ABOUT THE SPEAKER
Martin Hanczyc - Chemist
Martin Hanczyc explores the path between living and nonliving systems, using chemical droplets to study behavior of the earliest cells.

Why you should listen

Martin Hanczyc is developing novel synthetic chemical systems based on the properties of living systems, in a quest to understand how life forms. These synthetic systems, or "protocells," are model systems of primitive living cells and chemical examples of artificial life. As Rachel Armstrong puts it: "Although the protocell model system is just a chemically modified oil droplet, its dynamics are astonishingly varied and complex."

He's based at the Institute of Physics and Chemistry and the Center for Fundamental Living Technology (FLinT) in Denmark. He is also an Honorary Senior Lecturer at the Bartlett School of Architecture, University College London.

More profile about the speaker
Martin Hanczyc | Speaker | TED.com
TEDSalon London Spring 2011

Martin Hanczyc: The line between life and not-life

マーチン・ハンジク: 生命と非生命の境界線

Filmed:
819,541 views

マーチン・ハンジクの研究室ではプロトセルという化学物質の塊を作り、生命のような挙動を観察しています。この研究は、生命が地球上で誕生したときの姿に関わり、また他の星で誕生するときの姿も示唆するものです。
- Chemist
Martin Hanczyc explores the path between living and nonliving systems, using chemical droplets to study behavior of the earliest cells. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:15
So historically歴史的に there has
0
0
2000
歴史的に見ると
00:17
been a huge巨大 divide分ける betweenの間に what people
1
2000
3000
生命ではないと考えられるものと
00:20
consider検討する to be non-living非生活 systemsシステム on one
2
5000
3000
生命と考えられるものとは対極に置かれ
00:23
side, and living生活 systemsシステム on the other side.
3
8000
2000
大きく隔たっていました
00:25
So we go from, say, this beautiful綺麗な and
4
10000
2000
この美しくて複雑な
00:27
complex複合体 crystal結晶 as non-life無生物, and this ratherむしろ
5
12000
3000
結晶は非生命の側にあり
00:30
beautiful綺麗な and complex複合体 catネコ on the other side.
6
15000
3000
美しくて複雑な猫が反対側になります
00:33
Over the last hundred and fifty五十 years or so,
7
18000
3000
これまで150年ほどの科学によって
00:36
science科学 has kind種類 of blurredぼやけた this distinction区別
8
21000
2000
非生命と生命との区別は
00:38
betweenの間に non-living非生活 and living生活 systemsシステム, and
9
23000
2000
はっきりしなくなり
00:40
now we consider検討する that there mayかもしれない be a kind種類
10
25000
2000
いまや両者の間は切れ目なく
00:42
of continuum連続体 that exists存在する betweenの間に the two.
11
27000
3000
続いているかのようです
00:45
We'll私たちは just take one example here:
12
30000
2000
一例をあげましょう
00:47
a virusウイルス is a naturalナチュラル systemシステム, right?
13
32000
2000
ウィルスは自然に存在しますね
00:49
But it's very simple単純. It's very simplistic単純化した.
14
34000
2000
ただし単純きわまりないものです
00:51
It doesn't really satisfy満たす all the requirements要件,
15
36000
2000
生命としての
00:53
it doesn't have all the characteristics特性
16
38000
2000
必要条件すら満たしません
00:55
of living生活 systemsシステム and is in fact事実 a parasite寄生虫
17
40000
2000
生命の特徴を全ては満たさず
00:57
on other living生活 systemsシステム in order注文 to, say,
18
42000
3000
他の生命に寄生することで
01:00
reproduce再現する and evolve進化する.
19
45000
2000
繁殖したり進化を遂げます
01:02
But what we're going to be talking話す about here
20
47000
2000
今夜のお話では
01:04
tonight今晩 are experiments実験 done完了 on this sortソート of
21
49000
2000
この並びの中では非生命寄りに
01:06
non-living非生活 end終わり of this spectrumスペクトラム -- so actually実際に
22
51000
2000
位置づけられる実験を紹介します
01:08
doing chemical化学 experiments実験 in the laboratory研究室,
23
53000
3000
実験室で行う化学の実験です
01:11
mixing混合 together一緒に nonliving非生活 ingredients材料
24
56000
2000
非生命体の材料を混合して
01:13
to make new新しい structures構造, and that these
25
58000
2000
新しい構造を作り出し
01:15
new新しい structures構造 mightかもしれない have some of the
26
60000
2000
その構造が
01:17
characteristics特性 of living生活 systemsシステム.
27
62000
2000
生体系の特徴の一部を有するのです
01:19
Really what I'm talking話す about here is
28
64000
2000
これはつまり
01:21
trying試す to create作成する a kind種類 of artificial人工的な life.
29
66000
2000
ある種の人工生命を作る試みです
01:23
So what are these characteristics特性 that I'm
30
68000
2000
どんな特徴に注目しているかというと
01:25
talking話す about? These are them.
31
70000
2000
こんな特徴です
01:27
We consider検討する first that life has a body.
32
72000
2000
まず 生命には肉体があります
01:29
Now this is necessary必要 to distinguish区別する the self自己
33
74000
2000
肉体は自己を
01:31
from the environment環境.
34
76000
2000
環境と区別するために必要です
01:33
Life alsoまた、 has a metabolism代謝. Now this is a
35
78000
2000
また生命は代謝します
01:35
processプロセス by whichどの life can convert変換する resourcesリソース
36
80000
3000
これは環境から取り込んだ資源を
01:38
from the environment環境 into building建物 blocksブロック
37
83000
2000
体の構成要素に変換して
01:40
so it can maintain維持する and buildビルドする itself自体.
38
85000
3000
自己を維持し成長する過程のことです
01:43
Life alsoまた、 has a kind種類 of inheritable継承可能な information情報.
