Thí nghiệm Miller

Thí nghiệm Miller

Vào ngày 15 tháng 1953 năm 23, một nhà hóa học XNUMX tuổi đã công bố trên tạp chí Science kết quả của một thí nghiệm quan trọng đối với sinh học, mở đường cho một lĩnh vực kiến ​​thức khoa học mới. Người thanh niên này là Stanley L. Miller. Công việc của ông đã đi tiên phong trong lĩnh vực hóa học tiền sinh học như chúng ta biết ngày nay và cung cấp cho chúng ta những manh mối đầu tiên về cách sự sống xuất hiện trên Trái đất. Các Thí nghiệm Miller Nó nổi tiếng trong thế giới khoa học.

Do đó, chúng tôi sẽ dành bài viết này để cho bạn biết mọi thứ bạn cần biết về thí nghiệm của Miller và nó bao gồm những gì.

Trái đất nguyên thủy

thử nghiệm cuộc sống

Stanley Miller vừa tốt nghiệp ngành hóa học và chuyển đến Đại học Chicago với ý tưởng về một luận án tiến sĩ. Trong vòng vài tháng sau khi làm việc, người đoạt giải Nobel Harol C. Urey đã vào được đại học và Miller đã tham dự hội thảo của ông về nguồn gốc của trái đất và bầu khí quyển sơ khai. Bài giảng đã thu hút Miller đến mức ông quyết định thay đổi chủ đề của luận án và trình bày cho Yuri một thí nghiệm mà ông chưa bao giờ thử trước đây.

Vào thời điểm đó, Nhà hóa sinh người Nga Alexander I Opalin đã xuất bản cuốn sách có tựa đề "Nguồn gốc của sự sống". Trong đó, ông giải thích cách các quá trình hóa học tự phát dẫn đến sự xuất hiện của các dạng sống đầu tiên, chúng đã dần dần phát triển trong khoảng thời gian hàng triệu năm.

Khoảng 4 tỷ năm trước, các phân tử vô cơ của trái đất nguyên thủy sẽ phản ứng để tạo ra các phân tử hữu cơ đầu tiên, từ đây các phân tử phức tạp hơn, và cuối cùng là những sinh vật đầu tiên.

Oparin đã hình dung ra một vùng đất nguyên thủy hoàn toàn khác với vùng đất hiện tại, trước khi nó được biến đổi bởi chính sinh vật.

Manh mối từ thí nghiệm của Miller

thùng thí nghiệm

Một trong những manh mối về việc Trái đất sơ khai này như thế nào là dựa trên kiến ​​thức thiên văn hiện có. Giả sử rằng trái đất và các hành tinh khác trong hệ mặt trời đến từ cùng một đám mây khí và bụi, thì thành phần của bầu khí quyển của trái đất có thể rất giống với thành phần của các hành tinh như Sao Mộc và Sao Thổ: nó có thể rất giàu metan, hydro và amoniac. Đây sẽ là một bầu không khí khử với nồng độ oxy rất thấp vì đây là sự đóng góp muộn màng của các vi khuẩn quang hợp đầu tiên.

Bề mặt trái đất sẽ chìm trong nước. Đại dương rất giàu các phân tử hóa học. Oparin hình dung đại dương cổ đại như một món súp nguyên thủy giàu phân tử hóa học.

Thế giới sơ khai này sẽ hỗn loạn hơn nhiều so với thế giới ngày nay, với hoạt động núi lửa thường xuyên, bão điện thường xuyên và bức xạ mặt trời mạnh (không có tầng ôzôn để tránh bức xạ tia cực tím). Các quy trình này Chúng sẽ cung cấp năng lượng cho các phản ứng hóa học diễn ra trong đại dương và cuối cùng sẽ dẫn đến sự xuất hiện của sự sống.

Nhiều nhà khoa học, bao gồm cả Yuri, đã chia sẻ những ý tưởng này. Nhưng đó chỉ là suy đoán thuần túy, chưa có ai thử, càng không có thử nghiệm. Cho đến khi Miller xuất hiện.

Thử nghiệm chuyên sâu của Miller

thử nghiệm cối xay trực tiếp

Miller đã hình dung ra một thí nghiệm sẽ kiểm tra giả thuyết của Yuri và Opalin và thuyết phục Yuri thực hiện nó. Thí nghiệm được đề xuất bao gồm việc trộn các khí được cho là có trong bầu khí quyển của Trái đất sơ khai - metan, amoniac, hydro và hơi nước - và kiểm tra xem chúng có thể phản ứng với nhau để tạo ra các hợp chất hữu cơ hay không. Bạn phải đảm bảo rằng quá trình được thực hiện trong điều kiện yếm khí (nghĩa là không có oxy) và không liên quan đến các yếu tố sống có thể thúc đẩy phản ứng.

