Martin Hanczyc: The line between life and not-life

Translator: Kelwalin Dhanasarnsombut Reviewer: Unnawut Leepaisalsuwanna

So historically there has

ที่แล้วมา

been a huge divide between what people

มีช่องว่างชัดเจนระหว่างสิ่งที่เราคิดว่า

consider to be non-living systems on one

เป็นระบบของสิ่งไม่มีชีวิต

side, and living systems on the other side.

และเป็นระบบของสิ่งมีชีวิต

So we go from, say, this beautiful and

และเราก็บอกว่า นี่เป็นก้อนผลึกที่สวยงาม

complex crystal as non-life, and this rather

และซับซ้อนแต่ไร้ชีวิต

beautiful and complex cat on the other side.

และนี่เป็นแมว ที่ก็สวยงามและซับซ้อน อยู่ที่อีกข้างนึง

Over the last hundred and fifty years or so,

กว่าร้อยห้าสิบปีที่ผ่านมา

science has kind of blurred this distinction

เส้นแบ่งทางวิทยาศาสตร์นี้เริ่มที่จะไม่ชัดเจน

between non-living and living systems, and

ระหว่างระบบสิ่งไม่มีชีวิตและสิ่งมีชีวิต

now we consider that there may be a kind

และเราก็เริ่มคิดว่า มันน่าจะมีความต่อเนื่อง

of continuum that exists between the two.

ระหว่างสองระบบนี้

We'll just take one example here:

เราลองมาดูกันสักตัวอย่างนะครับ

a virus is a natural system, right?

ไวรัสเป็นสิ่งที่เป็นธรรมชาติ ใช่ไหมครับ

But it's very simple. It's very simplistic.

แต่ว่ามันเรียบง่ายมาก ช่างเรียบง่่าย

It doesn't really satisfy all the requirements,

มันไม่ได้เป็นไปตามกฎเกณฑ์ทุกข้อ

it doesn't have all the characteristics

มันไม่ได้มีคุณลักษณะทั้งหมด

of living systems and is in fact a parasite

ที่กลุ่มสิ่งมีชีวิตมี และที่จริง

on other living systems in order to, say,

มันเป็นปรสิตบนสิ่งมีชีวิตอื่น

reproduce and evolve.

เพื่อที่จะสืบพันธ์ุและมีวิวัฒนาการ

But what we're going to be talking about here

แต่สิ่งที่เรากำลังจะพูด ในคืนนี้

tonight are experiments done on this sort of

เป็นการทดลองที่ทำกับ

non-living end of this spectrum -- so actually

ระบบสิ่งไม่มีชีวิตในปลายสุดของสเปกตรัมนี้

doing chemical experiments in the laboratory,

ซึ่งเราได้ทำการทดลองทางเคมีในห้องทดลอง

mixing together nonliving ingredients

ผสมส่วนผสมไม่มีชีวิตเข้าด้วยกัน

to make new structures, and that these

เพื่อที่จะสร้างโครงสร้างใหม่ และ

new structures might have some of the

โครงสร้างใหม่เหล่านี้อาจจะมี

characteristics of living systems.

คุณสมบัติอะไรบางอย่างของสิ่งที่มีชีวิต

Really what I'm talking about here is

สิ่งที่ผมต้องพูดอยู่นี่ก็คือ

trying to create a kind of artificial life.

เราพยายามจะสร้าง ชีวิตสังเคราะห์

So what are these characteristics that I'm

แล้ว คุณสมบัติที่ผมพูดถึงอยู่นี่มันคืออะไรบ้างหล่ะ

talking about? These are them.

มันก็คือสิ่งเหล่านี้ครับ

We consider first that life has a body.

ก่อนอื่นเลย เราคิดว่าชีวิตต้องมีโครงร่าง

Now this is necessary to distinguish the self

ทีนี้ ที่สำคัญคือมันจะต้องแยกตัวมัน

from the environment.

ออกจากสิ่งแวดล้อม

Life also has a metabolism. Now this is a

แล้วชีวิตก็ต้องมี เมตาบอลิซึม

process by which life can convert resources

ซึ่งมันก็คือ กระบวนการที่ชีวิตสามารถเปลี่ยนทรัพยากร

from the environment into building blocks

จากสิ่งแวดล้อมไปเป็นส่วนประกอบของมันได้

so it can maintain and build itself.

เพื่อที่มันจะสามารถดำรงอยู่และสร้างตัวมันเองได้

Life also has a kind of inheritable information.

ชีวิตต้องมีการส่งผ่านถ่ายทอดข้อมูล

Now we, as humans, we store our information

ทีนี้ เราในฐานะมนุษย์ เราเก็บข้อมูลของเรา

as DNA in our genomes and we pass this

ในรูปแบบของ ดีเอ็นเอ ในจีโนมของเรา

information on to our offspring.

และเราก็ส่งผ่านข้อมูลนี้ให้ลูกหลานของเรา

If we couple the first two -- the body and the metabolism --

ถ้าเราจับเอาสองคุณสมบัติแรก -- โครงร่างและเมตาบอลิซึม

we can come up with a system that could

เราได้ความคิดที่จะสร้างระบบที่

perhaps move and replicate, and if we

บางทีสามารถที่จะเคลื่อนไหว และเพิ่มจำนวนได้

coupled these now to inheritable information,

และถ้าเรารวมสองอย่างนี่เข้ากับคุณสมบัติการถ่ายทอดข้อมูล

we can come up with a system that would be

เราก็จะได้ระบบที่น่าจะมีลักษณะ

more lifelike, and would perhaps evolve.

