機器人實驗重現了油水系統中的演化過程 機器人實驗重現了油水系統中的演化過程

機器人實驗重現了油水系統中的演化過程

機器人實驗重現了油水系統中的演化過程

我們已經看到用早期地球化學物質、雌雄同體機器人,甚至完全虛擬地(利用數學模型)來模擬演化。在每一種實驗中,科學家或工程師都會設定一些初始條件,讓實驗運作…然後觀察幾十代或幾百代之後會發生什麼事。這類實驗確實很有吸引力。誰不想體驗一下演化呢?

這是我最近發現的一個進化實驗,它採用了一種我從未見過的方法。這個實驗裝置表明,進化可以在非常有限的條件下發生。其他科學家也可以利用這套裝置研究生物以外的化學結構是如何演化的。這項由英國格拉斯哥大學化學家團隊進行的實驗,完全基於漂浮在水溶液中的油滴。雖然該研究沒有涉及任何生物分子,但負責運作的機器人確實遵循了一些重要的生物學原理,包括繁殖「適應性強」的個體並淘汰不適應的個體。

實驗始於一台基於RepRap 3D列印機的客製化編程機器人,它透過噴嘴向外界釋放油滴。這些油滴由不同的油性物質組合而成:1-辛醇、鄰苯二甲酸二乙酯、1-戊醇、辛酸和十二烷。這些成分構成了不同「種類」的油滴,每種油滴都具有各自的密度、黏度、表面張力和其他特性。它們表面的化學相互作用使得一些油滴在水中漂浮,一些油滴分裂成更小的油滴,還有一些油滴旋轉或原地顫動。

這個實驗表明,進化可以在非常有限的條件下發生。

機器人觀察著液滴的運動狀況。它會吐出新的液滴——根據程序設定,這些「後代」是由它觀察到的「合格」液滴孕育而成的。偶爾,機器人還會潛入液滴中,吸走那些移動不夠活躍的液滴。真是狠!

經過 21 代,根據機器人被編程來篩選液滴的方式,出現了非常擅長分裂、快速移動或振動(最糟糕的超能力)的液滴群體。

研究團隊在昨天發表於《自然通訊》雜誌的一篇論文中寫道,未來,透過減少電腦的參與,這種實驗裝置可以用來探索演化發生的最低要求是什麼。也許需要的只是一點油和水。