Nature hacking

Ny zavaboary mihitsy dia afaka mampianatra antsika ny fomba fijinjana ny zavaboary, toy ny tantely, izay nomarihin'i Mark Mescher sy Consuelo De Moraes avy ao amin'ny ETH Zurich fa mahay mikitikitika ravinkazo mba “mandrisika” ny zavamaniry hamony.

Mahaliana fa tsy nahomby ny andrana namerina ireo fomba fitsaboana ireo bibikely ireo, ary manontany tena ny mpahay siansa ankehitriny raha ny tsiambaratelon'ny fahasimban'ny ravin'ny bibikely dia miankina amin'ny lamina tsy manam-paharoa ampiasainy, na angamba amin'ny fampidirana akora sasany ataon'ny tantely. . Amin'ny hafa saha biohacking na izany aza, manao tsara kokoa isika.

Vao haingana, ohatra, ny injeniera no nahita ny fomba manova ny epinara ho rafi-pandrenesana ny tontolo iainanaizay afaka mampitandrina anao amin'ny fisian'ny fipoahana. Tamin'ny taona 2016, nafindran'ny injeniera simika Ming Hao Wong sy ny ekipany ao amin'ny MIT ny nanotubes karbônina ho lasa ravina spinach. Dian'ny fipoahanaizay nalain'ny zavamaniry tamin'ny rivotra na ny rano ambanin'ny tany, dia nanao nanotubes mamoaka famantarana fluorescent. Mba hisamborana famantarana toy izany avy amin'ny orinasa, dia nisy fakan-tsary kely infrarouge naseho teo amin'ny takelaka ary napetaka tamin'ny chip Raspberry Pi. Rehefa nahita famantarana ny fakantsary dia niteraka fampandrenesana mailaka izany. Taorian'ny famolavolana nanosensors amin'ny spinach, dia nanomboka namolavola fampiharana hafa ho an'ny teknolojia i Wong, indrindra amin'ny fambolena ho an'ny fampitandremana amin'ny haintany na ny bibikely.

ny trangan'ny bioluminescence, ohatra. amin'ny angisy, jellyfish ary biby an-dranomasina hafa. Ny mpamorona frantsay Sandra Rey dia mampiditra ny bioluminescence ho fomba voajanahary amin'ny jiro, izany hoe ny famoronana lanterne "velona" izay mamoaka hazavana tsy misy herinaratra (2). Ray no mpanorina sy Tale Jeneralin'ny Glowee, orinasa mpamokatra jiro bioluminescent. Maminany izy fa hosoloin'izy ireo indray andro any ny jiro elektrika mahazatra.

2. Famantarana ny jiro Glowee

Mba hamokarana ny hazavana dia mampiasa ny teknisianina Glowee bioluminescence fototarazo azo avy amin'ny cuttlefish Hawaii ho bakteria E. coli, ary avy eo dia mitombo ny bakteria. Amin'ny alàlan'ny fandrindrana ny ADN, ny injeniera dia afaka mifehy ny lokon'ny hazavana, rehefa maty izy io, ary ny fanovana maro hafa. Ireo bakteria ireo dia mazava ho azy fa mila fikarakarana sy sakafo mba hijanonana ho velona sy hamirapiratra, noho izany dia miasa ny orinasa mba hitazonana ny jiro ho ela kokoa. Amin'izao fotoana izao, hoy i Ray ao amin'ny Wired, manana rafitra iray maharitra enina andro izy ireo. Ny faharetan'ny jiro voafetra amin'izao fotoana izao dia midika fa mety amin'ny hetsika na fety amin'izao fotoana izao izy ireo.

