TEDSalon London Spring 2011
Martin Hanczyc: The line between life and not-life
Martin Hanczyc: Garis antara Kehidupan dan Bukan Kehidupan
Filmed:
Readability: 4.3
819,541 views
Di labnya, Martin Hanczyc membuat "sel-sel proto," semacam gumpalan-gumpalan kimia eksperimental yang berlaku seperti sel-sel hidup. Penelitiannya mendemonstrasikan bagaimana kehidupan mungkin pertama kali muncul di Bumi ... dan mungkin saja di tempat lain juga.
Martin Hanczyc - Chemist
Martin Hanczyc explores the path between living and nonliving systems, using chemical droplets to study behavior of the earliest cells. Full bio
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 there has
0
0
2000
Jadi bila dilihat sejarahnya, ada
00:17
been a huge divide between what people
1
2000
3000
perbedaan besar yang memisahkan antara apa yang kita
00:20
consider to be non-living systems on one
2
5000
3000
anggap sebagai sistem tidak hidup di satu
00:23
side, and living systems on the other side.
3
8000
2000
sisi, dan sistem yang hidup di sisi lain
00:25
So we go from, say, this beautiful and
4
10000
2000
Jadi kita mulai, katakanlah, kristal yang
00:27
complex crystal as non-life, and this rather
5
12000
3000
indah dan kompleks ini sebagai "bukan kehidupan", dan
00:30
beautiful and complex cat on the other side.
6
15000
3000
kucing yang cantik dan kompleks sebagai "kehidupan".
00:33
Over the last hundred and fifty years or so,
7
18000
3000
Lebih dari seratus lima puluh tahun
00:36
science has kind of blurred this distinction
8
21000
2000
ilmu pengetahuan telah mengaburkan perbedaan ini
00:38
between non-living and living systems, and
9
23000
2000
antara sistem yang hidup dan yang tidak hidup, dan
00:40
now we consider that there may be a kind
10
25000
2000
sekarang, kita mempertimbangkan bahwa mungkin ada jenis
00:42
of continuum that exists between the two.
11
27000
3000
rangkaian kesatuan yang hadir diantaranya.
00:45
We'll just take one example here:
12
30000
2000
Mari kita ambil satu contoh disini :
00:47
a virus is a natural system, right?
13
32000
2000
sebuah virus adalah sistem yang alami, kan?
00:49
But it's very simple. It's very simplistic.
14
34000
2000
tapi terlalu sederhana. Ia sangatlah sederhana.
00:51
It doesn't really satisfy all the requirements,
15
36000
2000
sehingga tidak memenuhi semua persyaratan untuk hidup,
00:53
it doesn't have all the characteristics
16
38000
2000
ia tidak memenuhi semua karakteristik
00:55
of living systems and is in fact a parasite
17
40000
2000
dari sistem yang hidup dan bahkan ia seperti sebuah parasit
00:57
on other living systems in order to, say,
18
42000
3000
yang butuh sistem kehidupan yang lain, untuk
01:00
reproduce and evolve.
19
45000
2000
bereproduksi dan berevolusi.
01:02
But what we're going to be talking about here
20
47000
2000
Tapi apa yang akan kita bicarakan disini
01:04
tonight are experiments done on this sort of
21
49000
2000
adalah eksperimen-eksperimen yang dilakukan pada sejenis
01:06
non-living end of this spectrum -- so actually
22
51000
2000
makhluk yang tidak hidup pada batas spektrum ini -- jadi sebenarnya
01:08
doing chemical experiments in the laboratory,
23
53000
3000
melakukan eksperimen kimiawi di laboratorium,
01:11
mixing together nonliving ingredients
24
56000
2000
menggabungkan semua bahan-bahan tidak hidup
01:13
to make new structures, and that these
25
58000
2000
untuk membuat struktur-struktur baru, dan
01:15
new structures might have some of the
26
60000
2000
struktur-struktur baru ini mungkin memiliki beberapa
01:17
characteristics of living systems.
27
62000
2000
karakteristik dari sistem yang hidup.
01:19
Really what I'm talking about here is
28
64000
2000
Sebenarnya apa yang saya bicarakan disini ialah
01:21
trying to create a kind of artificial life.
29
66000
2000
suatu upaya untuk menciptakan semacam kehidupan buatan
01:23
So what are these characteristics that I'm
30
68000
2000
Jadi apakah karakteristik-karateristik ini yang saya
01:25
talking about? These are them.
31
70000
2000
maksudkan disini? Kita lihat satu-satu.
01:27
We consider first that life has a body.
32
72000
2000
Pertama, kita anggap sebuah kehidupan memiliki tubuh
01:29
Now this is necessary to distinguish the self
33
74000
2000
Ini penting untuk membedakan dirinya
01:31
from the environment.
34
76000
2000
dari lingkungan sekitarnya.
01:33
Life also has a metabolism. Now this is a
35
78000
2000
Kehidupan juga memiliki metabolisme. Ini adalah
01:35
process by which life can convert resources
36
80000
3000
proses yang mana kehidupan mengubah sumber daya yang ada
01:38
from the environment into building blocks
37
83000
2000
dari lingkungan menjadi bagian-bagian
01:40
so it can maintain and build itself.
38
85000
3000
sehingga ia dapat merawat dan membangun dirinya.
01:43
Life also has a kind of inheritable information.
39
88000
2000
Kehidupan pun memiliki semacam informasi yang dapat diturunkan.
01:45
Now we, as humans, we store our information
40
90000
2000
Kita sebagai manusia, menyimpan informasi
01:47
as DNA in our genomes and we pass this
41
92000
3000
sebagai DNA di dalam genome kita dan kita menurunkan
01:50
information on to our offspring.
42
95000
2000
informasi ini pada keturunan kita.
