15. mája 1953 publikoval 23-ročný chemik v časopise Science výsledky experimentu životne dôležitého pre biológiu, ktorý otvoril cestu k novej oblasti vedeckého poznania. Tento mladý muž bol Stanley L. Miller. Jeho práca bola priekopníkom disciplíny prebiotickej chémie, ako ju poznáme dnes, a poskytla nám prvé stopy o tom, ako sa na Zemi objavil život. The Millerov experiment Vo svete vedy je dobre známy.
Preto sa chystáme venovať tento článok, aby sme vám povedali všetko, čo potrebujete vedieť o Millerovom experimente a z čoho pozostáva.
Primitívna zem
Stanley Miller práve vyštudoval chémiu a prestúpil na University of Chicago s myšlienkou dizertačnej práce. Počas niekoľkých mesiacov po práci sa nositeľ Nobelovej ceny Harol C. Urey dostal na vysokú školu a Miller sa zúčastnil jeho seminára o pôvode Zeme a ranej atmosfére. Prednáška zaujala Millera natoľko, že sa rozhodol zmeniť tému diplomovej práce a predložil Yurimu experiment, ktorý ešte nikdy neskúšal.
V tom čase Ruský biochemik Alexander I. Opalin vydal knihu s názvom „Pôvod života“. Vysvetlil v nej, ako spontánne chemické procesy vedú k vzniku prvých foriem života, ktoré sa postupne vyvíjali v časovom horizonte miliónov rokov.
Asi pred 4 miliardami rokov by anorganické molekuly primitívnej Zeme reagovali a vytvorili prvé organické molekuly, odtiaľ zložitejšie molekuly a nakoniec prvé organizmy.
Oparin si predstavoval primitívnu krajinu, ktorá bola úplne odlišná od súčasnej krajiny, predtým, ako ju premenil samotný tvor.
Stopy z Millerovho experimentu
Jedna z indícií o tom, aká bola táto raná Zem, je založená na existujúcich astronomických poznatkoch. Za predpokladu, že Zem a ostatné planéty slnečnej sústavy pochádzajú z rovnakého oblaku plynu a prachu, zloženie zemskej atmosféry môže byť veľmi podobné zloženiu planét ako Jupiter a Saturn. je pravdepodobne bohatá na metán, vodík a amoniak. Pôjde o redukčnú atmosféru s veľmi nízkou koncentráciou kyslíka, pretože ide o neskorý príspevok prvých fotosyntetických baktérií.
Povrch zeme bude ponorený do vody. Oceán je bohatý na chemické molekuly. Oparin si predstavoval staroveký oceán ako primitívnu polievku bohatú na chemické molekuly.
Tento raný svet bude oveľa turbulentnejší ako dnešný svet s častou sopečnou činnosťou, častými elektrickými búrkami a silným slnečným žiarením (neexistuje žiadna ozónová vrstva, aby sa zabránilo ultrafialovému žiareniu). Tieto procesy Poskytnú energiu pre chemické reakcie, ktoré prebiehajú v oceáne a v konečnom dôsledku povedú k vzniku života.
Mnoho vedcov, vrátane Yuriho, zdieľalo tieto myšlienky. Ale to bola čistá špekulácia, nikto to neskúšal, tým menej to bolo testované. Až kým sa neobjavil Miller.
Millerov experiment do hĺbky
Miller si predstavoval experiment, ktorý by otestoval Yuriho a Opalinovu hypotézu a presvedčil Yuriho, aby ju vykonal. Navrhovaný experiment zahŕňa miešanie plynov, o ktorých sa predpokladá, že sú prítomné v ranej zemskej atmosfére - metán, amoniak, vodík a vodnú paru - a testovanie, či môžu navzájom reagovať za vzniku organických zlúčenín. Musíte zabezpečiť, aby sa proces vykonával v anaeróbnych podmienkach (teda bez kyslíka) a nezahŕňa živé prvky, ktoré môžu podporiť reakciu.
Z tohto dôvodu skonštruoval uzavreté sklenené zariadenie s bankou a trubicou, do ktorej sa kyslík nedostane, a všetky materiály sterilizoval, aby odstránil všetky formy života. Do banky nalial malé množstvo vody predstavujúcej praveký oceán. Ďalšiu banku naplnil metánom, vodíkom a amoniakom ako pôvodnú atmosféru.
Kondenzátor nižšie umožňuje látkam, ktoré sa tvoria v atmosfére, vychladnúť a skvapalniť prostredníctvom výboja generovaného dvoma elektródami, čo bude simulovať účinky blesku.
Miller jednej noci uskutočnil experiment. Keď som sa nasledujúce ráno vrátil do laboratória, voda v banke zožltla. Po týždni prevádzkyanalyzovali hnedú vodu a zistili, že sa vyrobilo veľa zlúčenín, ktoré predtým neexistovalivrátane štyroch aminokyselín (zlúčeniny používané všetkými organizmami ako stavebné materiály buniek) (bielkoviny).
Millerove experimenty ukazujú, že ak sú podmienky prostredia správne, organické molekuly sa môžu spontánne vytvárať z jednoduchých anorganických molekúl.
Organické molekuly z vesmíru
O niekoľko rokov však vedci dospeli k záveru, že stupeň redukcie v ranej atmosfére bol nižší, ako si Yuri a Miller predstavovali, a že by mohla pozostávať z oxidu uhličitého a dusíka. Nové experimenty ukazujú, že za týchto podmienok syntéza organických zlúčenín je zanedbateľná. Je ťažké si predstaviť, že taká jemná polievka môže dať život. Potom sa však objavilo riešenie tohto problému nie z nových experimentov na Zemi, ale z vesmíru.
V roku 1969 spadol neďaleko Murchisonu v Austrálii meteorit vytvorený pred 4.600 miliardami rokov. Po analýze sa zistilo, že obsahuje rôzne organické molekuly vrátane aminokyselín a iných zlúčenín syntetizovaných Millerom v laboratóriu.
Týmto spôsobom, ak podmienky primitívnej zeme nie sú vhodné na tvorbu organických molekúl, Mimozemské predmety mohli použiť dostatok chemikálií na okorenenie zemskej prebiotickej polievky a pozrime sa na život prvýkrát.
V súčasnosti sa zdá, že odborníci sú opäť naklonení pôvodnej redukčnej atmosfére a viac naklonení Millerovým výsledkom. Preto je prijateľné, že ak sa atmosféra našej planéty zmenšuje, s najväčšou pravdepodobnosťou sa syntetizujú zlúčeniny potrebné pre život na Zemi, a ak naša atmosféra hrdzavie, môžu k nim prispievať meteority a jadrá komét.
Či už to začalo na našej planéte alebo mimo nej, množstvo rôznych testov ukázalo, že organické zlúčeniny môžu byť výsledkom relatívne jednoduchých chemických reakcií.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o Millerovom experimente.