Pets misy kitapo elektronika

Afaka mijery bibikely ianao ary manandrana maka tahaka azy ireo. Azonao atao koa ny manandrana "mijirika" azy ireo ary mampiasa azy ireo ho ... miniature drones. Ny bumblebees dia misy fitaovana "kitapo" misy sensor, toy ny ampiasain'ny tantsaha hanaraha-maso ny sahany (3). Ny olana amin'ny microdrones dia hery. Tsy misy olana toy izany amin'ny bibikely. Manidina tsy mety sasatra izy ireo. Nofenoin'ny injeniera ny "entany" misy sensor, fahatsiarovana ho an'ny fitahirizana angon-drakitra, mpandray ho an'ny fanaraha-maso ny toerana sy ny bateria ho an'ny fitaovana elektronika (izany hoe, kely kokoa ny fahafaha-manao) - milanja 102 miligrama avokoa. Rehefa mandeha amin'ny asany isan'andro ny bibikely dia mandrefy ny maripana sy ny hamandoana ny sensor ary araho amin'ny alalan'ny famantarana radio ny toerana misy azy. Aorian'ny fiverenana any amin'ny toho-tantely dia alaina ny angon-drakitra ary ampandoavina an-tariby ny bateria. Ny ekipan'ny mpahay siansa dia miantso ny teknolojiany hoe Living IoT.

3. IoT velona, ​​izay bumblebee misy rafitra elektronika ao ambadika

Zoologist Max Planck Institute of Ornithology. Martin Wikelski Nanapa-kevitra ny hitsapa ny finoan'ny besinimaro fa ny biby dia manana fahaiza-manao voajanahary mahatsapa ny loza mananontanona. Wikelski dia mitarika ny tetikasa iraisam-pirenena momba ny sensor biby ICARUS. Nahazo laza ny mpanoratra ny famolavolana sy ny fikarohana rehefa nampifandray azy GPS fanilo biby (4), na lehibe na kely, mba hianarana ny fiantraikan'ny trangan-javatra eo amin'ny fitondran-tenany. Nasehon'ny mpahay siansa, ankoatra ny zavatra hafa, fa ny fitomboan'ny vanobe fotsy dia mety manondro ny fiparitahan'ny valala, ary ny toerana sy ny hafanan'ny ganagana mallard dia mety manondro ny fihanaky ny gripa aviavy eo amin'ny olombelona.

4. Martin Wikelski sy ny vanobe mpitatitra

Amin'izao fotoana izao dia mampiasa osy i Wikelski mba hahitana raha misy teoria tranainy izay "fantatry ny biby" momba ny horohorontany sy ny fipoahan'ny volkano. Avy hatrany taorian'ny horohoron-tany goavana tany Norcia tany Italia tamin'ny taona 2016, dia nanangona biby fiompy teo akaikin'ny ivon'ny horohoron-tany i Wikelski mba hahitana raha tsy mitovy ny fitondran-tenany talohan'ny horohorontany. Ny vozon'akanjoko tsirairay dia nahitana azy roa fitaovana fanaraha-maso GPS, toy ny accelerometer.

Nohazavainy taty aoriana fa amin’ity fanaraha-maso 2/18 ity dia afaka mamantatra ny fitondran-tena “ara-dalàna” ny olona iray ary mitady izay tsy mety. Nanamarika i Wikelski sy ny ekipany fa nampitombo ny hafainganam-pandehany ireo biby nandritra ny ora maro talohan'ny nitrangan'ny horohorontany. Nanamarika ny « fe-potoana fampitandremana » XNUMX ka hatramin’ny XNUMX ora izy, arakaraka ny halaviran’ny ivon’ny rivodoza. Mametraka patanty ho an'ny rafitra fampitandremana momba ny loza i Wikelski mifototra amin'ny fitondrantena iraisan'ny biby mifandraika amin'ny tsipika fototra.

Manatsara ny fahombiazan'ny photosynthesis

Velona ny tany satria mamboly eran-tany mamoaka oksizenina ho vokatry ny photosynthesisary lasa sakafo mahavelona fanampiny ny sasany. Tsy lavorary anefa ny photosynthesis, na dia nisy evolisiona an-tapitrisany taona maro aza. Ireo mpikaroka ao amin'ny Oniversiten'i Illinois dia nanomboka niasa mba hanafoanana ny lesoka amin'ny photosynthesis, izay inoany fa mety hampitombo ny vokatra hatramin'ny 40 isan-jato.