01:52
If we couple the first two -- the body and the metabolism --
43
97000
2000
Jika kita menggabungkan dua sifat pertama -- tubuh dan metabolisme--
01:54
we can come up with a system that could
44
99000
2000
kita punya sistem yang
01:56
perhaps move and replicate, and if we
45
101000
2000
mungkin dapat berpindah dan bereplikasi, dan jika kita
01:58
coupled these now to inheritable information,
46
103000
3000
menggabungkan sifat-sifat ini dengan informasi yang dapat diturunkan
02:01
we can come up with a system that would be
47
106000
2000
kita punya sistem yang mungkin
02:03
more lifelike, and would perhaps evolve.
48
108000
2000
mirip seperti kehidupan, dan mungkin dapat berevolusi.
02:05
And so these are the things we will try to do
49
110000
2000
Dan jadi hal inilah yang kami coba lakukan
02:07
in the lab, make some experiments that have
50
112000
2000
di lab, membuat beberapa eksperimen yang memiliki
02:09
one or more of these characteristics of life.
51
114000
3000
satu atau lebih karakteristik kehidupan semacam ini.
02:12
So how do we do this? Well, we use
52
117000
2000
Jadi bagaimana kita melakukan hal ini? Sebenarnya, kami menggunakan
02:14
a model system that we term a protocell.
53
119000
2000
sistem model yang kami namakan sel proto.
02:16
You might think of this as kind of like a
54
121000
2000
Anda mungkin berpikir ini semacam
02:18
primitive cell. It is a simple chemical
55
123000
2000
sel primitif. Ini sebenarnya model kimiawi
02:20
model of a living cell, and if you consider
56
125000
3000
sederhana dari sel yang hidup, dan jika Anda pikirkan
02:23
for example a cell in your body may have
57
128000
2000
misalnya sebuah sel di tubuhmu mungkin memiliki
02:25
on the order of millions of different types
58
130000
2000
lebih dari jutaan jenis molekul yang berbeda
02:27
of molecules that need to come together,
59
132000
2000
yang harus bersatu untuk
02:29
play together in a complex network
60
134000
2000
mengambil bagian dalam sistem yang kompleks
02:31
to produce something that we call alive.
61
136000
3000
untuk menghasilkan sesuatu yang kita sebut sebagai kehidupan.
02:34
In the laboratory what we want to do
62
139000
2000
Di laboratorium yang ingin kami lakukan
02:36
is much the same, but with on the order of
63
141000
2000
hampir sama, tapi dengan susunan
02:38
tens of different types of molecules --
64
143000
2000
TENS dari molekul yang berbeda --
02:40
so a drastic reduction in complexity, but still
65
145000
2000
jadi pengurangan yang drastis dari kompleksitas, tapi tetap
02:42
trying to produce something that looks lifelike.
66
147000
3000
mencoba menghasilkan sesuatu yang mirip dengan kehidupan.
02:45
And so what we do is, we start simple
67
150000
2000
Dan jadi apa yang kami lakukan adalah, kami memulai dengan sederhana
02:47
and we work our way up to living systems.
68
152000
3000
dan kami meningkatkan pekerjaan kami hingga menjadi sistem-sistem yang hidup.
02:50
Consider for a moment this quote by
69
155000
2000
Coba pertimbangkan sejenak kutipan berikut ini
02:52
Leduc, a hundred years ago, considering a
70
157000
2000
Leduc, seratus tahun yang lalu, mempertimbangkan
02:54
kind of synthetic biology:
71
159000
2000
semacam biologi sintetis
02:56
"The synthesis of life, should it ever occur,
72
161000
2000
"Sintetis kehidupan, bila pernah terjadi,
02:58
will not be the sensational discovery which we
73
163000
2000
tidak akan menjadi penemuan yang heboh ketika kita
03:00
usually associate with the idea."
74
165000
2000
terbiasa dengan ide tersebut
03:02
That's his first statement. So if we actually
75
167000
2000
Itu adalah statemen awalnya. Jadi jika kami benar
03:04
create life in the laboratories, it's
76
169000
2000
menciptakan kehidupan di laboratorium, hal ini
03:06
probably not going to impact our lives at all.
77
171000
2000
kemungkinan tidak akan mempengaruhi kehidupan kita secara keseluruhan.
03:08
"If we accept the theory of evolution, then
78
173000
2000
"Jika kita menerima teori evolusi, maka
03:10
the first dawn of synthesis of life must consist
79
175000
2000
Awal mula sintesis kehidupan harus terdiri atas
03:12
in the production of forms intermediate
80
177000
2000
produksi bentuk-bentuk menengah
03:14
between the inorganic and the organic
81
179000
2000
antara dunia inorganik dan organik
03:16
world, or between the non-living
82
181000
2000
atau antara dunia tidak hidup
03:18
and living world, forms which possess
83
183000
2000
dan dunia hidup, bentuk-bentuk yang memiliki
03:20
only some of the rudimentary attributes of life"
84
185000
2000
hanya beberapa sifat dasar dari kehidupan"
03:22
-- so, the ones I just discussed --
85
187000
2000
-- jadi, hal yang baru saja saya bicarakan --
03:24
"to which other attributes will be slowly added
86
189000
2000
"yang mana sifat-sifat lain akan ditambahkan perlahan
03:26
in the course of development by the
87
191000
2000
dalam pengembangan oleh
03:28
evolutionary actions of the environment."
88
193000
2000
aksi evolusioner dari lingkungan"
03:30
So we start simple, we make some structures
89
195000
2000
Jadi kami mulai sederhana, kami membuat beberapa struktur
03:32
that may have some of these characteristics
90
197000
2000
yang mungkin memiliki beberapa karakteristik
03:34
of life, and then we try to develop that
91
199000
2000
kehidupan, dan kemudian kami mencoba untuk mengembangkannya
03:36
to become more lifelike.
92
201000
2000
untuk semakin menjadi mirip kehidupan.
03:38
This is how we can start to make a protocell.
93
203000
2000
Hal ini dimulai dengan membuat sebuah sel proto.
03:40
We use this idea called self-assembly.
94
205000
2000
Kami menggunakan cara yang disebut dengan self-assembly.
