Pe 15 mai 1953, un chimist de 23 de ani a publicat în revista Science rezultatele unui experiment vital pentru biologie care a deschis calea către un nou domeniu de cunoaștere științifică. Acest tânăr era Stanley L. Miller. Lucrarea sa a fost pionier în disciplina chimiei prebiotice așa cum o cunoaștem astăzi și ne-a oferit primele indicii cu privire la modul în care a apărut viața pe Pământ. The experimentul lui Miller Este bine cunoscut în lumea științei.
Prin urmare, vom dedica acest articol pentru a vă spune tot ce trebuie să știți despre experimentul lui Miller și în ce constă.
Pământ primitiv
Stanley Miller tocmai absolvise chimie și s-a transferat la Universitatea din Chicago cu ideea unei teze de doctorat. În câteva luni de la slujbă, laureatul Nobel Harol C. Urey a ajuns la facultate, iar Miller a participat la seminarul său despre originea pământului și atmosfera timpurie. Prelecția l-a atras atât de mult pe Miller, încât a decis să schimbe subiectul tezei și ia prezentat lui Yuri un experiment pe care nu-l mai încercase până acum.
În acel moment, Biochimistul rus Alexandru I Opalin a publicat o carte intitulată „Originea vieții”. În ea, el a explicat modul în care procesele chimice spontane duc la apariția primelor forme de viață, care s-au dezvoltat treptat pe o scară de timp de milioane de ani.
În urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani, moleculele anorganice ale pământului primitiv aveau să reacționeze pentru a produce primele molecule organice, de aici molecule mai complexe și, în final, primele organisme.
Oparin și-a imaginat un pământ primitiv care era complet diferit de pământul actual, înainte ca acesta să fie transformat de creatura însăși.
Indicii din experimentul lui Miller
Unul dintre indicii despre cum a fost acest Pământ timpuriu se bazează pe cunoștințele astronomice existente. Presupunând că pământul și alte planete din sistemul solar provin din același nor de gaz și praf, compoziția atmosferei pământului poate fi foarte asemănătoare cu cea a planetelor precum Jupiter și Saturn: prin urmare, este probabil bogat în metan, hidrogen și amoniac. Aceasta va fi o atmosferă reducătoare cu o concentrație foarte scăzută de oxigen, deoarece aceasta este contribuția târzie a primelor bacterii fotosintetice.
Suprafața pământului va fi scufundată în apă. Oceanul este bogat în molecule chimice. Oparin a imaginat oceanul antic ca o supă primitivă bogată în molecule chimice.
Această lume timpurie va fi mult mai turbulentă decât lumea de astăzi, cu activitate vulcanică frecventă, furtuni electrice frecvente și radiații solare puternice (nu există un strat de ozon care să evite radiațiile ultraviolete). Aceste procese Ele vor furniza energie pentru reacțiile chimice care au loc în ocean și vor duce în cele din urmă la apariția vieții.
Mulți oameni de știință, inclusiv Yuri, au împărtășit aceste idei. Dar asta era pură speculație, nimeni nu încercase, cu atât mai puțin dacă fusese testat. Până când a apărut Miller.
Experimentul lui Miller în profunzime
Miller și-a imaginat un experiment care să testeze ipoteza lui Yuri și Opalin și să-l convingă pe Yuri să-l execute. Experimentul propus implică amestecarea gazelor despre care se crede că sunt prezente în atmosfera timpurie a Pământului - metan, amoniac, hidrogen și vapori de apă - și testarea dacă acestea pot reacționa între ele pentru a produce compuși organici. Trebuie să vă asigurați că procesul se desfășoară în condiții anaerobe (adică fără oxigen) și nu implică elemente vii care pot favoriza reacția.
Din acest motiv, a proiectat un dispozitiv de sticlă închis, cu balon și tub, oxigenul nu poate intra și a sterilizat toate materialele pentru a elimina toate formele de viață. El a turnat o cantitate mică de apă reprezentând oceanul primordial într-un balon. A umplut un alt balon cu metan, hidrogen și amoniac ca atmosferă originală.
Mai jos, condensatorul permite substanțelor care se formează în atmosferă să se răcească și să se lichefieze prin descărcarea generată de cei doi electrozi, care vor simula efectele fulgerelor.
Miller a făcut un experiment într-o noapte. Când m-am întors la laborator a doua zi dimineață, apa din balon se îngălbenise. După o săptămână de operare, a analizat apa brună și a constatat că s-au produs mulți compuși care nu existau înainte, inclusiv patru aminoacizi (compuși utilizați de toate organismele ca materiale de construcție celulară) (proteine).
Experimentele lui Miller arată că, dacă condițiile de mediu sunt potrivite, moleculele organice se pot forma spontan din molecule anorganice simple.
Molecule organice din spațiu
Cu toate acestea, câțiva ani mai târziu, oamenii de știință au ajuns la concluzia că gradul de reducere în atmosfera timpurie a fost mai scăzut decât și-au imaginat Yuri și Miller și că ar putea consta din dioxid de carbon și azot. Noi experimente arată că, în aceste condiţii, sinteza compuşilor organici este neglijabilă. Este greu de imaginat că o supă atât de fină poate da viață. Dar atunci a apărut soluția la această problemă, nu din noi experimente pe Pământ, ci... din spațiu.
În 1969, un meteorit format în urmă cu 4.600 miliarde de ani a căzut lângă Murchison, Australia. După analiză, s-a descoperit că conține o varietate de molecule organice, inclusiv aminoacizi și alți compuși sintetizați de Miller în laborator.
În acest fel, dacă condițiile pământului primitiv nu sunt potrivite pentru formarea de molecule organice, Este posibil ca obiectele extraterestre să fi folosit suficiente substanțe chimice pentru a condimenta supa prebiotică a pământului și să vedem viața pentru prima dată.
În prezent, experții par să fie din nou înclinați către atmosfera reducătoare inițială și mai înclinați către rezultatele lui Miller. Prin urmare, este acceptabil că, dacă atmosfera planetei noastre se micșorează, cel mai probabil este sintetizarea compușilor necesari vieții pe pământ, iar dacă atmosfera noastră ruginește, aceștia pot fi contribuiți de meteoriți și nuclee de comete.
Cu toate acestea, indiferent dacă a început pe planeta noastră sau în afara planetei noastre, o serie de teste diferite au arătat că compușii organici pot fi rezultatul unor reacții chimice relativ simple.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre experimentul lui Miller.