TEDGlobal 2011
Lee Cronin: Making matter come alive
Lee Cronin: Ożywianie materii
Filmed:
Readability: 3.8
770,372 views
Zanim na Ziemii pojawiło się życie istniała tylko materia - nieorganiczna, martwa. Jakie jest prawdopodobieństwo pojawienia się życia? Czy mogło się narodzić w oparciu o inny rodzaj chemii niż organiczna? Opierając się na eleganckiej definicji życia (życie to wszystko co może ewoluować), chemik Lee Cronin zgłębia to pytanie, próbując stworzyć nieorganiczną komórkę, używając "zestawu Lego" nieorganicznych cząsteczek - bez węgla - które mogą się łączyć, mnożyć i rywalizować.
Lee Cronin - Chemist
A professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life. Full bio
A professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
What I'm going to try and do in the next 15 minutes or so
0
0
3000
Przez najbliższe 15 minut
00:18
is tell you about an idea
1
3000
2000
spróbuję wam opowiedzieć
00:20
of how we're going to make matter come alive.
2
5000
3000
o naszym pomyśle na ożywienie materii.
00:23
Now this may seem a bit ambitious,
3
8000
2000
Być może brzmi to dość ambitnie,
00:25
but when you look at yourself, you look at your hands,
4
10000
2000
ale przecież patrząc na siebie, na swoje ręce,
00:27
you realize that you're alive.
5
12000
2000
zdajecie sobie sprawę, że sami jesteście żywi.
00:29
So this is a start.
6
14000
2000
Przyjmijmy to za punkt wyjścia.
00:31
Now this quest started four billion years ago on planet Earth.
7
16000
3000
Wszystko zaczęło się 4 miliardy lat temu na Ziemii.
00:34
There's been four billion years
8
19000
2000
To już 4 miliardy lat
00:36
of organic, biological life.
9
21000
2000
organicznego, biologicznego życia.
00:38
And as an inorganic chemist,
10
23000
2000
Jako chemicy nieorganiczni,
00:40
my friends and colleagues make this distinction
11
25000
2000
moi przyjaciele i koledzy dzielą
00:42
between the organic, living world
12
27000
3000
świat na organiczny, żywy
00:45
and the inorganic, dead world.
13
30000
2000
i nieorganiczny, martwy.
00:47
And what I'm going to try and do is plant some ideas
14
32000
3000
Pokażę kilka pomysłów,
00:50
about how we can transform inorganic, dead matter
15
35000
4000
jak można przeobrazić nieorganiczną, martwą materię
00:54
into living matter, into inorganic biology.
16
39000
3000
w materię żywą, na biologię nieorganiczną.
00:57
Before we do that,
17
42000
2000
Ale najpierw
00:59
I want to kind of put biology in its place.
18
44000
3000
chciałbym oddać biologii należne jej miejsce.
01:02
And I'm absolutely enthralled by biology.
19
47000
2000
Jestem oczarowany biologią.
01:04
I love to do synthetic biology.
20
49000
2000
Uwielbiam biologię syntetyczną.
01:06
I love things that are alive.
21
51000
2000
Uwielbiam żywe rzeczy.
01:08
I love manipulating the infrastructure of biology.
22
53000
2000
Uwielbiam manipulować ich strukturą.
01:10
But within that infrastructure,
23
55000
2000
Ale przy manipulacjach
01:12
we have to remember
24
57000
2000
trzeba pamiętać,
01:14
that the driving force of biology
25
59000
2000
że siłą napędową biologii
01:16
is really coming from evolution.
26
61000
2000
jest ewolucja.
01:18
And evolution,
27
63000
2000
Pomimo, że ewolucję
01:20
although it was established well over 100 years ago by Charles Darwin
28
65000
3000
odkrył ponad 100 lat temu Karol Darwin
01:23
and a vast number of other people,
29
68000
2000
przy wsparciu wielu innych ludzi,
01:25
evolution still is a little bit intangible.
30
70000
3000
wciąż jest nieco niezrozumiała.
01:28
And when I talk about Darwinian evolution,
31
73000
2000
Kiedy mówię o Darwinowskiej ewolucji,
01:30
I mean one thing and one thing only,
32
75000
2000
mam na myśli tylko jedno -
01:32
and that is survival of the fittest.
33
77000
2000
dobór naturalny.
01:34
And so forget about evolution
34
79000
2000
Zapomnijcie o ewolucji
01:36
in a kind of metaphysical way.
35
81000
2000
w sensie metafizycznym.
01:38
Think about evolution
36
83000
2000
Pomyślcie o niej
01:40
in terms of offspring competing,
37
85000
2000
jako o rywalizacji pomiędzy potomstwem,
01:42
and some winning.
38
87000
2000
w której ktoś wygrywa.
01:44
So bearing that in mind,
39
89000
2000
Mając to na względzie,
01:46
as a chemist, I wanted to ask myself
40
91000
2000
postanowiłem jako chemik zadać sobie pytanie,
01:48
the question frustrated by biology:
41
93000
2000
od którego biologia odwraca uwagę:
01:50
What is the minimal unit of matter
42
95000
3000
Jaka jest najmniejsza ilość materii
01:53
that can undergo Darwinian evolution?
43
98000
3000
która może ewoluować?
01:56
And this seems quite a profound question.
44
101000
2000
To poważne pytanie.
