TEDGlobal 2011
Lee Cronin: Making matter come alive
Лий Кронин: Вдъхване живот на материята
Filmed:
Readability: 3.8
770,372 views
Преди животът да съществува на Земята е имало само материя, неорганично мъртво "вещество". Колко невероятно е да възникне живот? И може ли да използва различен вид химия? Използвайки елегатно определение на живота (всичко, което може да еволюира), химикът Лий Кронин изучава въпроса, опитвайки се да създаде напълно неорганична клетка, използвайки "лего комплект" от неорганични молекули - без въглерод, които могат да се събират, репликират и да се съревновават.
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
Това, което ще се опитам да направя в следващите 15 минути,
00:18
is tell you about an idea
1
3000
2000
е да ви разкажа за една идея
00:20
of how we're going to make matter come alive.
2
5000
3000
за това как да дадем живот на материята.
00:23
Now this may seem a bit ambitious,
3
8000
2000
Така казано, това може да изглежда доста амбициозно,
00:25
but when you look at yourself, you look at your hands,
4
10000
2000
но когато се вгледате в себе си, когато погледнете ръцете си,
00:27
you realize that you're alive.
5
12000
2000
вие осъзнавате, че сте живи.
00:29
So this is a start.
6
14000
2000
Така че това е едно начало.
00:31
Now this quest started four billion years ago on planet Earth.
7
16000
3000
Това дирене е започнало преди четири милиарда години на планетата Земя.
00:34
There's been four billion years
8
19000
2000
Имало е четири милиарда години
00:36
of organic, biological life.
9
21000
2000
органичен, биологичен живот.
00:38
And as an inorganic chemist,
10
23000
2000
И като неорганичен химик,
00:40
my friends and colleagues make this distinction
11
25000
2000
моите приятели и колеги правят това разграничение
00:42
between the organic, living world
12
27000
3000
между органичния, жив свят
00:45
and the inorganic, dead world.
13
30000
2000
и неорганичния, мъртъв свят.
00:47
And what I'm going to try and do is plant some ideas
14
32000
3000
И това, което аз ще се опитам да направя, е да засадя някои идеи
00:50
about how we can transform inorganic, dead matter
15
35000
4000
за това как можем да преобразуваме неорганична, мъртва материя
00:54
into living matter, into inorganic biology.
16
39000
3000
в жива материя, в неорганична биология.
00:57
Before we do that,
17
42000
2000
Преди да направим това,
00:59
I want to kind of put biology in its place.
18
44000
3000
искам един вид да поставя биологията на мястото й.
01:02
And I'm absolutely enthralled by biology.
19
47000
2000
И аз съм абсолютно очарован от биологията.
01:04
I love to do synthetic biology.
20
49000
2000
Обожавам да правя синтетична биология.
01:06
I love things that are alive.
21
51000
2000
Обичам неща, които са живи.
01:08
I love manipulating the infrastructure of biology.
22
53000
2000
Обичам да манипулирам инфраструктурата на биологията.
01:10
But within that infrastructure,
23
55000
2000
Но в рамките на тази инфраструктура,
01:12
we have to remember
24
57000
2000
ние трябва да помним,
01:14
that the driving force of biology
25
59000
2000
че движещата сила на биологията
01:16
is really coming from evolution.
26
61000
2000
в действителност идва от еволюцията.
01:18
And evolution,
27
63000
2000
И еволюцията,
01:20
although it was established well over 100 years ago by Charles Darwin
28
65000
3000
въпреки че е установена преди над 100 години от Чарлз Дарвин
01:23
and a vast number of other people,
29
68000
2000
и огромен брой други хора,
01:25
evolution still is a little bit intangible.
30
70000
3000
еволюцията все още е малко неосезаема.
01:28
And when I talk about Darwinian evolution,
31
73000
2000
И когато говоря за еволюцията на Дарвин,
01:30
I mean one thing and one thing only,
32
75000
2000
аз имам предвид едно единствено нещо,
01:32
and that is survival of the fittest.
33
77000
2000
и това е оцеляването на най-силният.
01:34
And so forget about evolution
34
79000
2000
Така че забравете за еволюцията
01:36
in a kind of metaphysical way.
35
81000
2000
като някакъв метафизичен начин.
01:38
Think about evolution
36
83000
2000
Мислете за еволюцията
01:40
in terms of offspring competing,
37
85000
2000
от гледна точка на състезаващи се поколения,
01:42
and some winning.
38
87000
2000
някои от които побеждават.
01:44
So bearing that in mind,
39
89000
2000
И така, имайки предвид това,
01:46
as a chemist, I wanted to ask myself
40
91000
2000
като химик, аз исках да си задам
01:48
the question frustrated by biology:
41
93000
2000
въпроса, докато бях разочарован от биологията:
01:50
What is the minimal unit of matter
42
95000
3000
Каква е минималната единица материя,
01:53
that can undergo Darwinian evolution?
