Experimentele lui Miller în crearea vieții într-o eprubetă au avut mult mai mult succes decât credea el însuși. Experiența Miller-Yuri Vezi ce înseamnă „Experimentul Miller-Yuri” în alte dicționare

Emisiile vulcanice și descărcările de fulgere sunt condițiile pentru sinteza spontană a diferitelor molecule biologice. Fotografie cu o erupție vulcanică din Islanda de pe www.thunderbolts.info Adepții lui Stanley Miller, care a efectuat experimente celebre în anii 50 pentru a simula sinteza materiei organice în atmosfera primară a Pământului, s-au îndreptat din nou către rezultatele vechilor experimente. Au studiat materialele rămase din acei ani folosind cele mai noi metode. S-a dovedit că în experimentele care au simulat emisiile vulcanice ale unui amestec de vapori-gaz, au fost sintetizate o gamă largă de aminoacizi și alți compuși organici. Diversitatea lor s-a dovedit a fi mai mare decât părea în anii 50. Acest rezultat concentrează atenția cercetătorilor moderni asupra condițiilor de sinteză și acumulare a organicelor macromoleculare primare: sinteza ar putea fi activată în zonele de erupție, iar cenușa vulcanică și tuful ar putea deveni un rezervor de molecule biologice. În mai 1953, rezultatele unui experiment celebru privind sinteza compușilor macromoleculari din metan, amoniac și hidrogen sub acțiunea descărcărilor electrice au fost publicate în revista Science (vezi Stanley L. Miller. A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth). Condiții (PDF, 690 Kb) // Știință 1953. V. 117. P. 528). Configurația experimentală a fost un sistem de baloane în care circulau vapori de apă. O descărcare electrică a fost generată într-un balon mare pe electrozi de wolfram. Experimentul a durat o săptămână, după care apa din balon a căpătat o nuanță galben-maro și a devenit uleioasă. Stânga: aparatul lui Stanley Miller pentru experimente cu descărcări electrice în abur fierbinte. Dreapta: diagrama aparatului. Emisiile de abur prin duză ar trebui să imite amestecurile vapori-gaz în timpul erupțiilor vulcanice. Imaginile din articolele discutate în Science Miller au analizat compoziția substanțelor organice folosind cromatografia pe hârtie, o metodă care tocmai a intrat în uz de biologi și chimiști. Miller a găsit glicină, alanină și alți aminoacizi în soluție. În același timp, experimente similare au fost efectuate de Kenneth Alfred Wilde (vezi Kenneth A. Wilde, Bruno J. Zwolinski, Ransom B. Parlin. The Reaction Occurring in CO2–H2O Mixtures in a High-Frequency Electric Arc (PDF, 380). Kb) // Știință.10 iulie 1953. V. 118. P. 43-44) cu diferența că în locul unui amestec de gaze cu proprietăți reducătoare, balonul conținea dioxid de carbon - un agent oxidant. Spre deosebire de Miller, Wild nu a obținut niciun rezultat semnificativ. Miller și după el mulți oameni de știință au pornit de la o atmosferă mai degrabă reducătoare decât oxidantă la începutul existenței Pământului. Lanțul logic al raționamentului lor a fost următorul: ne aflăm pe pozițiile pe care viața și-a dat naștere pe Pământ; pentru aceasta au fost necesare substanțe organice; trebuie să fi fost produsul sintezei terestre; dacă sinteza se desfășoară într-o atmosferă reducătoare, dar nu are loc într-o atmosferă oxidantă, atunci atmosfera primară era reducătoare. Pe lângă ipoteza unei atmosfere reducătoare pe Pământul timpuriu, experimentele lui Miller demonstrează și posibilitatea fundamentală a sintezei spontane a moleculelor biologice necesare din componente simple. Această ipoteză a primit sprijin serios după experimentul lui Juan Oro, care în 1961 a introdus acidul cianhidric în instalația Miller și a obținut nucleotida adenină - una dintre cele patru baze ale moleculelor de ADN și ARN. Posibilitatea sintezei spontane a substanțelor organice cu moleculare înaltă, inclusiv nucleotide și aminoacizi, a devenit un sprijin puternic pentru teoria lui Oparin despre generarea spontană a vieții într-o supă primordială. După aceste experimente, a trecut o întreagă eră biologică. Atitudinile față de teoria supei primordiale au devenit mai precaute. În ultima jumătate de secol, oamenii de știință nu au putut găsi un mecanism pentru sinteza selectivă a moleculelor chirale în natura neînsuflețită și moștenirea acestui mecanism în organismele vii. Ideea unei atmosfere restauratoare pe Pământul timpuriu a fost, de asemenea, puternic criticată. Nu a existat o soluție la întrebarea principală: cum s-a dezvoltat o ființă vie care se reproduce singur din molecule nevii? Au existat argumente pentru teoria originii extraterestre a vieții. Cu toate acestea, în ultimii ani, oamenii de știință au obținut un succes tangibil în dezvoltarea teoriei originii vieții din materia anorganică. Principalele realizări în această direcție sunt, în primul rând, descoperirea rolului ARN-ului în dezvoltarea catalizei bioorganice; Teoria lumii ARN ne aduce mai aproape de răspunsul la întrebarea cum s-au dezvoltat sistemele vii din materie organică nevie. În al doilea rând, descoperirea funcțiilor catalitice ale mineralelor naturale anorganice în reacțiile