คล้ายกับชีวิต และบางทีอาจจะมีวิวัฒนาการได้ด้วย

And so these are the things we will try to do

และนี่คือสิ่งที่เราพยายามจะลองทำดู

in the lab, make some experiments that have

ในห้องทดลองของเรา ทำการทดลองที่เกี่ยวข้อง

one or more of these characteristics of life.

กับคุณสมบัติสักหนึ่งหรือหลายๆข้อของชีวิต

So how do we do this? Well, we use

แล้วเราทำได้อย่างไรหล่ะ

a model system that we term a protocell.

เราใช้ตัวอย่างที่เราเรียกมันว่า โปรโตเซลล์

You might think of this as kind of like a

พวกคุณอาจคิดก็ได้ว่ามันเป็นเหมือนกับ

primitive cell. It is a simple chemical

เซลล์ตั้งต้น มันเป็นสารเคมีธรรมดาๆ

model of a living cell, and if you consider

ตัวอย่างของเซลล์สิ่งมีชีวิต

for example a cell in your body may have

และถ้าคุณคิดตัวอย่างเซลล์ในร่างกายของคุณ

on the order of millions of different types

มันต้องพึ่งพาโมเลกุลมากมายเป็นล้านๆชนิด

of molecules that need to come together,

ประกอบเข้าด้วยกัน

play together in a complex network

ทำงานร่วมกันในระบบที่ซับซ้อน

to produce something that we call alive.

เพื่อที่จะให้เราดำรงชีวิตได้

In the laboratory what we want to do

ในห้องทดลอง สิ่งที่เราต้องการทำนั้น

is much the same, but with on the order of

เป็นอะไรที่คล้ายกันมาก

tens of different types of molecules --

แต่พึ่งพาโมเลกุลต่างๆแค่ประมาณสิบกว่าชนิด

so a drastic reduction in complexity, but still

ความซับซ้อนลดลงอยากมาก แต่ถึงอย่างนั้น

trying to produce something that looks lifelike.

เราก็พยายามสร้างสิ่งที่หน้าตาคล้ายๆกับชีวิต

And so what we do is, we start simple

สิ่งที่เราทำก็คือ เราเริ่มจากสิ่งที่เรียบง่าย

and we work our way up to living systems.

และค่อยต่อยอดมันขึ้นไปถึงระบบของสิ่งมีชีวิต

Consider for a moment this quote by

ลองพิจารณาคำพูดนี้สักนิดนะครับ

Leduc, a hundred years ago, considering a

เลอร์ดุค คิดไว้เมื่อหลายร้อยปีก่อน

kind of synthetic biology:

เกี่ยวกับ ชีววิทยาสังเคราะห์ ว่า

"The synthesis of life, should it ever occur,

"การสังเคราะห์ชีวิต ถ้ามันเป็นไปได้

will not be the sensational discovery which we

มันก็ไม่น่าจะเป็นการค้นพบที่น่าตื่นเต้น

usually associate with the idea."

โดยความคิดตามปกติแล้ว"

That's his first statement. So if we actually

นั่นเป็นประโยคแรกของเขา

create life in the laboratories, it's

ซึ่งถ้าเราสร้างชีวิตได้จริงๆในห้องทดลอง

probably not going to impact our lives at all.

มันก็ไม่น่าจะมีผลกระทบอะไรกับชีวิตเราเลย

"If we accept the theory of evolution, then

"ถ้าเรายอมรับทฤษฎีวิวัฒนาการแล้ว

the first dawn of synthesis of life must consist

จุดเริ่มต้นของการสังเคราะห์ชีวิตก็ต้องประกอบอยู่

in the production of forms intermediate

ในกระบวนการสร้างสิ่งที่เป็นจุดกึ่งกลาง

between the inorganic and the organic

ระหว่างโลกของสารอนินทรีย์และสารอินทรีย์

world, or between the non-living

หรือระหว่างโลกของสิ่งไม่มีชีวิต

and living world, forms which possess

และสิ่งมีชีวิต เป็นการสร้าง

only some of the rudimentary attributes of life"

ที่เป็นเพียงแค่ส่วนพื้นฐานที่ยังไม่ครบถ้วนในองค์ประกอบของชีวิต"

-- so, the ones I just discussed --

-- นั่นเป็นสิ่งที่เราเพิ่งคุยกันไป--

"to which other attributes will be slowly added

"ซึ่งสิ่งอื่นๆจะค่อยๆเติมเข้ามา

in the course of development by the

ในกระบวนการของการพัฒนา

evolutionary actions of the environment."

โดยการกระทำของวิวัฒนาการจากสิ่งแวดล้อม"

So we start simple, we make some structures

ฉะนั้นเราเริ่มจากอะไรง่ายๆ เราสร้างโครงสร้างขึ้น

that may have some of these characteristics

ที่อาจมีคุณสมบัติเหล่านี้ของชีวิต

of life, and then we try to develop that

และจากนั้นเราก็พยายามพัฒนา

to become more lifelike.

ให้มันเป็นเหมือนชีวิตมากขึ้น

This is how we can start to make a protocell.