43
98000
3000
която може да бъде подложена на дарвиновата еволюция?
01:56
And this seems quite a profound question.
44
101000
2000
И това изглежда доста задълбочен въпрос.
01:58
And as a chemist,
45
103000
2000
И като химици,
02:00
we're not used to profound questions every day.
46
105000
2000
ние не сме свикнали на задълбочени въпроси всеки ден.
02:02
So when I thought about it,
47
107000
2000
Така че, когато се замислих за това,
02:04
then suddenly I realized
48
109000
2000
после изведнъж осъзнах,
02:06
that biology gave us the answer.
49
111000
2000
че биологията ни е дала отговора.
02:08
And in fact, the smallest unit of matter
50
113000
2000
И всъщност, най-малката единица на материята,
02:10
that can evolve independently
51
115000
2000
която може да се развива независимо
02:12
is, in fact, a single cell --
52
117000
2000
е, в действителност, една единствена клетка --
02:14
a bacteria.
53
119000
2000
една бактерия.
02:16
So this raises three really important questions:
54
121000
3000
Така че това повдига три много важни въпроси:
02:19
What is life?
55
124000
2000
Какво е животът?
02:21
Is biology special?
56
126000
2000
Биологията специална ли е?
02:23
Biologists seem to think so.
57
128000
2000
Биолозите изглежда мислят така.
02:25
Is matter evolvable?
58
130000
2000
Материята може ли да еволюира?
02:27
Now if we answer those questions in reverse order,
59
132000
3000
Сега, ако отговорим на тези въпроси в обратен ред,
02:30
the third question -- is matter evolvable? --
60
135000
2000
третия въпрос -- материята дали еволюира? --
02:32
if we can answer that,
61
137000
2000
ако можем да отговорим на това,
02:34
then we're going to know how special biology is,
62
139000
2000
тогава ние ще знаем колко специална е биологията,
02:36
and maybe, just maybe,
63
141000
2000
и може би, просто може би,
02:38
we'll have some idea of what life really is.
64
143000
3000
ще имаме някаква представа за това какво наистина е животът.
02:41
So here's some inorganic life.
65
146000
2000
Ето това е неорганичен живот.
02:43
This is a dead crystal,
66
148000
2000
Това е мъртъв кристал,
02:45
and I'm going to do something to it,
67
150000
2000
и аз ще му направя нещо,
02:47
and it's going to become alive.
68
152000
2000
и той ще оживее.
02:49
And you can see,
69
154000
2000
И както може да се уверите,
02:51
it's kind of pollinating, germinating, growing.
70
156000
3000
той един вид се опрашва, покарва, расте.
02:54
This is an inorganic tube.
71
159000
2000
Това е неорганична тръба.
02:56
And all these crystals here under the microscope
72
161000
2000
И всички тези кристали тук под микроскопа
02:58
were dead a few minutes ago, and they look alive.
73
163000
2000
бяха мъртви преди няколко минути, и сега те изглеждат живи.
03:00
Of course, they're not alive.
74
165000
2000
Разбира се, те не са живи.
03:02
It's a chemistry experiment where I've made a crystal garden.
75
167000
3000
В химичен експеримент направих кристална градина.
03:05
But when I saw this, I was really fascinated,
76
170000
3000
Но когато видях това, бях наистина поразен,
03:08
because it seemed lifelike.
77
173000
2000
защото приличаше на живо.
03:10
And as I pause for a few seconds, have a look at the screen.
78
175000
3000
Като спра за няколко секунди, погледнете екрана.
03:15
You can see there's architecture growing, filling the void.
79
180000
3000
Можете да видите растяща архитектура, запълваща празното пространство.
03:18
And this is dead.
80
183000
2000
И това е мъртво.
03:20
So I was positive that,
81
185000
2000
И аз бях уверен, че
03:22
if somehow we can make things mimic life,
82
187000
2000
ако някак си можем да накараме нещата да имитират живота,
03:24
let's go one step further.
83
189000
2000
нека да направим още една крачка напред.
03:26
Let's see if we can actually make life.
84
191000
2000
Нека видим дали в действителност можем да създадем живот.
03:28
But there's a problem,
85
193000
2000
Но има проблем,
03:30
because up until maybe a decade ago,
86
195000
2000
защото досега, може би допреди едно десетилетие,
03:32
we were told that life was impossible
87
197000
2000
ни се казваше, че животът е невъзможен,
03:34
and that we were the most incredible miracle in the universe.
88
199000
3000
и че ние сме най-невероятното чудо във Вселената.
03:37
In fact, we were the only people
89
202000
2000
Всъщност ние бяхме единствените хора
03:39
in the universe.
90
204000
2000
във Вселената.
03:41
Now, that's a bit boring.
91
206000
2000
Сега, това е малко скучно.
03:43
So as a chemist,
92
208000
2000
Затова, като химик,
03:45
I wanted to say, "Hang on. What is going on here?
93
210000
2000
аз исках да кажа: "Почакайте. Какво става тук?
