Ученые смоделировали процесс эволюции при помощи простых химических соединений

IT новости на Учитель программирования Ру
В настоящее время, несмотря на постоянно ведущиеся в этом направлении исследования, ученым пока еще не удалось воссоздать полноценную синтетическую жизнь в своих лабораториях. В направлении создания синтетической жизни работают и исследователи из университета Глазго, возглавляемые профессором Ли Кронином (Lee Cronin). И недавно им все же удалось добиться некоторых положительных результатов, создав чисто химическую систему, способную эволюционировать подобно системам простейших организмов. И эти работы были проведены в рамках программы, целью которой является создание необычных форм жизни, которые совершенно не используют молекул ДНК и других биологических составляющих.

Основой для текущих исследований является предыдущая работа профессора Кронина, в которой было разработано множество видов оснований, составляющих компонентов, для “химической” синтетической жизни. В этот раз процесс создания такой жизни был автоматизирован за счет использования немного модифицированного трехмерного принтера, который впрыскивал строго дозированные капельки специальных маслянистых составов в определенных местах чашки Петри, наполненной водой.

Капельки представляют собой смесь четырех различных химических соединений. Комбинации соотношения количеств этих соединений позволяют создать около 225 видов составов, отличающихся свойствами, поведением и способностью к преобразованию химической энергии в кинетическую энергию движения. Наличие источника энергии для движения превращает каждую капельку в своего рода примитивного робота, который движется и ведет себя согласно нескольким базовым правилам.

Автоматизированная исследовательская установка вносит капельки в чашку Петри, группируя их в скопления, которые ученые назвали “населением”. При помощи видеокамер система позволяет исследователям наблюдать за перемещениями групп капелек, их разделением и колебаниями. По некоторым признакам те части “населения”, которые преуспели в процессе эволюционирования, пополняются свежими капельками и продолжают эволюционировать дальше. Согласно наблюдениям, после смены 20 “поколений” капелек, процесс химической эволюции начинают весьма точно подражать процессу естественной эволюции, а поведение эволюционировавшего “населения” становится более стабильным и прогнозируемым.

“Это является первым разом в истории науки, когда эволюционирующая химическая система существует вне рамок любой биологической системы” – рассказывает профессор Кронин, – “Моделирование биологических эволюционных процессов, развития организмов от простых к более сложным видам, является весьма сложным и длительным делом. Но, благодаря спроектированной нами системе мы можем изучать эволюционные процессы на более простом уровне, к тому же процессы химической эволюции происходят гораздо быстрее естественных процессов, что позволяет нам экспериментировать с эволюцией в достаточно широких рамках”.

В своих будущих экспериментах ученые планируют уже не просто проводить пассивное наблюдение за происходящими эволюционными процессами. Они будут пытаться выискивать случаи “неожиданных отклонений” и вмешиваться в ход процессов, еще больше усугубляя эти отклонения и наблюдая за тем, что из этого получается.

“В последние годы нам удалось узнать достаточно много нового о процессах биологической эволюции благодаря возможностям современной компьютерной техники и достаточно сложных математических моделей. Наши же исследования позволяют взглянуть на эволюционные процессы с совершенной новой точки зрения. И, благодаря этому нам удастся не только вскрыть некоторые тайны происхождения всего живого на белом свете, но и создать образцы синтетической жизни, в основе которой лежит не биология, а достаточно простая химия”.

Параллельно с экспериментами в области химической эволюции группа профессора Кронина занимается созданием первых неорганических аналогов живых клеток, которые они называют iCHELL. Эти клетки будут состоять преимущественно из металлов с примесями молекул других соединений, и они будут демонстрировать некоторое поведение, присущее обычным живым клеткам, входящим в состав любых сложных биологических организмов.

Источник


Поделиться ссылочкой: