Все новости
Редакционный материал

Робот лепит роботят. Угрожают ли человечеству созданные им организмы

Междисциплинарная команда американских ученых, почти два года назад создавшая «живых роботов» из стволовых клеток лягушачьих эмбрионов, теперь обнаружила, что эти создания способны размножаться. Что это — универсальная технология будущего, начало конца света или забавная биологическая игрушка?
8 декабря 2021 13:11
Фото: Getty Images

Самовоспроизводящиеся роботы — давняя мечта и кошмар человечества. С одной стороны, такие машины означали бы если не полное освобождение человечества от необходимости трудиться «в поте лица своего», то очень важный шаг к такому освобождению. С другой — это снятие главного предохранителя, гарантирующего, что в один прекрасный день наши создания не выйдут из-под контроля.

И вот — свершилось. Хотя статья четырех американских исследователей в престижном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences скромно озаглавлена «Кинематическое самовоспроизведение реконфигурируемых организмов», в ее пересказах в самых разных медиа и ресурсах на все лады варьировался месседж: «Живые роботы размножаются!»

Напомним вкратце, о чем идет речь. Еще в начале прошлого года та же команда в том же журнале опубликовала статью, в которой сообщала о созданных ею необычных структурах. Взяв достаточно много плюрипотентных стволовых клеток из бластулы шпорцевой лягушки (одного из излюбленных объектов эмбриологов), они вручную под микроскопом собрали их в комочки тех форм, которые предварительно созданная компьютерная модель выбрала в качестве оптимальных. Через некоторое время клетки, образующие наружный слой, отрастили реснички, согласованное биение которых позволяло комочкам целенаправленно двигаться в подсоленной воде. Ученые смогли до некоторой степени управлять их поведением, побуждая их двигаться в определенном направлении и даже переносить «грузы» — гранулы нейтрального вещества.

В научной статье ученые назвали свои создания «реконфигурируемыми организмами», однако прямо говорили, что рассматривают их как прототипы будущих живых роботов, способных решать целый ряд задач — от целенаправленной доставки лекарств в определенные ткани и структуры человеческого организма до сбора высокодисперсных загрязнений (микрочастиц пластика и т. п.) в окружающей среде. Широкой же публике эти живые комочки оказались представлены под неофициальным именем «ксеноботы» — от латинского родового названия шпорцевой лягушки Xenopus.

Но пока каждого крохотного «робота» нужно собирать вручную под микроскопом, об их промышленном применении не может быть и речи. Нужно было как-то научиться производить их массово, а лучше — научить их размножаться. И новая публикация рассказывает как раз о том, что в этом отношении ксеноботы преподнесли своим создателям сюрприз. Оказалось, что если поместить их в чашку Петри с достаточным числом изолированных стволовых клеток (таких же, как те, что послужили исходным материалом для их создания), ксеноботы самопроизвольно принимаются лепить из них комочки. Через некоторое время эти комочки вызревают в таких же ксеноботов, только меньшего размера.

Иными словами, ксеноботы оказались способными размножаться — причем совсем не так, как это делают все естественные организмы. Авторы работы назвали этот способ размножения «кинематической саморепликацией» — по аналогии с тем, как некоторые сложные молекулы катализируют синтез себе подобных из более простых веществ. Впрочем, способность ксеноботов к размножению оказалась весьма ограниченной: в большинстве случаев на свет появлялось только одно «дочернее» поколение, редко — два. Дело в том, что ксеноботы не умеют расти, а маленькие «ксеноботята» уже не могут лепить комки из свободных клеток. Правда, заменив по совету компьютерной модели ксеноботы-шарики (у которых была обнаружена способность к размножению) на ксеноботы с глубокой вмятиной (прозванные «пакманами» из-за сходства с персонажем популярной компьютерной игры), ученые добились увеличения числа репродуктивных циклов в среднем до трех. Но дальше дело не пошло: ксеноботы-пакманы производили «детей» простой шарообразной формы.