03:47
Is life that improbable?"
94
212000
2000
Животът толкова ли е невероятен?"
03:49
And this is really the question.
95
214000
3000
И това наистина е въпросът.
03:52
I think that perhaps the emergence of the first cells
96
217000
3000
Мисля, че може би появата на първите клетки
03:55
was as probable as the emergence of the stars.
97
220000
3000
е била също толкова възможна, колкото появата на звездите.
03:58
And in fact, let's take that one step further.
98
223000
3000
И всъщност нека отидем една стъпка по-напред.
04:01
Let's say
99
226000
2000
Нека кажем,
04:03
that if the physics of fusion
100
228000
2000
че ако термоядрената физика
04:05
is encoded into the universe,
101
230000
2000
е закодирана във Вселената,
04:07
maybe the physics of life is as well.
102
232000
2000
може би също е и физиката на живота.
04:09
And so the problem with chemists --
103
234000
2000
И тогава проблемът на химиците --
04:11
and this is a massive advantage as well --
104
236000
2000
и това е и огромно предимство --
04:13
is we like to focus on our elements.
105
238000
2000
е, че ние обичаме да се фокусираме върху нашите съставни части.
04:15
In biology, carbon takes center stage.
106
240000
3000
В биологията, въглеродът заема централно място.
04:18
And in a universe where carbon exists
107
243000
2000
И във вселена, в която въглеродът съществува
04:20
and organic biology,
108
245000
2000
и органичната биология,
04:22
then we have all this wonderful diversity of life.
109
247000
3000
тогава ние имаме това невероятно разнообразие на живот.
04:25
In fact, we have such amazing lifeforms that we can manipulate.
110
250000
4000
Всъщност, ние имам толкова удивителни форми на живот, които да манипулираме.
04:29
We're awfully careful in the lab
111
254000
2000
Ние сме ужасно внимателни в лабораторията,
04:31
to try and avoid various biohazards.
112
256000
2000
опитвайки се да избегнем различни биологични опасности.
04:33
Well what about matter?
113
258000
2000
А какво се случва с материята?
04:35
If we can make matter alive, would we have a matterhazard?
114
260000
3000
Ако можем да вдъхнем живот на материята, бихме ли имали материални опасности?
04:38
So think, this is a serious question.
115
263000
2000
Помислете, това е сериозен въпрос.
04:40
If your pen could replicate,
116
265000
3000
Ако химикалката ви можеше да се репликира,
04:43
that would be a bit of a problem.
117
268000
2000
това би бил известен проблем.
04:45
So we have to think differently
118
270000
2000
Значи трябва да мислим различно,
04:47
if we're going to make stuff come alive.
119
272000
2000
ако ще правим разни неща живи.
04:49
And we also have to be aware of the issues.
120
274000
2000
И също така трябва да сме наясно с последиците.
04:51
But before we can make life,
121
276000
2000
Но преди да правим живот,
04:53
let's think for a second
122
278000
2000
нека помислим за секунда
04:55
what life really is characterized by.
123
280000
2000
с какво наистина се характеризира животът.
04:57
And forgive the complicated diagram.
124
282000
2000
Простете за сложната диаграма.
04:59
This is just a collection of pathways in the cell.
125
284000
3000
Това е просто набор от пътища в клетката.
05:02
And the cell is obviously for us
126
287000
2000
И очевидно за нас клетката
05:04
a fascinating thing.
127
289000
2000
е нещо очарователно.
05:06
Synthetic biologists are manipulating it.
128
291000
3000
Синтетичните биолози я манипулират.
05:09
Chemists are trying to study the molecules to look at disease.
129
294000
3000
Химиците се опитват да изучават молекулите, за да гледат за болести.
05:12
And you have all these pathways going on at the same time.
130
297000
2000
И вие имате всички тези пътища, извиващи се едновременно.
05:14
You have regulation;
131
299000
2000
Имате регулация,
05:16
information is transcribed;
132
301000
2000
информация бива преписвана,
05:18
catalysts are made; stuff is happening.
133
303000
2000
създават се катализатори, стават разни неща.
05:20
But what does a cell do?
134
305000
2000
Но какво прави една клетка?
05:22
Well it divides, it competes,
135
307000
2000
Ами дели се, съревновава се,
05:24
it survives.
136
309000
2000
оцелява.
05:26
And I think that is where we have to start
137
311000
2000
И аз мисля, че тук е мястото, където трябва да започнем
05:28
in terms of thinking about
138
313000
2000
по отношение на мислене за
05:30
building from our ideas in life.
139
315000
2000
това да строим според нашите идеи в живота.
05:32
But what else is life characterized by?
140
317000
2000
Но с какво друго се характеризира животът?
05:34
Well, I like think of it
141
319000
2000
Е, харесва ми да мисля за него
05:36
as a flame in a bottle.
142
321000
2000
като пламък в бутилка.