01:58
And as a chemist,
45
103000
2000
Jako chemicy,
02:00
we're not used to profound questions every day.
46
105000
2000
nie stykamy się na co dzień z poważnymi pytaniami.
02:02
So when I thought about it,
47
107000
2000
Gdy o tym pomyślałem,
02:04
then suddenly I realized
48
109000
2000
uświadomiłem sobie,
02:06
that biology gave us the answer.
49
111000
2000
że biologia dała już nam odpowiedź.
02:08
And in fact, the smallest unit of matter
50
113000
2000
Rzeczywiście, najmniejszą cząstką,
02:10
that can evolve independently
51
115000
2000
która może niezależnie ewoluować,
02:12
is, in fact, a single cell --
52
117000
2000
jest pojedyncza komórka --
02:14
a bacteria.
53
119000
2000
bakteria.
02:16
So this raises three really important questions:
54
121000
3000
To stawia przed nami trzy ważne pytania:
02:19
What is life?
55
124000
2000
Czym jest życie?
02:21
Is biology special?
56
126000
2000
Czy biologia jest wyjątkowa?
02:23
Biologists seem to think so.
57
128000
2000
Biolodzy sądzą, że tak.
02:25
Is matter evolvable?
58
130000
2000
Czy materia może ewoluować?
02:27
Now if we answer those questions in reverse order,
59
132000
3000
Jeżeli odpowiemy na nie w odwrotnej kolejności,
02:30
the third question -- is matter evolvable? --
60
135000
2000
trzecie pytanie - czy materia może ewoluować? --
02:32
if we can answer that,
61
137000
2000
jeśli znajdziemy na nie odpowiedź,
02:34
then we're going to know how special biology is,
62
139000
2000
będziemy wiedzieli, czy biologia jest czymś niezwykłym,
02:36
and maybe, just maybe,
63
141000
2000
i może, ale tylko może,
02:38
we'll have some idea of what life really is.
64
143000
3000
będziemy mieli pojęcie, czym naprawdę jest życie.
02:41
So here's some inorganic life.
65
146000
2000
To jest przykład nieorganicznego życia.
02:43
This is a dead crystal,
66
148000
2000
To martwy kryształ,
02:45
and I'm going to do something to it,
67
150000
2000
zadziałam na niego tak,
02:47
and it's going to become alive.
68
152000
2000
że ożyje.
02:49
And you can see,
69
154000
2000
Widzicie -
02:51
it's kind of pollinating, germinating, growing.
70
156000
3000
rozprzestrzenia się, kiełkuje, rośnie
02:54
This is an inorganic tube.
71
159000
2000
- w nieorganicznej probówce
02:56
And all these crystals here under the microscope
72
161000
2000
Kryształy pod mikroskopem
02:58
were dead a few minutes ago, and they look alive.
73
163000
2000
były chwilę temu martwe, a teraz wyglądają jak żywe.
03:00
Of course, they're not alive.
74
165000
2000
Oczywiście, nie są żywe.
03:02
It's a chemistry experiment where I've made a crystal garden.
75
167000
3000
To chemiczny eksperyment, z kryształowym ogrodem.
03:05
But when I saw this, I was really fascinated,
76
170000
3000
Ale gdy go ujrzałem, byłem zafascynowany,
03:08
because it seemed lifelike.
77
173000
2000
bo sprawiał wrażenie żyjącego.
03:10
And as I pause for a few seconds, have a look at the screen.
78
175000
3000
Zatrzymam na kilka sekund, popatrzcie na ekran.
03:15
You can see there's architecture growing, filling the void.
79
180000
3000
Widać rosnącą, wypełniającą pustkę budowlę --
03:18
And this is dead.
80
183000
2000
- a jednak martwą.
03:20
So I was positive that,
81
185000
2000
Byłem pewny,
03:22
if somehow we can make things mimic life,
82
187000
2000
że skoro możemy stworzyć rzeczy udające życie,
03:24
let's go one step further.
83
189000
2000
możemy pójść krok dalej.
03:26
Let's see if we can actually make life.
84
191000
2000
Zobaczmy, czy rzeczywiście stworzymy życie.
03:28
But there's a problem,
85
193000
2000
Ale pojawia się problem,
03:30
because up until maybe a decade ago,
86
195000
2000
bo do niedawna
03:32
we were told that life was impossible
87
197000
2000
mówiono nam, że to niemożliwe,
03:34
and that we were the most incredible miracle in the universe.
88
199000
3000
a my byliśmy najbardziej zdumiewającym cudem wszechświata.
03:37
In fact, we were the only people
89
202000
2000
Co więcej, jedynym takim cudem
03:39
in the universe.
90
204000
2000
we wszechświecie.
03:41
Now, that's a bit boring.
91
206000
2000
To trochę nudne.
03:43
So as a chemist,
92
208000
2000
Jako chemik pomyślałem:
03:45
I wanted to say, "Hang on. What is going on here?
93
210000
2000
"Zaraz, zaraz. Co takiego?"
03:47
Is life that improbable?"
94
212000
2000
Czy życie jest aż tak nieprawdopodobne?
03:49
And this is really the question.
95
214000
3000
I to jest pytanie.
03:52
I think that perhaps the emergence of the first cells
96
217000
3000
Sądzę, że pojawienie się pierwszych komórek
03:55
was as probable as the emergence of the stars.
