15. maja 1953 je 23-letni kemik v reviji Science objavil rezultate eksperimenta, ključnega pomena za biologijo, ki je odprl pot novemu področju znanstvenega znanja. Ta mladenič je bil Stanley L. Miller. Njegovo delo je bilo pionir discipline prebiotične kemije, kot jo poznamo danes, in nam je dalo prve namige o tem, kako se je življenje pojavilo na Zemlji. The Millerjev eksperiment To je dobro poznano v svetu znanosti.
Zato vam bomo ta članek posvetili, da vam povemo vse, kar morate vedeti o Millerjevem poskusu in iz česa je sestavljen.
Primitivna zemlja
Stanley Miller je pravkar diplomiral iz kemije in se z idejo o doktorski disertaciji prepisal na Univerzo v Chicagu. V nekaj mesecih svoje službe je Nobelov nagrajenec Harol C. Urey prišel na fakulteto, Miller pa se je udeležil njegovega seminarja o izvoru zemlje in zgodnje atmosfere. Predavanje je Millerja tako pritegnilo, da se je odločil spremeniti temo diplomskega dela in Juriju predstavil eksperiment, ki ga še nikoli ni poskusil.
Takrat je dr. Ruski biokemik Aleksander I Opalin je izdal knjigo z naslovom "Izvor življenja". V njem je razložil, kako spontani kemični procesi vodijo do nastanka prvih življenjskih oblik, ki so se postopoma razvijale v časovnem okviru milijonov let.
Pred približno 4 milijardami let so se anorganske molekule primitivne zemlje odzvale in proizvedle prve organske molekule, od tod bolj zapletene molekule in končno prve organizme.
Oparin si je zamislil primitivno deželo, ki je bila popolnoma drugačna od sedanje dežele, preden jo je preoblikovalo bitje samo.
Namigi iz Millerjevega eksperimenta
Eden od namigov o tem, kakšna je bila ta zgodnja Zemlja, temelji na obstoječem astronomskem znanju. Ob predpostavki, da Zemlja in drugi planeti v sončnem sistemu izvirajo iz istega oblaka plina in prahu, je lahko sestava zemeljske atmosfere zelo podobna sestavi planetov, kot sta Jupiter in Saturn: verjetno je bogat z metanom, vodikom in amoniakom. To bo redukcijska atmosfera z zelo nizko koncentracijo kisika, ker je to pozni prispevek prvih fotosintetskih bakterij.
Površina zemlje bo potopljena v vodo. Ocean je bogat s kemičnimi molekulami. Oparin si je starodavni ocean predstavljal kot primitivno juho, bogato s kemičnimi molekulami.
Ta zgodnji svet bo veliko bolj turbulenten kot današnji, s pogostimi vulkanskimi aktivnostmi, pogostimi električnimi nevihtami in močnim sončnim sevanjem (ni ozonske plasti, da bi se izognili ultravijoličnemu sevanju). Ti procesi Zagotovili bodo energijo za kemične reakcije, ki potekajo v oceanu in bodo na koncu privedle do nastanka življenja.
Mnogi znanstveniki, vključno z Jurijem, so delili te ideje. Toda to je bila čista špekulacija, nihče tega ni poskusil, še manj pa je bil testiran. Dokler se ni pojavil Miller.
Millerjev poglobljeni eksperiment
Miller si je zamislil eksperiment, ki bi preizkusil Jurijevo in Opalinovo hipotezo ter Jurija prepričal, da jo izvede. Predlagani poskus vključuje mešanje plinov, za katere se domneva, da so prisotni v zgodnji Zemljini atmosferi – metana, amoniaka, vodika in vodne pare – ter preizkušanje, ali lahko reagirajo med seboj, da nastanejo organske spojine. Zagotoviti morate, da se postopek izvaja v anaerobnih pogojih (to je brez kisika) in ne vključuje živih elementov, ki bi lahko spodbudili reakcijo.
Iz tega razloga je zasnoval zaprto stekleno napravo z bučko in cevko, kisik ne more vstopiti, in je steriliziral vse materiale, da bi odstranil vse oblike življenja. V bučko je nalil majhno količino vode, ki je predstavljala prvinski ocean. Drugo bučko je napolnil z metanom, vodikom in amoniakom kot prvotno atmosfero.
Spodaj kondenzator omogoča, da se snovi, ki nastanejo v atmosferi, ohladijo in utekočinijo z razelektritvijo, ki jo ustvarita dve elektrodi, kar bo simuliralo učinke strele.
Miller je neke noči izvedel poskus. Ko sem se naslednje jutro vrnila v laboratorij, je voda v bučki porumenela. Po enem tednu delovanja, je analiziral rjavo vodo in ugotovil, da so nastale številne spojine, ki prej niso obstajale, vključno s štirimi aminokislinami (spojine, ki jih vsi organizmi uporabljajo kot material za gradnjo celic) (beljakovine).
Millerjevi poskusi kažejo, da lahko organske molekule spontano nastanejo iz preprostih anorganskih molekul, če so okoljski pogoji pravi.
Organske molekule iz vesolja
Vendar so znanstveniki nekaj let pozneje ugotovili, da je bila stopnja redukcije v zgodnji atmosferi nižja, kot sta si predstavljala Yuri in Miller, in da bi lahko bila sestavljena iz ogljikovega dioksida in dušika. Novi poskusi kažejo, da v teh pogojih sinteza organskih spojin je zanemarljiva. Težko si je predstavljati, da lahko tako fina juha daje življenje. Toda potem se je pojavila rešitev tega problema, ne iz novih poskusov na Zemlji, ampak ... iz vesolja.
Leta 1969 je v bližini Murchisona v Avstraliji padel meteorit, ki je nastal pred 4.600 milijarde let. Po analizi je bilo ugotovljeno, da vsebuje različne organske molekule, vključno z aminokislinami in drugimi spojinami, ki jih je sintetiziral Miller v laboratoriju.
Na ta način, če razmere na primitivni zemlji niso primerne za tvorbo organskih molekul, Nezemljani predmeti so morda uporabili dovolj kemikalij, da bi začinili zemeljsko prebiotično juho in dajmo prvič videti življenje.
Trenutno se zdi, da so strokovnjaki spet nagnjeni k prvotni redukcijski atmosferi in bolj nagnjeni k Millerjevim rezultatom. Zato je sprejemljivo, da če se ozračje našega planeta krči, najverjetneje sintetizira spojine, potrebne za življenje na Zemlji, in če naše ozračje rjavi, lahko k temu prispevajo meteoriti in jedra kometa.
Ne glede na to, ali se je začelo na našem planetu ali zunaj našega planeta, je vrsta različnih testov pokazala, da so organske spojine lahko posledica sorazmerno preprostih kemičnih reakcij.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o Millerjevem poskusu.