de sinteză organică cu moleculare înaltă, dovadă a rolului cel mai important al cationilor metalici în metabolismul viețuitoarelor. În al treilea rând, dovezi ale sintezei selective a izomerilor chirali în condiții terestre naturale (vezi, de exemplu, O nouă metodă pentru obținerea moleculelor organice a fost descoperită, Elements, 06.10.2008). Cu alte cuvinte, teoria abiogenezei a primit noi temeiuri. Din acest punct de vedere, sunt de interes rezultatele unei reexaminări a materialelor rămase din vechile experimente ale lui Miller, care, în mod ciudat, erau încă păstrate în baloane închise în laboratorul său. În anii 1950, Stanley Miller a pus la cale trei experimente care simulau diferite condiții pentru originea vieții. Cea mai cunoscută dintre ele, inclusă în toate manualele școlare, este formarea de biomolecule atunci când descărcările electrice sunt trecute printr-o pereche. Balonul a simulat condițiile de evaporare a apei peste ocean în timpul furtunilor. Al doilea este formarea de biomolecule cu ionizare slabă a gazelor - cu așa-numita descărcare liniștită. A fost un model al atmosferei ionizate, vaporoase a Pământului timpuriu. În cel de-al treilea experiment, aburul a fost furnizat sub presiune mare, intrând în balon sub formă de jeturi puternice, prin care treceau descărcări electrice, ca în primul caz. Acest caz a simulat erupții vulcanice și producerea de aerosoli vulcanici fierbinți. Biologii s-au bazat doar pe rezultatele primului, cel mai de succes experiment, deoarece în celelalte două experimente a fost sintetizată puțină materie organică, iar varietatea de aminoacizi și alți compuși a fost mică. Noi rezultate ale analizei experimentului lui Miller cu emisiile de abur. Aminoacizii negăsiți de Miller sunt subliniați. Denumirile aminoacizilor sunt standard. Orez. din articolul aflat în discuție în Science The Miller Volcanic Spark Discharge Experiment Reexaminarea acestor materiale după moartea lui Miller în 2007 a fost întreprinsă de specialiști din America și Mexic - de la Universitatea Indiana (Bloomington), Instituția Carnegie (Washington), Departamentul Sistemului Solar Cercetarea Centrului de Zbor Spațial numit după Goddard (Greenbelt), Instituția Scripps de Oceanografie (La Jolla, California) și Universitatea Independentă Mexicană (Orașul Mexic). La dispoziția lor erau 11 baloane, etichetate corespunzător de Miller. Toate au conținut materiale uscate din al treilea experiment, cel care a simulat erupții vulcanice. Oamenii de știință au diluat precipitatul cu apă distilată și au analizat amestecul, utilizând acum cromatografie lichidă de înaltă performanță și spectrometrie de masă. Metodele moderne au scos la iveală o mare diversitate de molecule „biologice”. S-a dovedit a fi chiar mai mare decât în ​​primul experiment. Evident, metodele de cromatografie pe hârtie sunt mai puțin sensibile decât cromatografia lichidă, așa că acum au fost identificați și acei compuși care erau prezenți în concentrații scăzute. Se pare că noile rezultate ale vechii experiențe vor fi luate în considerare de către biochimiști, microbiologi și vulcanologi. Emisiile vulcanice sunt aerosoli, formați în proporție de 96-98% apă și care conțin amoniac, azot, monoxid de carbon, metan. Emisiile vulcanice conțin întotdeauna concentrații mari de compuși metalici - fier, mangan, cupru, zinc, nichel etc. , care sunt implicate în reacții enzimatice în sistemele vii. Cenușa vulcanică și tuful, așa cum au arătat numeroase experimente, stimulează creșterea microflorei atât anaerobe, cât și aerobe. În același timp, nici măcar nu este necesar să adăugați diferite elemente vitale la mediul de cultivare - bacteriile înseși le vor extrage din acesta. În antichitate, sinteza suplimentară a materiei organice putea promova indirect creșterea vieții pe substraturi magmatice. În plus, chimia aerosolilor este o zonă slab studiată, astfel încât rezultatul sintezei aerosolilor a moleculelor biologice cu molecul mare este cu atât mai interesant. În acest sens, chimiștii și vulcanologii pot aduce o contribuție semnificativă la discutarea problemei originii vieții terestre. Autorii raportului notează că versiunea atmosferei reducătoare a Pământului timpuriu este acum pusă la îndoială. Cu toate acestea, erupțiile vulcanice și furtunile sunt un fenomen constant pe Pământ, în antichitate intensitatea ambelor era probabil mai mare decât în ​​lumea modernă. Prin urmare, indiferent de atmosfera de pe Pământul arhean și proterozoic, erupțiile vulcanice creează întotdeauna condiții pentru sinteza moleculelor biologice. Surse: 1) Adam P. Johnson, H. James Cleaves, Jason P. Dworkin, Daniel P. Glavin, Antonio Lazcano, Jeffrey L. Bada. Experimentul de descărcare a scânteii vulcanice Miller // Știință. 17 octombrie 2008. V. 322. P. 404. DOI: 10.1126/science.1161527. 2) Jeffrey L. Bada, Antonio Lazcano. Supa prebiotică - Revizuirea experimentului Miller // Știință. 2 mai 2003. V. 300. P. 745–746. DOI: 10.1126/science.1085145. Vezi și: VN Parmon. Nou în teoria apariției vieții, „Chimie și viață” nr. 5, 2005. Elena Naimark