05:38
And so what we have here
143
323000
2000
И така това, което имаме тук,
05:40
is a description of single cells
144
325000
2000
е описание на единични клетки,
05:42
replicating, metabolizing,
145
327000
2000
репликиращи се, метаболизиращи,
05:44
burning through chemistries.
146
329000
2000
изгаряни чрез химикали.
05:46
And so we have to understand
147
331000
2000
И ние трябва да разберем,
05:48
that if we're going to make artificial life or understand the origin of life,
148
333000
3000
че ако ще правим изкуствен живот или разберем произхода на живота,
05:51
we need to power it somehow.
149
336000
2000
ние трябва да го снабдим с енергия по някакъв начин.
05:53
So before we can really start to make life,
150
338000
3000
Така че, преди да можем наистина да започнем да създаваме живот,
05:56
we have to really think about where it came from.
151
341000
2000
трябва да се замислим дълбоко той от къде е дошъл.
05:58
And Darwin himself mused in a letter to a colleague
152
343000
2000
Самият Дарвин размишлява в писмо до колега,
06:00
that he thought that life probably emerged
153
345000
2000
че мисли, че вероятно животът е възникнал
06:02
in some warm little pond somewhere --
154
347000
3000
някъде в някое малко топло езеро --
06:05
maybe not in Scotland, maybe in Africa,
155
350000
2000
може би не в Шотландия, може би в Африка,
06:07
maybe somewhere else.
156
352000
2000
може би някъде другаде.
06:09
But the real honest answer is, we just don't know,
157
354000
3000
Но истинският честен отговор е -- ние просто не знаем,
06:12
because there is a problem with the origin.
158
357000
3000
защото има проблем с произхода.
06:15
Imagine way back, four and a half billion years ago,
159
360000
3000
Представете си как преди четири и половина милиарда години
06:18
there is a vast chemical soup of stuff.
160
363000
2000
има една огромна супа от химически съставки.
06:20
And from this stuff we came.
161
365000
2000
И от тези съставки сме произлезли ние.
06:22
So when you think about the improbable nature
162
367000
3000
Така че, когато мислите за невероятното естество
06:25
of what I'm going to tell you in the next few minutes,
163
370000
2000
на това, което ще ви кажа в следващите няколко минути,
06:27
just remember,
164
372000
2000
просто си спомнете,
06:29
we came from stuff on planet Earth.
165
374000
2000
че ние сме произлезли от съставки на планетата Земя.
06:31
And we went through a variety of worlds.
166
376000
3000
И сме минали през различни светове.
06:34
The RNA people would talk about the RNA world.
167
379000
3000
РНК хората обичат да говорят за РНК свят.
06:37
We somehow got to proteins and DNA.
168
382000
2000
Ние някак си достигнахме до протеини и ДНК.
06:39
We then got to the last ancestor.
169
384000
2000
Ние тогава стигнахме до последния прародител.
06:41
Evolution kicked in -- and that's the cool bit.
170
386000
3000
Еволюцията влиза в действие -- и това е готината част.
06:44
And here we are.
171
389000
2000
И ето ни тук.
06:46
But there's a roadblock that you can't get past.
172
391000
3000
Но има една пречка, през която не можем да минем.
06:49
You can decode the genome, you can look back,
173
394000
3000
Можем да декодираме генома, можем да погледнем назад,
06:52
you can link us all together by a mitochondrial DNA,
174
397000
3000
можем да се свържем всички чрез митохондриална ДНК,
06:55
but we can't get further than the last ancestor,
175
400000
3000
но не можем да отидем по-далеч от последния прародител,
06:58
the last visible cell
176
403000
2000
последната видима клетка,
07:00
that we could sequence or think back in history.
177
405000
3000
която можем да проследим в историята.
07:03
So we don't know how we got here.
178
408000
3000
Така че не знаем как сме дошли тук.
07:06
So there are two options:
179
411000
2000
И така имаме две възможности:
07:08
intelligent design, direct and indirect --
180
413000
2000
интелигентен дизай, директен и индиректен --
07:10
so God,
181
415000
2000
значи Господ,
07:12
or my friend.
182
417000
3000
или моят приятел.
07:15
Now talking about E.T. putting us there, or some other life,
183
420000
3000
Сега, да говорим, че И.Т. ни е поставил тук, или някаква друга форма на живот,
07:18
just pushes the problem further on.
184
423000
3000
просто избутва проблема по-нататък.
07:21
I'm not a politician, I'm a scientist.
185
426000
3000
Аз не съм политик, аз съм учен.
07:24
The other thing we need to think about
186
429000
2000
Другото нещо, за което трябва да мислим,
07:26
is the emergence of chemical complexity.
187
431000
2000
е появата на химическа сложност.
07:28
This seems most likely.
188
433000
2000
Това изглежда най-вероятно.
07:30
So we have some kind of primordial soup.
189
435000
2000
Така че ние имаме някаква първична супа.
