Юрий опит. Нови резултати от стария експеримент на Стенли Милър

Вулканичните емисии и мълниевите разряди са условията за спонтанен синтез на различни биологични молекули. Снимка на изригване на вулкан в Исландия от www.thunderbolts.info Последователите на Стенли Милър, който извършва известни експерименти през 50-те години, за да симулира синтеза на органична материя в първичната атмосфера на Земята, отново се обърнаха към резултатите от стари експерименти. Те изучаваха материалите, останали от онези години, използвайки най-новите методи. Оказа се, че при експерименти, които симулират вулканични емисии на смес от пара и газ, са синтезирани широк спектър от аминокиселини и други органични съединения. Тяхното разнообразие се оказа по-голямо, отколкото изглеждаше през 50-те години. Този резултат фокусира вниманието на съвременните изследователи върху условията на синтез и натрупване на първични макромолекулни органични вещества: синтезът може да се активира в областите на изригвания, а вулканичната пепел и туфовете могат да се превърнат в резервоар на биологични молекули. През май 1953 г. резултатите от известен експеримент за синтеза на макромолекулни съединения от метан, амоняк и водород под действието на електрически разряди са публикувани в списание Science (виж Stanley L. Miller. A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Условия (PDF, 690 Kb) // Наука 1953. Т. 117. С. 528). Експерименталната инсталация беше система от колби, в които циркулира водна пара. В голяма колба върху волфрамови електроди се генерира електрически разряд. Експериментът продължи една седмица, след което водата в колбата придоби жълто-кафяв оттенък и стана мазна. Вляво: Апаратът на Стенли Милър за експерименти с електрически разряди в гореща пара. Вдясно: диаграма на апарата. Емисиите на пара през дюзата трябва да имитират смеси от пара и газ по време на вулканични изригвания. Изображения от статиите, обсъждани в Science Miller, анализира състава на органичните вещества с помощта на хартиена хроматография, метод, който току-що е влязъл в употреба от биолози и химици. Милър открива глицин, аланин и други аминокиселини в разтвора. В същото време подобни експерименти бяха проведени от Кенет Алфред Уайлд (виж Кенет А. Уайлд, Бруно Дж. Зволински, Рансъм Б. Парлин. Реакцията, протичаща в смеси от CO2–H2O във високочестотна електрическа дъга (PDF, 380 Kb) // Наука 10 юли 1953 г. V. 118. P. 43-44) с тази разлика, че вместо смес от газове с редуциращи свойства, колбата съдържа въглероден диоксид – окислител. За разлика от Милър, Уайлд не получи никакви значими резултати. Милър и след него много учени изхождат от редуцираща, а не от окисляваща атмосфера в началото на съществуването на Земята. Логическата верига на техните разсъждения беше следната: ние стоим на позициите, че животът е възникнал на Земята; за това бяха необходими органични вещества; те трябва да са били продукт на земен синтез; ако синтезът протича в редуцираща атмосфера, но не протича в окисляваща, тогава първичната атмосфера е редуцираща. В допълнение към хипотезата за редуцираща атмосфера на ранната Земя, експериментите на Милър доказват и фундаменталната възможност за спонтанен синтез на необходимите биологични молекули от прости компоненти. Тази хипотеза получава сериозна подкрепа след експеримента на Хуан Оро, който през 1961 г. въвежда циановодородна киселина в инсталацията на Милър и получава нуклеотида аденин - една от четирите бази на ДНК и РНК молекули. Възможността за спонтанен синтез на високомолекулни органични вещества, включително нуклеотиди и аминокиселини, се превърна в мощна подкрепа за теорията на Опарин за спонтанното зараждане на живот в първична супа. След тези експерименти измина цяла биологична ера. Отношението към теорията за първичната супа стана по-предпазливо. През последния половин век учените не са били в състояние да измислят механизъм за селективен синтез на хирални молекули в нежива природаи унаследяване на този механизъм в живите организми. Идеята за възстановителна атмосфера на ранната Земя също беше силно критикувана. Нямаше решение на основния въпрос: как се е развило самовъзпроизвеждащо се живо същество от неживи молекули? Имаше аргументи за теорията за извънземния произход на живота. Въпреки това, в последните годиниучените са постигнали осезаем успех в разработването на теорията за произхода на живота от неорганична материя. Основните постижения в тази посока са, първо, откриването на ролята на РНК в развитието на биоорганичната катализа; Теорията за света на РНК ни доближава до отговора на въпроса как живите системи са се развили от нежива органична материя. Второ, откриването на каталитичните функции на неорганичните природни минерали в реакциите на високомолекулен органичен синтез, доказателство за най-важната роля на металните катиони в метаболизма на живите