97
220000
3000
było równie prawdopodobne jak pojawienie się gwiazd.
03:58
And in fact, let's take that one step further.
98
223000
3000
Pójdźmy o krok dalej.
04:01
Let's say
99
226000
2000
Skoro fizyka
04:03
that if the physics of fusion
100
228000
2000
reakcji termojądrowych
04:05
is encoded into the universe,
101
230000
2000
jest zakodowana we wszechświecie,
04:07
maybe the physics of life is as well.
102
232000
2000
to może fizyka życia również.
04:09
And so the problem with chemists --
103
234000
2000
Z chemikami jest kłopot --
04:11
and this is a massive advantage as well --
104
236000
2000
to zarazem ich wielka zaleta --
04:13
is we like to focus on our elements.
105
238000
2000
lubią się skupiać na swoich pierwiastkach.
04:15
In biology, carbon takes center stage.
106
240000
3000
W biologii na centralnym miejscu jest węgiel.
04:18
And in a universe where carbon exists
107
243000
2000
We wszechświecie z węglem
04:20
and organic biology,
108
245000
2000
i biologią organiczną
04:22
then we have all this wonderful diversity of life.
109
247000
3000
mamy wspaniałą różnorodność form życia.
04:25
In fact, we have such amazing lifeforms that we can manipulate.
110
250000
4000
Co więcej, możemy tymi niezwykłymi tworami manipulować.
04:29
We're awfully careful in the lab
111
254000
2000
W laboratorium jesteśmy strasznie ostrożni,
04:31
to try and avoid various biohazards.
112
256000
2000
żeby uniknąć zagrożeń biologicznych.
04:33
Well what about matter?
113
258000
2000
A co z materią ?
04:35
If we can make matter alive, would we have a matterhazard?
114
260000
3000
Czy jeżeli ją ożywimy, stworzymy zagrożenia "materialne"?
04:38
So think, this is a serious question.
115
263000
2000
Pomyślcie, to ważne pytanie.
04:40
If your pen could replicate,
116
265000
3000
Gdyby twój długopis mógł się rozmnażać,
04:43
that would be a bit of a problem.
117
268000
2000
byłby to pewien problem.
04:45
So we have to think differently
118
270000
2000
Musimy myśleć inaczej,
04:47
if we're going to make stuff come alive.
119
272000
2000
jeśli chcemy ożywiać rzeczy.
04:49
And we also have to be aware of the issues.
120
274000
2000
Musimy być też świadomi zagrożeń.
04:51
But before we can make life,
121
276000
2000
Jednaki zanim stworzymy życie,
04:53
let's think for a second
122
278000
2000
pomyślmy chwilę,
04:55
what life really is characterized by.
123
280000
2000
czym ono właściwie jest.
04:57
And forgive the complicated diagram.
124
282000
2000
Zapomnijcie o tym skomplikowanym diagramie.
04:59
This is just a collection of pathways in the cell.
125
284000
3000
To tylko schemat połączeń w komórce.
05:02
And the cell is obviously for us
126
287000
2000
Komórka jest dla nas oczywiście
05:04
a fascinating thing.
127
289000
2000
fascynującym tworem.
05:06
Synthetic biologists are manipulating it.
128
291000
3000
Manipuluje nią biologia syntetyczna.
05:09
Chemists are trying to study the molecules to look at disease.
129
294000
3000
Chemicy badają cząsteczki, aby się przyjrzeć chorobom.
05:12
And you have all these pathways going on at the same time.
130
297000
2000
Wszystkie te połączenia działają jednocześnie.
05:14
You have regulation;
131
299000
2000
Mamy regulację,
05:16
information is transcribed;
132
301000
2000
informacja jest przepisywana;
05:18
catalysts are made; stuff is happening.
133
303000
2000
działa kataliza, dużo się dzieje.
05:20
But what does a cell do?
134
305000
2000
Ale co robi komórka?
05:22
Well it divides, it competes,
135
307000
2000
Dzieli się, rywalizuje,
05:24
it survives.
136
309000
2000
utrzymuje się przy życiu.
05:26
And I think that is where we have to start
137
311000
2000
To miejsce od którego musimy zacząć
05:28
in terms of thinking about
138
313000
2000
przemyślenia o budowaniu życia.
05:30
building from our ideas in life.
139
315000
2000
przemyślenia o budowaniu życia.
05:32
But what else is life characterized by?
140
317000
2000
Jakie są inne cechy życia?
05:34
Well, I like think of it
141
319000
2000
Pomyślcie o tym,
05:36
as a flame in a bottle.
142
321000
2000
jak o płomieniu w butelce.
05:38
And so what we have here
143
323000
2000
To, co tutaj mamy,
05:40
is a description of single cells
144
325000
2000
to opis poszczególnych komórek
05:42
replicating, metabolizing,
145
327000
2000
rozmnażających się, metabolizujących,
05:44
burning through chemistries.
146
329000
2000
- małych laboratoriów.
05:46
And so we have to understand
147
331000
2000
Musimy zrozumieć,
05:48
that if we're going to make artificial life or understand the origin of life,
148
333000
3000
że chcąc stworzyć sztuczne życie lub poznać pochodzenie życia,
05:51
we need to power it somehow.
149
336000
2000
musimy dostarczyć mu energii.
05:53
So before we can really start to make life,
150
338000
3000
Zanim rzeczywiście zaczniemy tworzyć życie,
05:56
we have to really think about where it came from.