39
88000
2000
生命は子孫に情報を伝えます
01:45
Now we, as humans人間, we store格納 our information情報
40
90000
2000
ヒトは自分の情報を
01:47
as DNADNA in our genomesゲノム and we passパス this
41
92000
3000
遺伝子のDNAとして持ち
01:50
information情報 on to our offspring子孫.
42
95000
2000
これを子孫に伝えます
01:52
If we coupleカップル the first two -- the body and the metabolism代謝 --
43
97000
2000
肉体と代謝という最初の二つの特徴を
01:54
we can come up with a systemシステム that could
44
99000
2000
合わせると 移動して複製もできる
01:56
perhapsおそらく move動く and replicate複製する, and if we
45
101000
2000
システムができます
01:58
coupled結合された these now to inheritable継承可能な information情報,
46
103000
3000
さらに情報の継承も取り込めば
02:01
we can come up with a systemシステム that would be
47
106000
2000
もっと生命に近いシステムとなります
02:03
more lifelike生き生きとした, and would perhapsおそらく evolve進化する.
48
108000
2000
進化もしていくかもしれません
02:05
And so these are the things we will try to do
49
110000
2000
実験室で我々が試みたのは
02:07
in the lab研究室, make some experiments実験 that have
50
112000
2000
生命の特徴の1つか2つを
02:09
one or more of these characteristics特性 of life.
51
114000
3000
実験で示すことです
02:12
So how do we do this? Well, we use
52
117000
2000
どうやったかというと
02:14
a modelモデル systemシステム that we term期間 a protocellプロトセル.
53
119000
2000
プロトセルと呼ぶモデルを使いました
02:16
You mightかもしれない think of this as kind種類 of like a
54
121000
2000
ごく原始的な細胞を
02:18
primitiveプリミティブ cell細胞. It is a simple単純 chemical化学
55
123000
2000
想像してください
02:20
modelモデル of a living生活 cell細胞, and if you consider検討する
56
125000
3000
生きた細胞の化学モデルです
02:23
for example a cell細胞 in your body mayかもしれない have
57
128000
2000
例えば皆さんの体の細胞では
02:25
on the order注文 of millions何百万 of different異なる typesタイプ
58
130000
2000
百万種もの分子によって
02:27
of molecules分子 that need to come together一緒に,
59
132000
2000
複雑なネットワークが構成されて
02:29
play遊びます together一緒に in a complex複合体 networkネットワーク
60
134000
2000
「生きている」と呼べる
02:31
to produce作物 something that we call alive生きている.
61
136000
3000
状態となります
02:34
In the laboratory研究室 what we want to do
62
139000
2000
実験室では同じようなことを
02:36
is much the same同じ, but with on the order注文 of
63
141000
2000
数10種類ほどの分子だけで
02:38
tens数十 of different異なる typesタイプ of molecules分子 --
64
143000
2000
目指しています
02:40
so a drastic抜本的な reduction削減 in complexity複雑, but still
65
145000
2000
複雑さは大幅に失われますが
02:42
trying試す to produce作物 something that looks外見 lifelike生き生きとした.
66
147000
3000
でも生命のように見える状態を作ろうとしています
02:45
And so what we do is, we start開始 simple単純
67
150000
2000
私たちは簡単な実験から
02:47
and we work our way up to living生活 systemsシステム.
68
152000
3000
高度化して 生きたシステムを目指します
02:50
Consider検討する for a moment瞬間 this quote見積もり by
69
155000
2000
100年前にルデュクが
02:52
Leducルダック, a hundred years ago, considering考える a
70
157000
2000
人工生命について
02:54
kind種類 of synthetic合成 biology生物学:
71
159000
2000
残した言葉を見ていきましょう
02:56
"The synthesis合成 of life, should it ever occur発生する,
72
161000
2000
「生命が合成されることがあっても
02:58
will not be the sensationalセンセーショナル discovery発見 whichどの we
73
163000
2000
普通に考えられているような
03:00
usually通常 associate関連付ける with the ideaアイディア."
74
165000
2000
驚くべき発見とはなるまい」
03:02
That's his first statementステートメント. So if we actually実際に
75
167000
2000
初めの一文です
03:04
create作成する life in the laboratories研究所, it's
76
169000
2000
実験室で生命を合成できたとしても
03:06
probably多分 not going to impact影響 our lives人生 at all.
77
171000
2000
日常生活には何も影響しないでしょう
03:08
"If we accept受け入れる the theory理論 of evolution進化, then
78
173000
2000
「進化論を受け入れれば
03:10
the first dawn夜明け of synthesis合成 of life must必須 consist構成する
79
175000
2000
生命の合成の最初の
03:12
in the production製造 of formsフォーム intermediate中間体
80
177000
2000
きざしは無機と有機の
03:14
betweenの間に the inorganic無機 and the organicオーガニック
81
179000
2000
中間的な姿となるであろう
03:16
world世界, or betweenの間に the non-living非生活
82
181000
2000
すなわち非生命と生命の境目で
03:18
and living生活 world世界, formsフォーム whichどの possess所有する
83
183000
2000
生命の原始的な特徴の
03:20
only some of the rudimentary初歩的な attributes属性 of life"
84
185000
2000
幾つかを有するだけの姿となろう」
03:22
-- so, the onesもの I just discussed議論する --
85
187000
2000
先ほど述べた特徴ですね
03:24
"to whichどの other attributes属性 will be slowlyゆっくり added追加された
86
189000
2000
「環境からの進化的なはたらきが
03:26
in the courseコース of development開発 by the
87
191000
2000
作用する中で少しずつ
03:28
evolutionary進化的 actions行動 of the environment環境."
88
193000
2000
他の特徴が加わるのだ」
03:30
So we start開始 simple単純, we make some structures構造
89
195000
2000
まず単純な実験で
03:32
that mayかもしれない have some of these characteristics特性
90
197000
2000
生命の特徴の一部を有するー
03:34
of life, and then we try to develop開発する that
91
199000
2000
構造を作り そこから発展させて
03:36
to become〜になる more lifelike生き生きとした.