03:42
What that means is, I can mix some
95
207000
2000
Maksudnya adalah, saya dapat menggabungkan beberapa
03:44
chemicals together in a test tube in my lab,
96
209000
2000
zat kimia dalam sebuah tabung percobaan di lab saya,
03:46
and these chemicals will start to self-associate
97
211000
2000
dan zat-zat kimiawi ini akan mulai berasosiasi sendiri
03:48
to form larger and larger structures.
98
213000
2000
untuk membentuk struktur yang lebih dan lebih besar lagi.
03:50
So say on the order of tens of thousands,
99
215000
2000
Jadi katakanlah susunan ribuan TENS,
03:52
hundreds of thousands of molecules will
100
217000
2000
ratusan ribu molekul akan
03:54
come together to form a large structure
101
219000
2000
menyatu dan membentuk struktur yang lebih besar
03:56
that didn't exist before.
102
221000
2000
yang sebelumnya tidak pernah ada.
03:58
And in this particular example,
103
223000
2000
Dan contoh untuk hal ini secara khusus,
04:00
what I took is some membrane molecules,
104
225000
2000
apa yang saya ambil adalah beberapa molekul membran,
04:02
mixed those together in the right environment,
105
227000
2000
lalu menggabungkannya bersama di lingkungan yang tepat
04:04
and within seconds it forms these rather
106
229000
2000
dan dalam hitungan detik ia membentuk
04:06
complex and beautiful structures here.
107
231000
2000
struktur-struktur yang kompleks dan indah disini.
04:08
These membranes are also quite similar,
108
233000
2000
Membran-membran ini pula mirip
04:10
morphologically and functionally,
109
235000
2000
secara morfologi(bentuk) dan secara fungsional
04:12
to the membranes in your body,
110
237000
2000
dengan membran di tubuh Anda.
04:14
and we can use these, as they say,
111
239000
2000
dan kita bisa menggunakan hal ini,
04:16
to form the body of our protocell.
112
241000
2000
untuk membentuk tubuh dari sel proto kita.
04:18
Likewise,
113
243000
1000
Demikian pula,
04:19
we can work with oil and water systems.
114
244000
2000
kita dapat melakukan hal ini dengan sistem air dan minyak.
04:21
As you know, when you put oil and water together,
115
246000
2000
Seperti Anda tahu, ketika Anda menaruh minyak dan air bersamaan,
04:23
they don't mix, but through self-assembly
116
248000
2000
mereka tidak menyatu, tetapi lewat self-assembly
04:25
we can get a nice oil droplet to form,
117
250000
2000
kami dapat setetes minyak yang telah bercampur air untuk dibentuk,
04:27
and we can actually use this as a body for
118
252000
2000
dan kami dapat menggunakannya sebagai tubuh bagi
04:29
our artificial organism or for our protocell,
119
254000
2000
organisme buatan kami atau untuk sel proto kami,
04:31
as you will see later.
120
256000
2000
bila Anda lihat nanti.
04:33
So that's just forming some body stuff, right?
121
258000
2000
Jadi hal ini hanya membentuk sebagian bagian tubuh, kan?
04:35
Some architectures.
122
260000
2000
Beberapa arsitektur.
04:37
What about the other aspects of living systems?
123
262000
2000
Lantas bagaimana dengan aspek lain dari sistem yang hidup?
04:39
So we came up with this protocell model here
124
264000
2000
Jadi kami muncul dengan model sel proto ini
04:41
that I'm showing.
125
266000
2000
yang saya tengah tunjukan.
04:43
We started with a natural occurring clay
126
268000
2000
Kami memulainya dengan tanah liat alami
04:45
called montmorillonite.
127
270000
2000
dan dinamakan "montmorillonite".
04:47
This is natural from the environment, this clay.
128
272000
2000
Ini alami dari alam, tanah liat ini.
04:49
It forms a surface that is, say, chemically active.
129
274000
2000
Benda ini membentuk permukaan yang, katakanlah, aktif secara kimiawi.
04:51
It could run a metabolism on it.
130
276000
2000
Benda ini dapat menjalankan metabolisme di atasnya.
04:53
Certain kind of molecules like to associate
131
278000
2000
Molekul-molekul jenis tertentu suka berasosiasi
04:55
with the clay. For example, in this case, RNA, shown in red
132
280000
2000
dengan tanah liat ini. Misalnya, dalam hal ini, RNA, yang berwarna merah
04:57
-- this is a relative of DNA,
133
282000
2000
-- ini adalah saudara dari DNA
04:59
it's an informational molecule --
134
284000
2000
ini adalah molekul yang penuh informasi --
05:01
it can come along and it starts to associate
135
286000
2000
Ia dapat hadir dan mulai berasosiasi
05:03
with the surface of this clay.
136
288000
2000
dengan permukaan tanah liat ini.
05:05
This structure, then, can organize the
137
290000
2000
Strutktur ini, kemudian, dapat mengatur
05:07
formation of a membrane boundary around
138
292000
2000
formasi dari batasan membran di sekitar
05:09
itself, so it can make a body of
139
294000
2000
dirinya, jadi ia dapat membentuk tubuh dari
05:11
liquid molecules around itself, and that's
140
296000
2000
molekul-molekul cair disekitarnya, dan hal itu
05:13
shown in green here on this micrograph.
141
298000
2000
dapat terlihat dengan warna hijau di "mikrograph" ini.
05:15
So just through self-assembly, mixing things
142
300000
2000
Jadi melalui "self-assembly", menggabungkan hal-hal
05:17
together in the lab, we can come up with, say,
143
302000
3000
bersama di lab, kami dapat menyimpulkan, bahwa,
05:20
a metabolic surface with some
144
305000
2000
sebuah permukaan dengan beberapa
05:22
informational molecules attached
145
307000
2000
molekul yang penuh informasi tergabung
05:24
inside of this membrane body, right?
146
309000
2000
di dalam tubuh membran ini, kan?
05:26
So we're on a road towards living systems.