151
341000
2000
musimy się zastanowić skąd się ono wzięło.
05:58
And Darwin himself mused in a letter to a colleague
152
343000
2000
W listach do przyjaciela Darwin snuł przypuszczenia,
06:00
that he thought that life probably emerged
153
345000
2000
że życie prawdopodobnie pojawiło się
06:02
in some warm little pond somewhere --
154
347000
3000
w jakimś ciepłym jeziorze --
06:05
maybe not in Scotland, maybe in Africa,
155
350000
2000
może nie w Szkocji, raczej w Afryce,
06:07
maybe somewhere else.
156
352000
2000
a może gdzieś indziej.
06:09
But the real honest answer is, we just don't know,
157
354000
3000
Ale mówiąc szczerze, po prostu tego nie wiemy,
06:12
because there is a problem with the origin.
158
357000
3000
mamy problem ze początkiem.
06:15
Imagine way back, four and a half billion years ago,
159
360000
3000
Cofnijcie się w wyobraźni o 4,5 miliarda lat,
06:18
there is a vast chemical soup of stuff.
160
363000
2000
do czasów wielkiej chemicznej zupy.
06:20
And from this stuff we came.
161
365000
2000
Powstaliśmy z takiego czegoś.
06:22
So when you think about the improbable nature
162
367000
3000
Jeśli wyda wam się nieprawdopodobne to,
06:25
of what I'm going to tell you in the next few minutes,
163
370000
2000
o czym będę zaraz mówił,
06:27
just remember,
164
372000
2000
pamiętajcie, że pochodzimy
06:29
we came from stuff on planet Earth.
165
374000
2000
z surowców planety Ziemi.
06:31
And we went through a variety of worlds.
166
376000
3000
I przeszliśmy po drodze przez wiele światów.
06:34
The RNA people would talk about the RNA world.
167
379000
3000
Ludzie od RNA będą mówili o świecie RNA.
06:37
We somehow got to proteins and DNA.
168
382000
2000
W jakiś sposób dotarliśmy do białek i DNA.
06:39
We then got to the last ancestor.
169
384000
2000
Tu dochodzimy do najstarszych przodków.
06:41
Evolution kicked in -- and that's the cool bit.
170
386000
3000
Wtedy wystartowała ewolucja -- to, co najfajniejsze.
06:44
And here we are.
171
389000
2000
I oto jesteśmy.
06:46
But there's a roadblock that you can't get past.
172
391000
3000
Ale jest na tej drodze przeszkoda nie do ominięcia.
06:49
You can decode the genome, you can look back,
173
394000
3000
Możemy odszyfrować genom, spojrzeć w przeszłość,
06:52
you can link us all together by a mitochondrial DNA,
174
397000
3000
znaleźć wzajemne powiązania przez mitochondrialne DNA,
06:55
but we can't get further than the last ancestor,
175
400000
3000
ale nie cofniemy się dalej niż do ostatniego przodka,
06:58
the last visible cell
176
403000
2000
ostatniej widocznej komórki,
07:00
that we could sequence or think back in history.
177
405000
3000
którą możemy umiejscowić w historii.
07:03
So we don't know how we got here.
178
408000
3000
I nie wiemy jak tam dotarliśmy.
07:06
So there are two options:
179
411000
2000
Są dwie możliwości:
07:08
intelligent design, direct and indirect --
180
413000
2000
inteligentny projekt, bezpośredni lub pośredni --
07:10
so God,
181
415000
2000
a więc albo Bóg,
07:12
or my friend.
182
417000
3000
albo ten kolega.
07:15
Now talking about E.T. putting us there, or some other life,
183
420000
3000
Włączanie w to UFO lub innej formy życia
07:18
just pushes the problem further on.
184
423000
3000
tylko odsuwa dalej ten problem.
07:21
I'm not a politician, I'm a scientist.
185
426000
3000
Nie jestem politykiem, jestem naukowcem.
07:24
The other thing we need to think about
186
429000
2000
Inną możliwością, którą trzeba wziąć pod uwagę,
07:26
is the emergence of chemical complexity.
187
431000
2000
jest pojawienie się chemicznej złożoności.
07:28
This seems most likely.
188
433000
2000
Wydaje się to najbardziej prawdopodobne.
07:30
So we have some kind of primordial soup.
189
435000
2000
Mamy jakiś rodzaj pierwotnej zupy.
07:32
And this one happens to be
190
437000
2000
I akurat jest ona
07:34
a good source of all 20 amino acids.
191
439000
2000
źródłem wszystkich 20 aminokwasów.
07:36
And somehow
192
441000
2000
W jakiś sposób
07:38
these amino acids are combined,
193
443000
2000
te aminokwasy łączą się
07:40
and life begins.
194
445000
2000
i zaczyna się życie.
07:42
But life begins, what does that mean?
195
447000
2000
Zaczyna się życie, ale co to znaczy?
07:44
What is life? What is this stuff of life?
196
449000
3000
Czym jest życie? Czym jest materia życia?
07:47
So in the 1950s,
197
452000
2000
W latach 50.,
07:49
Miller-Urey did their fantastic chemical Frankenstein experiment,
198
454000
5000
Miller i Urey wykonali świetny eksperyment,
07:54
where they did the equivalent in the chemical world.