นี่เป็นวิธีที่เราเริ่มสร้างโปรโตเซลล์

We use this idea called self-assembly.

เราใช้ความคิดที่เรียกว่า การรวมเข้ากับตัวเอง

What that means is, I can mix some

ซึ่งหมายถึง เราสามารถผสมมัน

chemicals together in a test tube in my lab,

เข้ากับสารเคมีอื่นๆในหลอดทดลอง

and these chemicals will start to self-associate

แล้วสารเคมีพวกนี้จะรวมตัวกับพวกเดียวกัน

to form larger and larger structures.

เพื่อที่จะกลายเป็นโครงสร้างที่มีขนาดใหญ่ขึ้น

So say on the order of tens of thousands,

เพื่อที่จะให้โมเลกุล

hundreds of thousands of molecules will

จำนวนนับหมื่น นับแสน

come together to form a large structure

เข้ามารวมกัน อยู่ในโครงสร้างที่มีขนาดใหญ่

that didn't exist before.

นั่นมันไม่เคยมีมาก่อน

And in this particular example,

และในตัวอย่างนี้

what I took is some membrane molecules,

เรานำสารที่เป็นเยื่อหุ้ม

mixed those together in the right environment,

ผสมกันในสิ่งแวดล้อมที่เหมาะสม

and within seconds it forms these rather

และภายในไม่กี่วินาที มันเริ่มที่จะสร้าง

complex and beautiful structures here.

โครงสร้างที่สวยและซับซ้อน

These membranes are also quite similar,

เยื่อหุ้มเหล่านี้ค่อนข้างคล้าย

morphologically and functionally,

ทั้งด้านกายภาพและหน้าที่

to the membranes in your body,

กับเยื่อหุ้มในร่างกายของคุณ

and we can use these, as they say,

และเราก็สามารถใช้พวกมัน

to form the body of our protocell.

เพื่อที่จะสร้างโปรโตเซลล์ของเรา

Likewise,

เช่นเดียวกัน

we can work with oil and water systems.

เราสามารถใช้น้ำและน้ำมัน

As you know, when you put oil and water together,

เมื่อคุณผสมมันเข้าด้วยกัน

they don't mix, but through self-assembly

มันจะไม่ผสมกัน แต่รวมกับตัวมันเอง

we can get a nice oil droplet to form,

เราสามารถทำให้หยดน้ำมันเล็กๆรวมตัว

and we can actually use this as a body for

และเราสามารถใช้มันเป็นโครงร่าง

our artificial organism or for our protocell,

สำหรับสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ หรือโปรโตเซลล์

as you will see later.

ดังที่คุณจะได้เห็นต่อไป

So that's just forming some body stuff, right?

ถ้าอย่างนั้น มันก็แค่เป็นการสร้างโครงร่างใช่ไหม

Some architectures.

เป็นสถาปัตยกรรมอะไรสักอย่าง

What about the other aspects of living systems?

แล้วส่วนอื่นๆที่เป็นระบบของสิ่งมีชีวิตหล่ะ

So we came up with this protocell model here

เราจึงสร้างตัวอย่างโปรโตเซลล์นี้ขึ้น

that I'm showing.

ที่ผมกำลังแสดงให้คุณดู

We started with a natural occurring clay

เราเริ่มจากดินที่เกิดตามธรรมชาติ

called montmorillonite.

เรียกว่า มอนท์มอริลโลไนท์ (montmorillonite)

This is natural from the environment, this clay.

มันเป็นดินจากธรรมชาติ

It forms a surface that is, say, chemically active.

มันสร้างพื้นผิวที่เกิดปฎิกิริยาเคมีได้

It could run a metabolism on it.

มันสามารถเผาผลาญได้

Certain kind of molecules like to associate

โมเลกุลบางชนิดชอบที่จะเข้าไปยุ่งเกี่ยวกับดินนี้

with the clay. For example, in this case, RNA, shown in red

ยกตัวอย่างเช่น อาร์เอ็นเอ ที่เห็นเป็นสีแดง

-- this is a relative of DNA,

--มันมีความสัมพันธ์ุกับดีเอ็นเอ

it's an informational molecule --

มันเป็นโมเลกุลเกี่ยวกับข้อมูลเหมือนกัน --

it can come along and it starts to associate

มันเข้ามา และก็เริ่มที่จะมาอยู่ใกล้ๆ

with the surface of this clay.

กับพื้นผิวของดินนี้

This structure, then, can organize the

โครงสร้างนี้สามารถจัดเรียงรูปแบบ

formation of a membrane boundary around

ของขอบเขตเยื่อหุ้มรอบๆตัวมันเอง

itself, so it can make a body of

เพื่อที่จะสร้างโครงร่างของ

liquid molecules around itself, and that's

โมเลกุลของเหลวรอบๆตัวมัน

shown in green here on this micrograph.

ที่แสดงให้เห็นเป็นสีเขียว

So just through self-assembly, mixing things

แค่จากการรวมตัวกันเอง ผสมพวกมันเข้าด้วยกัน

together in the lab, we can come up with, say,

เราก็ได้

a metabolic surface with some

พื้นผิวที่มีการเผาผลาญ

informational molecules attached

มีโมเลกุลข้อมูล

inside of this membrane body, right?

อยู่ข้างในเยื่อหุ้มของมัน ใช่ไหมครับ

So we're on a road towards living systems.