92
201000
2000
しだいに生命に近づけていきます
03:38
This is how we can start開始 to make a protocellプロトセル.
93
203000
2000
プロトセルの試作はこのように始まります
03:40
We use this ideaアイディア calledと呼ばれる self-assembly自己集合.
94
205000
2000
自己集積化というアイデアを用います
03:42
What that means手段 is, I can mixミックス some
95
207000
2000
すなわち 試験管の中で
03:44
chemicals薬品 together一緒に in a testテスト tubeチューブ in my lab研究室,
96
209000
2000
化学物質を混ぜると自然に
03:46
and these chemicals薬品 will start開始 to self-associate自己繋がり
97
211000
2000
集まり始めて どんどん
03:48
to form larger大きい and larger大きい structures構造.
98
213000
2000
大きな構造ができていくのです
03:50
So say on the order注文 of tens数十 of thousands,
99
215000
2000
数万個とか
03:52
hundreds数百 of thousands of molecules分子 will
100
217000
2000
数十万個もの分子が集まって
03:54
come together一緒に to form a large structure構造
101
219000
2000
何もなかったところに
03:56
that didn't exist存在する before.
102
221000
2000
大きな構造を作ります
03:58
And in this particular特に example,
103
223000
2000
この例では
04:00
what I took取った is some membrane molecules分子,
104
225000
2000
ある膜分子を利用しました
04:02
mixed混合 those together一緒に in the right environment環境,
105
227000
2000
適切な環境で材料を混ぜると
04:04
and within以内 seconds it formsフォーム these ratherむしろ
106
229000
2000
ものの数秒で
04:06
complex複合体 and beautiful綺麗な structures構造 here.
107
231000
2000
こんなに複雑で美しい構造ができます
04:08
These membranes are alsoまた、 quiteかなり similar類似,
108
233000
2000
これらの膜は
04:10
morphologically形態学的に and functionally機能的に,
109
235000
2000
形態も機能も
04:12
to the membranes in your body,
110
237000
2000
生体の膜組織と大変似たものです
04:14
and we can use these, as they say,
111
239000
2000
そこでこの膜を使って
04:16
to form the body of our protocellプロトセル.
112
241000
2000
我々のプロトセルを作れるわけです
04:18
Likewise同様に,
113
243000
1000
同様に
04:19
we can work with oil and water systemsシステム.
114
244000
2000
水と油のシステムも利用できます
04:21
As you know, when you put oil and water together一緒に,
115
246000
2000
油と水は互いに混ざりませんが
04:23
they don't mixミックス, but throughを通して self-assembly自己集合
116
248000
2000
自己組織化によって
04:25
we can get a niceいい oil droplet to form,
117
250000
2000
きれいな油滴ができるので
04:27
and we can actually実際に use this as a body for
118
252000
2000
プロトセルとして人工生命体の
04:29
our artificial人工的な organism生物 or for our protocellプロトセル,
119
254000
2000
肉体にできます
04:31
as you will see later後で.
120
256000
2000
また後で お見せします
04:33
So that's just formingフォーミング some body stuffもの, right?
121
258000
2000
ここまでは体の作り方でしたね
04:35
Some architecturesアーキテクチャ.
122
260000
2000
構造だけです
04:37
What about the other aspects側面 of living生活 systemsシステム?
123
262000
2000
生体の他の側面はどうでしょうか
04:39
So we came来た up with this protocellプロトセル modelモデル here
124
264000
2000
今お見せしているのも
04:41
that I'm showing表示.
125
266000
2000
プロトセルですが
04:43
We started開始した with a naturalナチュラル occurring発生する clay粘土
126
268000
2000
天然に産出される
04:45
calledと呼ばれる montmorilloniteモンモリロナイト.
127
270000
2000
モンモリロナイトという粘土を使いました
04:47
This is naturalナチュラル from the environment環境, this clay粘土.
128
272000
2000
こんな粘土の塊が天然に得られます
04:49
It formsフォーム a surface表面 that is, say, chemically化学的に activeアクティブ.
129
274000
2000
化学的に活性な表面を形成し
04:51
It could run走る a metabolism代謝 on it.
130
276000
2000
そこで代謝を起こすことができます
04:53
Certain特定の kind種類 of molecules分子 like to associate関連付ける
131
278000
2000
この粘土にある種の分子がー
04:55
with the clay粘土. For example, in this case場合, RNARNA, shown示された in red
132
280000
2000
例えば 赤で示すRNAが集まります
04:57
-- this is a relative相対 of DNADNA,
133
282000
2000
DNAと似ていて
04:59
it's an informational情報提供 molecule分子 --
134
284000
2000
情報を伝達する分子です
05:01
it can come along一緒に and it starts開始する to associate関連付ける
135
286000
2000
RNAはこの粘土の表面に
05:03
with the surface表面 of this clay粘土.
136
288000
2000
集まってきます
05:05
This structure構造, then, can organize整理する the
137
290000
2000
この構造はその周囲に
05:07
formation形成 of a membrane boundary境界 around
138
292000
2000
膜の境界を形成して
05:09
itself自体, so it can make a body of
139
294000
2000
周りを液体分子で囲まれた
05:11
liquid液体 molecules分子 around itself自体, and that's
140
296000
2000
体を形成します
05:13
shown示された in green here on this micrograph顕微鏡写真.
141
298000
2000
顕微鏡写真の緑の部分です
05:15
So just throughを通して self-assembly自己集合, mixing混合 things
142
300000
2000
自己組織化によって
05:17
together一緒に in the lab研究室, we can come up with, say,
143
302000
3000
実験室で物質を混ぜてできた
05:20
a metabolicK K K K surface表面 with some
144
305000
2000
膜の肉体の内側に
05:22
informational情報提供 molecules分子 attached添付された
145
307000
2000
代謝を起こす表面があり
05:24
inside内部 of this membrane body, right?