147
311000
4000
Jadi kami telah berada di jalur sistem hidup.
05:30
But if you saw this protocell, you would not
148
315000
2000
Tapi jika Anda melihat sel proto ini, Anda tidak akan
05:32
confuse this with something that was actually alive.
149
317000
2000
bingung dengannya bila dibandingkan dengan sel yang hidup.
05:34
It's actually quite lifeless. Once it forms,
150
319000
2000
Pada dasarnya benda ini tidak memiliki kehidupan. Begitu terbentuk,
05:36
it doesn't really do anything.
151
321000
2000
ia tidak melakukan apapun.
05:38
So, something is missing.
152
323000
2000
Jadi, ada sesuatu yang hilang.
05:40
Some things are missing.
153
325000
2000
Beberapa hal hilang disini.
05:42
So some things that are missing is,
154
327000
2000
Dan hal yang hilang itu adalah
05:44
for example, if you had a flow of energy
155
329000
2000
misalnya, jika Anda memberikan aliran energi
05:46
through a system, what we'd want
156
331000
2000
melalui sebuah sistem, apa yang kita inginkan
05:48
is a protocell that can harvest
157
333000
2000
adalah sebuah sel proto dapat mengambil
05:50
some of that energy in order to maintain itself,
158
335000
2000
beberapa bagian dari energi itu untuk merawat dirinya sendiri,
05:52
much like living systems do.
159
337000
2000
seperti yang dilakukan oleh sistem yang hidup.
05:54
So we came up with a different protocell
160
339000
2000
Jadi kami pun menghasilkan model sel proto
05:56
model, and this is actually simpler than the previous one.
161
341000
2000
yang berbeda, dan kali ini jauh lebih sederhana dari yang sebelumnya.
05:58
In this protocell model, it's just an oil droplet,
162
343000
2000
Di model sel proto ini, ia hanya sebuah tetesan minyak,
06:00
but a chemical metabolism inside
163
345000
2000
tapi sebuah metabolisme kimiawi di dalamnya
06:02
that allows this protocell to use energy
164
347000
2000
mengijinkan sel proto ini untuk menggunakan energi
06:04
to do something, to actually become dynamic,
165
349000
3000
yang ada untuk melakukan sesuatu, untuk menjadi benar-benar dinamis,
06:07
as we'll see here.
166
352000
2000
seperti yang dapat kita lihat disini.
06:09
You add the droplet to the system.
167
354000
2000
Anda menambahkan tetesan itu ke dalam sistem.
06:11
It's a pool of water, and the protocell
168
356000
2000
Ini adalah sekumpulan air, dan sel proto itu
06:13
starts moving itself around in the system.
169
358000
2000
mulai bergerak sendiri ke sekitaran sistem.
06:15
Okay? Oil droplet forms
170
360000
2000
Ok? Bentuk tetesan minyak
06:17
through self-assembly, has a chemical
171
362000
2000
melalui "self-assembly", memiliki sebuah metabolisme
06:19
metabolism inside so it can use energy,
172
364000
2000
kimiawi di dalamnya sehingga ia dapat memakai energi yang ada,
06:21
and it uses that energy to move itself
173
366000
2000
dan menggunakannya untuk menggerakan dirinya
06:23
around in its environment.
174
368000
2000
ke sekitaran lingkungannya.
06:25
As we heard earlier, movement is very
175
370000
2000
Seperti yang kita dengar sebelumnya, pergerakan adalah hal yang
06:27
important in these kinds of living systems.
176
372000
2000
sangat penting di jenis sistem kehidupan semacam ini.
06:29
It is moving around, exploring its environment,
177
374000
2000
Ia bergerak, menjelajahi lingkungannya,
06:31
and remodeling its environment, as you see,
178
376000
2000
dan memodelkan kembali lingkungannya, seperti yang Anda lihat,
06:33
by these chemical waves that are forming by the protocell.
179
378000
2000
dengan gelombang kimiawi ini yang dibentuk oleh si sel proto.
06:35
So it's acting, in a sense, like a living system
180
380000
2000
Jadi ia beraksi, sepintas, mirip sebuah sistem yang hidup
06:37
trying to preserve itself.
181
382000
3000
yang mencoba mempertahankan dirinya.
06:40
We take this same moving protocell here,
182
385000
3000
Kami mengambil sel proto yang bergerak ini,
06:43
and we put it in another experiment,
183
388000
2000
dan menaruhnya di eksperimen lain,
06:45
get it moving. Then I'm going
184
390000
2000
membuatnya bergerak. Dan saya akan menambahkan
06:47
to add some food to the system,
185
392000
2000
makanan ke dalam sistem,
06:49
and you'll see that in blue here, right?
186
394000
3000
dan Anda akan melihat warna biru disini, kan?
06:52
So I add some food source to the system.
187
397000
2000
Jadi saya menambahkan sumber makanan ke dalam sistem.
06:54
The protocell moves. It encounters the food.
188
399000
2000
Sel proto bergerak. Ia menemukan makanan.
06:56
It reconfigures itself and actually then
189
401000
2000
Ia mengatur ulang dirinya dan kemudian
06:58
is able to climb to the highest concentration
190
403000
2000
dapat naik ke konsentrasi tertinggi
07:00
of food in that system and stop there.
191
405000
2000
dari makanan di sistem itu dan berhenti disana.
07:02
Alright? So not only do we have this system
192
407000
2000
Benarkan? Jadi kita tidak hanya punya sistem yang
07:04
that has a body, it has a metabolism,
193
409000
2000
memiliki tubuh, ia memiliki metabolisme,
07:06
it can use energy, it moves around.
194
411000
3000
ia menggunakan energi, ia bergerak.
07:09
It can sense its local environment
195
414000
2000
Ia dapat merasakan lingkungan lokalnya
07:11
and actually find resources
196
416000
2000
dan bahkan mencari sumber daya
07:13
in the environment to sustain itself.
197
418000
2000
yang diperlukan untuk bertahan di lingkungannya.