และเราก็กำลังจะเดินทางไปสู่ระบบสิ่งมีชีวิต

But if you saw this protocell, you would not

แต่ถ้าคุณเห็นโปรโตเซลล์

confuse this with something that was actually alive.

คุณอย่าสับสนกับสิ่งที่มีชีวิตนะครับ

It's actually quite lifeless. Once it forms,

จริงๆแล้ว มันค่อนข้างที่จะไร้ชีวิต

it doesn't really do anything.

เมื่อมันถูกสร้างขึ้นแล้ว มันไม่ทำอะไรเลย

So, something is missing.

มันมีบางอย่างขาดหายไป

Some things are missing.

อะไรสักอย่าง

So some things that are missing is,

และสิ่งที่ขาดไปก็คือ

for example, if you had a flow of energy

ยกตัวอย่าง ถ้าคุณมีการถ่ายทอดพลังงาน

through a system, what we'd want

ผ่านระบบนั้น สิ่งที่เราต้องการ

is a protocell that can harvest

ก็คือโปรโตเซลล์

some of that energy in order to maintain itself,

ที่สามารถเก็บเกี่ยวพลังงาน ไว้ใช้ดำรงชีวิตของมัน

much like living systems do.

เหมือนกับที่ระบบสิ่งมีชีวิตทำ

So we came up with a different protocell

เราก็เลยสร้างโปรโตเซลล์อีกแบบ

model, and this is actually simpler than the previous one.

ซึ่งจริงๆแล้วเรียบง่ายกว่าแบบแรก

In this protocell model, it's just an oil droplet,

ในโปรโตเซลล์นี้ มันเป็นแค่หยดน้ำมัน

but a chemical metabolism inside

แต่มี เคมีการเผาผลาญอยู่ข้างใน

that allows this protocell to use energy

นั่นทำให้มันสามารถใช้พลังงาน

to do something, to actually become dynamic,

เพื่อที่จะทำกิจกรรม เพื่อที่จะให้มันมีพลวัติ

as we'll see here.

อย่างที่เราเห็นอยู่นี่

You add the droplet to the system.

เราแค่เติมหยดลงไปในระบบ

It's a pool of water, and the protocell

ในสระน้ำ และโปรโตเซลล์

starts moving itself around in the system.

ก็เริ่มที่จะเคลื่อนไปมาด้วยตัวมันเอง

Okay? Oil droplet forms

โอเค หยดน้ำมัน

through self-assembly, has a chemical

รวมตัวกันได้ มีเมตาบอลิซึมเคมีข้างใน

metabolism inside so it can use energy,

และสามารถใช้พลังงานได้

and it uses that energy to move itself

และมันก็ใช้พลังงานเคลื่อนไหวตัวมันเอง

around in its environment.

ไปรอบๆ

As we heard earlier, movement is very

และที่เราได้ยินก่อนหน้านี้

important in these kinds of living systems.

การเคลื่อนไหวสำคัญมาก ต่อระบบสิ่งมีชีวิตเหล่านี้

It is moving around, exploring its environment,

มันเคลื่อนไปรอบๆ สำรวจสิ่งแวดล้อม

and remodeling its environment, as you see,

แล้วเปลี่ยนรูปแบบสิ่งแวดล้อม ดังที่คุณเห็น

by these chemical waves that are forming by the protocell.

โดยคลื่นสารเคมีที่ถูกสร้างโดยโปรโตเซลล์

So it's acting, in a sense, like a living system

ฉะนั้น มันมีพฤติกรรมที่ดูคล้ายๆระบบสิ่งมีชีวิต

trying to preserve itself.

พยายามที่จะรักษาตัวมันเองไว้

We take this same moving protocell here,

เราเอาโปรโตเซลล์ที่เคลื่อนไหวเหล่านี้มา

and we put it in another experiment,

ลองทำการทดลองอีกอย่าง

get it moving. Then I'm going

ให้มันเคลื่อนที่ไปแล้ว แล้วผมก็

to add some food to the system,

หย่อนอาหารให้กับระบบ

and you'll see that in blue here, right?

และคุณก็เห็นว่า ตรงนั้นเป็นสีฟ้า ใช่ไหมครับ

So I add some food source to the system.

และผมก็ใส่แหล่งอาหารลงไป

The protocell moves. It encounters the food.

โปรโตเซลล์เคลือนที่ มันเข้าไปยังอาหาร

It reconfigures itself and actually then

มันปรับแต่งตัวเอง และในที่สุด

is able to climb to the highest concentration

ก็สามารถที่จะปีนเข้าไปในเขต

of food in that system and stop there.

ที่มีความเข้มข้นของอาหารมากที่สุด และจอดอยู่ตรงนั้น

Alright? So not only do we have this system

โอเค ตอนนี้เราไม่ได้มีแค่ระบบ

that has a body, it has a metabolism,

ที่มีโครงร่าง มีเมตาบอลิซึม

it can use energy, it moves around.

มันใช้พลังงานได้ เคลื่อนที่ไปรอบๆได้

It can sense its local environment

รับสัมผัสจากสิ่งแวดล้อมได้

and actually find resources

และยังหาแหล่งทรัพยากรณ์

in the environment to sustain itself.