Moleculele necesare vieții ar putea fi provenite din reacții chimice la începutul dezvoltării Pământului.

Acum 4,5 miliarde de ani, când a apărut Pământul, era o minge fierbinte, fără viață. Astăzi, pe ea se găsesc din abundență diferite forme de viață. În acest sens, se pune întrebarea: ce schimbări au avut loc pe planeta noastră din momentul formării ei până în prezent și, cel mai important, cum au apărut moleculele care formează organismele vii pe Pământul fără viață? În 1953, la Universitatea din Chicago a fost efectuat un experiment care astăzi a devenit un clasic. El le-a arătat oamenilor de știință modalitatea de a răspunde la această întrebare fundamentală.

În 1953, Harold Urey era deja laureat al Premiului Nobel, iar Stanley Miller era doar studentul său absolvent. Ideea experimentului lui Miller a fost simplă: într-un laborator de semisubsol, el a reprodus atmosfera celui mai vechi Pământ, așa cum era în opinia oamenilor de știință, și a urmărit din lateral ce se întâmplă. Cu sprijinul lui Yuri, a asamblat un aparat simplu dintr-un balon sferic de sticlă și tuburi, în care substanțele evaporate circulau într-un circuit închis, se răceau și se întorceau în balon. Miller a umplut balonul cu gaze despre care Urey și biochimistul rus Alexander Oparin (1894–1980) credeau că erau prezente în atmosferă în zorii formării Pământului - vapori de apă, hidrogen, metan și amoniac. Pentru a simula căldura solară, Miller a încălzit balonul pe un arzător Bunsen și, pentru a obține un analog al fulgerelor, a introdus doi electrozi într-un tub de sticlă. Conform planului său, materialul, evaporându-se din balon, trebuia să intre în tub și să fie expus unei descărcări electrice de scânteie. După aceea, materialul a trebuit să fie răcit și înapoiat în balon, unde întregul ciclu a început din nou.

