Dana 15. svibnja 1953. 23-godišnji kemičar objavio je u časopisu Science rezultate eksperimenta od vitalnog značaja za biologiju koji je otvorio put novom polju znanstvenog znanja. Ovaj mladić bio je Stanley L. Miller. Njegov rad je bio pionir discipline prebiotičke kemije 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 znanosti.
Stoga ćemo ovaj članak posvetiti kako bismo vam rekli sve što trebate znati o Millerovom eksperimentu i od čega se on sastoji.
Primitivna zemlja
Stanley Miller je upravo diplomirao kemiju i prešao na Sveučilište u Chicagu s idejom doktorskog rada. U roku od nekoliko mjeseci svog posla, nobelovac Harol C. Urey stigao je na koledž, a Miller je pohađao njegov seminar o podrijetlu Zemlje i ranoj atmosferi. Predavanje je toliko privuklo Millera da je odlučio promijeniti temu diplomskog rada i predstavio Yuriju eksperiment koji nikada prije nije pokušao.
U tom trenutku, Ruski biokemičar Aleksandar I Opalin objavio je knjigu pod naslovom "Postanak života". U njemu je objasnio kako spontani kemijski procesi dovode do pojave prvih oblika života, koji su se postupno razvijali tijekom razdoblja od milijun godina.
Prije otprilike 4 milijarde godina, anorganske molekule primitivne Zemlje reagirale bi kako bi proizvele 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 preobrazilo samo stvorenje.
Tragovi iz Millerovog eksperimenta
Jedan od tragova o tome kakva je bila ova rana Zemlja temelji se na postojećem astronomskom znanju. Pod pretpostavkom da Zemlja i drugi planeti u Sunčevom sustavu potječu iz istog oblaka plina i prašine, sastav Zemljine atmosfere može biti vrlo sličan onom planeta poput Jupitera i Saturna: dakle, vjerojatno je bogat metanom, vodikom i amonijakom. Ovo će biti redukcijska atmosfera s vrlo niskom koncentracijom kisika jer je to kasni doprinos prvih fotosintetskih bakterija.
Površina zemlje bit će potopljena u vodu. Ocean je bogat kemijskim molekulama. Oparin je drevni ocean zamišljao kao primitivnu juhu bogatu kemijskim molekulama.
Ovaj rani svijet bit će 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 osigurati energiju za kemijske reakcije koje se odvijaju u oceanu i u konačnici će dovesti do pojave života.
Mnogi znanstvenici, uključujući Jurija, dijelili su te ideje. Ali to je bila čista nagađanja, nitko to nije probao, a još manje da je testiran. Sve dok se nije pojavio Miller.
Millerov dubinski eksperiment
Miller je zamislio eksperiment koji bi testirao Jurijevu i Opalinovu hipotezu i uvjerio Jurija da je izvrši. Predloženi eksperiment uključuje miješanje plinova za koje se vjeruje da su prisutni u ranoj Zemljinoj atmosferi – metana, amonijaka, vodika i vodene pare – i testiranje mogu li oni međusobno reagirati kako bi proizveli organske spojeve. Morate osigurati da se proces provodi u anaerobnim uvjetima (odnosno bez kisika) i ne uključuje žive elemente koji mogu potaknuti reakciju.
Iz tog razloga je dizajnirao zatvoreni stakleni uređaj s tikvicom i cijevi, kisik ne može ući, te je sterilizirao sve materijale kako bi eliminirao sve oblike života. U tikvicu je ulio malu količinu vode koja je predstavljala iskonski ocean. Napunio je drugu tikvicu metanom, vodikom i amonijakom kao izvornom atmosferom.
Ispod, kondenzator omogućuje tvarima koje nastaju u atmosferi da se ohlade i ukapljuju kroz pražnjenje koje stvaraju dvije elektrode, što će simulirati efekte munje.
Miller je jedne noći proveo eksperiment. Kad sam se sljedećeg jutra vratio u laboratorij, voda u tikvici je požutjela. Nakon tjedan dana rada, analizirao smeđu vodu i otkrio da su proizvedeni mnogi spojevi koji prije nisu postojali, uključujući četiri aminokiseline (spojevi koje svi organizmi koriste kao materijal za izgradnju stanica) (protein).
Millerovi eksperimenti pokazuju da ako su uvjeti okoline ispravni, organske molekule mogu spontano nastati iz jednostavnih anorganskih molekula.
Organske molekule iz svemira
Međutim, nekoliko godina kasnije, znanstvenici su zaključili da je stupanj redukcije u ranoj atmosferi bio niži nego što su Yuri i Miller zamislili, te da se može sastojati od ugljičnog dioksida i dušika. Novi eksperimenti pokazuju da, pod ovim uvjetima, sinteza organskih spojeva je zanemariva. Teško je zamisliti da tako fina juha može dati život. Ali tada se pojavilo rješenje za ovaj problem, ne iz novih eksperimenata na Zemlji, već ... iz svemira.
Godine 1969. meteorit nastao prije 4.600 milijardi godina pao je u blizini Murchisona u Australiji. Nakon analize, utvrđeno je da sadrži razne organske molekule, uključujući aminokiseline i druge spojeve koje je sintetizirao Miller u laboratoriju.
Na taj način, ako uvjeti primitivne zemlje nisu prikladni za stvaranje organskih molekula, Vanzemaljski objekti možda su upotrijebili dovoljno kemikalija da začine zemaljsku prebiotsku juhu i daj da vidimo život po prvi put.
Čini se da su stručnjaci trenutno opet skloni izvornoj redukcijskoj atmosferi i skloniji Millerovim rezultatima. Stoga je prihvatljivo da, ako se atmosfera našeg planeta smanjuje, najvjerojatnije sintetizira spojeve potrebne za život na Zemlji, a ako naša atmosfera hrđa, tome mogu doprinijeti meteoriti i jezgre kometa.
Međutim, bilo da je počelo na našem ili izvan našeg planeta, mnoštvo različitih testova pokazalo je da organski spojevi mogu biti rezultat relativno jednostavnih kemijskih reakcija.
Nadam se da uz ove informacije možete saznati više o Millerovom eksperimentu.