07:15
Now, this doesn't have a brain, it doesn't have
198
420000
2000
Sekarang, hal ini tidak memiliki otak, ia tidak memiliki
07:17
a neural system. This is just a sack of
199
422000
2000
sistem saraf. Ini hanya susunan bahan
07:19
chemicals that is able to have this interesting
200
424000
2000
kimiawi ini dapat memiliki sifat yang menarik
07:21
and complex lifelike behavior.
201
426000
2000
dan kompleks seperti kehidupan.
07:23
If we count the number of chemicals
202
428000
2000
Jika kita menghitung jumlah zat-zat kimiawi
07:25
in that system, actually, including the water
203
430000
2000
di dalam sistem tersebut, sebenarnya, termasuk dengan air
07:27
that's in the dish, we have five chemicals
204
432000
2000
dalam piringan itu, kita punya lima zat kimiawi
07:29
that can do this.
205
434000
2000
untuk melakukan hal ini.
07:31
So then we put these protocells together in a
206
436000
2000
Jadi kemudian kami menaruh sel-sel proto tadi bersama
07:33
single experiment to see what they would do,
207
438000
2000
dalam sebuah eksperimen untuk melihat apa yang akan mereka lakukan
07:35
and depending on the conditions, we have
208
440000
2000
dan bergantung pada kondisi-kondisi, kami memiliki
07:37
some protocells on the left that are
209
442000
2000
beberapa sel-sel proto di kiri yang
07:39
moving around and it likes to touch the other
210
444000
2000
bergerak ke sekitarnya dan ia suka menyentuh struktur lain
07:41
structures in its environment.
211
446000
2000
di sekitar lingkungannya.
07:43
On the other hand we have two moving
212
448000
2000
Jadi di sisi lain kita punya dua sel-sel proto
07:45
protocells that like to circle each other,
213
450000
2000
yang bergerak dan suka untuk melingkar satu sama lain,
07:47
and they form a kind of a dance, a complex dance with each other.
214
452000
2000
dan mereka membentuk semacam tarian, tarian yang kompleks satu sama lain.
07:49
Right? So not only do individual protocells
215
454000
2000
Benar? Tidak hanya sel-sel proto individual
07:51
have behavior, what we've interpreted as
216
456000
2000
yang memiliki perilaku, apa yang kami terjemahkan sebagai
07:53
behavior in this system, but we also have
217
458000
2000
perilaku di sistem ini, tapi kami juga punya
07:55
basically population-level behavior
218
460000
3000
perilaku pada level populasi yang mendasar
07:58
similar to what organisms have.
219
463000
3000
mirip dengan apa yang organisme punya.
08:01
So now that you're all experts on protocells,
220
466000
3000
Jadi sekarang Anda telah jadi ahli dalam sel-sel proto,
08:04
we're going to play a game with these protocells.
221
469000
2000
Kita akan memainkan sebuah permainan dengan sel-sel proto ini.
08:06
We're going to make two different kinds.
222
471000
2000
Kita akan membuat dua jenis yang berbeda.
08:08
Protocell A has a certain kind of chemistry
223
473000
3000
Sel proto A punya struktur kimia tertentu di dalamnya,
08:11
inside that, when activated, the protocell
224
476000
2000
ketika diaktifkan, sel proto
08:13
starts to vibrate around, just dancing.
225
478000
2000
itu mulai bergetar ke sekelilingnya, seperti menari.
08:15
So remember, these are primitive things,
226
480000
2000
Jadi ingat, ini adalah benda yang primitf
08:17
so dancing protocells, that's very
227
482000
2000
sel proto yang menari tentu sangatlah
08:19
interesting to us. (Laughter)
228
484000
2000
menarik bagi kita. (Tertawa)
08:21
The second protocell has a different
229
486000
2000
Sel proto yang kedua memiliki sebuah susunan
08:23
chemistry inside, and when activated,
230
488000
2000
kimia yang berbeda di dalamnya, dan ketika diaktifkan,
08:25
the protocells all come together and they fuse
231
490000
2000
sel-sel proto semua bergabung dan mereka melebur
08:27
into one big one. Right?
232
492000
2000
menajdi satu bagian besar. Benar?
08:29
And we just put these two together
233
494000
2000
Dan kita cukup menyatukan kedua sel ini bersama
08:31
in the same system.
234
496000
2000
dalam sistem yang sama.
08:33
So there's population A,
235
498000
2000
Jadi disana ada populasi A,
08:35
there's population B, and then
236
500000
2000
disana populasi B, dan kemudian
08:37
we activate the system,
237
502000
2000
kita mengaktifkan sistem,
08:39
and protocell Bs, they're the blue ones,
238
504000
2000
dan sel-sel proto B, mereka yang berwarna biru,
08:41
they all come together. They fuse together
239
506000
2000
mereka mulai bergabung. Mereka melebur bersama
08:43
to form one big blob, and the other protocell
240
508000
2000
membentuk gelembung besar, dan sel proto yang lain
08:45
just dances around. And this just happens
241
510000
2000
hanya menari disekitarnya. Dan ini hanya terjadi
08:47
until all of the energy in the system is
242
512000
2000
hingga seluruh energi di dalam sistem ini
08:49
basically used up, and then, game over.
243
514000
3000
habis digunakan, dan kemudian, permainan selesai.
08:52
So then I repeated this experiment
244
517000
2000
Jadi kemudian saya mengulangi eksperimen ini
08:54
a bunch of times, and one time
245
519000
2000
beberapa kali, dan suatu waktu
08:56
something very interesting happened.
246
521000
2000
suatu hal menarik terjadi.
08:58
So, I added these protocells together
247
523000
2000
Jadi, saya menambahkan sel-sel proto ini bersama
09:00
to the system, and protocell A and protocell B
248
525000
2000
ke dalam sistem, dan sel proto A dan sel proto B
09:02
fused together to form a hybrid protocell AB.
249
527000
2000
melebur menjadi satu membentuk sel proto hybrid AB.
