненные смолой протоклетки,
11:52
are also able to locate resources
328
712260
2000
могут найти местонахождение ресурсов
11:54
in their environment.
329
714260
1000
в своей окружающей среде.
11:55
I'm going to add some resource from the left,
330
715260
2000
Я собираюсь добавить слева немного ресурсов,
11:57
here, that defuses into the system,
331
717260
2000
вот, это растворяется в системе,
11:59
and you can see, they really like that.
332
719260
2000
и как вы видите, им это очень нравится.
12:01
They become very energetic, and able
333
721260
2000
Они становятся очень энергичными, и могут
12:03
to find the resource in the environment,
334
723260
2000
найти ресурс в окружающей среде,
12:05
similar to what we saw before.
335
725260
2000
схоже с тем, что мы видели ранее.
12:07
But again, these are done in these primordial
336
727260
2000
Но опять же, это происходит в этих первобытных
12:09
conditions, really messy conditions,
337
729260
2000
условиях, реально беспорядочных условиях,
12:11
not sort of sterile laboratory conditions.
338
731260
2000
не то что стерильные лабораторные условия.
12:13
These are very dirty little protocells,
339
733260
2000
Это очень грязные маленькие протоклетки,
12:15
as a matter of fact. (Laughter)
340
735260
2000
между прочим. (Смех)
12:17
But they have lifelike properties, is the point.
341
737260
3000
Но у них есть качества, подобные жизни, и в этом суть.
12:20
So, doing these artificial life experiments
342
740260
3000
То есть, проводя эти искусственные эксперименты
12:23
helps us define a potential path between
343
743260
3000
мы помогаем определить потенциальную тропу между
12:26
non-living and living systems.
344
746260
3000
живыми и неживыми системами.
12:29
And not only that, but it helps us
345
749260
2000
И не только это, но это также помогает нам
12:31
broaden our view of what life is
346
751260
2000
расширить наш взгляд на то, что такое жизнь
12:33
and what possible life there could be
347
753260
2000
и какая возможная жизнь может быть там --
12:35
out there -- life that could be very different
348
755260
2000
жизнь, которая может сильно отличаться
12:37
from life that we find here on Earth.
349
757260
3000
от жизни, которую мы находим здесь на Земле.
12:40
And that leads me to the next
350
760260
2000
И это приводит меня к следующему
12:42
term, which is "weird life."
351
762260
2000
определению, которое звучит как "странная жизнь".
12:44
This is a term by Steve Benner.
352
764260
3000
Это определение, данное Стивом Беннером.
12:47
This is used in reference to a report
353
767260
2000
Оно используется в ссылке на отчет от 2007 года
12:49
in 2007 by the National Research Council
354
769260
2000
сделанный Национальным Исследовательским Советом
12:51
in the United States, wherein
355
771260
2000
Соединенных Штатов, в котором
12:53
they tried to understand how we can
356
773260
2000
они пытались понять как мы можем
12:55
look for life elsewhere in the universe, okay,
357
775260
2000
искать жизнь где-либо еще во вселенной, да
12:57
especially if that life is very different from life
358
777260
2000
особенно если эта жизнь очень отличается от жизни
12:59
on Earth. If we went to another planet and
359
779260
3000
на Земле. Если бы мы полетели на другую планету
13:02
we thought there might be life there,
360
782260
2000
и думали, что там может быть жизнь,
13:04
how could we even recognize it as life?
361
784260
2000
то как мы можем узнать, определить, что это жизнь?
13:06
Well, they came up with three very general
362
786260
2000
Ну, они придумывают три очень общих
13:08
criteria. First is -- and they're listed here.
363
788260
2000
критерия. Первый -- вот они здесь приведены.
13:10
The first is, the system has to be in
364
790260
2000
Первый, которым должна обладать система -
13:12
non-equilibrium. That means the system
365
792260
2000
отсутствие равновесия. Это значит, что система
13:14
cannot be dead, in a matter of fact.
366
794260
1000
не может умереть, на самом деле.