07:32
And this one happens to be
190
437000
2000
И тя се случва да бъде
07:34
a good source of all 20 amino acids.
191
439000
2000
добър източник на всички 20 аминокиселини.
07:36
And somehow
192
441000
2000
И някак си
07:38
these amino acids are combined,
193
443000
2000
тези аминокиселини се комбинират,
07:40
and life begins.
194
445000
2000
и животът започва.
07:42
But life begins, what does that mean?
195
447000
2000
Но какво означава това, животът започва?
07:44
What is life? What is this stuff of life?
196
449000
3000
Какво е животът? Каква е съставката на живота?
07:47
So in the 1950s,
197
452000
2000
През петдесетте години,
07:49
Miller-Urey did their fantastic chemical Frankenstein experiment,
198
454000
5000
Милър-Урей направиха своя фантастичен Франкенщайн-химически експеримент,
07:54
where they did the equivalent in the chemical world.
199
459000
2000
където направиха еквивалента в химичния свят.
07:56
They took the basic ingredients, put them in a single jar
200
461000
3000
Те взеха основните съставки, сложиха ги в един буркан
07:59
and ignited them
201
464000
2000
и ги възпламениха,
08:01
and put a lot of voltage through.
202
466000
2000
и пуснаха през тях доста волтове.
08:03
And they had a look at what was in the soup,
203
468000
2000
И погледнаха това, което беше в супата,
08:05
and they found amino acids,
204
470000
3000
и намериха аминокиселини,
08:08
but nothing came out, there was no cell.
205
473000
2000
но нищо не излезе, нямаше клетка.
08:10
So the whole area's been stuck for a while,
206
475000
3000
И цялата област беше зациклила за известно време
08:13
and it got reignited in the '80s
207
478000
3000
и беше преоткрита през 80-те,
08:16
when analytical technologies and computer technologies were coming on.
208
481000
3000
когато аналитичните и компютърните технологии изникваха.
08:19
In my own laboratory,
209
484000
2000
В моята собствена лаборатория,
08:21
the way we're trying to create inorganic life
210
486000
3000
начинът, по който се опитваме да създадем неорганичен живот,
08:24
is by using many different reaction formats.
211
489000
2000
е да използваме много различни реакционни формати.
08:26
So what we're trying to do is do reactions --
212
491000
2000
И това, което се опитваме да направим, е да правим реакции --
08:28
not in one flask, but in tens of flasks,
213
493000
2000
не в една колба, ами в десетки колби,
08:30
and connect them together,
214
495000
2000
и да ги свързваме,
08:32
as you can see with this flow system, all these pipes.
215
497000
2000
както може да видите на тази преливаща система, всички тези тръби.
08:34
We can do it microfluidically, we can do it lithographically,
216
499000
3000
Можем да го направим микрофлуидно, можем да го направим литографично,
08:37
we can do it in a 3D printer,
217
502000
2000
можем да го направим на 3D принтер,
08:39
we can do it in droplets for colleagues.
218
504000
2000
можем да го направим в капчици за колеги.
08:41
And the key thing is to have lots of complex chemistry
219
506000
3000
И ключът е да имаме много комплексна химия,
08:44
just bubbling away.
220
509000
2000
кипяща.
08:46
But that's probably going to end in failure,
221
511000
4000
Но това вероятно ще завърши с провал,
08:50
so we need to be a bit more focused.
222
515000
2000
затова трябва да бъдем по-фокусирани.
08:52
And the answer, of course, lies with mice.
223
517000
2000
И отговорът, разбира се, лежи в мишките.
08:54
This is how I remember what I need as a chemist.
224
519000
3000
Така помня това, от което имам нужда като химик.
08:57
I say, "Well I want molecules."
225
522000
2000
Казвам: "Ами, искам молекули."
08:59
But I need a metabolism, I need some energy.
226
524000
3000
Но имам нужда и от метаболизъм, имам нужда от енергия.
09:02
I need some information, and I need a container.
227
527000
3000
Имам нужда от информация и имам нужда от контейнер.
09:05
Because if I want evolution,
228
530000
2000
Защото ако искам еволюция,
09:07
I need containers to compete.
229
532000
2000
имам нужда контейнерите да се съревновават.
09:09
So if you have a container,
230
534000
2000
Значи ако имаш контейнер,
09:11
it's like getting in your car.
231
536000
2000
е като да влезеш в колата си.
09:13
"This is my car,
232
538000
2000
"Това е моята кола
09:15
and I'm going to drive around and show off my car."
233
540000
2000
и аз ще карам наоколо и ще показвам колата си."
09:17
And I imagine you have a similar thing
234
542000
2000
И предполагам, че има подобно нещо
09:19
in cellular biology
235
544000
2000
и в клетъчната биология
09:21
with the emergence of life.
236
546000
2000
във връзка с появата на живота.
09:23
So these things together give us evolution, perhaps.
237
548000
3000
И тези неща заедно ни дават еволюция, вероятно.