146
309000
2000
情報を持った分子が付いています
05:26
So we're on a road道路 towards方向 living生活 systemsシステム.
147
311000
4000
生体系へ向けた一歩です
05:30
But if you saw this protocellプロトセル, you would not
148
315000
2000
しかし このプロトセルを見て実際に
05:32
confuse混乱させる this with something that was actually実際に alive生きている.
149
317000
2000
生きていると考えることはありません
05:34
It's actually実際に quiteかなり lifeless生命のない. Once一度 it formsフォーム,
150
319000
2000
生命のかけらも見当たらず
05:36
it doesn't really do anything.
151
321000
2000
出来上がった後には 何もおきません
05:38
So, something is missing行方不明.
152
323000
2000
何かが足りません
05:40
Some things are missing行方不明.
153
325000
2000
いくつかの点で足りていません
05:42
So some things that are missing行方不明 is,
154
327000
2000
足りない点は 例えば
05:44
for example, if you had a flowフロー of energyエネルギー
155
329000
2000
この系を通るエネルギーの流れから
05:46
throughを通して a systemシステム, what we'd結婚した want
156
331000
2000
エネルギーを少し取り込んで
05:48
is a protocellプロトセル that can harvest収穫
157
333000
2000
プロトセルが自らを
05:50
some of that energyエネルギー in order注文 to maintain維持する itself自体,
158
335000
2000
維持することができないことです
05:52
much like living生活 systemsシステム do.
159
337000
2000
生体ならできることです
05:54
So we came来た up with a different異なる protocellプロトセル
160
339000
2000
さて別のプロトセルモデルを作りました
05:56
modelモデル, and this is actually実際に simplerより単純な than the previous one.
161
341000
2000
今のものよりも単純です
05:58
In this protocellプロトセル modelモデル, it's just an oil droplet,
162
343000
2000
このプロトセルではただの油滴が
06:00
but a chemical化学 metabolism代謝 inside内部
163
345000
2000
内部で化学的代謝反応を起こし
06:02
that allows許す this protocellプロトセル to use energyエネルギー
164
347000
2000
そのエネルギーで何かをするー
06:04
to do something, to actually実際に become〜になる dynamic動的,
165
349000
3000
プロトセルで このように
06:07
as we'll私たちは see here.
166
352000
2000
動いたりします
06:09
You add追加する the droplet to the systemシステム.
167
354000
2000
この油を何滴か落とします
06:11
It's a poolプール of water, and the protocellプロトセル
168
356000
2000
周りは水です
06:13
starts開始する moving動く itself自体 around in the systemシステム.
169
358000
2000
プロトセルは動き始めます
06:15
Okay? Oil droplet formsフォーム
170
360000
2000
自己組織化によってできた油滴の
06:17
throughを通して self-assembly自己集合, has a chemical化学
171
362000
2000
内部では化学的代謝が行われ
06:19
metabolism代謝 inside内部 so it can use energyエネルギー,
172
364000
2000
エネルギーを利用できます
06:21
and it uses用途 that energyエネルギー to move動く itself自体
173
366000
2000
そのエネルギーを利用して
06:23
around in its environment環境.
174
368000
2000
環境の中を動きます
06:25
As we heard聞いた earlier先に, movement移動 is very
175
370000
2000
前に述べたように 動くことは
06:27
important重要 in these kinds種類 of living生活 systemsシステム.
176
372000
2000
この種の生体系において重要です
06:29
It is moving動く around, exploring探検する its environment環境,
177
374000
2000
動き回り 周囲の様子を探り
06:31
and remodeling改造 its environment環境, as you see,
178
376000
2000
周囲を変化させます このように
06:33
by these chemical化学 waves that are formingフォーミング by the protocellプロトセル.
179
378000
2000
化学的な波を起こしています
06:35
So it's acting演技, in a senseセンス, like a living生活 systemシステム
180
380000
2000
自己を保存しようとする生体のように
06:37
trying試す to preserve保存する itself自体.
181
382000
3000
周囲に作用していると言えるのです
06:40
We take this same同じ moving動く protocellプロトセル here,
182
385000
3000
この動くプロトセルを使って
06:43
and we put it in another別の experiment実験,
183
388000
2000
別の実験をします
06:45
get it moving動く. Then I'm going
184
390000
2000
動いていますね
06:47
to add追加する some foodフード to the systemシステム,
185
392000
2000
ではここに食糧を加えてみます
06:49
and you'llあなたは see that in blue here, right?
186
394000
3000
青いものが見えます
06:52
So I add追加する some foodフード sourceソース to the systemシステム.
187
397000
2000
システムに食糧を与えます
06:54
The protocellプロトセル moves動き. It encounters出会い the foodフード.
188
399000
2000
プロトセルが動き 食糧に遭遇して
06:56
It reconfigures再構成する itself自体 and actually実際に then
189
401000
2000
自分で形を変えると
06:58
is ableできる to climb登る to the highest最高 concentration濃度
190
403000
2000
食糧の濃度の高いところに登っていき
07:00
of foodフード in that systemシステム and stop there.
191
405000
2000
そこに留まります
07:02
Alright大丈夫? So not only do we have this systemシステム
192
407000
2000
体があるだけではなくて
07:04
that has a body, it has a metabolism代謝,
193
409000
2000
代謝して エネルギーを利用して
07:06
it can use energyエネルギー, it moves動き around.
194
411000
3000
動き回れるシステムです
07:09
It can senseセンス its local地元 environment環境
195
414000
2000
周囲の環境を感知して
07:11
and actually実際に find resourcesリソース
196
416000
2000
自らを維持するための
07:13
in the environment環境 to sustainサスティーン itself自体.
197
418000
2000
材料を見つけます
07:15
Now, this doesn't have a brain, it doesn't have
198
420000
2000
脳も神経系も持たない
07:17
a neuralニューラル systemシステム. This is just a sack of
199
422000
2000
ただ袋詰めされた化学物質なのに
07:19
chemicals薬品 that is ableできる to have this interesting面白い
200
424000
2000
こんな面白くて 生きものみたいに
07:21
and complex複合体 lifelike生き生きとした behavior動作.