După două săptămâni de funcționare a sistemului, lichidul din balon a început să capete o nuanță roșu-maro închis. Miller a analizat acest lichid și a găsit în el aminoacizi - unitățile structurale de bază ale proteinelor. Deci, oamenii de știință au ocazia să studieze originea vieții în ceea ce privește procesele chimice de bază. Începând cu 1953, versiunile sofisticate ale experimentului Miller-Urey, așa cum a ajuns să fie cunoscute de atunci, au produs tot felul de molecule biologice - inclusiv proteinele complexe necesare pentru metabolismul celular și moleculele grase numite lipide care formează membranele celulare. Aparent, același rezultat ar putea fi obținut prin utilizarea altor surse de energie în locul descărcărilor electrice - de exemplu, căldura și radiația ultravioletă. Deci aproape că nu există nicio îndoială că toate componentele necesare pentru asamblarea celulei ar putea fi obținute în reacții chimice care au avut loc pe Pământ în vremuri străvechi.

Valoarea experimentului Miller-Urey constă în faptul că a arătat că fulgerele din atmosfera Pământului antic de-a lungul a câteva sute de milioane de ani ar putea provoca formarea de molecule organice care au căzut odată cu ploaie în „supa primordială” ( Vezi si teoria evoluției). Reacțiile chimice care nu au fost încă stabilite în acest „bulion” ar putea duce la formarea primelor celule vii. În ultimii ani, au apărut întrebări serioase cu privire la modul în care s-au dezvoltat aceste evenimente, în special, este pusă sub semnul întrebării prezența amoniacului în atmosfera celui mai vechi Pământ. În plus, au fost propuse mai multe scenarii alternative care ar putea duce la formarea primei celule, variind de la activitatea enzimatică a unei molecule biochimice de ARN până la procese chimice simple în adâncurile oceanului. Unii oameni de știință chiar sugerează că originea vieții este legată de noua știință a sistemelor adaptative complexe și că este posibil ca viața să fie o proprietate neașteptată a materiei care apare brusc la un anumit moment și să fie absentă din părțile ei constitutive. În zilele noastre, acest domeniu de cunoaștere trece printr-o perioadă de dezvoltare rapidă, apar și sunt testate în el diverse ipoteze. Din acest vâltoare de ipoteze ar trebui să iasă o teorie a modului în care au apărut strămoșii noștri cei mai îndepărtați.

Vezi si:

Stanley Lloyd Miller, n. 1930

chimist american. Născut în Oakland, California, a fost educat la Universitatea din California din Berkeley și la Universitatea din Chicago. Începând din 1960, activitățile profesionale ale lui Miller au fost asociate în principal cu Universitatea din California din San Diego, unde a ocupat funcția de profesor de chimie. Pentru munca sa la experimentul Miller-Urey, i s-a acordat titlul de cercetător la Institutul de Tehnologie din California.

Harold Clayton Urey, 1893-1981

chimist american. Născut în Walkerton, Indiana, fiul unui preot. A studiat zoologia la Universitatea din Montana și și-a luat doctoratul în chimie la Universitatea din California, Berkeley. El a fost pionier în utilizarea metodelor fizice în chimie și a fost distins cu Premiul Nobel pentru Chimie în 1934 pentru descoperirea deuteriului, izotopul greu al hidrogenului. Mai târziu, munca sa a fost asociată în principal cu studiul diferențelor de viteză a reacțiilor chimice atunci când se folosesc diferiți izotopi.

Kuramshin A.I.

("HiZh", 2017, nr. 7)