199
459000
2000
chemiczny odpowiednik eksperymentu z Frankensteinem.
07:56
They took the basic ingredients, put them in a single jar
200
461000
3000
Wzięli podstawowe składniki, umieścili je w jednym naczyniu
07:59
and ignited them
201
464000
2000
zapalili,
08:01
and put a lot of voltage through.
202
466000
2000
i podłączyli je do wysokiego napięcia.
08:03
And they had a look at what was in the soup,
203
468000
2000
Następnie zbadali zawartość zupy
08:05
and they found amino acids,
204
470000
3000
i znaleźli aminokwasy,
08:08
but nothing came out, there was no cell.
205
473000
2000
jednak nic nie powstało, nie było komórek.
08:10
So the whole area's been stuck for a while,
206
475000
3000
Badania chwilowo utknęły,
08:13
and it got reignited in the '80s
207
478000
3000
i ruszyły ponownie w latach 80.
08:16
when analytical technologies and computer technologies were coming on.
208
481000
3000
gdy pojawiły się techniki analityczne i komputery.
08:19
In my own laboratory,
209
484000
2000
W moim laboratorium
08:21
the way we're trying to create inorganic life
210
486000
3000
próbujemy tworzyć nieorganiczne życie,
08:24
is by using many different reaction formats.
211
489000
2000
wykonując wiele różnych rodzajów reakcji.
08:26
So what we're trying to do is do reactions --
212
491000
2000
Wykonujemy reakcje --
08:28
not in one flask, but in tens of flasks,
213
493000
2000
nie w jednej, ale w dziesiątkach kolb,
08:30
and connect them together,
214
495000
2000
i łączymy te wszystkie rurki - jak tutaj widać.
08:32
as you can see with this flow system, all these pipes.
215
497000
2000
i łączymy te wszystkie rurki - jak tutaj widać.
08:34
We can do it microfluidically, we can do it lithographically,
216
499000
3000
Możemy je wykonać mikroprzepływowo, litograficznie,
08:37
we can do it in a 3D printer,
217
502000
2000
wydrukować na trójwymiarowej drukarce,
08:39
we can do it in droplets for colleagues.
218
504000
2000
lub kropelkowo, dla naszych kolegów.
08:41
And the key thing is to have lots of complex chemistry
219
506000
3000
Koniecznie trzeba mieć dużo chemicznej aparatury
08:44
just bubbling away.
220
509000
2000
która bulgocze.
08:46
But that's probably going to end in failure,
221
511000
4000
Ale to raczej zakończy się klęską,
08:50
so we need to be a bit more focused.
222
515000
2000
więc musimy się bardziej skoncentrować.
08:52
And the answer, of course, lies with mice.
223
517000
2000
Z pomocą przychodzą nam myszy (MICE - akronim, przyp. tłum).
08:54
This is how I remember what I need as a chemist.
224
519000
3000
Dzięki nim wiem, czego potrzebuję jako chemik.
08:57
I say, "Well I want molecules."
225
522000
2000
Potrzebuję cząsteczek.
08:59
But I need a metabolism, I need some energy.
226
524000
3000
Ale potrzebuję też metabolizmu, trochę energii.
09:02
I need some information, and I need a container.
227
527000
3000
Potrzebuję informacji oraz nośnika.
09:05
Because if I want evolution,
228
530000
2000
Ponieważ jeśli chcę ewolucji,
09:07
I need containers to compete.
229
532000
2000
potrzebuję nośników, które rywalizują.
09:09
So if you have a container,
230
534000
2000
Jeżeli mamy już nośnik,
09:11
it's like getting in your car.
231
536000
2000
to jak wsiadanie do samochodu.
09:13
"This is my car,
232
538000
2000
"To mój samochód,
09:15
and I'm going to drive around and show off my car."
233
540000
2000
zrobię sobie przejażdżkę, żeby go pokazać."
09:17
And I imagine you have a similar thing
234
542000
2000
Wyobraźcie sobie, że mamy podobną sytuację
09:19
in cellular biology
235
544000
2000
w biologii komórkowej
09:21
with the emergence of life.
236
546000
2000
przy pojawieniu się życia.
09:23
So these things together give us evolution, perhaps.
237
548000
3000
Te wszystkie połączone składniki dadzą nam, być może, ewolucję.
09:26
And the way to test it in the laboratory
238
551000
2000
Żeby sprawdzić to w laboratorium
09:28
is to make it minimal.
239
553000
2000
trzeba je zminimalizować.
09:30
So what we're going to try and do
240
555000
2000
Spróbujemy w wyniku eksperymentu uzyskać
09:32
is come up with an inorganic Lego kit of molecules.
241
557000
3000
nieorganiczny zestaw Lego z cząsteczek.
09:35
And so forgive the molecules on the screen,
242
560000
2000
Wybaczcie mi te cząsteczki z ekranu,
09:37
but these are a very simple kit.
243
562000
2000
to bardzo prosty zestaw.
09:39
There's only maybe three or four different types of building blocks present.
244
564000
2000
Są tu tylko może trzy lub cztery rodzaje bazowych klocków.
09:41
And we can aggregate them together
245
566000
2000
Możemy je połączyć
09:43
and make literally thousands and thousands
246
568000
2000
i stworzyć setki tysięcy
09:45
of really big nano-molecular molecules
247
570000
3000
wielkich nanomolekularnych cząsteczek
09:48
the same size of DNA and proteins,
248
573000
2000
rozmiarów DNA i białek,
09:50
but there's no carbon in sight.
