Naukowcy odkryli, że ksenoboty mogą dawać potomstwo

Amerykańscy naukowcy, którzy stworzyli pierwsze żywe roboty, twierdzą, że formy życia, znane jako ksenoboty, mogą się teraz rozmnażać – i to w sposób niespotykany u roślin i zwierząt.

Utworzone z komórek macierzystych afrykańskiej żaby szponiastej (Xenopus laevis), ksenoboty mają mniej niż milimetr szerokości. Po raz pierwszy zostały opisane w zeszłym roku i są znane jako „żywe roboty” – syntetyczne formy życia, które mogą się poruszać, współpracować w grupach i samoleczyć.

Ksenoboty nie mają układu pokarmowego ani neuronów i naturalnie rozpadają się po około dwóch tygodniach. Mogą poruszać się za pomocą podobnych do włosów wypustek zwanych rzęskami. Teraz badacze stojący za pracami odkryli, że ksenoboty mogą również się replikować. Naukowcy z Uniwersytetu Vermont, Uniwersytetu Tufts i Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering na Uniwersytecie Harvarda, odkryli całkowicie nową formę biologicznego rozmnażania, różniącą się od wszelkich zwierząt lub roślin znanych nauce.

„Byłem tym zdumiony” – powiedział Michael Levin, profesor biologii i dyrektor Allen Discovery Center na Tufts University, który był współautorem nowych badań. Ksenoboty stosują zupełnie inne podejście zwane kinematyczną samoreplikacją – proces wcześniej obserwowany w przypadku cząsteczek, ale nie organizmów.

„Żaby rozmnażają się w standardowy sposób, ale kiedy… uwolnisz (komórki) z reszty zarodka i dasz im szansę na poznanie nowego środowiska, nie tylko wymyślą nowy sposób poruszania się, ale najwyraźniej będą też w stanie się reprodukować”.

Zespół dokonał odkrycia, obserwując działania ksenobotów na szalkach Petriego zawierających wodę ze stawu o temperaturze pokojowej i luźne komórki z zarodków żab. Zespół odkrył, że lepkie komórki mogą – jeśli stos jest wystarczająco duży – utworzyć nową, poruszającą się gromadę w ciągu pięciu dni: tzw. dziecko ksenobota.

Ale jest pewien problem. „Okazuje się, że te ksenoboty będą się replikować tylko raz. Są zbyt małe i słabe, żeby mieć wnuki” – powiedział Josh Bongard, profesor informatyki i robotyki, ekspert Uniwersytetu Vermont i główny autor opracowania. Próbując stworzyć nowe generacje ksenobotów, zespół zwrócił się ku sztucznej inteligencji. Wykorzystując algorytm wzorowany na ewolucji, zespół przewidział, które początkowe kształty ksenobotów mogą generować najwięcej potomstwa i tak ksenoboty uformowane w postać Pac-Mana z gry wideo, dawały kolejne pokolenia.

Ksenoboty to nowa technologia i nie ma jeszcze żadnych praktycznych zastosowań. Jednak według naukowców ta kombinacja biologii molekularnej i sztucznej inteligencji może potencjalnie zostać wykorzystana w wielu dziedzinach życia. Może to obejmować takie rzeczy, jak zbieranie mikrodrobin plastiku w oceanach, sprawdzanie systemów korzeniowych i medycyna regeneracyjna. Na dłuższą metę bioboty wykonane z naszych własnych komórek mogą być nawet używane w organizmie, aby wyeliminować potrzebę operacji.

Chociaż perspektywa samoreplikującej się biotechnologii może budzić niepokój, naukowcy stwierdzili, że żywe maszyny były w całości przechowywane w laboratorium, łatwo ulegają biodegradacji i są regulowane przez ekspertów ds. etyki. „Pracujemy nad zrozumieniem tej właściwości: replikacji. Świat i technologie szybko się zmieniają. Dla całego społeczeństwa ważne jest, abyśmy badali i rozumieli, jak to działa” – mówi Bongard.

Badanie zostało opublikowane w recenzowanym czasopiśmie naukowym PNAS.