същества. Трето, доказателство за селективния синтез на хирални изомери при естествени земни условия (виж, например, Открит е нов метод за получаване на органични молекули, Елементи, 06.10.2008 г.). С други думи, теорията за абиогенезата получи нови основания. От тази гледна точка интерес представляват резултатите от повторното изследване на материали, останали от старите експерименти на Милър, които, колкото и да е странно, все още се съхраняват в запечатани колби в неговата лаборатория. През 50-те години на миналия век Стенли Милър поставя три експеримента, които симулират различни опцииусловия за възникване на живота. Най-известният от тях, включен във всички училищни учебници, е образуването на биомолекули при преминаване на електрически разряди през двойка. Колбата симулира условията на изпаряване на водата над океана по време на гръмотевични бури. Вторият е образуването на биомолекули със слаба йонизация на газовете – с т. нар. тихо разреждане. Това беше модел на йонизираната, парна атмосфера на ранната Земя. В третия експеримент парата се подава под високо налягане, влизайки в колбата под формата на мощни струи, през които преминаваха електрически разряди, както в първия случай. Този случай симулира вулканични изригвания и производството на горещи вулканични аерозоли. Биолозите разчитаха на резултатите само от първия, най-успешен експеримент, тъй като в останалите два експеримента се синтезира малко органична материя и разнообразието от аминокиселини и други съединения е малко. Нови резултати от анализа на експеримента на Милър с парни емисии. Аминокиселините, които не са открити от Милър, са подчертани. Означенията на аминокиселини са стандартни. Ориз. от статията, която се обсъжда в Science The Miller Volcanic Spark Discharge Experiment. Повторното изследване на тези материали след смъртта на Милър през 2007 г. беше предприето от специалисти от Америка и Мексико - от Университета в Индиана (Блумингтън), Института Карнеги (Вашингтон), Отдел за изследвания слънчева системаЦентър космически полети Goddard (Greenbelt), Института по океанография Scripps (Ла Хола, Калифорния) и Независимия мексикански университет (Мексико Сити). На тяхно разположение бяха 11 колби, подходящо етикетирани от Милър. Всички те съдържаха изсушени материали от третия експеримент, този, който симулира вулканични изригвания. Учените разреждат утайката с дестилирана вода и анализират сместа, като сега използват високоефективна течна хроматография и мас спектрометрия. Съвременните методи разкриха голямо разнообразие от "биологични" молекули. Оказа се дори по-висока, отколкото в първия експеримент. Очевидно методите на хартиената хроматография са по-малко чувствителни от течната хроматография, така че сега са идентифицирани и онези съединения, които присъстват в ниски концентрации. Новите резултати от стария опит очевидно ще бъдат взети предвид от биохимици, микробиолози и вулканолози. Вулканичните емисии са аерозоли, състоящи се от 96-98% вода и съдържащи амоняк, азот, въглероден оксид, метан. Вулканичните емисии винаги съдържат високи концентрации на метални съединения – желязо, манган, мед, цинк, никел и др., които участват в ензимните реакции в живите системи. Вулканичната пепел и туфът, както показват многобройни експерименти, стимулират растежа както на анаеробната, така и на аеробната микрофлора. В същото време дори не е необходимо да се добавят различни жизненоважни елементи към средата за култивиране - самите бактерии ще ги извлекат от нея. V древни временадопълнителен органичен синтез би могъл косвено да насърчи растежа на живот върху магматични субстрати. Освен това химията на аерозолите е слабо проучена област, така че резултатът от аерозолния синтез на високомолекулни биологични молекули е още по-интересен. В този смисъл химиците и вулканолозите могат да дадат значителен принос в обсъждането на проблема за произхода на земния живот. Авторите на доклада отбелязват, че версията за редуциращата атмосфера на ранната Земя сега е под съмнение. Въпреки това, вулканичните изригвания и гръмотевичните бури са постоянно явление на Земята, в древни времена интензивността на двете е вероятно по-висока, отколкото в съвременен свят. Следователно, каквато и да е атмосферата на архейската и протерозойската земя, вулканичните изригвания винаги създават условия за синтез на биологични молекули. Източници: 1) Адам П. Джонсън, Х. Джеймс Клийвс, Джейсън П. Дворкин, Даниел П. Главин, Антонио Ласкано, Джефри Л. Бада. Експериментът с вулканични искри на Милър // Наука. 17 октомври 2008 г. V. 322. P. 404. DOI: 10.1126/science.1161527. 2) Джефри Л. Бада, Антонио Ласкано. Пребиотична супа - преразглеждане на експеримента на Милър // Наука. 2 май 2003 г. Т. 300. С. 745–746. DOI: 10.1126/наука.1085145. Вижте също: VN Parmon. Ново в теорията за възникването на живота, "Химия и живот" No 5, 2005 г. Елена Наймарк