ในสิ่งแวดล้อมเพื่อที่จะดำรงตัวมันเองได้ด้วย

Now, this doesn't have a brain, it doesn't have

ทีนี้ มันไม่มีสมอง

a neural system. This is just a sack of

ไม่มีระบบประสาท

chemicals that is able to have this interesting

มันเป็นแค่ถุงของสารเคมี ที่สามาระทำสิ่งที่น่าสนใจ

and complex lifelike behavior.

และแสดงพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน

If we count the number of chemicals

ถ้าเรานับจำนวนของสารเคมีในระบบ

in that system, actually, including the water

ตามความเป็นจริงแล้ว รวมน้ำด้วย

that's in the dish, we have five chemicals

เพราะมันอยู่ในจาน เรามีสารเคมีห้าชนิด

that can do this.

และเราก็ทำสิ่งนี้ได้

So then we put these protocells together in a

เมื่อเรานำโปรโตเซลล์มารวมกัน

single experiment to see what they would do,

ในการทดลองเดียว เพื่อจะดูว่าพวกมันจะทำอะไร

and depending on the conditions, we have

และลองเปลี่ยนตัวแปรต่างๆ

some protocells on the left that are

เรามีโปรโตเซลล์ทางซ้าย

moving around and it likes to touch the other

ที่เคลื่อนที่ไปมาแล้วมันก็ชอบที่จะไปสัมผัสสิ่งอื่น

structures in its environment.

ในสิ่งแวดล้อมของมัน

On the other hand we have two moving

ในอีกข้างนึง เรามีโปรโตเซลล์สองตัว

protocells that like to circle each other,

ที่ชอบที่จะล้อมกันและกัน

and they form a kind of a dance, a complex dance with each other.

มันเหมือนเข้ามาเต้นรำกัน เป็นการเต้นรำที่ซับซ้อน

Right? So not only do individual protocells

ทีนี้ ไม่ใช่แค่ว่าโปรโตเซลล์เดี่ยว

have behavior, what we've interpreted as

จะมีพฤติกรรม หรืออะไรก็ตามที่เราให้นิยามว่าพฤติกรรม

behavior in this system, but we also have

แต่เราได้เห็นว่า

basically population-level behavior

มันมีพฤติกรรมกลุ่มด้วย

similar to what organisms have.

คล้ายกับที่สิ่งมีชีวิตทำ

So now that you're all experts on protocells,

มาถึงตรงนี้พวกคุณก็เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านโปรโตเซลล์กันแล้ว

we're going to play a game with these protocells.

เรากำลังเล่นเกมส์กับโปรโตเซลล์พวกนี้

We're going to make two different kinds.

เรากำลังที่จะสร้างโปรโตเซลล์ที่ต่างกันสองชนิด

Protocell A has a certain kind of chemistry

โปรโตเซลล์ เอ มีสารเคมีแบบนึง ข้างใน

inside that, when activated, the protocell

เมื่อถูกกระตุ้น

starts to vibrate around, just dancing.

มันจะเริ่มสั่นไปรอบๆ เหมือนเต้นรำ

So remember, these are primitive things,

จำไว้นะครับว่า มันเป็นสิ่งพื้นฐาน

so dancing protocells, that's very

ฉะนั้น โปรโตเซลล์เต้นรำ

interesting to us. (Laughter)

เป็นอะไรที่น่าสนใจมากสำหรับเรา (เสียงหัวเราะ)

The second protocell has a different

โปรโตเซลล์ตัวที่สอง

chemistry inside, and when activated,

มีสารเคมีข้างในต่างออกไป เมื่อเรากระตุ้นมัน

the protocells all come together and they fuse

มันจะเข้ามาหากันและรวมตัว

into one big one. Right?

กลายเป็นตัวใหญ่ตัวเดียว

And we just put these two together

เราลองจับโปรโตเซลล์สองชนิด

in the same system.

มาเจอกันในระบบ

So there's population A,

นั่น โปรโตเซลล์ เอ

there's population B, and then

และ นั่น โปรโตเซลล์ บี จากนั้น

we activate the system,

เรากระตุ้นระบบ

and protocell Bs, they're the blue ones,

และ โปรโตเซลล์ บี พวกมันสีฟ้า

they all come together. They fuse together

มันเข้ามาหากัน และรวมกัน

to form one big blob, and the other protocell

กลายเป็นก้อนใหญ่หนึ่งก้อน และ โปรโตเซลล์อื่น

just dances around. And this just happens

ก็เต้นอยู่รอบๆ มันจะเป็นแบบนี้ไปเรื่อยๆ

until all of the energy in the system is

จนกระทั่งพลังงานทั้งหมดในระบบ

basically used up, and then, game over.

ถูกใช้จนหมด จบเกมส์

So then I repeated this experiment

จากนั้น ผมได้ทำการทดลองนี้ซ้ำ

a bunch of times, and one time

อยู่อีกหลายครั้ง แล้วก็มีครั้งนึง

something very interesting happened.

ที่สิ่งที่น่าสนใจมากเกิดขึ้น

So, I added these protocells together

ผมใส่โปรโตเซลล์พวกนี้เข้าด้วยกัน

to the system, and protocell A and protocell B

ในระบบ และ โปรโตเซลล์ เอ กับ โปรโตเซลล์ บี

fused together to form a hybrid protocell AB.

ก็รวมกัน กลายเป็น โปรโตเซลล์ ลูกผสม เอบี

That didn't happen before. There it goes.

มันไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน

There's a protocell AB now in this system.