13:15
Basically what that means is, you have
367
795260
2000
По сути, это значит, что у нас есть
13:17
an input of energy into the system that life
368
797260
2000
входящяя энергия в систему, которую жизнь
13:19
can use and exploit to maintain itself.
369
799260
3000
может использовать и эксплуатировать для поддержания себя.
13:22
This is similar to having the Sun shining
370
802260
2000
Это похоже на то, как Солнце светит
13:24
on the Earth, driving photosynthesis,
371
804260
2000
на Землю, питая фотосинтез,
13:26
driving the ecosystem.
372
806260
2000
предоставляя энергию экосистеме.
13:28
Without the Sun, there's likely to be
373
808260
2000
Без Солнца, скорее всего
13:30
no life on this planet.
374
810260
2000
на планете не было бы жизни.
13:32
Secondly, life needs to be in liquid form,
375
812260
2000
Во-вторых, жизнь должна быть в жидком виде,
13:34
so that means even if we had some
376
814260
2000
то есть это значит, что даже если бы у нас были
13:36
interesting structures, interesting molecules
377
816260
2000
некие интересные структуры, интересные молекулы,
13:38
together but they were frozen solid,
378
818260
2000
вместе, но они были замороженными напрочь,
13:40
then this is not a good place for life.
379
820260
2000
а это не очень хорошее место для жизни.
13:42
And thirdly, we need to be able to make
380
822260
2000
В-третьих, нам необходимо иметь возможность создавать
13:44
and break chemical bonds. And again
381
824260
2000
и разрушать химические связи. И опять же,
13:46
this is important because life transforms
382
826260
2000
это важно, потому что жизнь трансформирует
13:48
resources from the environment into
383
828260
2000
ресурсы из окружающей среды в некий
13:50
building blocks so it can maintain itself.
384
830260
2000
строительный материал для поддержания себя.
13:52
Now today, I told you about very strange
385
832260
2000
Сегодня я рассказал вам об очень странных
13:54
and weird protocells -- some that contain clay,
386
834260
2000
и необычных протоклетках - какие-то содержат глину,
13:56
some that have primordial ooze in them,
387
836260
3000
какие-то имеют в себе первобытное болото,
13:59
some that have basically oil
388
839260
2000
у некоторых из них по сути внутри масло
14:01
instead of water inside of them.
389
841260
2000
вместо воды.
14:03
Most of these don't contain DNA,
390
843260
2000
Большинство из них не содержат ДНК,
14:05
but yet they have lifelike properties.
391
845260
2000
но все же обладают подобными жизни качествами.
14:07
But these protocells satisfy
392
847260
3000
Но эти протоклетки удовлетворяют
14:10
these general requirements of living systems.
393
850260
3000
общих требованиям к живым системам.
14:13
So by making these chemical, artificial
394
853260
2000
То есть путем этих экспериментов по созданию
14:15
life experiments, we hope not only
395
855260
2000
химической, искусственной жизни, мы надеемся не только
14:17
to understand something fundamental
396
857260
2000
понять что-то фундаментальное
14:19
about the origin of life and the existence
397
859260
2000
о происхождении жизни и существования
14:21
of life on this planet, but also
398
861260
2000
жизни на этой планете, но также
14:23
what possible life there could be
399
863260
2000
понять, какая другая возможная жизнь
14:25
out there in the universe. Thank you.
400
865260
3000
существует во Вселенной. Спасибо.
14:28
(Applause)
401
868260
4000
(Аплодисменты)
Об этом сайте

Этот сайт познакомит вас с видеороликами YouTube, полезными для изучения английского языка. Вы увидите уроки английского языка, преподаваемые высококлассными учителями со всего мира. Дважды щелкните по английским субтитрам, отображаемым на каждой странице видео, чтобы воспроизвести видео оттуда. Субтитры прокручиваются синхронно с воспроизведением видео. Если у вас есть какие-либо комментарии или пожелания, пожалуйста, свяжитесь с нами, используя эту контактную форму.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7