201
426000
2000
複雑な振る舞いができるのです
07:23
If we countカウント the number of chemicals薬品
202
428000
2000
ここでは化学物質の種類は
07:25
in that systemシステム, actually実際に, includingを含む the water
203
430000
2000
皿を満たしている
07:27
that's in the dish, we have five chemicals薬品
204
432000
2000
水を含めても5種で
07:29
that can do this.
205
434000
2000
こんな系ができました
07:31
So then we put these protocellsプロトコセル together一緒に in a
206
436000
2000
こんなプロトセルを
07:33
singleシングル experiment実験 to see what they would do,
207
438000
2000
組み合わせる実験をすると
07:35
and depending依存する on the conditions条件, we have
208
440000
2000
条件にもよりますが
07:37
some protocellsプロトコセル on the left that are
209
442000
2000
左側では 動き回るプロトセルが
07:39
moving動く around and it likes好きな人 to touchタッチ the other
210
444000
2000
そこに置かれた別のプロトセルと
07:41
structures構造 in its environment環境.
211
446000
2000
接触しようとしています
07:43
On the other handハンド we have two moving動く
212
448000
2000
右側では二つのプロトセルは
07:45
protocellsプロトコセル that like to circleサークル each other,
213
450000
2000
ぐるぐる回るのが好きなようです
07:47
and they form a kind種類 of a danceダンス, a complex複合体 danceダンス with each other.
214
452000
2000
とても複雑なダンスのようです
07:49
Right? So not only do individual個人 protocellsプロトコセル
215
454000
2000
この系で見たような
07:51
have behavior動作, what we've私たちは interpreted解釈された as
216
456000
2000
プロトセル単体の
07:53
behavior動作 in this systemシステム, but we alsoまた、 have
217
458000
2000
振る舞いだけではなく
07:55
basically基本的に population-level人口レベル behavior動作
218
460000
3000
集団レベルでの挙動もあり
07:58
similar類似 to what organisms生物 have.
219
463000
3000
これも生体と似たものです
08:01
So now that you're all experts専門家 on protocellsプロトコセル,
220
466000
3000
みなさんもプロトセルの専門家になりましたので
08:04
we're going to play遊びます a gameゲーム with these protocellsプロトコセル.
221
469000
2000
プロトセルでゲームをしてみましょう
08:06
We're going to make two different異なる kinds種類.
222
471000
2000
二種類の違ったものを作ります
08:08
ProtocellProtocell A has a certainある kind種類 of chemistry化学
223
473000
3000
プロトセルAはある種の化学物質を含み
08:11
inside内部 that, when activated活性化した, the protocellプロトセル
224
476000
2000
活性化すると
08:13
starts開始する to vibrate振動する around, just dancingダンシング.
225
478000
2000
振動して踊り始めます
08:15
So remember思い出す, these are primitiveプリミティブ things,
226
480000
2000
こんなに原始的だというのに
08:17
so dancingダンシング protocellsプロトコセル, that's very
227
482000
2000
踊るプロトセルとは
08:19
interesting面白い to us. (Laughter笑い)
228
484000
2000
興味深いですね (笑)
08:21
The second二番 protocellプロトセル has a different異なる
229
486000
2000
第二のプロトセルは別の化学物質を含み
08:23
chemistry化学 inside内部, and when activated活性化した,
230
488000
2000
活性化すると
08:25
the protocellsプロトコセル all come together一緒に and they fuseヒューズ
231
490000
2000
みんな集まってくっついて
08:27
into one big大きい one. Right?
232
492000
2000
一つの大きなプロトセルになります
08:29
And we just put these two together一緒に
233
494000
2000
こんな二種類を
08:31
in the same同じ systemシステム.
234
496000
2000
一緒にしてやるとどうなるか
08:33
So there's population人口 A,
235
498000
2000
まずAを入れて
08:35
there's population人口 B, and then
236
500000
2000
Bも入れて
08:37
we activate活性化する the systemシステム,
237
502000
2000
そしてシステムを活性化すると
08:39
and protocellプロトセル BsBs, they're the blue onesもの,
238
504000
2000
青い方のプロトセルBは
08:41
they all come together一緒に. They fuseヒューズ together一緒に
239
506000
2000
全部が集まって一つになり
08:43
to form one big大きい blobブロブ, and the other protocellプロトセル
240
508000
2000
大きな塊となります
08:45
just dancesダンス around. And this just happens起こる
241
510000
2000
もう一種類はただ動いています
08:47
until〜まで all of the energyエネルギー in the systemシステム is
242
512000
2000
系のエネルギーがなくなるまで動いて
08:49
basically基本的に used up, and then, gameゲーム over.
243
514000
3000
それでおしまいです
08:52
So then I repeated繰り返し this experiment実験
244
517000
2000
この実験を何度も繰り返すと
08:54
a bunch of times, and one time
245
519000
2000
あるとき
08:56
something very interesting面白い happened起こった.
246
521000
2000
とても面白いことが起きました
08:58
So, I added追加された these protocellsプロトコセル together一緒に
247
523000
2000
2つのプロトセルを系に加えると
09:00
to the systemシステム, and protocellプロトセル A and protocellプロトセル B
248
525000
2000
プロトセルのAとBが融合して
09:02
fused融合した together一緒に to form a hybridハイブリッド protocellプロトセル ABAB.
249
527000
2000
ハイブリッドのABセルができました
09:04
That didn't happen起こる before. There it goes行く.
250
529000
2000
それまでなかったことです
09:06
There's a protocellプロトセル ABAB now in this systemシステム.
251
531000
3000
ここにはプロトセルABがあるのです
09:09
ProtocellProtocell ABAB likes好きな人 to danceダンス around for a bitビット,
252
534000
3000
プロトセルABはしばらく踊り続け
09:12
while protocellプロトセル B does the fusing融合, okay?
