El 15 de mayo de 1953, un químico de 23 años publicó en la revista Science los resultados de un experimento vital para la biología que abrió el camino a un nuevo campo del conocimiento científico. Este joven era Stanley L. Miller. Su trabajo fue pionero en la disciplina de la química prebiótica tal como la conocemos hoy y nos proporcionó las primeras pistas sobre cómo apareció la vida en la Tierra. El experimento de Miller es muy conocido en el mundo de la ciencia.
Por ello, vamos a dedicar este artículo a contarte todo lo que necesita saber sobre experimento de Miller y en qué consiste.
Tierra primitiva
Stanley Miller se acababa de graduar de química y se trasladó a la Universidad de Chicago con la idea de una tesis doctoral. A los pocos meses de su trabajo, el premio Nobel Harol C. Urey llegó a la universidad y Miller asistió a su seminario sobre el origen de la tierra y la atmósfera primitiva. La conferencia atrajo tanto a Miller que decidió cambiar el tema de la tesis y le presentó a Yuri un experimento que nunca había probado antes.
En ese momento, el bioquímico ruso Alexander I Opalin publicó un libro titulado «El origen de la vida». En él, explicó cómo los procesos químicos espontáneos conducen al surgimiento de las primeras formas de vida, que se han desarrollado gradualmente en una escala de tiempo de millones de años.
Hace unos 4 mil millones de años, las moléculas inorgánicas de la tierra primitiva reaccionarían para producir las primeras moléculas orgánicas, a partir de aquí moléculas más complejas, y finalmente los primeros organismos.
Oparin imaginó una tierra primitiva que era completamente diferente de la tierra actual, antes de que fuera transformada por la propia criatura.
Pistas del experimento de Miller
Una de las pistas sobre cómo era esta Tierra primitiva se basa en el conocimiento astronómico existente. Suponiendo que la tierra y otros planetas del sistema solar provienen de la misma nube de gas y polvo, la composición de la atmósfera terrestre puede ser muy similar a la de planetas como Júpiter y Saturno: por lo tanto, es probable que sea rica en metano, hidrógeno y amoniaco. Esta será una atmósfera reductora con una concentración de oxígeno muy baja porque esta es la contribución tardía de las primeras bacterias fotosintéticas.
La superficie de la tierra quedará sumergida en agua. El océano es rico en moléculas químicas. Oparin imaginó el antiguo océano como una sopa primitiva rica en moléculas químicas.
Este mundo primitivo será mucho más turbulento que el mundo actual, con actividad volcánica frecuente, tormentas eléctricas frecuentes y una fuerte radiación solar (no hay capa de ozono para evitar la radiación ultravioleta). Estos procesos proporcionarán energía para las reacciones químicas que tienen lugar en el océano y, en última instancia, conducirán al surgimiento de la vida.
Muchos científicos, incluido Yuri, han compartido estas ideas. Pero eso era pura especulación, nadie lo había intentado, y mucho menos había sido probado. Hasta que apareció Miller.
El experimento de Miller en profundidad
Miller imaginó un experimento que probaría la hipótesis de Yuri y Opalin y persuadiría a Yuri para que la ejecutara. El experimento propuesto implica mezclar gases que se cree que están presentes en la atmósfera de la Tierra primitiva (metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua) y probar si pueden reaccionar entre sí para producir compuestos orgánicos. Debe asegurarse de que el proceso se lleve a cabo en condiciones anaeróbicas (es decir, sin oxígeno) y no involucre elementos vivos que puedan promover la reacción.
Por esta razón, diseñó un dispositivo de vidrio cerrado con un matraz y un tubo, el oxígeno no puede entrar, y esterilizó todos los materiales para eliminar todas las formas de vida. Vertió una pequeña cantidad de agua que representa el océano primitivo en un matraz. Llenó otro matraz con metano, hidrógeno y amoníaco como atmósfera original.
Abajo, el condensador permite que las sustancias que se forman en la atmósfera se enfríen y licúen a través de la descarga generada por los dos electrodos, que simularán los efectos del rayo.
Miller realizó un experimento una noche. Cuando regresé al laboratorio a la mañana siguiente, el agua del matraz se había puesto amarilla. Después de una semana de funcionamiento, analizó el agua marrón y descubrió que se producían muchos compuestos que no existían antes, incluidos cuatro aminoácidos (compuestos utilizados por todos los organismos como materiales de construcción de células) (proteína).
Los experimentos de Miller muestran que si las condiciones ambientales son las adecuadas, las moléculas orgánicas pueden formarse espontáneamente a partir de moléculas inorgánicas simples.
Moléculas orgánicas del espacio
Sin embargo, unos años más tarde, los científicos concluyeron que el grado de reducción de la atmósfera primitiva era más bajo de lo que habían imaginado Yuri y Miller, y que podría consistir en dióxido de carbono y nitrógeno. Nuevos experimentos muestran que, en estas condiciones, la síntesis de compuestos orgánicos es insignificante. Es difícil imaginar que una sopa tan fina pueda dar vida. Pero luego apareció la solución a este problema, no a partir de nuevos experimentos en la Tierra, sino … desde el espacio.
En 1969, un meteorito formado hace 4.600 millones de años cayó cerca de Murchison, Australia. Después del análisis, se descubrió que contenía una variedad de moléculas orgánicas, incluidos aminoácidos y otros compuestos sintetizados por Miller en el laboratorio.
De esta forma, si las condiciones de la tierra primitiva no son las adecuadas para la formación de moléculas orgánicas, es posible que los objetos extraterrestres hayan usado suficientes químicos para condimentar la sopa prebiótica de la tierra y dejarnos ver la vida por primera vez.
En la actualidad, los expertos parecen estar nuevamente inclinados a la atmósfera reductora original y más inclinados a los resultados de Miller. Por lo tanto, es aceptable que si la atmósfera de nuestro planeta se está reduciendo, lo más probable es que sintetice los compuestos necesarios para la vida en la tierra, y si nuestra atmósfera se está oxidando, pueden ser aportados por meteoritos y núcleos de cometas.
Sin embargo, ya sea que haya comenzado en nuestro planeta o fuera de nuestro planeta, una gran cantidad de pruebas diferentes han demostrado que los compuestos orgánicos pueden ser el resultado de reacciones químicas relativamente simples.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre el experimento de Miller.