09:04
That didn't happen before. There it goes.
250
529000
2000
Hal ini tak pernah terjadi sebelumnya. Inilah dia.
09:06
There's a protocell AB now in this system.
251
531000
3000
Sekarang ada sebuah sel proto AB di dalam sistem ini.
09:09
Protocell AB likes to dance around for a bit,
252
534000
3000
Sel proto AB suka menari sebentar,
09:12
while protocell B does the fusing, okay?
253
537000
3000
sementara sel proto B melakukan peleburan, okay?
09:15
But then something even more interesting happens.
254
540000
3000
Tapi kemudian sesuatu yang lebih menarik terjadi.
09:18
Watch when these two large protocells,
255
543000
2000
Perhatikan ketika dua sel-sel proto besar,
09:20
the hybrid ones, fuse together.
256
545000
2000
yang hybrid, melebur menjadi satu.
09:22
Now we have a dancing protocell
257
547000
3000
Dan sekarang kita memiliki sel proto yang menari
09:25
and a self-replication event. Right. (Laughter)
258
550000
4000
dan sebuah peristiwa "replikasi-sendiri". Benar. (Tertawa)
09:29
Just with blobs of chemicals, again.
259
554000
2000
Hanya dengan tetesan kimia, lagi.
09:31
So the way this works is, you have
260
556000
2000
Jadi cara hal ini bekerja, Anda memiliki
09:33
a simple system of five chemicals here,
261
558000
2000
sistem sederhana dari lima zat kimia disini,
09:35
a simple system here. When they hybridize,
262
560000
2000
sistem yang sederhana disini. Dan ketika mereka berhibrida,
09:37
you then form something that's different than
263
562000
2000
Anda kemudian membentuk sesuatu yang berbeda
09:39
before, it's more complex than before,
264
564000
2000
dari sebelumnya, bahkan lebih kompleks lagi
09:41
and you get the emergence of another kind of
265
566000
2000
dan Anda memiliki kehadiran dari perilaku lain
09:43
lifelike behavior which
266
568000
2000
dari sistem yang mirip kehidupan yang mana
09:45
in this case is replication.
267
570000
2000
dalam hal ini adalah replikasi.
09:47
So since we can make some interesting
268
572000
2000
Jadi karena bisa membuat beberapa sel proto menarik
09:49
protocells that we like, interesting colors and
269
574000
2000
yang kita suka dengan warna-warna yang menarik dan
09:51
interesting behaviors, and they're very easy
270
576000
2000
perilaku-perilaku yang menarik, dan mereka sangatlah mudah
09:53
to make, and they have interesting lifelike
271
578000
2000
untuk dibuat, dan mereka memiliki sifat mirip kehidupan,
09:55
properties, perhaps these protocells have
272
580000
3000
mungkin sel-sel proto ini memiliki
09:58
something to tell us about the origin of life
273
583000
2000
sesuatu untuk diberitahukan pada kita mengenai asal muasal kehidupan
10:00
on the Earth. Perhaps these represent an
274
585000
2000
di Bumi. Mungkin hal ini mewakili sebuah
10:02
easily accessible step, one of the first steps
275
587000
2000
langkah mudah yang dapat dicapai, sebuah langkah pertama
10:04
by which life got started on the early Earth.
276
589000
3000
dari yang mana kehidupan mulai ada di awal Bumi.
10:07
Certainly, there were molecules present on
277
592000
2000
Tentu saja, mereka adalah molekul yang ada
10:09
the early Earth, but they wouldn't have been
278
594000
2000
waktu awal Bumi, tapi mereka bukanlah
10:11
these pure compounds that we worked with
279
596000
2000
senyawa murni yang kami gunakan di lab
10:13
in the lab and I showed in these experiments.
280
598000
2000
dan yang saya tunjukan dalam eksperimen ini.
10:15
Rather, they'd be a real complex mixture of
281
600000
2000
Mereka lebih pada campuran kompleks dari berbagai
10:17
all kinds of stuff, because
282
602000
2000
jenis hal, karena
10:19
uncontrolled chemical reactions produce
283
604000
2000
reaksi kimia yang tidak terkontrol menghasilkan
10:21
a diverse mixture of organic compounds.
284
606000
2000
senyawa organik campuran yang majemuk.
10:23
Think of it like a primordial ooze, okay?
285
608000
3000
Pikirkan hal itu seperti sup primordial, okay?
10:26
And it's a pool that's too difficult to fully
286
611000
2000
Dan semua kolam itu terlalu sulit untuk
10:28
characterize, even by modern methods, and
287
613000
2000
dikarakterisasikan, bahkan dengan metode modern, dan
10:30
the product looks brown, like this tar here
288
615000
2000
produk yang berwarna coklat, seperti tar ini
10:32
on the left. A pure compound
289
617000
2000
di sebelah kiri. Sebuah senyawa murni
10:34
is shown on the right, for contrast.
290
619000
2000
ditunjukan di kanan, sebagai perbandingan.
10:36
So this is similar to what happens when you
291
621000
2000
Ini mirip seperti apa yang terjadi ketika Anda
10:38
take pure sugar crystals in your kitchen,
292
623000
2000
mengambil gula kristal murni di dapur Anda,
10:40
you put them in a pan, and you apply energy.
293
625000
2000
kemudian menaruhnya di sebuah panci, dan Anda memberikan energi.
10:42
You turn up the heat, you start making
294
627000
2000
Anda memanaskan kompor, dan memulai
10:44
or breaking chemical bonds in the sugar,
295
629000
2000
atau menghancurkan ikatan kimiawi di dalam gula,
10:46
forming a brownish caramel, right?
296
631000
2000
membentuk karamel yang kecoklatan, kan?