253
537000
3000
プロトセルBが融合を続けます
09:15
But then something even more interesting面白い happens起こる.
254
540000
3000
そしてもっと面白いことがおきます
09:18
Watch when these two large protocellsプロトコセル,
255
543000
2000
大きなハイブリッドのプロトセルが
09:20
the hybridハイブリッド onesもの, fuseヒューズ together一緒に.
256
545000
2000
融合するところを見てください
09:22
Now we have a dancingダンシング protocellプロトセル
257
547000
3000
しばらく踊った後
09:25
and a self-replication自己複製 eventイベント. Right. (Laughter笑い)
258
550000
4000
自己複製も起きました (笑)
09:29
Just with blobs of chemicals薬品, again.
259
554000
2000
これまた化学物質の塊です
09:31
So the way this works作品 is, you have
260
556000
2000
この作用の仕方は
09:33
a simple単純 systemシステム of five chemicals薬品 here,
261
558000
2000
5種の化学物質だけの簡単なシステム
09:35
a simple単純 systemシステム here. When they hybridizeハイブリダイズする,
262
560000
2000
混成がおきるとき
09:37
you then form something that's different異なる than
263
562000
2000
それまでとは違って
09:39
before, it's more complex複合体 than before,
264
564000
2000
もっと複雑なものができます
09:41
and you get the emergence出現 of another別の kind種類 of
265
566000
2000
また別の種類の生命と似た
09:43
lifelike生き生きとした behavior動作 whichどの
266
568000
2000
特徴も現れました
09:45
in this case場合 is replication複製.
267
570000
2000
複製をしたのです
09:47
So since以来 we can make some interesting面白い
268
572000
2000
こんなに面白いプロトセルは
09:49
protocellsプロトコセル that we like, interesting面白い colors and
269
574000
2000
色や挙動も魅力的で
09:51
interesting面白い behaviors行動, and they're very easy簡単
270
576000
2000
作成するのも簡単で
09:53
to make, and they have interesting面白い lifelike生き生きとした
271
578000
2000
生命のような特徴を持っています
09:55
propertiesプロパティ, perhapsおそらく these protocellsプロトコセル have
272
580000
3000
こんなプロトセルから地球の生命の
09:58
something to tell us about the origin原点 of life
273
583000
2000
起源について学べることでしょう
10:00
on the Earth地球. Perhapsおそらく these represent代表する an
274
585000
2000
おそらく最初の段階では
10:02
easily簡単に accessibleアクセス可能な stepステップ, one of the first stepsステップ
275
587000
2000
こんな簡単な姿から
10:04
by whichどの life got started開始した on the early早い Earth地球.
276
589000
3000
地球上の生命は始まったことでしょう
10:07
Certainly確かに, there were molecules分子 presentプレゼント on
277
592000
2000
実際 地球には初期から 分子が
10:09
the early早い Earth地球, but they wouldn'tしないだろう have been
278
594000
2000
ありましたが この実験に使ったような
10:11
these pureピュア compounds化合物 that we worked働いた with
279
596000
2000
純粋な化合物では
10:13
in the lab研究室 and I showed示した in these experiments実験.
280
598000
2000
なかったでしょう
10:15
Ratherむしろ, they'd彼らは be a realリアル complex複合体 mixture混合 of
281
600000
2000
むしろ 本当に複雑で
10:17
all kinds種類 of stuffもの, because
282
602000
2000
あらゆる物が混ざり
10:19
uncontrolled制御されていない chemical化学 reactions反応 produce作物
283
604000
2000
制御されていない化学反応で生成した
10:21
a diverse多様 mixture混合 of organicオーガニック compounds化合物.
284
606000
2000
多種多様な有機化合物の混ざった複合体
10:23
Think of it like a primordial原始的 ooze泡立つ, okay?
285
608000
3000
原始の泥を考えてください
10:26
And it's a poolプール that's too difficult難しい to fully完全に
286
611000
2000
水たまりに たまった茶色の
10:28
characterize特徴付ける, even by modernモダン methodsメソッド, and
287
613000
2000
タール状の生成物は 現代的な方法でも
10:30
the product製品 looks外見 brown褐色, like this tarタール here
288
615000
2000
完全には分析できません
10:32
on the left. A pureピュア compound化合物
289
617000
2000
右側に置いてある純粋な化合物と
10:34
is shown示された on the right, for contrastコントラスト.
290
619000
2000
比べてみてください
10:36
So this is similar類似 to what happens起こる when you
291
621000
2000
こちらは台所にある純粋な砂糖の
10:38
take pureピュア sugarシュガー crystals結晶 in your kitchenキッチン,
292
623000
2000
結晶を鍋に入れて加熱したときに
10:40
you put them in a panパン, and you apply適用する energyエネルギー.
293
625000
2000
起きることと 似ています
10:42
You turn順番 up the heat, you start開始 making作る
294
627000
2000
砂糖に熱を加え
10:44
or breaking壊す chemical化学 bonds債券 in the sugarシュガー,
295
629000
2000
化学結合を加えたり切ったりして
10:46
formingフォーミング a brownish茶色い caramelキャラメル, right?
296
631000
2000
茶色のカラメルが生成されます
10:48
If you let that go unregulated規制されていない, you'llあなたは
297
633000
2000
これを調整せずに続けると
10:50
continue持続する to make and breakブレーク chemical化学 bonds債券,
298
635000
2000
化学結合の追加と切断が続き
10:52
formingフォーミング an even more diverse多様 mixture混合 of
299
637000
2000
さらに多様な分子の混合体となって
10:54
molecules分子 that then formsフォーム this kind種類 of black
300
639000
2000
この種の黒いタール状のものが
10:56
tarryタリー stuffもの in your panパン, right, that's
301
641000
2000
鍋の中に残されます
10:58
difficult難しい to wash洗う out. So that's what
302
643000
2000
これは洗い流すのも大変です
11:00
the origin原点 of life would have looked見た like.