249
575000
2000
bez węgla w zasięgu wzroku.
09:52
Carbon is banned.
250
577000
2000
Węgiel jest zły.
09:54
And so with this Lego kit,
251
579000
2000
Dzięki temu zestawowi Lego
09:56
we have the diversity required
252
581000
2000
mamy różnorodność potrzebną
09:58
for complex information storage
253
583000
3000
do przechowywania skomplikowanych informacji
10:01
without DNA.
254
586000
2000
bez DNA.
10:03
But we need to make some containers.
255
588000
2000
Musimy jednak stworzyć jakieś zasobniki.
10:05
And just a few months ago in my lab,
256
590000
2000
Kilka miesięcy temu w moim laboratorium
10:07
we were able to take these very same molecules and make cells with them.
257
592000
3000
mogliśmy wziąć te same cząsteczki i zrobić z nich komórki.
10:10
And you can see on the screen a cell being made.
258
595000
3000
Na ekranie widzicie tworzoną komórkę.
10:13
And we're now going to put some chemistry inside and do some chemistry in this cell.
259
598000
3000
Teraz dołożymy trochę chemii i wykonamy w tej komórce reakcję.
10:16
And all I wanted to show you
260
601000
2000
Chciałbym pokazać wam
10:18
is we can set up molecules
261
603000
2000
jak ustawiamy cząsteczki
10:20
in membranes, in real cells,
262
605000
2000
w błonach, w prawdziwych komórkach,
10:22
and then it sets up a kind of molecular Darwinism,
263
607000
4000
potem uruchamia się cząsteczkowy
10:26
a molecular survival of the fittest.
264
611000
2000
dobór naturalny.
10:28
And this movie here
265
613000
2000
Ten film
10:30
shows this competition between molecules.
266
615000
2000
pokazuje rywalizację między cząsteczkami.
10:32
Molecules are competing for stuff.
267
617000
2000
Cząsteczki rywalizują o zasoby.
10:34
They're all made of the same stuff,
268
619000
2000
Są zrobione z tego samego budulca,
10:36
but they want their shape to win.
269
621000
2000
ale chcą, żeby ich kształt zwyciężył.
10:38
They want their shape to persist.
270
623000
2000
Chcą, by ich kształt przetrwał.
10:40
And that is the key.
271
625000
2000
I to jest klucz.
10:42
If we can somehow encourage these molecules
272
627000
2000
Gdybyśmy mogli jakoś nakłonić te cząstki
10:44
to talk to each other and make the right shapes and compete,
273
629000
3000
do komunikowania się, formowania właściwych kształtów i współzawodnictwa,
10:47
they will start to form cells
274
632000
2000
zaczęłyby tworzyć komórki
10:49
that will replicate and compete.
275
634000
2000
powielające się i rywalizujące.
10:51
If we manage to do that,
276
636000
2000
Gdyby się to udało,
10:53
forget the molecular detail.
277
638000
3000
moglibyśmy zapomnieć o molekularnych szczegółach.
10:56
Let's zoom out to what that could mean.
278
641000
2000
Oddalmy się i zobaczmy, co by to znaczyło.
10:58
So we have this special theory of evolution
279
643000
2000
Mamy szczególną teorię ewolucji,
11:00
that applies only to organic biology, to us.
280
645000
3000
która dotyczy tylko biologi organicznej, nas.
11:03
If we could get evolution into the material world,
281
648000
3000
Gdybyśmy przenieśli ewolucję do świata nieorganicznego,
11:06
then I propose we should have a general theory of evolution.
282
651000
3000
to powinniśmy dostać ogólną teorię ewolucji.
11:09
And that's really worth thinking about.
283
654000
3000
O tym warto pomyśleć.
11:12
Does evolution control
284
657000
2000
Czy ewolucja kieruje
11:14
the sophistication of matter in the universe?
285
659000
3000
złożonością materii wszechświata?
11:17
Is there some driving force through evolution
286
662000
3000
Czy ewolucją kieruje jakaś siła,
11:20
that allows matter to compete?
287
665000
2000
która sprawa że materia konkuruje?
11:22
So that means we could then start
288
667000
2000
Oznacza to, że moglibyśmy zacząć
11:24
to develop different platforms
289
669000
3000
tworzyć różne płaszczyzny
11:27
for exploring this evolution.
290
672000
2000
badania ewolucji.
11:29
So you imagine,
291
674000
2000
Pomyślcie,
11:31
if we're able to create a self-sustaining artificial life form,
292
676000
3000
jeżeli umiemy stworzyć samodzielną sztuczną formę życia,
11:34
not only will this tell us about the origin of life --
293
679000
3000
nie tylko mówiłoby to o pochodzeniu życia --
11:37
that it's possible that the universe doesn't need carbon to be alive;
294
682000
3000
możliwe, że wszechświat nie potrzebuje węgla by ożyć;
11:40
it can use anything --
295
685000
2000
może użyć czegokolwiek --
11:42
we can then take [it] one step further and develop new technologies,
296
687000
3000
możemy pójść krok dalej i wymyślić nowe technologie,
11:45
because we can then use software control
297
690000
2000
ponieważ możemy komputerowo zaprogramować ewolucję.
11:47
for evolution to code in.