09:26
And the way to test it in the laboratory
238
551000
2000
И начинът да се изпробва в лаборатория
09:28
is to make it minimal.
239
553000
2000
е да се направи минимално.
09:30
So what we're going to try and do
240
555000
2000
И това, което ще се опитаме да направим,
09:32
is come up with an inorganic Lego kit of molecules.
241
557000
3000
е да измислим неорганичен лего комплект от молекули.
09:35
And so forgive the molecules on the screen,
242
560000
2000
И сега, простете за молекулите на екрана,
09:37
but these are a very simple kit.
243
562000
2000
но това е много опростен комплект.
09:39
There's only maybe three or four different types of building blocks present.
244
564000
2000
Има може би три или четири различни вида съвременни строителни блока.
09:41
And we can aggregate them together
245
566000
2000
И ние можем да ги съединим
09:43
and make literally thousands and thousands
246
568000
2000
и буквално да направим хиляди и хиляди
09:45
of really big nano-molecular molecules
247
570000
3000
наистина големи нано-молекулни молекули
09:48
the same size of DNA and proteins,
248
573000
2000
с големината на ДНК и протеини,
09:50
but there's no carbon in sight.
249
575000
2000
но без въглерод.
09:52
Carbon is banned.
250
577000
2000
Въглеродът е отстранен.
09:54
And so with this Lego kit,
251
579000
2000
И с този лего комплект
09:56
we have the diversity required
252
581000
2000
ние имаме необходимото разнообразие
09:58
for complex information storage
253
583000
3000
за складиране на комплексна информация
10:01
without DNA.
254
586000
2000
без ДНК.
10:03
But we need to make some containers.
255
588000
2000
Но трябва да направим и контейнери.
10:05
And just a few months ago in my lab,
256
590000
2000
И само преди няколко месеца в моята лаборатория,
10:07
we were able to take these very same molecules and make cells with them.
257
592000
3000
ние успяхме да вземем точно тези молекули и да направим клетки от тях.
10:10
And you can see on the screen a cell being made.
258
595000
3000
И може да видите на екрана клетка, която се създава.
10:13
And we're now going to put some chemistry inside and do some chemistry in this cell.
259
598000
3000
И сега ще сложим в нея малко химия и ще направим малко химия в клетката.
10:16
And all I wanted to show you
260
601000
2000
И всичко, което исках да ви покажа,
10:18
is we can set up molecules
261
603000
2000
е, че ние можем да поставяме молекули
10:20
in membranes, in real cells,
262
605000
2000
в мембрани, в истински клетки,
10:22
and then it sets up a kind of molecular Darwinism,
263
607000
4000
и това поставя някакъв вид молекулярен дарвинизъм,
10:26
a molecular survival of the fittest.
264
611000
2000
молекулярно оцеляване на най-силния.
10:28
And this movie here
265
613000
2000
И този филм тук
10:30
shows this competition between molecules.
266
615000
2000
показва това съревнование между молекулите.
10:32
Molecules are competing for stuff.
267
617000
2000
Молекулите се съревновават за разни работи.
10:34
They're all made of the same stuff,
268
619000
2000
Те всички са направени от едно и също нещо,
10:36
but they want their shape to win.
269
621000
2000
но те искат тяхната форма да спечели.
10:38
They want their shape to persist.
270
623000
2000
Те искат тяхната форма да се запази.
10:40
And that is the key.
271
625000
2000
И това е ключът.
10:42
If we can somehow encourage these molecules
272
627000
2000
Ако някак можем да насърчим тези молекули
10:44
to talk to each other and make the right shapes and compete,
273
629000
3000
да си говорят помежду си, и да правят правилните форми, и да се съревновават,
10:47
they will start to form cells
274
632000
2000
те ще започнат да формират клетки,
10:49
that will replicate and compete.
275
634000
2000
които ще се репликират и ще се съревновават.
10:51
If we manage to do that,
276
636000
2000
Ако успеем да направим това,
10:53
forget the molecular detail.
277
638000
3000
забравете молекулярния детайл.
10:56
Let's zoom out to what that could mean.
278
641000
2000
Нека погледнем какво би означавало това.
10:58
So we have this special theory of evolution
279
643000
2000
Значи ние имаме тази специална теория за еволюцията,
11:00
that applies only to organic biology, to us.
280
645000
3000
която включва само органична биология, за нас.
11:03
If we could get evolution into the material world,
281
648000
3000
Ако можем да поместим еволюцията в материалния свят,
11:06
then I propose we should have a general theory of evolution.
282
651000
3000
тогава, предполагам, ще имаме обща теория на еволюцията.
11:09
And that's really worth thinking about.
283
654000
3000
И наистина си струва да се мисли за това.
11:12
Does evolution control
284
657000
2000
Дали еволюцията контролира
11:14
the sophistication of matter in the universe?
285
659000
3000
усъвършенстването на материята във Вселената?