303
645000
2000
生命の起源はこんなふうだったでしょう
11:02
You needed必要な to get life out of this junkジャンク that
304
647000
2000
45億年前の初期の地球では
11:04
is presentプレゼント on the early早い Earth地球,
305
649000
2000
こんなどろどろの中から
11:06
four4つの, 4.5 billion years ago.
306
651000
2000
生命は発生しなければなりませんでした
11:08
So the challengeチャレンジ then is,
307
653000
2000
次の課題は
11:10
throwスロー away all your pureピュア chemicals薬品 in the lab研究室,
308
655000
2000
純粋な化学物質を離れて
11:12
and try to make some protocellsプロトコセル with lifelike生き生きとした
309
657000
2000
生命のような性質を持ったプロトセルを
11:14
propertiesプロパティ from this kind種類 of primordial原始的 ooze泡立つ.
310
659000
3000
この種の原始的な泥から作ることです
11:17
So we're ableできる to then see the self-assembly自己集合
311
662000
2000
先ほどもお見せした
11:19
of these oil droplet bodies again
312
664000
2000
自己組織化した油滴の
11:21
that we've私たちは seen見た previously前に,
313
666000
2000
登場です
11:23
and the black spotsスポット inside内部 of there
314
668000
2000
内部の黒いしみは
11:25
represent代表する this kind種類 of black tarタール -- this diverse多様,
315
670000
2000
この種の黒くて多様で複雑な
11:27
very complex複合体, organicオーガニック black tarタール.
316
672000
2000
有機物のタールです
11:29
And we put them into one of these
317
674000
2000
先ほどお見せしたような実験に投入し
11:31
experiments実験, as you've seen見た earlier先に, and then
318
676000
2000
そこから生命的な動きが
11:33
we watch livelyにぎやか movement移動 that comes来る out.
319
678000
2000
生じるかどうか観察します
11:35
They look really good, very niceいい movement移動,
320
680000
2000
いい感じです すてきな動きです
11:37
and alsoまた、 they appear現れる to have some kind種類 of
321
682000
2000
ある種の習性があるようで
11:39
behavior動作 where they kind種類 of circleサークル
322
684000
2000
互いに周りを回って
11:41
around each other and followフォローする each other,
323
686000
3000
追っかけあっています
11:44
similar類似 to what we've私たちは seen見た before -- but again,
324
689000
2000
先ほど見せたのと似ています
11:46
workingワーキング with just primordial原始的 conditions条件,
325
691000
2000
でも原始的な条件の下で行い
11:48
no pureピュア chemicals薬品.
326
693000
2000
純粋な物質はありません
11:50
These are alsoまた、, these tar-fueledタール燃料 protocellsプロトコセル,
327
695000
2000
これもタールで作ったプロトセルです
11:52
are alsoまた、 ableできる to locate見つけ出す resourcesリソース
328
697000
2000
周囲から食糧を発見します
11:54
in their彼らの environment環境.
329
699000
1000
周囲から食糧を発見します
11:55
I'm going to add追加する some resourceリソース from the left,
330
700000
2000
左側からエサを与えると
11:57
here, that defuses鎮静 into the systemシステム,
331
702000
2000
ゆっくり広がってきます
11:59
and you can see, they really like that.
332
704000
2000
これは大好きなようで
12:01
They become〜になる very energeticエネルギッシュな, and ableできる
333
706000
2000
とても活発になって
12:03
to find the resourceリソース in the environment環境,
334
708000
2000
周囲から食糧を見つけ出しました
12:05
similar類似 to what we saw before.
335
710000
2000
前にお見せしたのとそっくりです
12:07
But again, these are done完了 in these primordial原始的
336
712000
2000
これも原始の環境で実現しました
12:09
conditions条件, really messy厄介な conditions条件,
337
714000
2000
制御されていない条件です
12:11
not sortソート of sterile無菌 laboratory研究室 conditions条件.
338
716000
2000
小ぎれいな実験室条件ではありません
12:13
These are very dirty汚れた little protocellsプロトコセル,
339
718000
2000
実際 とても汚い
12:15
as a matter問題 of fact事実. (Laughter笑い)
340
720000
2000
小さなプロトセルです
12:17
But they have lifelike生き生きとした propertiesプロパティ, is the pointポイント.
341
722000
3000
しかし 生体のような特徴のあることが重要です
12:20
So, doing these artificial人工的な life experiments実験
342
725000
3000
こんな人工生命の実験をすることで
12:23
helps助けて us define定義する a potential潜在的な pathパス betweenの間に
343
728000
3000
非生命と生命の間をつなぐ経路を
12:26
non-living非生活 and living生活 systemsシステム.
344
731000
3000
定義できるようになるかもしれません
12:29
And not only that, but it helps助けて us
345
734000
2000
それだけでなく
12:31
broaden広げる our view見る of what life is
346
736000
2000
生命とは何か そして生命の形態のー
12:33
and what possible可能 life there could be
347
738000
2000
可能性についての視野を拡げます
12:35
out there -- life that could be very different異なる
348
740000
2000
地上とは全く異なる
12:37
from life that we find here on Earth地球.
349
742000
3000
生命もあり得るのです
12:40
And that leadsリード me to the next
350
745000
2000
そこから次の言葉が現れます
12:42
term期間, whichどの is "weird奇妙な life."
351
747000
2000
「奇妙な生命」
12:44
This is a term期間 by Steveスティーブ Bennerベンナー.