298
692000
2000
ponieważ możemy komputerowo zaprogramować ewolucję.
11:49
So imagine we make a little cell.
299
694000
2000
Wyobraźcie sobie, tworzymy komórkę.
11:51
We want to put it out in the environment,
300
696000
2000
Chcemy wypuścić ją do środowiska,
11:53
and we want it to be powered by the Sun.
301
698000
2000
i chcemy, by była zasilana przez słońce.
11:55
What we do is we evolve it in a box with a light on.
302
700000
3000
Jedyne co robimy, to hodujemy ją w pudełku ze światłem.
11:58
And we don't use design anymore. We find what works.
303
703000
3000
Nic nie projektujemy. Szukamy tego, co zadziała.
12:01
We should take our inspiration from biology.
304
706000
2000
Powinniśmy inspirować się biologią.
12:03
Biology doesn't care about the design
305
708000
2000
Biologia nie przejmuje się projektem,
12:05
unless it works.
306
710000
2000
dopóki działa.
12:07
So this will reorganize
307
712000
2000
To zmieni sposób,
12:09
the way we design things.
308
714000
2000
w który tworzymy rzeczy.
12:11
But not only just that,
309
716000
2000
Ale to nie wszystko,
12:13
we will start to think about
310
718000
2000
zaczniemy myśleć
12:15
how we can start to develop a symbiotic relationship with biology.
311
720000
3000
jak możemy stworzyć symbiotyczny związek z biologią.
12:18
Wouldn't it be great
312
723000
2000
Czy nie byłoby wspaniale,
12:20
if you could take these artificial biological cells
313
725000
2000
wziąć te sztuczne komórki
12:22
and fuse them with biological ones
314
727000
2000
i połączyć je z biologicznymi
12:24
to correct problems that we couldn't really deal with?
315
729000
3000
by naprawić problemy, z którymi sobie nie radziliśmy?
12:27
The real issue in cellular biology
316
732000
2000
Prawdziwym problemem w biologii komórkowej
12:29
is we are never going to understand everything,
317
734000
3000
jest to, że nigdy nie zrozumiemy wszystkiego,
12:32
because it's a multidimensional problem put there by evolution.
318
737000
3000
bo jest to wielowymiarowy efekt działania ewolucji.
12:35
Evolution cannot be cut apart.
319
740000
3000
Ewolucji nie można rozłożyć na części.
12:38
You need to somehow find the fitness function.
320
743000
3000
Trzeba znaleźć jakąś funkcję dopasowania.
12:41
And the profound realization for me
321
746000
2000
Wielkim odkryciem jest dla mnie,
12:43
is that, if this works,
322
748000
2000
że jeśli to zadziała
12:45
the concept of the selfish gene gets kicked up a level,
323
750000
3000
koncepcja samolubnego genu zostanie przeniesiona na wyższy poziom
12:48
and we really start talking about selfish matter.
324
753000
3000
i zaczniemy mówić o samolubnej materii.
12:51
And what does that mean in a universe
325
756000
2000
Co to oznacza we wszechświecie,
12:53
where we are right now the highest form of stuff?
326
758000
3000
w którym jesteśmy najwyższą formą materii ?
12:56
You're sitting on chairs.
327
761000
2000
Siedzicie na krzesłach.
12:58
They're inanimate, they're not alive.
328
763000
2000
Nieożywionych, martwych.
13:00
But you are made of stuff, and you are using stuff,
329
765000
2000
Ale składacie się z materii, używacie materii,
13:02
and you enslave stuff.
330
767000
2000
podporządkowujecie sobie materię.
13:04
So using evolution
331
769000
2000
Zastosowanie ewolucji
13:06
in biology,
332
771000
2000
w biologii,
13:08
and in inorganic biology,
333
773000
2000
i w biologii nieorganicznej,
13:10
for me is quite appealing, quite exciting.
334
775000
2000
jest dla mnie całkiem obiecujące i ekscytujące.
13:12
And we're really becoming very close
335
777000
3000
Zbliżamy się bardzo
13:15
to understanding the key steps
336
780000
2000
do zrozumienia kluczowych czynników,
13:17
that makes dead stuff come alive.
337
782000
3000
które ożywiają martwą materię.
13:20
And again, when you're thinking about how improbable this is,
338
785000
3000
Jeśli myślicie, że to nieprawdopodobne,
13:23
remember, five billion years ago,
339
788000
2000
pamiętajcie - pięć miliardów lat temu,
13:25
we were not here, and there was no life.
340
790000
3000
nie było nas tu, nie było życia.
13:28
So what will that tell us
341
793000
2000
Skąd więc dowiemy się
13:30
about the origin of life and the meaning of life?
342
795000
3000
o pochodzeniu i sensie życia ?
13:33
But perhaps, for me as a chemist,
343
798000
2000
Na przykład ja, jako chemik,
13:35
I want to keep away from general terms;
344
800000
2000
chcę się trzymać z dala od ogólników;
13:37
I want to think about specifics.
345
802000
2000
interesują mnie konkrety.
13:39
So what does it mean about defining life?
346
804000
2000
Co to oznacza dla zdefiniowania życia?
13:41
We really struggle to do this.
347
806000
2000
To trudne zadanie.