Nifantoka tamin’izany izy ireo dingana iray antsoina hoe photorespirationizay tsy dia ampahany amin'ny photosynthesis loatra ny vokatr'izany. Tahaka ny dingana biolojika maro, ny photosynthesis dia tsy mandeha tsara foana. Mandritra ny photosynthesis, ny zavamaniry dia maka rano sy gazy karbonika ary mamadika azy ireo ho siramamy (sakafo) sy oksizenina. Tsy mila oksizenina ny zavamaniry ka esorina.

Ny mpikaroka dia nanokana anzima antsoina hoe ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO). Ity complexe proteinina ity dia mamatotra molekiolan'ny gazy karbonika amin'ny ribulose-1,5-bisphosphate (RuBisCO). Nandritra ny taonjato maro, lasa oksizenina kokoa ny atmosfera eto an-tany, midika izany fa ny RuBisCO dia tsy maintsy miatrika molekiola oksizenina mifangaro amin'ny gazy karbonika. Amin'ny tranga iray amin'ny efatra, diso ny RuBisCO dia maka molekiola oksizenina ary misy fiantraikany amin'ny asa izany.

Noho ny tsy fahalavorariana amin'ity dingana ity dia avela miaraka amin'ny vokatra misy poizina toy ny glycolate sy amoniaka ny zavamaniry. Mitaky angovo ny fanodinana ireo fitambarana ireo (amin'ny alàlan'ny photorespiration), izay manampy amin'ny fatiantoka vokatry ny tsy fahombiazan'ny photosynthesis. Izany dia miteraka tsy fahampian'ny vary, varimbazaha ary soja, ary ny RuBisCO dia lasa tsy dia marina loatra rehefa miakatra ny mari-pana, hoy ny fanamarihan'ny mpanoratra. Midika izany fa mety hihena ny famatsiana sakafo rehefa mitombo ny fiakaran’ny maripana.

Ity vahaolana ity dia ampahany amin'ny programa antsoina hoe (RIPE) ary ahitana ny fampidirana fototarazo vaovao izay mahatonga ny photorespiration haingana kokoa sy mahomby kokoa amin'ny angovo. Nanamboatra lalana telo hafa ny ekipa tamin'ny alàlan'ny filaharan'ny fototarazo vaovao. Ireo lalana ireo dia natao ho an'ny karazana zavamaniry 1700 samihafa. Nandritra ny roa taona, ny mpahay siansa dia nanandrana ireo filaharana ireo tamin'ny paraky novana. Zavamaniry mahazatra amin'ny siansa izy io satria tena voadinika tsara ny fototarazony. Bebe kokoa fomba mahomby amin'ny photorespiration mamela ny zavamaniry hitsitsy angovo be dia be, izay azo ampiasaina amin'ny fitomboany. Ny dingana manaraka dia ny fampidirana ireo fototarazo amin'ny voly sakafo toy ny soja, tsaramaso, vary ary voatabia.

Ny selan-dra artifisialy sy ny fametahana fototarazo

Nature hacking izany dia mitarika ho amin'ny tenany amin'ny farany. Tamin'ny taon-dasa, ny mpahay siansa japoney dia nitatitra fa namorona ra artifisialy azo ampiasaina amin'ny marary rehetra izy ireo, na inona na inona karazana rà, izay manana fampiharana maro eran-tany amin'ny fitsaboana trauma. Vao haingana, ny mpahay siansa dia nanao fandrosoana lehibe kokoa noho ny famoronana sela mena (5). IRETO sela solon-dra Tsy vitan'ny hoe mampiseho ny fananan'ny analogue voajanahary izy ireo, fa manana fahaiza-manao koa. Ny ekipa avy ao amin'ny Oniversiten'i New Mexico, Sandia National Laboratories ary South China Polytechnic University dia namorona sela mena izay tsy vitan'ny hoe mitondra oksizenina any amin'ny faritra samihafa amin'ny vatana, fa koa mitondra fanafody, mahatsapa poizina ary manao asa hafa. .

5. Selan-dra synthetic

Ny dingan'ny famoronana sela artifisialy Izy io dia natomboka tamin'ny sela voajanahary izay voasarona voalohany tamin'ny sosona silica manify ary avy eo nisy sosona polymère tsara sy ratsy. Ny silika avy eo dia voasokitra ary farany dia rakotra sela mena voajanahary voajanahary. Izany dia nitarika ho amin'ny famoronana sela mena artifisialy izay mitovy habe, bika, fiampangana ary proteinina ambonin'ny tany toy ny tena izy.

