Une « machine à évolution » robotique capable d'explorer le développement générationnel de mélanges chimiques sur de longues périodes de temps pourrait aider à jeter un nouvel éclairage sur les origines de la vie, disent les scientifiques.

Une équipe de chimistes de l'Université de Glasgow a développé le robot, qui utilise un algorithme d'apprentissage automatique pour prendre des décisions sur les produits chimiques parmi une sélection de 18 à combiner dans un réacteur, et comment définir les conditions dans lesquelles la réaction se produit. Le robot est capable d'exécuter les expériences tout seul, avec un minimum de supervision humaine.

Le processus vise à fournir un nouvel aperçu de la façon dont la vie organique complexe de la Terre s'est développée à partir de son simple, d'origines chimiques non vivantes en permettant à la machine d'effectuer des expériences sur plusieurs semaines.

La mesure de l'indice de masse du produit de chaque expérience apprend au robot quelque chose de nouveau sur la complexité de la molécule produite par chaque réaction. Ces informations l'aident à apprendre à faire varier l'expérience pour créer une molécule plus complexe dans les réactions suivantes :une version numérique, l'équipe espère, de la sélection naturelle pour la complexité qui a donné naissance à la vie organique.

Dans un nouvel article publié aujourd'hui dans la revue Communication Nature , l'équipe de recherche décrit comment le robot a réalisé des centaines d'expériences sur six lots de tests effectués sur des périodes de quatre semaines.

Pendant ce temps, l'équipe a découvert non seulement que des molécules complexes ont été créées, mais ils ont également constaté que certaines de ces nouvelles molécules persistaient sur de nombreux cycles malgré la dilution. Cela indique que d'autres processus, comme la catalyse et la réplication, peut se produire.

Le système s'appuie sur des recherches antérieures menées par le professeur Regius de chimie de l'Université, Lee Cronin. Les chercheurs de son groupe Cronin ont développé le robot chimique capable d'effectuer de manière autonome des réactions chimiques, et a lancé un "Spotify pour la chimie" pour permettre aux chercheurs de télécharger des formules chimiques à utiliser dans leurs propres robots chimiques.

Ils ont également récemment publié un article sur la théorie des assemblages, une formule qu'ils ont développée qui quantifie la complexité des molécules et pourrait être utilisée pour identifier les signes révélateurs des éléments constitutifs chimiques de la vie.

Le professeur Cronin a déclaré:"Le travail que nous avons effectué au cours de la dernière décennie a, à bien des égards, conduit à cela. Notre robot chimique a vraiment élargi les horizons de ce qui est possible en laboratoire en automatisant les tâches de base et en leur permettant à refaire encore et encore sur de longues périodes.

"Très peu d'expériences chimiques durent plus de quelques jours, mais le développement naturel des systèmes biologiques chimiques s'est déroulé sur des millions d'années. Permettre au robot d'effectuer des dizaines d'expériences récursives en l'espace de quelques semaines, puis finalement des mois et même des années. ouvre de nouvelles opportunités pour apprendre comment la complexité chimique a commencé à l'aube de la vie.

« Alors que les robots chimistes deviennent de plus en plus courants dans les laboratoires du monde entier, et la démocratisation numérique de la chimie se généralise, nous espérons que d'autres chercheurs monteront à bord et utiliseront la plate-forme que nous avons développée pour apporter leurs propres contributions. »

Le papier de l'équipe, intitulé "Un chimiste prébiotique robotique sonde les réactions à long terme de mélanges complexifiants, " est publié dans Communication Nature .