13:43
And I think, if we can make inorganic biology,
348
808000
2000
Sądzę, że jeśli możemy zbudować biologię nieorganiczną,
13:45
and we can make matter become evolvable,
349
810000
3000
i sprawić by materia ewoluowała,
13:48
that will in fact define life.
350
813000
2000
to w praktyce zdefiniuje życie.
13:50
I propose to you
351
815000
2000
Proponuję definicję,
13:52
that matter that can evolve is alive,
352
817000
3000
że żywa jest materia, która ewoluuje
13:55
and this gives us the idea of making evolvable matter.
353
820000
3000
- to podsuwa nam pomysł tworzenia ewoluującej materii.
13:58
Thank you very much.
354
823000
2000
Dziękuję.
14:00
(Applause)
355
825000
7000
(brawa)
14:07
Chris Anderson: Just a quick question on timeline.
356
832000
4000
Chris Anderson: Krótkie pytanie o przyszłość.
14:11
You believe you're going to be successful in this project?
357
836000
2000
Czy wierzysz w powodzenie tego projektu ?
14:13
When?
358
838000
2000
Kiedy ?
14:15
Lee Cronin: So many people think
359
840000
2000
Lee Cronin: Wielu ludzi myśli
14:17
that life took millions of years to kick in.
360
842000
2000
że powstanie życia zajęło miliony lat.
14:19
We're proposing to do it in just a few hours,
361
844000
3000
Chcemy zrobić to w kilka godzin,
14:22
once we've set up
362
847000
2000
jeżeli tylko użyjemy
14:24
the right chemistry.
363
849000
2000
odpowiedniej chemii.
14:26
CA: And when do you think that will happen?
364
851000
2000
CA: Jak sądzisz, kiedy to nastąpi ?
14:28
LC: Hopefully within the next two years.
365
853000
3000
LC: Mam nadzieję, że w ciągu najbliższych dwóch lat.
14:31
CA: That would be a big story.
366
856000
2000
CA: To będzie duża rzecz.
14:33
(Laughter)
367
858000
2000
(Śmiech)
14:35
In your own mind, what do you believe the chances are
368
860000
2000
Jak sądzisz, jakie są szanse
14:37
that walking around on some other planet
369
862000
2000
że gdzieś, na jakiejś obcej planecie
14:39
is non-carbon-based life,
370
864000
2000
nieorganiczne formy życia
14:41
walking or oozing or something?
371
866000
2000
przechadzają się, lub pełzają ?
14:43
LC: I think it's 100 percent.
372
868000
2000
Sądzę, że 100 procent.
14:45
Because the thing is, we are so chauvinistic to biology,
373
870000
3000
Rzecz w tym, że jesteśmy szowinistyczni w biologii,
14:48
if you take away carbon, there's other things that can happen.
374
873000
2000
jeżeli wyrzucimy węgiel, mogą się zdarzyć inne rzeczy.
14:50
So the other thing
375
875000
2000
Jeżeli więc
14:52
that if we were able to create life that's not based on carbon,
376
877000
2000
bylibyśmy w stanie stworzyć życie nieoparte o węgiel,
14:54
maybe we can tell NASA what really to look for.
377
879000
3000
moglibyśmy powiedzieć NASA, czego powinni szukać.
14:57
Don't go and look for carbon, go and look for evolvable stuff.
378
882000
3000
Nie szukajcie węgla, ale materii zdolnej do ewolucji.
15:00
CA: Lee Cronin, good luck. (LC: Thank you very much.)
379
885000
2000
CA: Lee Cronin, powodzenia (LC: Dziękuję bardzo.)
15:02
(Applause)
380
887000
2000
(oklaski)
ABOUT THE SPEAKER
Lee Cronin - ChemistA professor of chemistry, nanoscience and chemical complexity, Lee Cronin and his research group investigate how chemistry can revolutionize modern technology and even create life.
Why you should listen
Lee Cronin's lab at the University of Glasgow does cutting-edge research into how complex chemical systems, created from non-biological building blocks, can have real-world applications with wide impact. At TEDGlobal 2012, Cronin shared some of the lab's latest work: creating a 3D printer for molecules. This device -- which has been prototyped -- can download plans for molecules and print them, in the same way that a 3D printer creates objects. In the future, Cronin says this technology could potentially be used to print medicine -- cheaply and wherever it is needed. As Cronin says: "What Apple did for music, I'd like to do for the discovery and distribution of prescription drugs."
At TEDGlobal 2011, Cronin shared his lab's bold plan to create life. At the moment, bacteria is the minimum unit of life -- the smallest chemical unit that can undergo evolution. But in Cronin's emerging field, he's thinking about forms of life that won't be biological. To explore this, and to try to understand how life itself originated from chemicals, Cronin and others are attempting to create truly artificial life from completely non-biological chemistries that mimic the behavior of natural cells. They call these chemical cells, or Chells.
Cronin's research interests also encompass self-assembly and self-growing structures -- the better to assemble life at nanoscale. At the University of Glasgow, this work on crystal structures is producing a raft of papers from his research group. He says: "Basically one of my longstanding research goals is to understand how life emerged on planet Earth and re-create the process."
Read the papers referenced in his TEDGlobal 2102 talk:
Integrated 3D-printed reactionware for chemical synthesis and analysis, Nature Chemistry
Configurable 3D-Printed millifluidic and microfluidic ‘lab on a chip’ reactionware devices, Lab on a Chip
Lee Cronin | Speaker | TED.com