ตอนนี้เรามี โปรโตเซลล์ เอบี ในระบบ

Protocell AB likes to dance around for a bit,

โปรโตเซลล์ เอบี ชอบที่จะเต้นไปรอบๆนิดหน่อย

while protocell B does the fusing, okay?

แต่ โปรโตเซลล์ชอบที่จะรวมตัว

But then something even more interesting happens.

แต่ อะไรที่น่าสนใจยิ่งกว่านั้นเกิดขึ้น

Watch when these two large protocells,

ดูว่าเมื่อ โปรโตเซลล์ ขนาดใหญ่สองตัว

the hybrid ones, fuse together.

เป็นลูกผสม รวมตัวกัน

Now we have a dancing protocell

ตอนนี้เรามี โปรโตเซลล์เต้นรำ

and a self-replication event. Right. (Laughter)

และ ปรากฎการณ์การแบ่งตัว (เสียงหัวเราะ)

Just with blobs of chemicals, again.

มันเป็นแค่ก้อนสารเคมี

So the way this works is, you have

ดังนั้น การที่มันทำงานได้คือ

a simple system of five chemicals here,

ต้องมีระบบที่มีสารเคมีห้าชนิด

a simple system here. When they hybridize,

เป็นระบบพื้นๆ เมื่อมันผนวกรวมกัน

you then form something that's different than

คุณได้อะไรบางอย่างที่แตกต่าง

before, it's more complex than before,

ไปจากสิ่งเดิม มันซับซ้อนกว่าเดิม

and you get the emergence of another kind of

และคุณก็ได้สิ่งที่มีลักษณะคล้ายสิ่งมีชีวิต

lifelike behavior which

ที่เป็นอีกชนิดหนึ่ง

in this case is replication.

ที่สามารถแบ่งตัวได้

So since we can make some interesting

และ เมื่อเราสามารถสร้าง

protocells that we like, interesting colors and

โปรโตเซลล์ที่น่าสนใจนี้ มีสีที่น่าสนใจ

interesting behaviors, and they're very easy

มีพฤติกรรมที่น่าสนใจ

to make, and they have interesting lifelike

และมันก็สร้างได้ง่ายๆ คุณได้สิ่งที่มีลักษณะเหมือนมีชีวิต

properties, perhaps these protocells have

บางที โปรโตเซลล์พวกนี้

something to tell us about the origin of life

น่าจะมีอะไรที่บอกเราได้เกี่ยวกับจุดเริ่มต้นของชีวิต

on the Earth. Perhaps these represent an

บนโลก บางทีมันเป็นตัวแทน

easily accessible step, one of the first steps

ให้เราเห็นถึงวิธีการง่ายๆ เป็นวิธีการต้นๆ

by which life got started on the early Earth.

ที่ชีวิตเริ่มขึ้นบนโลกในยุคแรก

Certainly, there were molecules present on

แน่นอน มันมีโมเลกุลในยุคแรกของโลก

the early Earth, but they wouldn't have been

แต่พวกมัน

these pure compounds that we worked with

ไม่ได้บริสุทธิ์เหมือนกับสารที่เราใช้ในห้องแลป

in the lab and I showed in these experiments.

และเหมือนที่ผมแสดงให้เห็นนี้

Rather, they'd be a real complex mixture of

ที่จริง พวกมันจะเป็นสิ่งที่ซับซ้อน

all kinds of stuff, because

ประกอบด้วยสิ่งต่างๆมากมาย เพราะว่า

uncontrolled chemical reactions produce

ปฎิกิริยาของสารเคมีที่ความคุมไม่ได้

a diverse mixture of organic compounds.

ได้สร้างสารอินทรีย์ต่างๆออกมามากมาย

Think of it like a primordial ooze, okay?

คิดซะว่ามันเหมือนกับโคลนในยุคแรกๆของโลก

And it's a pool that's too difficult to fully

มันเป็นบ่อรวมของอะไรหลายๆอย่าง

characterize, even by modern methods, and

ยากที่จะบอกได้ว่ามีอะไรบ้าง แม้จะใช้เทคนิคทันสมัย

the product looks brown, like this tar here

มันมีสีออกน้ำตาล เหมือนน้ำมันดิน

on the left. A pure compound

ทางด้านซ้าย ส่วนสารประกอบบริสุทธิ์

is shown on the right, for contrast.

อยู่ทางด้านขวา เพื่อให้เห็นความแตกต่างนะครับ

So this is similar to what happens when you

ฉะนั้น สิ่งที่คล้ายๆกันนี้เกิดขึ้น

take pure sugar crystals in your kitchen,

เมื่อคุณนำผลึกน้ำตาลบริสุทธิ์ในครัว

you put them in a pan, and you apply energy.

ใส่ลงไปในกระทะ และให้พลังงาน

You turn up the heat, you start making

คุณเปิดเตา สิ่งที่คุณทำก็คือ

or breaking chemical bonds in the sugar,

ทำให้โมเลกุลสารเคมีในน้ำตาลหัก

forming a brownish caramel, right?