Vì lý do này, ông đã thiết kế một thiết bị thủy tinh kín với một bình và ống, oxy không thể đi vào, và ông đã khử trùng tất cả các vật liệu để loại bỏ tất cả các dạng sống. Anh ta đổ một lượng nhỏ nước tượng trưng cho đại dương nguyên sinh vào một cái bình. Ông đổ đầy một bình khác bằng metan, hydro và amoniac như bầu khí quyển ban đầu.

Bên dưới, tụ điện cho phép các chất hình thành trong khí quyển nguội đi và hóa lỏng thông qua sự phóng điện do hai điện cực tạo ra, sẽ mô phỏng tác động của sét.

Miller đã thực hiện một thử nghiệm vào một đêm. Khi tôi trở lại phòng thí nghiệm vào sáng hôm sau, nước trong bình đã chuyển sang màu vàng. Sau một tuần hoạt động, phân tích nước nâu và phát hiện ra rằng nhiều hợp chất đã được tạo ra mà trước đó không tồn tại, bao gồm bốn axit amin (hợp chất được tất cả các sinh vật sử dụng làm vật liệu xây dựng tế bào) (protein).

Các thí nghiệm của Miller cho thấy rằng nếu điều kiện môi trường thích hợp, các phân tử hữu cơ có thể hình thành một cách tự phát từ các phân tử vô cơ đơn giản.

Các phân tử hữu cơ từ không gian

Tuy nhiên, một vài năm sau, các nhà khoa học kết luận rằng mức độ giảm của bầu khí quyển ban đầu thấp hơn Yuri và Miller đã tưởng tượng, và nó có thể bao gồm carbon dioxide và nitơ. Các thử nghiệm mới cho thấy rằng, trong những điều kiện này, tổng hợp các hợp chất hữu cơ là không đáng kể. Thật khó để tưởng tượng rằng một món súp hảo hạng như vậy lại có thể mang lại sự sống. Nhưng rồi giải pháp cho vấn đề này đã xuất hiện, không phải từ các thí nghiệm mới trên Trái đất, mà là ... từ không gian.

Năm 1969, một thiên thạch hình thành cách đây 4.600 tỷ năm đã rơi xuống gần Murchison, Australia. Sau khi phân tích, nó được phát hiện có chứa nhiều loại phân tử hữu cơ, bao gồm các axit amin và các hợp chất khác được Miller tổng hợp trong phòng thí nghiệm.

Theo cách này, nếu các điều kiện của trái đất nguyên thủy không thích hợp cho việc hình thành các phân tử hữu cơ, Các vật thể ngoài hành tinh có thể đã sử dụng đủ hóa chất để làm gia vị cho món súp prebiotic của trái đất và cho chúng tôi lần đầu tiên nhìn thấy cuộc sống.

Hiện tại, các chuyên gia dường như lại nghiêng về bầu không khí khử ban đầu và nghiêng về kết quả của Miller hơn. Do đó, có thể chấp nhận rằng nếu bầu khí quyển của hành tinh chúng ta đang co lại thì rất có thể nó đang tổng hợp các hợp chất cần thiết cho sự sống trên trái đất, còn nếu bầu khí quyển của chúng ta bị rỉ sét, chúng có thể được góp phần bởi các thiên thạch và hạt nhân sao chổi.

Tuy nhiên, cho dù nó bắt đầu trên hành tinh của chúng ta hay ngoài hành tinh của chúng ta, một loạt các thử nghiệm khác nhau đã chỉ ra rằng các hợp chất hữu cơ có thể là kết quả của các phản ứng hóa học tương đối đơn giản.

Tôi hy vọng rằng với thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về thí nghiệm của Miller.


Nội dung bài viết tuân thủ các nguyên tắc của chúng tôi về đạo đức biên tập. Để báo lỗi, hãy nhấp vào đây.

Hãy là người đầu tiên nhận xét

Để lại bình luận của bạn

địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố.

*

*

  1. Chịu trách nhiệm về dữ liệu: Miguel Ángel Gatón
  2. Mục đích của dữ liệu: Kiểm soát SPAM, quản lý bình luận.
  3. Hợp pháp: Sự đồng ý của bạn
  4. Truyền thông dữ liệu: Dữ liệu sẽ không được thông báo cho các bên thứ ba trừ khi có nghĩa vụ pháp lý.
  5. Lưu trữ dữ liệu: Cơ sở dữ liệu do Occentus Networks (EU) lưu trữ
  6. Quyền: Bất cứ lúc nào bạn có thể giới hạn, khôi phục và xóa thông tin của mình.