Живое и неживое. В поисках определения жизни - Карл Циммер

столько опытов вручную. Им пришлось сконструировать робота для их осуществления. Кронин назвал его DropFactory – «Фабрика капель». И робот приступил к проведению тысяч серий опытов. Чтобы получить капли, способные быстро двигаться, он начал с того, что смешал четыре вида масел и разлил капельки по чашкам Петри. После этого он ставил чашки под видеокамеру для съемки, затем ополаскивал их и смешивал масла в новом сочетании. Некоторые составы давали капли, которые никак не желали шевелиться, другие же ускоряли их движение. «Фабрика капель» применяла эти результаты для моделирования химии капелек, уточняя модель с каждым новым экспериментом и учитывая результаты уточнения. Под конец этой машинной эволюции капельки носились по чашке Петри подобно щенкам на собачьей площадке.

«Фабрика капель» может обучаться изготавливать капли с другими способностями. Робот создал рецепт, заставивший капли дрожать, словно Глазго в тот момент находился в эпицентре землетрясения. В другом опыте капельки приобрели способность делиться пополам и давать выводок капелек-деток. Исследовательская группа Кронина заложила в программу робота любопытство – чтобы он сам замечал необычные новые виды поведения и усиливал их. Робот подобрал такой состав масла, что его капельки, вялые при комнатной температуре, начинали скакать, стоило ей подняться всего на несколько градусов.

Эти жизнеподобные капли, эти скачущие шарики активной материи – не жизнь. Но они могут быть репетицией ее создания. В эти капли Кронин планирует внедрить новые химические соединения – сахара, пирит, силикаты, которые в его лаборатории усердно создает при помощи отдельных циклов химических реакций другой робот.

Кронин надеется, что его роботы в конечном итоге создадут капли, которые окажутся способными к сложному поведению и осуществлению сложных химических реакций синтеза новых соединений. Возможно, эта пребиотическая эволюция будет благоприятствовать соединениям, подходящим для хранения информации и передачи ее при делении капли на две. Кронин надеется, что его капельки смогут имитировать автокаталитические системы Кауфмана, объединившись для осуществления сложных химических процессов, с которыми одна капля не справится.

В принципе, теория сборки способна помочь Кронину и его коллегам увидеть смысл в изменениях, происходящих с каплями. Если те начнут синтезировать химические вещества, которые невозможно создать без процессов, управляемых информацией, тогда ученые смогут объявить эти капли живыми. Исследователь из Глазго не удивится, если химия, которая их оживит, не будет иметь ничего общего с известной нам жизнью, основанной на ДНК и даже РНК. «Это все равно как утверждать, будто гравитации подчиняется только определенный вид камней», – говорит он.

Кронину известно, что многие ученые скептически воспринимают идею, будто робот сможет создать жизнь из простых соединений. Ведь как ни крути, у нашей планеты эта задача отняла немало времени. Но исследователь полагает, что такое мнение ошибочно. Первичные молекулы были слишком нестойкими, чтобы сохраняться достаточно долго. Если жизнь действительно возникла, она должна была сформироваться быстро.

«Подсчет на коленке говорит, что за 10 000 часов, – сообщил Кронин. – Я в значительной степени уверен, что мы решим проблему происхождения жизни в ближайшие несколько лет. И тогда все скажут: "О, это оказалось так просто"».

Уверенность исследователя была одновременно столь искренней и столь непривычной, что я запланировал приехать в Глазго и посетить его лабораторию через десять лет – либо полюбоваться стадом живых капель, либо увидеть, что происходит, когда очередного ученого одолевают его радиобы.

«Или я сошел с ума, – объявил Кронин, – или же абсолютно прав».

Библиография

На русском языке:

Бергсон А. Творческая эволюция / Пер. с франц. В. А. Флеровой. – М.: ТЕРРА-Книжный клуб, 2001.

Гудолл Дж. = Ван Лавик-Гудолл Дж. В тени человека / Пер. с англ. Е. З. Годиной. – М.: Мир, 1974.

Дарвин Ч. Происхождение видов / Пер. с англ. А. Л. Зеликмана под ред. А. Л. Тахтаджяна. – СПб.: Наука, 1991.