Nasehon'ireo mpikaroka koa ny fahaizan'ny sela vao niforona tamin'ny fanosehana azy ireo tamin'ny tsipika kely amin'ny capillaries modely. Farany, rehefa notsapaina tamin'ny totozy dia tsy nisy voka-dratsiny misy poizina hita na dia taorian'ny 48 ora nivezivezy aza. Ny fitsapana dia nampiditra hemôglôbinina, fanafody miady amin'ny homamiadana, sensor misy poizina na nanopartikely magnetika ireo sela ireo mba hampisehoana fa afaka mitondra karazana fiampangana samihafa izy ireo. Ny sela artifisialy koa dia afaka miasa ho toy ny fanangonan-tsonia.

Nature hacking Izany dia mitarika amin'ny hevitra momba ny fanitsiana ny fototarazo, ny fanamboarana ary ny famolavolana ny olombelona, ​​ary ny fanokafana ny fifandraisan'ny atidoha ho an'ny fifandraisana mivantana amin'ny ati-doha.

Be dia be amin'izao fotoana izao ny ahiahy sy ny fanahiana momba ny fahatsinjovana ny fanovana fototarazo olombelona. Mafy koa ny tohan-kevitra manohana, ohatra fa ny teknika fanodikodinana fototarazo dia afaka manampy amin'ny fanafoanana ny aretina. Afaka manafoana karazana fanaintainana sy tebiteby maro izy ireo. Afaka mampitombo ny faharanitan-tsain'ny olona sy ny faharetana izy ireo. Ny olona sasany dia milaza fa afaka manova ny haavon'ny fahasambaran'ny olombelona sy ny vokatra amin'ny halehiben'ny halehibeny.

Injeniera génétiqueraha noraisina ho zava-dehibe ny vokany andrasana, dia azo heverina ho toy ny zava-nitranga ara-tantara mitovy amin'ny fipoahana Cambrian, izay nanova ny fizotry ny evolisiona. Rehefa mieritreritra ny evolisiona ny ankamaroan'ny olona dia mieritreritra ny evolisiona biolojika amin'ny alàlan'ny fifantenana voajanahary, saingy hita fa azo sary an-tsaina ny endrika hafa.

Nanomboka tamin'ny taona XNUMX dia nanomboka nanova ny ADN ny zavamaniry sy ny biby ny olona (Jereo ihany koa: ), Famoronana vokatra novaina ara-jemikasns. Amin'izao fotoana izao, zaza antsasa-tapitrisa no teraka isan-taona amin'ny alalan'ny IVF. Mihamaro hatrany, ireo dingana ireo koa dia ahitana ny filaharan'ireo embryon mba hijerena ny aretina sy hamantarana ny embryon tena mahavelona (endrika iray amin'ny génétique, na dia tsy misy fiovana mavitrika amin'ny génome aza).

Miaraka amin'ny fahatongavan'ny CRISPR sy ny teknolojia mitovy amin'izany (6), dia nahita fipoahana fikarohana momba ny fanovana tena izy amin'ny ADN isika. Tamin'ny taona 2018, i He Jiankui no namorona ny zaza voalohany nanova ny fototarazo tao Shina, izay nandefasana azy tany am-ponja. Io olana io amin'izao fotoana izao dia resaka etika mafonja. Tamin'ny taona 2017, ny Akademia Nasionaly momba ny Siansa Amerikana sy ny Akademia Nasionaly momba ny Fitsaboana dia nankatoavin'ny foto-kevitra momba ny fanovana ny fototarazo olombelona, ​​saingy "rehefa voavaly ny olana momba ny fiarovana sy ny zava-bita" ary "raha misy aretina mafy sy eo ambany fanaraha-maso akaiky."