10:48
If you let that go unregulated, you'll
297
633000
2000
Jika anda membiarkannya tidak terkontrol, Anda akan
10:50
continue to make and break chemical bonds,
298
635000
2000
terus membuat dan menghancurkan ikatan kimia
10:52
forming an even more diverse mixture of
299
637000
2000
dan membentuk campuran yang lebih majemuk
10:54
molecules that then forms this kind of black
300
639000
2000
dari molekul-molekul yang kemudian membentuk benda
10:56
tarry stuff in your pan, right, that's
301
641000
2000
hitam yang ada di panci anda, kan? Hal itu
10:58
difficult to wash out. So that's what
302
643000
2000
sangat susah untuk dicuci. Jadi itulah seperti apa
11:00
the origin of life would have looked like.
303
645000
2000
bentuk dari kehidupan awal.
11:02
You needed to get life out of this junk that
304
647000
2000
Anda butuh kehidupan untuk keluar dari sampah ini
11:04
is present on the early Earth,
305
649000
2000
yang hadir di Bumi awal.
11:06
four, 4.5 billion years ago.
306
651000
2000
empat, 4.5 milyar tahun lalu.
11:08
So the challenge then is,
307
653000
2000
Jadi tantangannya adalah ini,
11:10
throw away all your pure chemicals in the lab,
308
655000
2000
buang semua bahan kimia murni Anda di lab
11:12
and try to make some protocells with lifelike
309
657000
2000
dan coba buat sel-sel proto dengan sifat
11:14
properties from this kind of primordial ooze.
310
659000
3000
mirip kehidupan dari sup primordial seperti ini.
11:17
So we're able to then see the self-assembly
311
662000
2000
Jadi kita dapat kemudian melihat "self-assembly"
11:19
of these oil droplet bodies again
312
664000
2000
dari tetesan minyak lagi
11:21
that we've seen previously,
313
666000
2000
seperti yang telah kita lihat sebelumnya,
11:23
and the black spots inside of there
314
668000
2000
dan titik-titik hitam didalam sana
11:25
represent this kind of black tar -- this diverse,
315
670000
2000
mewakili sejenis tar hitam -- yang majemuk,
11:27
very complex, organic black tar.
316
672000
2000
sangat kompleks, dan organik tar hitam.
11:29
And we put them into one of these
317
674000
2000
Dan kami menyatukannya ke dalam salah satu
11:31
experiments, as you've seen earlier, and then
318
676000
2000
eksperimen, seperti yang Anda telah lihat sebelumnya, dan kemudian
11:33
we watch lively movement that comes out.
319
678000
2000
kita akan melihat pergerakan secara langsung yang keluar darinya.
11:35
They look really good, very nice movement,
320
680000
2000
Mereka terlihat sangat baik, pergerakan yang sangat manis,
11:37
and also they appear to have some kind of
321
682000
2000
dan juga mereka nampak memiliki semacam
11:39
behavior where they kind of circle
322
684000
2000
perilaku dimana mereka seperti melingkar
11:41
around each other and follow each other,
323
686000
3000
satu sama lain dan mengikuti satu sama lain,
11:44
similar to what we've seen before -- but again,
324
689000
2000
mirip dengan apa yang telah kita lihat sebelumnya -- tapi lagi,
11:46
working with just primordial conditions,
325
691000
2000
bekerja dengan hanya kondisi-kondisi primordial,
11:48
no pure chemicals.
326
693000
2000
Tiada zat-zat kimia murni.
11:50
These are also, these tar-fueled protocells,
327
695000
2000
Ini juga, merupakan sel-sel proto yang didorong tar,
11:52
are also able to locate resources
328
697000
2000
juga dapat menemukan sumber daya
11:54
in their environment.
329
699000
1000
yang dibutuhkan di lingkungannya.
11:55
I'm going to add some resource from the left,
330
700000
2000
Saya akan menambahkan beberapa sumberdaya tersisa di kiri,
11:57
here, that defuses into the system,
331
702000
2000
disini, ia melebur ke dalam sistem,
11:59
and you can see, they really like that.
332
704000
2000
dan Anda dapat lihat, mereka menyukainya.
12:01
They become very energetic, and able
333
706000
2000
Mereka menjadi sangat energetik, dan dapat
12:03
to find the resource in the environment,
334
708000
2000
menemukan sumber daya di lingkungan,
12:05
similar to what we saw before.
335
710000
2000
mirip dengan apa yang kita lihat sebelumnya.
12:07
But again, these are done in these primordial
336
712000
2000
Tapi lagi, ini terjadi dalam kondisi-kondisi
12:09
conditions, really messy conditions,
337
714000
2000
primordial, kondisi yang sangat berantakan,
12:11
not sort of sterile laboratory conditions.
338
716000
2000
bukan semacam kondisi steril laboratorium.
12:13
These are very dirty little protocells,
339
718000
2000
Ini adalah sel-sel proto kecil yang sangat kotor,
12:15
as a matter of fact. (Laughter)
340
720000
2000
dan itu adalah fakta. (Tertawa)
12:17
But they have lifelike properties, is the point.
341
722000
3000
Tapi mereka memiliki sifat mirip kehidupan, adalah intinya.
12:20
So, doing these artificial life experiments
342
725000
3000
Jadi, melakukan eksperimen-eksperimen kehidupan buatan semacam ini
12:23
helps us define a potential path between
343
728000
3000
menolong kita menentukan jalur potensial diantara
12:26
non-living and living systems.
344
731000
3000
sistem non-kehidupan dan sistem kehidupan.
12:29
And not only that, but it helps us
345
734000
2000
Dan bukan hanya itu, tapi hal ini juga menolong kita
12:31
broaden our view of what life is
346
736000
2000
membuka pandangan kita akan apa itu kehidupan sebenarnya
12:33
and what possible life there could be
347
738000
2000
dan kemungkinan adanya kehidupan bisa jadi
12:35
out there -- life that could be very different
348
740000
2000
di luar sana -- kehidupan yang mungkin sangat berbeda
12:37
from life that we find here on Earth.
349
742000
3000
dari kehidupan yang kita temui di Bumi.
12:40
And that leads me to the next
350
745000
2000
Dan hal itu menuntunku pada istilah
12:42
term, which is "weird life."