„Sfântul Graal” al chimiștilor și biologilor este misterul originii vieții pe Pământ. Există multe ipoteze pe acest subiect, dar ipoteza abiogenezei este încă considerată cea mai armonioasă, conform căreia „substanțele vieții” s-au format ca urmare a unei cascade complexe de reacții chimice a unor substanțe relativ simple în condițiile tânărul Pământ. Un argument serios în favoarea sa a fost celebrul experiment Miller-Urey, în care aminoacizii care alcătuiesc proteinele au fost obținuți din presupusele componente ale atmosferei prebiotice a Pământului. 65 de ani mai târziu, cercetătorii din Republica Cehă au arătat că bazele azotate ale ARN se pot forma și în condiții similare (Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 2017, 114, 17, 4306-4311, doi: 10.1073/pnas.1700010114 ).
În 1952, chimiștii Stanley Miller și Harold Urey au condus ceea ce a devenit un experiment clasic - au simulat procesele care ar putea avea loc în atmosfera Pământului antic pentru a testa posibilitatea abiogenezei. Un amestec gazos încălzit de apă, metan, amoniac, monoxid de carbon și hidrogen, izolat într-un balon de sticlă, a fost supus la descărcări electrice, furnizând din când în când porții proaspete de vapori de apă. În acest mod, reacția a fost efectuată timp de aproximativ o săptămână.
Analizând soluția rezultată, Miller și Urey au identificat fără ambiguitate aminoacizii glicină, α-alanina și β-alanina din ea și, de asemenea, au obținut dovezi pentru formarea altor aminoacizi care alcătuiesc proteinele moderne. Decenii mai târziu, când instrumentele mai puternice au apărut în instrumentele chimiei analitice, 18 din 20 de aminoacizi proteinogeni s-au găsit chiar în acea soluție (din fericire, fusese ținută într-o fiolă sigilată în biroul lui Yuuri în tot acest timp și după moartea lui). , în posesia elevului său). Celelalte două, cisteina și metionina, au eșuat pur și simplu pentru că nu a existat nicio sursă de sulf în experimentele originale ale lui Miller și Urey.
Deși aceste rezultate au fost întotdeauna considerate un argument puternic în favoarea conceptului de abiogeneză, au existat critici. Principalele afirmații ale criticilor: atunci când simulează atmosfera Pământului timpuriu, cercetătorii au luat un amestec de gaze cu abilități de reducere prea semnificative, în plus, aminoacizi pentru apariția vieții
nu este suficient, avem nevoie de mai multe nucleotide.
De atunci, au fost efectuate multe experimente în care a fost posibil să se obțină atât baze azotate, cât și nucleotide din molecule relativ simple (pentru mai multe detalii, vezi. ). Angajații Institutului de Chimie Fizică al Academiei de Științe din Republica Cehă, lucrând sub îndrumarea lui Svätopluk Civish, au decis să reproducă vechiul experiment bun, schimbându-i ușor condițiile. O mulțime de lucruri în noua versiune au rămas aceleași - amestecul de gaz reducător din NH 3, CO și H2 Oh, impulsuri electrice. Cu toate acestea, cercetătorii au adăugat iradierea sistemului cu un laser puternic - în opinia lor, acesta ar fi trebuit să simuleze descărcări de plasmă în atmosfera Pământului, care au apărut din cauza undelor de șoc cauzate de meteoriți mari care cădeau regulat pe Pământ. Drept urmare, au reușit să obțină nu numai aminoacizi, ci și toate bazele azotate ale acizilor ribonucleici.
Reacțiile care au avut loc în experiment au fost descrise de autori după cum urmează. Formamidă HC(O)NH 2 și cianura de hidrogen HCN, care apoi, interacționând, dau baza azotată guanină. Alte baze azotate canonice - uracil, citozina si adenina - s-au format in cantitati mai modeste decat guanina, dar si prezenta lor a fost confirmata. Produșii de reacție au mai conținut uree și aminoacizi.
Cercetătorii subliniază că experimentul lor nu a căutat să infirme ipotezele alternative ale abiogenezei, ci să arate că componentele ARN-ului ar putea fi formate în diferite moduri.

Articolul principal: Experimentul Miller-Urey

Una dintre cele mai cunoscute ipoteze ale evoluției a fost publicată în anii douăzeci ai secolului XX de către cercetătorul rus A. I. Oparin și cercetătorul britanic J. Haldane. Teoria afirma că condițiile de pe Pământ la acea vreme favorizau reacțiile chimice. Din compușii anorganici din atmosferă și din mare urmau să fie sintetizați compuși organici complecși. Energia necesară a fost furnizată de iradierea ultravioletă foarte intensă, care putea pătrunde liber în atmosferă datorită conținutului scăzut de O 2 și O 3 din aceasta.