Mipoitra ny resabe avy amin’ny fomba fijerin’ny “zaza mpamorona”, izany hoe mamolavola ny olona amin’ny alalan’ny fisafidianana ireo toetra tokony hananan’ilay zaza ho teraka. Tsy ilaina izany satria inoana fa ny mpanankarena sy manana tombontsoa ihany no hahazo ny fomba toy izany. Na dia tsy azo atao ara-teknika mandritra ny fotoana maharitra aza ny famolavolana toy izany, dia ho tanteraka izany fanodinkodinana fototarazo momba ny famafana ny fototarazo noho ny kilema sy ny aretina dia tsy voamarina mazava tsara. Averina indray, araka ny atahoran'ny maro, ho an'ny olom-bitsy ihany no ho azon'izany.

Na izany aza, tsy tsotra toy ny bokotra tapaka sy mifamadika toy ny an'ireo izay mahafantatra ny CRISPR matetika amin'ny sary an-gazety. Tsy voafehin'ny fototarazo iray na roa ny toetran'ny olombelona maro sy mora voan'ny aretina. Ny aretina dia isan-karazany, manomboka amin'ny fisian'ny fototarazo iray. Na izany aza, na dia maro aza ny aretina, toy ny fahaketrahana sy ny diabeta, dia polygène, ny fanapahana ny fototarazo tsirairay dia manampy matetika. Ohatra, i Verve dia mamolavola fitsaboana fototarazo izay mampihena ny fihanaky ny aretim-po, iray amin'ireo antony voalohany mahatonga ny fahafatesana maneran-tany. fanontana somary kely ny génomé.

Ho an'ny asa sarotra, ary ny iray amin'izy ireo polygenic fototry ny aretina, ny fampiasana ny faharanitan-tsaina artifisialy dia lasa fomba fanao vao haingana. Izy io dia miorina amin'ny orinasa toa ilay nanomboka nanolotra fanombanana ny risika polygenic ho an'ny ray aman-dreny. Fanampin'izay, mihamitombo hatrany ny fitambaran'ny angon-drakitra génomika voafantina (ny sasany manana génomika maherin'ny iray tapitrisa voafantina), izay hanatsara ny fahamarinan'ny maodely fianarana milina rehefa mandeha ny fotoana.

Tambajotra atidoha

Ao amin'ny bokiny, Miguel Nicolelis, iray amin'ireo mpisava lalana amin'izay fantatra ankehitriny amin'ny hoe “fanafihana ati-doha”, dia niantso ny fifandraisana ho hoavin'ny zanak'olombelona, ​​dingana manaraka amin'ny fivoaran'ny karazana misy antsika. Nanao fanadihadiana izy izay nampifandraisiny ny atidohan'ny voalavo maromaro tamin'ny alàlan'ny electrodes natsofoka sarotra fantatra amin'ny anarana hoe fifandraisana amin'ny ati-doha.

Nicolelis sy ny mpiara-miasa aminy dia nanoritsoritra ny zava-bita ho ny "solosaina organika" voalohany miaraka amin'ny atidoha velona mifamatotra toy ny hoe microprocessors maromaro. Ny biby ao amin'io tambajotra io dia nianatra nampifanaraka ny fiasan'ny elektrônika ao amin'ny selan'ny nerveo amin'ny fomba mitovy amin'ny ao amin'ny atidoha tsirairay. Ny atidohan'ny tambajotra dia nosedraina amin'ny zavatra toy ny fahaizany manavaka ny lamina roa samy hafa amin'ny fanentanana elektrika, ary amin'ny ankapobeny dia mihoatra noho ny biby tsirairay izy ireo. Raha "tsara kokoa" noho ny biby tokana ny atidohan'ny voalavo mifandray, dia alaivo sary an-tsaina ny fahaizan'ny supercomputer biolojika mifandray amin'ny atidohan'olombelona. Ny tambajotra toy izany dia afaka mamela ny olona hiasa amin'ny sakana amin'ny fiteny. Fanampin'izany, raha marina ny valin'ny fandinihana ny voalavo, ny tambajotra amin'ny atidohan'olombelona dia mety hanatsara ny fahombiazany, na izany aza.