Дарвин Ч. Происхождение человека и половой отбор / Пер. с англ. под ред. И. М. Сеченова и др. // Дарвин Ч. Сочинения: в 9 т. Т. 5. – М.: АН СССР, 1953. С. 119–656.

Крик Ф. Что за безумное стремленье! / Пер. с англ. М. В. Елифёровой. – М.: АСТ, 2020.

Льюис К. С. Человек отменяется / Пер. с англ. Н. Л. Трауберг // Льюис К. С. Сочинения. В 8 т. Т. 3. – М.: Фонд имени о. Александра Меня; СПб.: Библия для всех, 2003. С. 372–404.

На английском языке:

Abbott, J. 2019. "Definitions of Life and the Transition from Non-Living to Living." Departmental presentation, Lund University.

Abrams, Marc D. 1998. "The Red Maple Paradox." BioScience 48:355–64.

Ackerknecht, Erwin H. 1968. "Death in the History of Medicine." Bulletin of the History of Medicine 42:19–23.

Adamala, Katarzyna P., Daniel A. Martin-Alarcon, Katriona R. Guthrie-Honea, and Edward S. Boyden. 2017. "Engineering Genetic Circuit Interactions Within and Between Synthetic Minimal Cells." Nature Chemistry 9:431–39.

Adamala, Kate. 2019. "Biology on Sample Size of More Than One." The 2019 Conference on Artificial Life. doi:10.1162/isal_a_00124.

Adamatzky, Andrew. 2016. Advances in Physarum Machines: Sensing and Computing with Slime Mould. Cham, Switzerland: Springer International Publishing.

Adelman, Juliana. 2007. "Eozoön: Debunking the Dawn Animal." Endeavour 31:94–8.

Adolph, Edward F. 1961. "Early Concepts of Physiological Regulations." Physiological Reviews 41:737–70.

Aguilar, Pablo S., Mary K. Baylies, Andre Fleissner, Laura Helming, Naokazu Inoue, Benjamin Podbilewicz, Hongmei Wang et al. 2013. "Genetic Basis of Cell-Cell Fusion Mechanisms." Trends in Genetics 29:427–37.

Aicardi, Christine. 2016. "Francis Crick, Cross-Worlds Influencer: A Narrative Model to Historicize Big Bioscience." Studies in History and Philosophy of Science Part C 55: 83–95.

Akeson, Mark, Daniel Branton, John J. Kasianowicz, Eric Brandin, and David W. Deamer. 1999. "Microsecond Time-Scale Discrimination Among Polycytidylic Acid, Polyadenylic Acid, and Polyuridylic Acid as Homopolymers or as Segments Within Single RNA Molecules." Biophysical Journal 77:3227–33.

"The Albert Szent-Györgyi Papers." National Library of Medicine. https://profiles.nlm.nih.gov/spotlight/wg/ (accessed September 2, 2019).

Anderson, James R. 2018. "Chimpanzees and Death." Philosophical Transactions of the Royal Society B 373. doi:10.1098/rstb.2017.0257.

Andrew, Audra L., Blair W. Perry, Daren C. Card, Drew R. Schield, Robert P. Ruggiero, Suzanne E. McGaugh, Amit Choudhary et al. 2017. "Growth and Stress Response Mechanisms Underlying Post-Feeding Regenerative Organ Growth in the Burmese Python." BMC Genomics 18. doi:10.1186/s12864-017-3743-1.

Andrew, Audra L., Daren C. Card, Robert P. Ruggiero, Drew R. Schield, Richard H. Adams, David D. Pollock, Stephen M. Secor et al. 2015. "Rapid Changes in Gene Expression Direct Rapid Shifts in Intestinal Form and Function in the Burmese Python After Feeding." Physiological Genomics 47:147–57.

Ashkenasy, Gonen, Reshma Jagasia, Maneesh Yadav, and M. R. Ghadiri. 2004. "Design of a Directed Molecular Network." Proceedings of the National Academy of Sciences 101:10872–7.

Athenaeum, September 12, 1869, p. 339.

Auteri, Giorgia G., and L. L. Knowles. 2020. "Decimated Little Brown Bats Show Potential for Adaptive Change." Scientific Reports 10. doi:10.1038/s41598-020-59797-4.

Aviv, Rachel. 2018. "What Does It Mean to Die?" New Yorker, February 5. https://www.newyorker.com/magazine/2018/02/05/what-does-it-mean-to-die