351
747000
2000
berikut, yang kusebut dengan "kehidupan aneh."
12:44
This is a term by Steve Benner.
352
749000
3000
Ini adalah istilah dari Steve Benner.
12:47
This is used in reference to a report
353
752000
2000
yang digunakan sebagai referensi dalam sebuah laporan
12:49
in 2007 by the National Research Council
354
754000
2000
tahun 2007 oleh Lembaga Riset Nasional
12:51
in the United States, wherein
355
756000
2000
di Amerika Serikat, yang mana
12:53
they tried to understand how we can
356
758000
2000
mereka mencoba untuk memahami bagaimana kita dapat
12:55
look for life elsewhere in the universe, okay,
357
760000
2000
mencari kehidupan entah dimana di alam semesta, okay,
12:57
especially if that life is very different from life
358
762000
2000
terutama jika kehidupan itu sangatlah berbeda dari kehidupan
12:59
on Earth. If we went to another planet and
359
764000
3000
di Bumi. Jika kita pergi ke planet lain dan
13:02
we thought there might be life there,
360
767000
2000
kita mengira bahwa disana mungkin ada kehidupan,
13:04
how could we even recognize it as life?
361
769000
2000
bagaimana kita dapat mengenalinya sebagai kehidupan?
13:06
Well, they came up with three very general
362
771000
2000
Jadi, mereka muncul dengan tiga kriteria yang sangat
13:08
criteria. First is -- and they're listed here.
363
773000
2000
umum. Pertama -- dan mereka terdaftar disini.
13:10
The first is, the system has to be in
364
775000
2000
Pertama adalah sistem itu haruslah dalam posisi
13:12
non-equilibrium. That means the system
365
777000
2000
non-equilibrium. Itu artinya sistem itu
13:14
cannot be dead, in a matter of fact.
366
779000
1000
tidak dapat mati, dalam hal ini adalah fakta.
13:15
Basically what that means is, you have
367
780000
2000
Pada dasarnya maksud dari hal itu adalah, Anda memiliki
13:17
an input of energy into the system that life
368
782000
2000
masukan energi ke dalam sistem yang mana kehidupan
13:19
can use and exploit to maintain itself.
369
784000
3000
dapat gunakan dan eksploitasi guna menjaga kelangsungan kehidupannya.
13:22
This is similar to having the Sun shining
370
787000
2000
Ini mirip dengan memiliki Matahari yang bersinar
13:24
on the Earth, driving photosynthesis,
371
789000
2000
ke Bumi, mendorong proses fotosintesis,
13:26
driving the ecosystem.
372
791000
2000
yang kemudian mendorong terbentuknya ekosistem.
13:28
Without the Sun, there's likely to be
373
793000
2000
Tanpa Matahari, kemungkinan besar
13:30
no life on this planet.
374
795000
2000
tak akan ada kehidupan di planet ini.
13:32
Secondly, life needs to be in liquid form,
375
797000
2000
Kedua, kehidupan haruslah hadir dalam bentuk cair,
13:34
so that means even if we had some
376
799000
2000
jadi ini artinya meskipun kita memiliki
13:36
interesting structures, interesting molecules
377
801000
2000
struktur-struktur molekul yang menarik
13:38
together but they were frozen solid,
378
803000
2000
tapi mereka begitu keras,
13:40
then this is not a good place for life.
379
805000
2000
maka ini bukanlah tempat yang baik bagi kehidupan.
13:42
And thirdly, we need to be able to make
380
807000
2000
Dan ketiga, kita butuh agar dapat membuat
13:44
and break chemical bonds. And again
381
809000
2000
dan menghancurkan ikatan kimia. Dan lagi
13:46
this is important because life transforms
382
811000
2000
hal ini penting karena kehidupan mengubah
13:48
resources from the environment into
383
813000
2000
sumber daya dari lingkungan ke
13:50
building blocks so it can maintain itself.
384
815000
2000
blok-blok guna menjaga kelangsungan hidupnya.
13:52
Now today, I told you about very strange
385
817000
2000
Hari ini, saya hendak memberi tahu Anda mengenai sel-sel proto yang
13:54
and weird protocells -- some that contain clay,
386
819000
2000
aneh dan ajaib ini -- beberapa bagiannya mengandung tanah liat.
13:56
some that have primordial ooze in them,
387
821000
3000
beberapa memiliki sup primordial di dalamnya,
13:59
some that have basically oil
388
824000
2000
beberapa pada dasarnya minyak
14:01
instead of water inside of them.
389
826000
2000
yang seharusnya air ada di dalamnya.
14:03
Most of these don't contain DNA,
390
828000
2000
Kebanyakan darinya tidak berisi DNA,
14:05
but yet they have lifelike properties.
391
830000
2000
tapi mereka memiliki sifat mirip kehidupan.
14:07
But these protocells satisfy
392
832000
3000
Tapi sel-sel proto ini memenuhi
14:10
these general requirements of living systems.
393
835000
3000
persyaratan umum ini dari sistem yang hidup.
14:13
So by making these chemical, artificial
394
838000
2000
Jadi dengan membuat zat kimiawi ini, eksperimen
14:15
life experiments, we hope not only
395
840000
2000
kehidupan buatan, kita tidak hanya berharap
14:17
to understand something fundamental
396
842000
2000
untuk memahami suatu hal dasar tentang
14:19
about the origin of life and the existence
397
844000
2000
asal mula kehidupan dan kehadiran
14:21
of life on this planet, but also
398
846000
2000
kehidupan di planet ini, tapi juga
14:23
what possible life there could be
399
848000
2000
kemungkinan kehidupan yang bisa
14:25
out there in the universe. Thank you.
400
850000
3000
hadir di alam semesta. Terimakasih.
14:28
(Applause)
401
853000
4000
(Tepuk tangan)
ABOUT THE SPEAKER
Martin Hanczyc - ChemistMartin 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.
Martin Hanczyc | Speaker | TED.com