În 1953, această teorie a fost fundamentată de chimiștii Stanley Miller și Harold C. Urey cu rezultate foarte bune din experimentul cu supa primordială. Au demonstrat experimental că într-un mediu asemănător unui mediu cu condiții presupus prebiotice, prin afluxul de energie din exterior (fulger), din compuși anorganici (apă, metan, amoniac și hidrogen), aminoacizii și acizii carboxilici și grași mai simpli pot apar - unele dintre cele mai importante blocuri de construcție ale biomoleculelor (mai mult, studiile moderne ale conținutului supraviețuitor al baloanelor lui Miller au arătat că acestea conțineau mai mulți aminoacizi decât putea detecta Miller).

În mai târziu, în cele mai multe cazuri, experimente mai complexe cu bulion primordial, experimentatorii au reușit să obțină atât toate cele mai importante blocuri de construcție ale ființelor vii - aminoacizi, grăsimi, zaharuri, nucleotide - cât și compuși organici mai complecși - porfine și izoprenoide. sursa nespecificata 1264 zile] .

Potrivit biochimistului Robert Shapiro, aminoacizii sintetizați de Miller și Urey sunt molecule mult mai puțin complexe decât nucleotidele. Cel mai simplu dintre cei 20 de aminoacizi care fac parte din proteinele naturale are doar doi atomi de carbon, iar 17 aminoacizi din același set au șase sau mai mulți. Aminoacizii și alte molecule sintetizate de Miller și Urey nu conțineau mai mult de trei atomi de carbon. Și nucleotidele în procesul unor astfel de experimente au fost obținute abia în 2009.

Deși acest lucru a arătat posibilitatea formării naturale a moleculelor organice, aceste rezultate sunt uneori criticate astăzi. În experimentul cu supa primordială, se presupunea că atmosfera din acea vreme avea un caracter alcalin, care corespundea ideilor științifice ale vremii. Astăzi, însă, se presupune că atmosfera este slab alcalină sau chiar neutră, deși problema nu a fost încă rezolvată definitiv și se discută și deviațiile chimice locale ale condițiilor atmosferice, de exemplu, în vecinătatea vulcanilor. Experimentele ulterioare au dovedit posibilitatea apariției moleculelor organice chiar și în aceste condiții, chiar și cele care nu au rezultat în primele experimente, ci în cantități mult mai mici. Acest lucru susține adesea că originea moleculelor organice într-un mod diferit a jucat cel puțin un rol suplimentar. Sunt prezentate, de asemenea, teoriile despre originea substanțelor organice în vecinătatea gurilor hidrotermale ale crestelor mijlocii oceanice.

Ca argument împotriva originii moleculelor organice din bulionul primordial, se menționează uneori faptul că în timpul experimentului se obține un racemat, adică un amestec egal al formelor L și D ale aminoacizilor. În consecință, trebuie să fi existat un proces natural în care a fost preferată o anumită variantă de molecule chirale. Unii biologi spațiali susțin că este mai ușor să se dovedească originea compușilor organici în spațiu, deoarece, în opinia lor, procesele fotochimice cu radiații polarizate circular, cum ar fi cele ale pulsarilor, sunt capabile să distrugă doar moleculele cu o anumită rotație. Într-adevăr, moleculele organice chirale găsite în meteoriți au fost dominate de 9% stângaci. Cu toate acestea, în 2001 Alan Saghatelian a arătat că sistemele de peptide cu auto-replicare sunt, de asemenea, capabile să selecteze eficient molecule cu o anumită rotație într-un amestec racemic, ceea ce face posibilă originea terestră a polimerilor din anumiți izomeri optici.

Despre de ce nu vă pot plăcea experimentele, despre beneficiile seminariilor, despre noblețea unui lider științific și despre apariția celor vii pe fundalul Războiului Rece, vă spunem în secțiunea noastră „Istoria științei”.

Stanley Miller s-a născut în 1930 dintr-un avocat și profesor de școală. Din copilărie, băiatului i-a plăcut să citească, a studiat bine, a iubit natura, a făcut drumeții cu boy scouts. În urma fratelui său, a intrat la Universitatea din California, la fel ca el, pentru a studia chimia. După ce a trecut cu ușurință cursul universitar, s-a mutat la Universitatea din Chicago, care i-a oferit un post de asistent (după moartea tatălui său, nu și-a mai putut permite să studieze pur și simplu). A început o căutare lungă și dificilă pentru o temă pentru continuarea lucrărilor, un loc în care să-și aplice cunoștințele și mintea strălucitoare.