แล้วมันก็กลายเป็นคาราเมลสีน้ำตาลใช่ไหมครับ

If you let that go unregulated, you'll

ถ้าคุณปล่อยมันไปเรื่อยๆไม่ได้ควบคุม

continue to make and break chemical bonds,

คุณก็จะสร้างและทำลายพันธะเคมีไปเรื่อยๆ

forming an even more diverse mixture of

กลายเป็นโมเลกุลต่างๆที่มีความหลากหลายมากขึ้น

molecules that then forms this kind of black

ที่ในที่สุดกลายเป็นสารดำๆ

tarry stuff in your pan, right, that's

ลักษณะคล้ายน้ำมันดินในกระทะ

difficult to wash out. So that's what

ที่ล้างออกยากๆ

the origin of life would have looked like.

จุดกำเนิดชีวิตหน้าตาคล้ายๆอย่างนั้น

You needed to get life out of this junk that

คุณต้องนำชีวิตออกมาจากซาก

is present on the early Earth,

ที่มีอยู่ในโลกยุคแรก

four, 4.5 billion years ago.

4.5 พันล้านปีก่อน

So the challenge then is,

ฉะนั้น ความท้าทายก็คือ

throw away all your pure chemicals in the lab,

เราต้องโยนสารเคมีบริสุทธิ์ในแลปทิ้งให้หมด

and try to make some protocells with lifelike

แล้วพยายามสร้างโปรโตเซลล์ที่มีลักษณะเหมือนมีชีวิต

properties from this kind of primordial ooze.

จากสิ่งที่เป็นสิ่งพื้นฐานลักษณะคล้ายโคลน

So we're able to then see the self-assembly

เราสามารถที่จะเห็นหยดน้ำมันเล็กๆพวกนี้

of these oil droplet bodies again

รวมตัวกับพวกมันเองได้

that we've seen previously,

เหมือนกับที่เราได้เห็นก่อนหน้านี้

and the black spots inside of there

และจุดดำๆข้างในพวกมัน

represent this kind of black tar -- this diverse,

เป็นตัวแทนของน้ำมันดินดำๆพวกนี้

very complex, organic black tar.

เป็นน้ำมันดินอินทรีย์ มันซับซ้อนและหลากหลาย

And we put them into one of these

และเราก็นำมันมาใช้ในการทดลอง

experiments, as you've seen earlier, and then

อย่างที่คุณได้เห็นก่อนหน้านี้

we watch lively movement that comes out.

และเราก็เห็นพวกมันเคลื่อนไหว

They look really good, very nice movement,

มันออกมาดูดีมาก เคลือนไหวได้ดี

and also they appear to have some kind of

และพวกมันก็เหมือนที่จะมีลักษณะ

behavior where they kind of circle

พฤติกรรม ซึ่งพวกมัน

around each other and follow each other,

อยู่รวมๆกันเป็นวง และวิ่งตามพวกเดียวกัน

similar to what we've seen before -- but again,

คล้ายๆกับที่เราเห็นมาก่อนหน้านี้ แต่ว่า

working with just primordial conditions,

นี่เป็นการทดลองที่อยู่ภายใต้สภาวะพื้นฐาน

no pure chemicals.

ไม่มีสารเคมีบริสุทธิ์

These are also, these tar-fueled protocells,

นอกจากนั้น โปรโตเซลล์ที่ใช้น้ำมันดินพวกนี้

are also able to locate resources

ยังสามารถที่จะรับรู้ถึงแหล่งพลังงาน

in their environment.

ในสิ่งแวดล้อมมันได้ด้วย

I'm going to add some resource from the left,

ผมกำลังที่จะใส่อาหารลงไปทางซ้าย

here, that defuses into the system,

ซึ่งจะค่อยๆแพร่ไปในระบบ

and you can see, they really like that.

และคุณก็จะเห็นว่าพวกมันชอบ

They become very energetic, and able

พวกมันกระตือรือล้น และสามารถที่จะ

to find the resource in the environment,

หาแหล่งอาหารในสิ่งแวดล้อมได้

similar to what we saw before.

คล้ายกับที่เราเห็นก่อนหน้านี้

But again, these are done in these primordial

แต่ว่า ทั้งหมดนี้ทำภายใต้สภาวะพื้นฐาน

conditions, really messy conditions,

เป็นสภาวะที่ยุ่งเหยิง

not sort of sterile laboratory conditions.

ไม่ใช่แบบที่สะอาดเหมือนในห้องทดลอง

These are very dirty little protocells,

พวกมันเป็นเจ้าโปรโตเซลล์เลอะเทอะ

as a matter of fact. (Laughter)

แบบจริงจัง (เสียงหัวเราะ)

But they have lifelike properties, is the point.

แต่พวกมันมีลักษณะเหมือนมีชีวิต นั่นแหละประเด็น

So, doing these artificial life experiments

ดังนั้น การทดลองสร้างชีวิตสังเคราะห์

helps us define a potential path between

ช่วยเราบอกความศักยภาพระหว่าง

non-living and living systems.

สิ่งไม่มีชีวิต และสิ่งมีชีวิต

And not only that, but it helps us

มากไปกว่านั้น มันยังช่วย

broaden our view of what life is

ให้มุมมองของเราต่อเรื่องชีวิตกว้างขึ้น

and what possible life there could be

และ ทำให้เราคิดว่าลักษณะชีวิตนอกโลก

out there -- life that could be very different

ชีวิตที่มีลักษณะต่างออกไป

from life that we find here on Earth.

จากที่เรามีในโลกนี้ หน้าตาอาจเป็นแบบไหน

And that leads me to the next

และมันก็ได้นำเราไปสู่นิยามถัดไป

term, which is "weird life."

