Le 15 mai 1953, un chimiste de 23 ans publie dans la revue Science les résultats d'une expérience vitale pour la biologie qui ouvre la voie à un nouveau domaine de la connaissance scientifique. Ce jeune homme était Stanley L. Miller. Ses travaux ont ouvert la voie à la discipline de la chimie prébiotique telle que nous la connaissons aujourd'hui et nous ont fourni les premiers indices sur l'apparition de la vie sur Terre. le Expérience de Miller Il est bien connu dans le monde de la science.
Par conséquent, nous allons consacrer cet article pour vous dire tout ce que vous devez savoir sur l'expérience de Miller et en quoi elle consiste.
Terre primitive
Stanley Miller venait d'obtenir son diplôme de chimie et était transféré à l'Université de Chicago avec l'idée d'une thèse de doctorat. Quelques mois après son travail, le lauréat du prix Nobel Harol C. Urey est arrivé à l'université et Miller a assisté à son séminaire sur l'origine de la terre et l'atmosphère primitive. La conférence a tellement attiré Miller qu'il a décidé de changer de sujet de thèse et a présenté à Yuri une expérience qu'il n'avait jamais tentée auparavant.
A ce moment, Le biochimiste russe Alexandre Ier Opalin a publié un livre intitulé "L'origine de la vie". Il y explique comment des processus chimiques spontanés conduisent à l'émergence des premières formes de vie, qui se sont progressivement développées sur une échelle de temps de millions d'années.
Il y a environ 4 milliards d'années, les molécules inorganiques de la terre primitive réagiraient pour produire les premières molécules organiques, d'ici des molécules plus complexes, et enfin les premiers organismes.
Oparin a imaginé une terre primitive qui était complètement différente de la terre actuelle, avant qu'elle ne soit transformée par la créature elle-même.
Indices de l'expérience de Miller
L'un des indices sur ce à quoi ressemblait cette Terre primitive est basé sur les connaissances astronomiques existantes. En supposant que la terre et les autres planètes du système solaire proviennent du même nuage de gaz et de poussière, la composition de l'atmosphère terrestre peut être très similaire à celle de planètes comme Jupiter et Saturne : par conséquent, il est probablement riche en méthane, en hydrogène et en ammoniac. Ce sera une atmosphère réductrice avec une très faible concentration en oxygène car c'est l'apport tardif des premières bactéries photosynthétiques.
La surface de la terre sera immergée dans l'eau. L'océan est riche en molécules chimiques. Oparin a envisagé l'océan antique comme une soupe primitive riche en molécules chimiques.
Ce monde primitif sera beaucoup plus turbulent que le monde d'aujourd'hui, avec une activité volcanique fréquente, des orages électriques fréquents et un fort rayonnement solaire (il n'y a pas de couche d'ozone pour éviter le rayonnement ultraviolet). Ces processus Ils fourniront de l'énergie pour les réactions chimiques qui se déroulent dans l'océan et conduiront finalement à l'émergence de la vie.
De nombreux scientifiques, dont Yuri, ont partagé ces idées. Mais c'était de la pure spéculation, personne ne l'avait essayé, encore moins avait-il été testé. Jusqu'à ce que Miller apparaisse.
L'expérience de Miller en profondeur
Miller a envisagé une expérience qui testerait l'hypothèse de Yuri et Opalin et persuaderait Yuri de l'exécuter. L'expérience proposée consiste à mélanger des gaz que l'on pense être présents dans l'atmosphère terrestre primitive - méthane, ammoniac, hydrogène et vapeur d'eau - et à tester s'ils peuvent réagir les uns avec les autres pour produire des composés organiques. Vous devez vous assurer que le processus est effectué dans des conditions anaérobies (c'est-à-dire sans oxygène) et n'implique pas d'éléments vivants pouvant favoriser la réaction.
Pour cette raison, il a conçu un dispositif en verre fermé avec un flacon et un tube, l'oxygène ne peut pas entrer, et il a stérilisé tous les matériaux pour éliminer toutes les formes de vie. Il versa une petite quantité d'eau représentant l'océan primitif dans un flacon. Il a rempli une autre fiole de méthane, d'hydrogène et d'ammoniac comme atmosphère d'origine.
En dessous, le condensateur permet aux substances qui se forment dans l'atmosphère de se refroidir et de se liquéfier grâce à la décharge générée par les deux électrodes, ce qui simulera les effets de la foudre.
Miller a mené une expérience une nuit. Quand je suis retourné au laboratoire le lendemain matin, l'eau dans le flacon était devenue jaune. Après une semaine de fonctionnement, a analysé l'eau brune et a constaté que de nombreux composés étaient produits qui n'existaient pas avant, y compris quatre acides aminés (composés utilisés par tous les organismes comme matériaux de construction cellulaire) (protéine).
Les expériences de Miller montrent que si les conditions environnementales sont bonnes, des molécules organiques peuvent se former spontanément à partir de simples molécules inorganiques.
Molécules organiques venues de l'espace
Cependant, quelques années plus tard, les scientifiques ont conclu que le degré de réduction dans l'atmosphère primitive était inférieur à ce que Yuri et Miller avaient imaginé, et qu'il pouvait s'agir de dioxyde de carbone et d'azote. De nouvelles expériences montrent que, dans ces conditions, la synthèse des composés organiques est négligeable. Il est difficile d'imaginer qu'une soupe aussi fine puisse donner vie. Mais ensuite, la solution à ce problème est apparue, non pas à partir de nouvelles expériences sur Terre, mais... à partir de l'espace.
En 1969, une météorite formée il y a 4.600 milliards d'années est tombée près de Murchison, en Australie. Après analyse, il s'est avéré qu'il contenait une variété de molécules organiques, notamment des acides aminés et d'autres composés synthétisés par Miller en laboratoire.
De cette façon, si les conditions de la terre primitive ne sont pas propices à la formation de molécules organiques, Des objets extraterrestres ont peut-être utilisé suffisamment de produits chimiques pour pimenter la soupe prébiotique de la Terre et voyons la vie pour la première fois.
À l'heure actuelle, les experts semblent à nouveau enclins à l'atmosphère réductrice d'origine et plus enclins aux résultats de Miller. Par conséquent, il est acceptable que si l'atmosphère de notre planète se rétrécit, elle synthétise très probablement les composés nécessaires à la vie sur terre, et si notre atmosphère rouille, ils peuvent être apportés par des météorites et des noyaux cométaires. .
Cependant, que cela ait commencé sur notre planète ou en dehors de notre planète, une multitude de tests différents ont montré que les composés organiques peuvent être le résultat de réactions chimiques relativement simples.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en apprendre davantage sur l'expérience de Miller.