15 Mayıs 1953'te 23 yaşındaki bir kimyager, Science dergisinde yeni bir bilimsel bilgi alanının yolunu açan biyoloji için hayati önem taşıyan bir deneyin sonuçlarını yayınladı. Bu genç adam Stanley L. Miller'dı. Çalışmaları, bugün bildiğimiz şekliyle prebiyotik kimya disiplinine öncülük etti ve bize yaşamın Dünya'da nasıl ortaya çıktığına dair ilk ipuçlarını verdi. bu Miller deneyi Bilim dünyasında iyi bilinmektedir.
Bu nedenle, bu makaleyi size Miller'ın deneyi ve nelerden oluştuğu hakkında bilmeniz gereken her şeyi anlatmaya adayacağız.
İlkel dünya
Stanley Miller kimyadan yeni mezun olmuş ve doktora tezi fikriyle Chicago Üniversitesi'ne transfer olmuştu. İşinden birkaç ay sonra, Nobel ödüllü Harol C. Urey üniversiteye gitti ve Miller, dünyanın kökeni ve erken atmosfer hakkındaki seminerine katıldı. Ders Miller'ı o kadar cezbetti ki, tezin konusunu değiştirmeye karar verdi ve Yuri'ye daha önce hiç denemediği bir deneyi sundu.
O anda Rus biyokimyacı Alexander I Opalin, "Yaşamın Kökeni" adlı bir kitap yayınladı.. İçinde, kendiliğinden kimyasal süreçlerin, milyonlarca yıllık bir zaman ölçeğinde yavaş yavaş gelişen ilk yaşam formlarının ortaya çıkmasına nasıl yol açtığını açıkladı.
Yaklaşık 4 milyar yıl önce, ilkel dünyanın inorganik molekülleri tepkimeye girerek ilk organik molekülleri, buradan daha karmaşık molekülleri ve nihayet ilk organizmaları üretecekti.
Oparin, yaratığın kendisi tarafından dönüştürülmeden önce, mevcut topraklardan tamamen farklı olan ilkel bir toprak hayal etti.
Miller'in deneyinden ipuçları
Bu erken Dünya'nın neye benzediğine dair ipuçlarından biri, mevcut astronomik bilgilere dayanmaktadır. Dünyanın ve güneş sistemindeki diğer gezegenlerin aynı gaz ve toz bulutundan geldiğini varsayarsak, dünyanın atmosferinin bileşimi Jüpiter ve Satürn gibi gezegenlerinkine çok benzer olabilir: bu nedenle, muhtemelen metan, hidrojen ve amonyak bakımından zengindir. Bu, çok düşük oksijen konsantrasyonuna sahip indirgeyici bir atmosfer olacaktır çünkü bu, ilk fotosentetik bakterilerin geç katkısıdır.
Dünyanın yüzeyi su altında kalacak. Okyanus kimyasal moleküller açısından zengindir. Oparin, antik okyanusu kimyasal moleküller açısından zengin ilkel bir çorba olarak tasavvur etti.
Bu erken dünya, sık volkanik aktivite, sık elektrik fırtınaları ve güçlü güneş radyasyonu (ultraviyole radyasyondan kaçınmak için ozon tabakası yoktur) ile bugünün dünyasından çok daha çalkantılı olacaktır. Bu süreçler Okyanusta meydana gelen kimyasal reaksiyonlar için enerji sağlayacaklar ve nihayetinde yaşamın ortaya çıkmasına neden olacaklar.
Yuri dahil birçok bilim adamı bu fikirleri paylaştı. Ama bu tamamen spekülasyondu, hiç kimse denememişti, test edilmiş olması bir yana. Miller gelene kadar.
Miller'in derinlemesine deneyi
Miller, Yuri ve Opalin'in hipotezini test edecek ve Yuri'yi onu uygulamaya ikna edecek bir deney tasarladı. Önerilen deney, erken Dünya atmosferinde mevcut olduğuna inanılan gazları - metan, amonyak, hidrojen ve su buharını - karıştırmayı ve organik bileşikler üretmek için birbirleriyle reaksiyona girip giremeyeceklerini test etmeyi içerir. İşlemin anaerobik koşullarda yürütülmesini sağlamalısınız. (yani oksijensiz) ve reaksiyonu destekleyebilecek canlı elementleri içermez.
Bu nedenle oksijenin giremeyeceği, tüplü ve şişeli kapalı bir cam cihaz tasarladı ve tüm yaşam formlarını yok etmek için tüm malzemeleri sterilize etti. İlkel okyanusu temsil eden az miktarda suyu bir şişeye döktü. Başka bir şişeyi orijinal atmosfer olarak metan, hidrojen ve amonyak ile doldurdu.
Aşağıda, kapasitör, atmosferde oluşan maddelerin, yıldırım etkilerini simüle edecek olan iki elektrot tarafından üretilen deşarj yoluyla soğumasını ve sıvılaşmasını sağlar.
Miller bir gece bir deney yaptı. Ertesi sabah laboratuvara döndüğümde, şişedeki su sarıya dönmüştü. Bir haftalık operasyondan sonra, kahverengi suyu analiz etti ve daha önce var olmayan birçok bileşiğin üretildiğini buldu.dört amino asit (tüm organizmalar tarafından hücre yapı malzemeleri olarak kullanılan bileşikler) (protein) dahil.
Miller'in deneyleri, çevre koşulları doğruysa, organik moleküllerin basit inorganik moleküllerden kendiliğinden oluşabileceğini göstermektedir.
Uzaydan gelen organik moleküller
Ancak birkaç yıl sonra bilim adamları, erken atmosferdeki azalma derecesinin Yuri ve Miller'ın hayal ettiğinden daha düşük olduğu ve bunun karbondioksit ve azottan oluşabileceği sonucuna vardılar. Yeni deneyler gösteriyor ki, bu koşullar altında, organik bileşiklerin sentezi ihmal edilebilir. Böyle güzel bir çorbanın hayat verebileceğini hayal etmek zor. Ama sonra bu sorunun çözümü, Dünya'daki yeni deneylerden değil, uzaydan ortaya çıktı.
1969'da, 4.600 milyar yıl önce oluşan bir göktaşı Avustralya'nın Murchison kentinin yakınlarına düştü. Analizden sonra, Miller tarafından laboratuvarda sentezlenen amino asitler ve diğer bileşikler dahil olmak üzere çeşitli organik moleküller içerdiği bulundu.
Bu sayede ilkel dünyanın koşulları organik moleküllerin oluşumu için uygun değilse, Uzaylı nesneler, dünyanın prebiyotik çorbasını renklendirmek için yeterli kimyasal kullanmış olabilir. ve hayatı ilk kez görelim.
Şu anda, uzmanlar yeniden orijinal indirgeyici atmosfere ve Miller'ın sonuçlarına daha yatkın görünüyor. Bu nedenle, gezegenimizin atmosferi küçülüyorsa, büyük olasılıkla dünyadaki yaşam için gerekli bileşikleri sentezliyor ve atmosferimiz paslanıyorsa, bunlara meteoritler ve kuyruklu yıldız çekirdeklerinin katkıda bulunabileceği kabul edilebilir. .
Bununla birlikte, ister gezegenimizde ister gezegenimizin dışında başlamış olsun, bir dizi farklı test, organik bileşiklerin nispeten basit kimyasal reaksiyonların sonucu olabileceğini göstermiştir.
Umarım bu bilgilerle Miller'ın deneyi hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.