El 15 de maig del 1953, un químic de 23 anys va publicar a la revista Science els resultats d'un experiment vital per a la biologia que va obrir el camí a un nou camp del coneixement científic. Aquest jove era Stanley L. Miller. El seu treball va ser pioner a la disciplina de la química prebiòtica tal com la coneixem avui i ens va proporcionar les primeres pistes sobre com va aparèixer la vida a la Terra. El experiment de Miller és molt conegut al món de la ciència.
Per això, dedicarem aquest article a explicar-te tot el que necessita saber sobre experiment de Miller i en què consisteix.
terra primitiva
Stanley Miller s'acabava de graduar de química i es va traslladar a la Universitat de Chicago amb la idea d'una tesi doctoral. Al cap de pocs mesos de la seva feina, el premi Nobel Harol C. Urey va arribar a la universitat i Miller va assistir al seu seminari sobre l'origen de la terra i l'atmosfera primitiva. La conferència va atreure tant a Miller que va decidir canviar el tema de la tesi i va presentar a Yuri un experiment que mai havia provat abans.
En aquest moment, el bioquímic rus Alexander I Opalin va publicar un llibre titulat L'origen de la vida. Hi va explicar com els processos químics espontanis condueixen al sorgiment de les primeres formes de vida, que s'han desenvolupat gradualment en una escala de temps de milions d'anys.
Fa uns 4 mil milions d'anys, les molècules inorgàniques de la terra primitiva reaccionarien per produir les primeres molècules orgàniques, a partir d'aquí, molècules més complexes, i finalment els primers organismes.
Oparin va imaginar una terra primitiva que era completament diferent de la terra actual, abans que fos transformada per la pròpia criatura.
Pistes de l'experiment de Miller
Una de les pistes sobre com era aquesta Terra primitiva es basa en el coneixement astronòmic existent. Suposant que la terra i altres planetes del sistema solar provenen del mateix núvol de gas i pols, la composició de l'atmosfera terrestre pot ser molt similar a la de planetes com Júpiter i Saturn: per tant, és probable que sigui rica en metà, hidrogen i amoníac. Aquesta serà una atmosfera reductora amb una concentració d'oxigen molt baixa perquè aquesta és la contribució tardana dels primers bacteris fotosintètics.
La superfície de la terra quedarà submergida en aigua. L'oceà és ric en molècules químiques. Oparin va imaginar l'antic oceà com una sopa primitiva rica en molècules químiques.
Aquest món primitiu serà molt més turbulent que el món actual, amb activitat volcànica freqüent, tempestes elèctriques freqüents i una forta radiació solar (no hi ha capa d'ozó per evitar la radiació ultraviolada). Aquests processos proporcionaran energia per a les reaccions químiques que tenen lloc a l'oceà i, en última instància, conduiran al sorgiment de la vida.
Molts científics, inclòs Yuri, han compartit aquestes idees. Però això era pura especulació, ningú ho havia intentat, i encara menys havia estat provat. Fins que va aparèixer Miller.
L'experiment de Miller en profunditat
Miller va imaginar un experiment que provaria la hipòtesi de Yuri i Opalin i persuadiria Yuri perquè l'executés. L'experiment proposat implica barrejar gasos que es creu que són presents a l'atmosfera de la Terra primitiva (metà, amoníac, hidrogen i vapor d'aigua) i provar si poden reaccionar entre si per produir compostos orgànics. Heu d'assegurar-vos que el procés es dugui a terme en condicions anaeròbiques (és a dir, sense oxigen) i no involucre elements vius que puguin promoure la reacció.
Per aquesta raó, va dissenyar un dispositiu de vidre tancat amb un matràs i un tub, l'oxigen no hi pot entrar, i va esterilitzar tots els materials per eliminar totes les formes de vida. Va abocar una petita quantitat d'aigua que representa l'oceà primitiu en un matràs. Va omplir un altre matràs amb metà, hidrogen i amoníac com a atmosfera original.
A sota, el condensador permet que les substàncies que es formen a l'atmosfera es refredin i licuïn a través de la descàrrega generada pels dos elèctrodes, que simularan els efectes del llamp.
Miller va fer un experiment una nit. Quan vaig tornar al laboratori l'endemà al matí, l'aigua del matràs s'havia posat groga. Després d'una setmana de funcionament, va analitzar l'aigua marró i va descobrir que es produïen molts compostos que no existien abans, inclosos quatre aminoàcids (compostos utilitzats per tots els organismes com a materials de construcció de cèl·lules) (proteïna).
Els experiments de Miller mostren que si les condicions ambientals són les adequades, les molècules orgàniques es poden formar espontàniament a partir de molècules inorgàniques simples.
Molècules orgàniques de l'espai
Tot i això, uns anys més tard, els científics van concloure que el grau de reducció de l'atmosfera primitiva era més baix del que havien imaginat Yuri i Miller, i que podria consistir en diòxid de carboni i nitrogen. Nous experiments mostren que, en aquestes condicions, la síntesi de compostos orgànics és insignificant. És difícil imaginar que una sopa tan fina pugui donar vida. Però després va aparèixer la solució a aquest problema, no a partir de nous experiments a la Terra, sinó des de l'espai.
El 1969, un meteorit format fa 4.600 milions d'anys va caure a prop de Murchison, Austràlia. Després de l'anàlisi, es va descobrir que contenia una varietat de molècules orgàniques, inclosos aminoàcids i altres compostos sintetitzats per Miller al laboratori.
D'aquesta manera, si les condicions de la terra primitiva no són les adequades per a la formació de molècules orgàniques, és possible que els objectes extraterrestres hagin fet servir suficients químics per condimentar la sopa prebiòtica de la terra i deixar-nos veure la vida per primer cop.
Actualment, els experts semblen estar novament inclinats a l'atmosfera reductora original i més inclinats als resultats de Miller. Per tant, és acceptable que si l'atmosfera del nostre planeta s'està reduint, el més probable és que sintetitzi els compostos necessaris per a la vida a la terra, i si la nostra atmosfera s'està oxidant, poden ser aportats per meteorits i nuclis d'estels .
Tanmateix, ja sigui que hagi començat al nostre planeta o fora del nostre planeta, una gran quantitat de proves diferents han demostrat que els compostos orgànics poden ser el resultat de reaccions químiques relativament simples.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre l'experiment de Miller.