11:17
Is there some driving force through evolution
286
662000
3000
Има ли някаква сила, тласкаща към еволюция,
11:20
that allows matter to compete?
287
665000
2000
която позволява на материята да се съревновава?
11:22
So that means we could then start
288
667000
2000
Значи това означава, че можем да започнем
11:24
to develop different platforms
289
669000
3000
да развиваме различни платформи
11:27
for exploring this evolution.
290
672000
2000
за изследване на тази революция.
11:29
So you imagine,
291
674000
2000
Представете си,
11:31
if we're able to create a self-sustaining artificial life form,
292
676000
3000
ако можехме да създадем самоподдържаща се изкуствена форма на живот,
11:34
not only will this tell us about the origin of life --
293
679000
3000
това не само ще ни доведе до откриването на произхода на живота --
11:37
that it's possible that the universe doesn't need carbon to be alive;
294
682000
3000
че е възможно Вселената да няма нужда от въглерод, за да живее,
11:40
it can use anything --
295
685000
2000
може да използва всичко --
11:42
we can then take [it] one step further and develop new technologies,
296
687000
3000
можем да направим още една крачка напред и да развием нови технологии,
11:45
because we can then use software control
297
690000
2000
защото тогава ще можем да използваме софтуерен контрол
11:47
for evolution to code in.
298
692000
2000
за да кодираме еволюцията.
11:49
So imagine we make a little cell.
299
694000
2000
Представете си, че можем да направим малка клетка.
11:51
We want to put it out in the environment,
300
696000
2000
Искаме да я поставим навън в околната среда
11:53
and we want it to be powered by the Sun.
301
698000
2000
и искаме тя да бъде захранвана от Слънцето.
11:55
What we do is we evolve it in a box with a light on.
302
700000
3000
Това, което ще направим, е да я оставим да еволюира в кутия с включена светлина.
11:58
And we don't use design anymore. We find what works.
303
703000
3000
И няма да използваме дизайн. Ще намерим това, което работи.
12:01
We should take our inspiration from biology.
304
706000
2000
Трябва да вземем нашето вдъхновение от биологията.
12:03
Biology doesn't care about the design
305
708000
2000
Биологията не се интересува от дизайна,
12:05
unless it works.
306
710000
2000
освен ако той работи.
12:07
So this will reorganize
307
712000
2000
Това ще преобразува
12:09
the way we design things.
308
714000
2000
начинът, по който проектираме нещата.
12:11
But not only just that,
309
716000
2000
Но не само това,
12:13
we will start to think about
310
718000
2000
ще започнем да мислим за това
12:15
how we can start to develop a symbiotic relationship with biology.
311
720000
3000
как можем да започнем да развиваме симбиотична връзка с биологията.
12:18
Wouldn't it be great
312
723000
2000
Няма ли да бъде страхотно,
12:20
if you could take these artificial biological cells
313
725000
2000
ако можехте да вземете тези изкуствени клетки
12:22
and fuse them with biological ones
314
727000
2000
и да ги смесите в биологични такива,
12:24
to correct problems that we couldn't really deal with?
315
729000
3000
за да поправите проблеми, с които наистина не можем да се справим?
12:27
The real issue in cellular biology
316
732000
2000
Истинският предмет на клетъчната биология
12:29
is we are never going to understand everything,
317
734000
3000
е, че ние никога няма да разберем всичко,
12:32
because it's a multidimensional problem put there by evolution.
318
737000
3000
защото това е многомерен проблем, поставен от еволюцията.
12:35
Evolution cannot be cut apart.
319
740000
3000
Еволюцията не може да бъде разкъсана.
12:38
You need to somehow find the fitness function.
320
743000
3000
Трябва някак да намерите правилната функция.
12:41
And the profound realization for me
321
746000
2000
И дълбокото осъзнаване за мен
12:43
is that, if this works,
322
748000
2000
е, че ако това работи,
12:45
the concept of the selfish gene gets kicked up a level,
323
750000
3000
концепцията за егоистичния ген бива избутана едно ниво нагоре,
12:48
and we really start talking about selfish matter.
324
753000
3000
и ние наистина започваме да говорим за егоистична материя.
12:51
And what does that mean in a universe
325
756000
2000
И какво означава това във Вселена,
12:53
where we are right now the highest form of stuff?
326
758000
3000
където сега ние сме най-висшата форма на материя?
12:56
You're sitting on chairs.
327
761000
2000
Вие седите на столове.
12:58
They're inanimate, they're not alive.
328
763000
2000
Те са неодушевени, те не са живи.
13:00
But you are made of stuff, and you are using stuff,
329
765000
2000
Но вие сте направени от материя и използвате материя,
13:02
and you enslave stuff.
330
767000
2000
и заробвате материя.
13:04
So using evolution
331
769000
2000
Значи използването на еволюцията
13:06
in biology,
332
771000
2000
в биологията,
13:08
and in inorganic biology,
333
773000
2000
и в органичната биология
13:10
for me is quite appealing, quite exciting.