Considerând că experimentarea este „goală, consumatoare de timp și nu foarte importantă” (sau poate doar costisitoare), Miller a apelat la probleme teoretice. Unul dintre profesorii ale căror lucrări i-au atras atenția lui Miller a fost Edward Teller, care a studiat sinteza elementelor chimice din stele.

Totuși, Stanley Miller despre care vorbim astăzi s-a „născut” în toamna anului 1951, când a început să participe la seminariile profesorului Harold Urey, deja la acea vreme laureat al Nobel (pentru descoperirea deuteriului). În acel moment, Urey a fost dus de cosmochimie, evoluția elementelor chimice în stele și planete și a făcut o presupunere cu privire la compoziția atmosferei timpurii a Pământului. El credea că sinteza substanțelor organice este posibilă în medii similare cu atmosfera antică a pământului. Aceste idei l-au fascinat pe Miller (atât de mult încât și-a amintit detaliile prelegerilor zeci de ani mai târziu) și a trecut mai departe cu cercetarea lui la Urey.

Harold Urey

Wikimedia Commons

Astfel, Miller a abordat o problemă care a atras mulți oameni de știință. William Harvey, Francesco Redi, Louis Pasteur, Lazzaro Spallanzani, Jakob Berzelius, Friedrich Wöhler au argumentat dacă lucrurile vii pot apărea din lucruri nevii (și nici măcar despre asta nu am scris deja în Istoria Științei).

Controversa nu s-a potolit nici măcar în secolul al XX-lea. Aici a adus o mare contribuție compatriotul nostru Alexander Oparin. În anii 1920, a publicat un articol „Despre originea vieții”, în care și-a conturat teoria despre originea viețuitoarelor din „ciorba primordială”. Oparin a sugerat că apariția substanțelor organice este posibilă în zonele cu concentrații mari de compuși macromoleculari. Când astfel de zone au dobândit o coajă care le-a separat parțial de mediu, s-au transformat în picături coacervate - conceptul cheie al teoriei Oparin-Haldane (aproximativ în același timp, idei similare au fost dezvoltate de biologul britanic John Haldane). În interiorul acestor picături se pot forma substanțe organice simple, urmate de compuși complecși: proteine, aminoacizi. Prin absorbția substanțelor din mediu, picăturile pot crește și se pot împărți.

Dar să revenim la Miller. La început, entuziasmul și dorința lui de a organiza un fel de experiment și de a testa teoria nu i-au găsit la început simpatie cu Yuri: un student absolvent nu ar trebui să urce în necunoscut, este mai bine dacă face ceva mai simplu. În cele din urmă, profesorul a cedat, dar i-a dat lui Miller un an. Nu vor fi rezultate, subiectul va trebui schimbat.

Miller s-a pus pe treabă: a luat datele lui Urey privind compoziția atmosferei timpurii și a sugerat că sinteza compușilor necesari apariției vieții ar putea fi stimulată printr-o descărcare electrică (se crede că fulgerul nu era neobișnuit pe Pământ chiar și în antichitate). Configurația a constat din două baloane conectate prin tuburi de sticlă. În balonul inferior se afla un lichid, în cel superior - un amestec de gaze: metan, amoniac și hidrogen - și abur. Electrozii au fost, de asemenea, conectați la balonul superior, creând o descărcare electrică. În diferite locuri, acest sistem a fost încălzit și răcit, iar substanța a circulat continuu.

Experimentul Miller - Urey

Wikimedia Commons

După o săptămână, experimentul a fost oprit și balonul cu lichidul răcit a fost scos. Miller a descoperit că 10-15% din carbon a intrat în formă organică. Folosind cromatografia pe hârtie, a observat urme de glicină (au apărut deja în a doua zi a experimentului), acid alfa- și beta-aminopropionic, acizi aspartic și alfa-aminobutiric.

Miller i-a arătat lui Urey aceste rezultate modeste, dar atât de semnificative (au dovedit posibilitatea apariției substanțelor organice în condițiile Pământului timpuriu), iar oamenii de știință, deși nu fără probleme, le-au publicat în revista Science. Doar Miller a fost trecut printre autori, altfel, se temea Yuuri, toată atenția s-ar îndrepta către el, laureatul Nobel, și nu către adevăratul autor al descoperirii.