15. maja 1953., 23-godišnji hemičar objavio je u časopisu Science rezultate eksperimenta od vitalnog značaja za biologiju koji je otvorio put ka novom polju naučnog znanja. Ovaj mladić je bio Stanley L. Miller. Njegov rad je bio pionir discipline prebiotičke hemije kakvu danas poznajemo i pružio nam prve naznake o tome kako se život pojavio na Zemlji. The Millerov eksperiment To je dobro poznato u svijetu nauke.
Stoga ćemo ovaj članak posvetiti kako bismo vam rekli sve što trebate znati o Millerovom eksperimentu i od čega se on sastoji.
Primitivna zemlja
Stenli Miler je upravo diplomirao hemiju i prešao na Univerzitet u Čikagu sa idejom doktorske teze. U roku od nekoliko mjeseci svog posla, nobelovac Harol C. Urey stigao je na koledž, a Miller je prisustvovao njegovom seminaru o poreklu Zemlje i ranoj atmosferi. Predavanje je toliko privuklo Millera da je odlučio promijeniti temu teze i predstavio Juriju eksperiment koji nikada prije nije pokušao.
U tom trenutku, Ruski biohemičar Aleksandar I Opalin objavio je knjigu pod naslovom "Poreklo života". U njemu je objasnio kako spontani hemijski procesi dovode do pojave prvih oblika života, koji su se postepeno razvijali u vremenskom okviru od milion godina.
Prije otprilike 4 milijarde godina, neorganski molekuli primitivne Zemlje će reagovati kako bi proizveli prve organske molekule, odavde složenije molekule, i konačno prve organizme.
Oparin je zamislio primitivnu zemlju koja je bila potpuno drugačija od sadašnje zemlje, prije nego što ju je samo stvorenje preobrazilo.
Tragovi iz Millerovog eksperimenta
Jedan od tragova o tome kakva je ova rana Zemlja bila je zasnovan na postojećem astronomskom znanju. Pod pretpostavkom da Zemlja i druge planete u Sunčevom sistemu potiču iz istog oblaka gasa i prašine, sastav Zemljine atmosfere može biti veoma sličan onom planeta kao što su Jupiter i Saturn: stoga, vjerovatno je bogat metanom, vodonikom i amonijakom. Ovo će biti redukujuća atmosfera s vrlo niskom koncentracijom kisika jer je to kasni doprinos prvih fotosintetskih bakterija.
Površina zemlje će biti potopljena u vodu. Okean je bogat hemijskim molekulima. Oparin je drevni okean zamišljao kao primitivnu supu bogatu hemijskim molekulima.
Ovaj rani svijet će biti mnogo turbulentniji od današnjeg, s čestim vulkanskim aktivnostima, čestim električnim olujama i jakim sunčevim zračenjem (nema ozonskog omotača da bi se izbjeglo ultraljubičasto zračenje). Ovi procesi Oni će obezbijediti energiju za hemijske reakcije koje se odvijaju u okeanu i na kraju će dovesti do pojave života.
Mnogi naučnici, uključujući Jurija, dijelili su ove ideje. Ali to je bila čista spekulacija, niko to nije probao, a još manje da je testiran. Dok se Miller nije pojavio.
Millerov eksperiment u dubini
Miller je zamislio eksperiment koji bi testirao Jurijevu i Opalinovu hipotezu i uvjerio Jurija da je izvede. Predloženi eksperiment uključuje miješanje plinova za koje se vjeruje da su prisutni u ranoj Zemljinoj atmosferi - metana, amonijaka, vodonika i vodene pare - i testiranje mogu li oni međusobno reagirati kako bi proizveli organska jedinjenja. Morate osigurati da se proces odvija u anaerobnim uvjetima (odnosno bez kiseonika) i ne uključuje žive elemente koji mogu potaknuti reakciju.
Iz tog razloga je dizajnirao zatvoreni stakleni uređaj sa bocom i cijevi, kisik ne može ući, te je sterilizirao sve materijale kako bi eliminirao sve oblike života. Sipao je malu količinu vode koja je predstavljala prvobitni okean u bocu. Napunio je drugu bocu metanom, vodonikom i amonijakom kao izvornom atmosferom.
Ispod, kondenzator omogućava tvarima koje se formiraju u atmosferi da se ohlade i ukapljuju kroz pražnjenje koje stvaraju dvije elektrode, koje će simulirati efekte munje.
Miller je jedne noći izveo eksperiment. Kad sam se sljedećeg jutra vratio u laboratoriju, voda u boci je požutjela. Nakon jedne sedmice operacije, analizirali su smeđu vodu i otkrili da su nastala mnoga jedinjenja koja prije nisu postojala, uključujući četiri aminokiseline (spojevi koje svi organizmi koriste kao materijal za izgradnju ćelija) (protein).
Millerovi eksperimenti pokazuju da se organski molekuli mogu spontano formirati od jednostavnih neorganskih molekula, ako su uslovi okoline ispravni.
Organski molekuli iz svemira
Međutim, nekoliko godina kasnije, naučnici su zaključili da je stepen redukcije u ranoj atmosferi bio niži nego što su Yuri i Miller zamislili, i da se može sastojati od ugljen-dioksida i azota. Novi eksperimenti pokazuju da, pod ovim uslovima, sinteza organskih jedinjenja je zanemarljiva. Teško je zamisliti da tako fina supa može dati život. Ali tada se pojavilo rješenje za ovaj problem, ne iz novih eksperimenata na Zemlji, već ... iz svemira.
Godine 1969. meteorit formiran prije 4.600 milijardi godina pao je u blizini Murchisona u Australiji. Nakon analize, otkriveno je da sadrži razne organske molekule, uključujući aminokiseline i druge spojeve koje je sintetizirao Miller u laboratoriji.
Na taj način, ako uslovi primitivne zemlje nisu pogodni za formiranje organskih molekula, Vanzemaljski objekti su možda koristili dovoljno hemikalija da začine zemaljsku prebiotičku supu i daj da vidimo život po prvi put.
Trenutno se čini da su stručnjaci ponovo skloni prvobitnoj redukcijskoj atmosferi i skloniji Millerovim rezultatima. Stoga je prihvatljivo da ako se atmosfera naše planete smanjuje, ona najvjerovatnije sintetiše jedinjenja neophodna za život na Zemlji, a ako naša atmosfera rđa, tome mogu doprinijeti meteoriti i jezgra kometa.
Međutim, bilo da je počelo na našoj planeti ili van naše planete, mnoštvo različitih testova pokazalo je da organska jedinjenja mogu biti rezultat relativno jednostavnih hemijskih reakcija.
Nadam se da uz ove informacije možete saznati više o Millerovom eksperimentu.