Vao haingana, nisy fanandramana natao, voalaza ihany koa ao amin'ny pejin'ny MT, izay ahitana ny fampifangaroana ny asan'ny atidoha amin'ny tambajotra kely misy olona. Olona telo nipetraka tao amin'ny efitrano samihafa no niara-niasa mba handrindra tsara ny sakana iray mba hahafahan'izy ireo mamehy ny elanelana misy eo amin'ny sakana hafa amin'ny lalao video mitovy amin'ny Tetris. Olona roa nanao toy ny "mpanefa", nanao electroencephalographe (EEGs) teo amin'ny lohany izay nandrakitra ny fiasan'ny herinaratra ao amin'ny atidohany, no nahita ilay slot ary nahafantatra na hanodina ilay sakana mba hifanaraka. Tsy nahafantatra ny vahaolana marina anefa ny fahatelo, izay “receiver”, ka voatery niantehitra tamin’ny toromarika nalefa mivantana avy amin’ny atidohan’ny mpandefa. Vondrona olona dimy no nosedraina tamin'ny alalan'ity tambajotra ity, antsoina hoe “BrainNet” (7), ary amin'ny ankapobeny dia nahatratra 80% ny fahamarinan'ny asa.

7. Sary avy amin'ny andrana BrainNet

Mba hanasarotra ny asa, dia nampidirin'ny mpikaroka ny tabataba indraindray ny famantarana nalefan'ny iray tamin'ireo mpandefa. Rehefa tojo toromarika mifanipaka na manjavozavo, dia nianatra haingana ny mpandray ny hamantatra sy hanaraka ny toromarika mazava kokoa avy amin'ny mpandefa. Ny mpikaroka dia nanamarika fa ity no tatitra voalohany fa ny atidohan'ny olona maro dia voahodina amin'ny fomba tsy misy invasive tanteraka. Milaza izy ireo fa saika tsy voafetra ny isan'ny olona afaka mifandray amin'ny ati-doha. Manoro hevitra ihany koa izy ireo fa azo hatsaraina ny fampitana vaovao amin'ny fomba tsy misy invasive amin'ny alàlan'ny sary simultaneous amin'ny fiasan'ny atidoha amin'ny fampiasana (fMRI), satria mety hampitombo ny habetsaky ny fampahalalana azon'ny mpampita vaovao izany. Na izany aza, ny fMRI dia tsy fomba tsotra ary hanasarotra ny asa efa tena sarotra. Ny mpikaroka koa dia manoro hevitra fa ny famantarana dia mety ho lasibatra amin'ny faritra manokana ao amin'ny atidoha mba hahatonga ny fahatsiarovan-tena amin'ny atiny semantika manokana ao amin'ny atidohan'ny mpandray.

Mandritra izany fotoana izany, ny fitaovana dia mivoatra haingana mba hifandraisana amin'ny atidoha amin'ny invasive kokoa ary angamba amin'ny fomba mahomby kokoa. Elon Musk vao haingana no nanambara ny fivoaran'ny implant BCI misy electrodes XNUMX mba ahafahan'ny fifandraisana miely patrana eo amin'ny solosaina sy ny selan'ny atidoha. (DARPA) dia namolavola fifandraisana neural azo implant izay afaka mampiditra sela nerve iray tapitrisa. Na dia tsy natao manokana hifampiraharahana aza ireo maody BCI ireo ati-dohaTsy sarotra ny mieritreritra hoe azo ampiasaina amin'ny tanjona toy izany izy ireo.

Ho fanampin'ireo voalaza etsy ambony ireo dia misy ny fahatakarana hafa momba ny "biohacking", izay lamaody indrindra any amin'ny Valley Silicon ary misy karazana fomba fitsaboana isan-karazany miaraka amin'ny antony ara-tsiansa mampiahiahy indraindray. Anisan’izany ny sakafo isan-karazany sy ny teknikam-panatanjahantena, ary koa ny... fampidiran-dra tanora, ary koa ny implantation ny subcutaneous poti. Amin'ity tranga ity, ny mpanankarena dia mieritreritra zavatra toy ny "famonoana maty" na ny fahanterana. Tsy mbola misy porofo maharesy lahatra fa ny fomba ampiasainy dia afaka manalava ny androm-piainany, tsy lazaina intsony ny tsy fahafatesana izay nofinofin’ny sasany.