Вообще-то этого и следовало ожидать. Еще в 1949 году знаменитый венгерско-американский математик и один из классиков кибернетики Джон фон Нейман, рассматривая возможность (в то время сугубо теоретическую) создания самовоспроизводящихся автоматов, доказал, что такой автомат обязательно должен иметь программу построения своей копии, а цикл его воспроизводства должен включать две раздельные операции: копирование программы и ее выполнение. Ксеноботы не соответствуют этому выводу — хотя в каждой их клетке есть такая программа (геном шпорцевой лягушки), их «размножение» никак не связано с ее реализацией. И потому не может быть неограниченным и не способно передавать «потомкам» отличительные признаки «родителей» — хотя бы даже вмятину. Можно сказать, что создатели ксеноботов доказали правильность анализа фон Неймана «от противного». 

Тем не менее у многих комментаторов новость о самопроизвольно размножающихся роботах вызвала нескрываемый восторг. У других она вызвала в памяти устрашающий образ «серой слизи» — апокалиптический сценарий последствий создания самовоспроизводящихся нанороботов. Согласно ему, размножение объектов такого размера невозможно контролировать, а нарастающая конкуренция за ресурсы между ними неизбежно приводит к дарвиновской эволюции, в ходе которой они осваивают все новые ресурсы. И рано или поздно таким ресурсом оказывается само человечество — вместе со всем остальным миром...

Впрочем, назвать ксеноботов «нанороботами» никак нельзя: каждый из них состоит примерно из трех тысяч клеток, а их диаметр достигает миллиметра. Да и вообще рассматривать их как угрозу явно преждевременно: они способны существовать только в очень специальных условиях, для размножения (даже ограниченного несколькими поколениями) им нужен постоянный приток изолированных эмбриональных клеток. Они ничем не питаются, живя за счет запасов питательных веществ в образующих их клетках, и неизбежно деградируют через две недели после создания. Так что и о каком-либо практическом применении этих созданий говорить пока явно рано.

И все же работа американских исследователей чрезвычайно интересна сразу в нескольких отношениях. Во-первых, она побуждает переосмыслить такое, казалось бы, интуитивно ясное понятие, как «размножение». Во-вторых, демонстрирует предел сегодняшних возможностей в понимании межклеточных взаимодействий и управлении ими. И можно держать пари, что созданные ими ксеноботы станут популярной моделью для изучения механизмов эмбрионального развития и морфогенеза.

А что вы думаете об этом?

Обсудить тему и поспорить с автором теперь можно в комментариях к материалу

Больше текстов о науке и обществе — в нашем телеграм-канале «Проект "Сноб” — Общество». Присоединяйтесь

0 комментариев
Зарегистрироваться или Войти, чтобы оставить комментарий
Читайте также
Сфера NFT с каждым днем все активнее набирает обороты, и это только начало: рынок продолжает формироваться, а вместе с ним возникают новые художники, которые меняют представление о том, как должно выглядеть диджитал-искусство. Как продвигать цифровое искусство в эпоху высокой конкуренции, кто является хедлайнером и какие NFT-дропы по-настоящему ценны на рынке, «Снобу» рассказала CEO платформы Digarty Елена Хлапина
Виктория Решульская
Поехать в Петербург — всегда отличная идея. Это город, сочетающий в равных долях хтонь и романтику, красоту дворцов и харизматичную убогость парадных, знаменитые бары и высокую гастрономию. Вне зависимости от сезона здесь всегда есть чем заняться, сколько бы раз вы ни выходили из сапсана на Московском вокзале. «Сноб» составил маршрут для эстетов, гедонистов и спортсменов, которые решили приехать в город зимой
В декабре в издательстве «Альпина нон-фикшн» выйдет книга об истории феминизма «Неудобные женщины». В ней журналистка Хелен Льюис рассказывает о том, как девушки веками боролись с патриархальной культурой, ломали стереотипы и отстаивали свои права. «Сноб» публикует отрывок из книги