ที่เรียกว่า "ชีวิตประหลาด"

This is a term by Steve Benner.

ซึ่งเป็นคำที่สร้างขึ้นโดย สตีฟ เบนเนอร์

This is used in reference to a report

มันได้ถูกใช้อ้างอิงในรายงาน

in 2007 by the National Research Council

เมื่อปี 2007 โดย สภาวิจัยแห่งชาติ

in the United States, wherein

ในสหรัฐอเมริกา

they tried to understand how we can

ซึ่งงานวิจัยนั้นเขาพยายามที่จะเข้าใจว่า

look for life elsewhere in the universe, okay,

เราจะสามารถมองหาสิ่งมีชีวิต จากที่อื่นๆในจักรวาลได้อย่างไร

especially if that life is very different from life

โดยเฉพาะถ้าสิ่งมีชีวิตนั้น ต่างไปจากสิ่งมีชีวิตที่เราพบบนโลก

on Earth. If we went to another planet and

ถ้าเราไปที่ดาวเคราะห์อื่น

we thought there might be life there,

และถ้าเราคิดว่าที่นั่นอาจมีสิ่งมีชีวิต

how could we even recognize it as life?

เราจะรู้ได้อย่างไรว่ามันเป็นสิ่งมีชีวิต

Well, they came up with three very general

พวกเขาได้ข้อสรุปทั่วไปออกมาสามข้อ

criteria. First is -- and they're listed here.

และพวกเขาก็เขียนออกมา อย่างแรกก็คือ

The first is, the system has to be in

ระบบจะต้องอยู่ใน

non-equilibrium. That means the system

ภาวะที่ไม่คงที่ นั่นหมายความว่าระบบ

cannot be dead, in a matter of fact.

ต้องไม่ตาย

Basically what that means is, you have

โดยพื้นฐานแล้ว ความหมายก็คือ

an input of energy into the system that life

มีการให้พลังงานเข้าไปในระบบ ที่ชีวิตสามารถนำไปใช้

can use and exploit to maintain itself.

และเป็นประโยชน์กับชีวิตมัน

This is similar to having the Sun shining

มันเหมือนกับมีแสงจากดวงอาทิตย์

on the Earth, driving photosynthesis,

ส่องมาบนโลก ขับเคลื่อนการสังเคราะห์ด้วยแสง

driving the ecosystem.

ขับเคลื่อนระบบนิเวศ

Without the Sun, there's likely to be

เมื่อปราศจากดวงอาทิตย์

no life on this planet.

มันก็ไม่น่าจะมีชีวิตเกิดขึ้นบนโลกนี้

Secondly, life needs to be in liquid form,

อย่างที่สอง ชีวิตต้องอยู่ในรูปของเหลว

so that means even if we had some

นั่นหมายความว่า ถึงแม้ว่าเรา

interesting structures, interesting molecules

จะมีโครงร่างที่น่าสนใจ มีโมเลกุลที่น่าสนใจ

together but they were frozen solid,

ประกอบเข้าด้วยกัน แต่พวกมันเย็นแข็ง

then this is not a good place for life.

มันคงจะไม่ใช่ที่ที่ดีต่อชีวิต

And thirdly, we need to be able to make

และอย่างที่สาม เราต้องสามารถที่จะ

and break chemical bonds. And again

สร้างและทำลายพันธะเคมีได้

this is important because life transforms

และนี่เป็นสิ่งสำคัญ เพราะว่าชีวิต

resources from the environment into

ต้องสามารถเปลี่ยนแหล่งพลังงานจากธรรมชาติ

building blocks so it can maintain itself.

ไปเป็นสารตั้งต้นของชีวิตเพื่อที่มันจะดำรงอยู่ได้

Now today, I told you about very strange

วันนี้ ผมได้เล่าให้คุณฟังเกี่ยวกับ

and weird protocells -- some that contain clay,

โปรโตเซลล์ที่แปลกและประหลาด

some that have primordial ooze in them,

บางตัวมีดินโคลน บางตัวมีสารพื้นฐานคล้ายโคลน

some that have basically oil

บ้างก็มีน้ำมัน

instead of water inside of them.

อยู่ในน้ำข้างในพวกมัน

Most of these don't contain DNA,

ส่วนใหญ่แล้ว มันไม่มีดีเอ็นเอ

but yet they have lifelike properties.

แต่พวกมันก็ยังมีลักษณะคล้ายสิ่งมีชีวิต

But these protocells satisfy

แต่พวกโปรโตเซลล์นี้ยังเข้ากับ

these general requirements of living systems.

กฎพื้นฐานของการเป็นสิ่งที่มีชีวิต

So by making these chemical, artificial

ดังนั้น จากการการทดลอง สร้างสารเคมีพวกนี้

life experiments, we hope not only

เป็นชีวิตสังเคราะห์ พวกเราหวังว่า

to understand something fundamental

นอกจากเราจะเข้าใจพื้นฐานบางอย่าง

about the origin of life and the existence

เกี่ยวกับจุดกำเนิดของชีวิตและการดำรงอยู่

of life on this planet, but also

ของชีวิตบนโลกแล้ว

what possible life there could be

เรายังจะเห็นภาพว่า ชีวิตนอกโลก

out there in the universe. Thank you.

น่าจะมีคุณสมบัติเป็นอย่างไร ขอบคุณครับ

(Applause)

(เสียบปรบมือ)