334
775000
2000
за мен е доста привлекателно, доста вълнуващо.
13:12
And we're really becoming very close
335
777000
3000
И ние наистина достигаме все по-близо
13:15
to understanding the key steps
336
780000
2000
до това да разберем ключовите стъпки,
13:17
that makes dead stuff come alive.
337
782000
3000
които карат мътвата материя да оживее.
13:20
And again, when you're thinking about how improbable this is,
338
785000
3000
И отново, когато мислите за това колко невероятно е това,
13:23
remember, five billion years ago,
339
788000
2000
помнете, преди пет милиарда години
13:25
we were not here, and there was no life.
340
790000
3000
ние не сме били тук и не е имало живот.
13:28
So what will that tell us
341
793000
2000
И какво ни казва това
13:30
about the origin of life and the meaning of life?
342
795000
3000
за произхода на живота и смисъла на живота?
13:33
But perhaps, for me as a chemist,
343
798000
2000
Но може би, за мен като химик,
13:35
I want to keep away from general terms;
344
800000
2000
искам да стоя настрана от всеобщите термини,
13:37
I want to think about specifics.
345
802000
2000
искам да мисля за детайлите.
13:39
So what does it mean about defining life?
346
804000
2000
Какво означава да определиш живота?
13:41
We really struggle to do this.
347
806000
2000
Ние наистина се мъчим да направим това.
13:43
And I think, if we can make inorganic biology,
348
808000
2000
И мисля, че ако можем да накараме неорганичната биология,
13:45
and we can make matter become evolvable,
349
810000
3000
и можем да накараме материята да стане еволюираща,
13:48
that will in fact define life.
350
813000
2000
това всъщност ще определи живота.
13:50
I propose to you
351
815000
2000
Предлагам ви,
13:52
that matter that can evolve is alive,
352
817000
3000
че материята, която може да еволюира, е жива,
13:55
and this gives us the idea of making evolvable matter.
353
820000
3000
и това ни дава идеята да направим еволюираща материя.
13:58
Thank you very much.
354
823000
2000
Много ви благодаря.
14:00
(Applause)
355
825000
7000
(Аплодисменти)
14:07
Chris Anderson: Just a quick question on timeline.
356
832000
4000
Крис Андерсън: Само един бърз въпрос за срока.
14:11
You believe you're going to be successful in this project?
357
836000
2000
Вярвате ли, че ще успеете в този проект?
14:13
When?
358
838000
2000
Кога?
14:15
Lee Cronin: So many people think
359
840000
2000
Лий Кронин: Толкова много хора мислят,
14:17
that life took millions of years to kick in.
360
842000
2000
че животът е имал нужда от милиони години, за да се появи.
14:19
We're proposing to do it in just a few hours,
361
844000
3000
Ние предлагаме да го направим само за няколко часа,
14:22
once we've set up
362
847000
2000
след като веднъж установим
14:24
the right chemistry.
363
849000
2000
правилната химия.
14:26
CA: And when do you think that will happen?
364
851000
2000
К.А.: И кога мислите ще стане това?
14:28
LC: Hopefully within the next two years.
365
853000
3000
Л.К.: Надяваме се в рамките на следващите две години.
14:31
CA: That would be a big story.
366
856000
2000
К.А.: Това би била голяма история.
14:33
(Laughter)
367
858000
2000
(Смях)
14:35
In your own mind, what do you believe the chances are
368
860000
2000
В ума Ви какви вярвате са шансовете
14:37
that walking around on some other planet
369
862000
2000
да се разхождате на някоя друга планета,
14:39
is non-carbon-based life,
370
864000
2000
на която има живот не базиран на въглерода,
14:41
walking or oozing or something?
371
866000
2000
да се разхождате или да се просмуквате, или нещо подобно?
14:43
LC: I think it's 100 percent.
372
868000
2000
Л.К.: Мисля, че е 100 процента.
14:45
Because the thing is, we are so chauvinistic to biology,
373
870000
3000
Защото работата е там, че ние сме толкова шовинистични спрямо биологията,
14:48
if you take away carbon, there's other things that can happen.
374
873000
2000
ако премахнете въглерода, има други неща, които могат да се случат.
14:50
So the other thing
375
875000
2000
Значи другото нещо --
14:52
that if we were able to create life that's not based on carbon,
376
877000
2000
ако сме способни да създаден живот, който не е базиран на въглерода,
14:54
maybe we can tell NASA what really to look for.
377
879000
3000
вероятно ще можем да кажем на НАСА какво точно да търси.
14:57
Don't go and look for carbon, go and look for evolvable stuff.
378
882000
3000
Не ходете да търсите въглерод, ходете и търсете еволюираща материя.
15:00
CA: Lee Cronin, good luck. (LC: Thank you very much.)
379
885000
2000
К.А. Лий Кронин, успех. (Л.К.: Много благодаря.)
15:02
(Applause)
380
887000
2000
(Аплодисменти)
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