352
749000
3000
スティーブ・ベナールが名付けました
12:47
This is used in reference参照 to a report報告する
353
752000
2000
米国学術研究会議の
12:49
in 2007 by the Nationalナショナル Research研究 Council評議会
354
754000
2000
2007年の報告書に
12:51
in the Unitedユナイテッド States, whereinここで
355
756000
2000
登場しました
12:53
they tried試した to understandわかる how we can
356
758000
2000
地球上とは大変違う形態の生命を
12:55
look for life elsewhere他の場所 in the universe宇宙, okay,
357
760000
2000
宇宙でどうやって探すべきかを
12:57
especially特に if that life is very different異なる from life
358
762000
2000
考察した内容です
12:59
on Earth地球. If we went行った to another別の planet惑星 and
359
764000
3000
別の惑星を訪れて
13:02
we thought there mightかもしれない be life there,
360
767000
2000
そこに生命がいるだろうと考えたときに
13:04
how could we even recognize認識する it as life?
361
769000
2000
どうすれば生命だと判定できるでしょうか
13:06
Well, they came来た up with three very general一般
362
771000
2000
三つの一般的な基準が示されています
13:08
criteria基準. First is -- and they're listedリストされた here.
363
773000
2000
リストの一番です
13:10
The first is, the systemシステム has to be in
364
775000
2000
第一に 非平衡の系でなければならない
13:12
non-equilibrium非平衡. That means手段 the systemシステム
365
777000
2000
つまり 死滅したシステムではないこと
13:14
cannotできない be deadデッド, in a matter問題 of fact事実.
366
779000
1000
つまり 死滅したシステムではないこと
13:15
Basically基本的に what that means手段 is, you have
367
780000
2000
その基本的な意味は
13:17
an input入力 of energyエネルギー into the systemシステム that life
368
782000
2000
システムにエネルギーが与えられ
13:19
can use and exploit悪用する to maintain維持する itself自体.
369
784000
3000
それを利用して自己を保持しているということです
13:22
This is similar類似 to having持つ the Sun太陽 shiningシャイニング
370
787000
2000
太陽が地球を照らし
13:24
on the Earth地球, driving運転 photosynthesis光合成,
371
789000
2000
光合成が行われて
13:26
driving運転 the ecosystem生態系.
372
791000
2000
生態系の原動力となるのと似ています
13:28
Withoutなし the Sun太陽, there's likelyおそらく to be
373
793000
2000
太陽がなかったら
13:30
no life on this planet惑星.
374
795000
2000
この星には生命は存在しないでしょう
13:32
Secondly第二に, life needsニーズ to be in liquid液体 form,
375
797000
2000
第二に 生命は液体でなければならない
13:34
so that means手段 even if we had some
376
799000
2000
つまり面白い構造だとしても
13:36
interesting面白い structures構造, interesting面白い molecules分子
377
801000
2000
面白い分子であっても
13:38
together一緒に but they were frozenフローズン solid固体,
378
803000
2000
動けない固体だと
13:40
then this is not a good place場所 for life.
379
805000
2000
生命には適しません
13:42
And thirdly三番目, we need to be ableできる to make
380
807000
2000
第三に 化学結合をしたり 切れたり
13:44
and breakブレーク chemical化学 bonds債券. And again
381
809000
2000
しなければなりません
13:46
this is important重要 because life transforms変換
382
811000
2000
生命が環境から取り込んだ資源を
13:48
resourcesリソース from the environment環境 into
383
813000
2000
構成要素として取り込んで
13:50
building建物 blocksブロック so it can maintain維持する itself自体.
384
815000
2000
自己を保持するために重要です
13:52
Now today今日, I told you about very strange奇妙な
385
817000
2000
奇妙で不思議なプロトセルを紹介しました
13:54
and weird奇妙な protocellsプロトコセル -- some that contain含む clay粘土,
386
819000
2000
粘土を含むもの
13:56
some that have primordial原始的 ooze泡立つ in them,
387
821000
3000
原始的な泥を含むもの
13:59
some that have basically基本的に oil
388
824000
2000
内部が水の代わりに
14:01
instead代わりに of water inside内部 of them.
389
826000
2000
ほぼ油だけで構成されたもの
14:03
Most最も of these don't contain含む DNADNA,
390
828000
2000
大半はDNAを含んでいませんが
14:05
but yetまだ they have lifelike生き生きとした propertiesプロパティ.
391
830000
2000
生命のような性質を示します
14:07
But these protocellsプロトコセル satisfy満たす
392
832000
3000
これらのプロトセルは生命の
14:10
these general一般 requirements要件 of living生活 systemsシステム.
393
835000
3000
一般的な条件を満たします
14:13
So by making作る these chemical化学, artificial人工的な
394
838000
2000
こんな化学的な人工生命の実験を通して
14:15
life experiments実験, we hope希望 not only
395
840000
2000
生命の起源と
14:17
to understandわかる something fundamental基本的な
396
842000
2000
この惑星に生命が棲むことについて
14:19
about the origin原点 of life and the existence存在
397
844000
2000
基本的な理解が得られます
14:21
of life on this planet惑星, but alsoまた、
398
846000
2000
さらにまた宇宙にはどんな生命の
14:23
what possible可能 life there could be
399
848000
2000
可能性があるのかということも
14:25
out there in the universe宇宙. Thank you.
400
850000
3000
明らかになります ありがとうございました
14:28
(Applause拍手)
401
853000
4000
(拍手)
Translated by Natsuhiko Mizutani
Reviewed by Andrew McMahon

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Martin Hanczyc - Chemist
Martin Hanczyc explores the path between living and nonliving systems, using chemical droplets to study behavior of the earliest cells.

Why you should listen

Martin Hanczyc is developing novel synthetic chemical systems based on the properties of living systems, in a quest to understand how life forms. These synthetic systems, or "protocells," are model systems of primitive living cells and chemical examples of artificial life. As Rachel Armstrong puts it: "Although the protocell model system is just a chemically modified oil droplet, its dynamics are astonishingly varied and complex."

He's based at the Institute of Physics and Chemistry and the Center for Fundamental Living Technology (FLinT) in Denmark. He is also an Honorary Senior Lecturer at the Bartlett School of Architecture, University College London.

More profile about the speaker
Martin Hanczyc | Speaker | TED.com