Експериментът Милър-Юри е известен класически експеримент, който симулира хипотетични условия в ранната Земя, за да тества възможността за химическа еволюция. Проведено през 1953 г. от Стенли Милър и Харолд Юри. Апаратът, предназначен за експеримента, включва смес от газове, съответстващи на тогавашните представи за състава на атмосферата на ранната Земя, и електрически разряди преминават през нея.

Експериментът Милър-Юри се счита за един от най-важните експерименти в изследването на произхода на живота на Земята. Първичният анализ показа наличието на 5 аминокиселини в крайната смес. Въпреки това, по-точен повторен анализ, публикуван през 2008 г., показа, че експериментът е довел до образуването на 22 аминокиселини.

Описание на експеримента

Сглобеният апарат се състои от две колби, свързани със стъклени тръби в цикъл. Газът, запълващ системата, беше смес от метан (CH 4), амоняк (NH 3), водород (H 2) и въглероден оксид (CO). Едната колба беше наполовина пълна с вода, която се изпарява при нагряване и водната пара пада в горната колба, където се прилагат електрически разряди с помощта на електроди, симулирайки разряди на мълния на ранната Земя. През охладена тръба кондензираната пара се връща в долната колба, осигурявайки постоянна циркулация.

След една седмица непрекъснато циклиране, Милър и Юри открили, че 10-15% от въглерода са преминали в органична форма. Оказа се, че около 2% от въглерода е под формата на аминокиселини, като глицинът е най-разпространеният от тях. Открити са също захари, липиди и прекурсори на нуклеинови киселини. Експериментът е повторен няколко пъти през 1953-1954 г. Милър използва две версии на апарата, едната от които, т.нар. "вулканичен", имаше известно стеснение в тръбата, което доведе до ускорен поток от водна пара през разрядната колба, която според него симулира по-добре вулканична активност. Интересно е, че повторен анализ на пробите на Милър, извършен 50 години по-късно от професора и бившия му сътрудник Джефри Л. Бада, използвайки съвременни методиизследване откри 22 аминокиселини в проби от „вулканичния“ апарат, тоест много повече, отколкото се смяташе досега.

Милър и Юри основават своите експерименти върху идеи от 50-те години на миналия век за възможния състав на земната атмосфера. След своите експерименти много изследователи проведоха подобни експерименти в различни модификации. Показано е, че дори малки промени в условията на процеса и състава на газовата смес (например добавяне на азот или кислород) могат да доведат до много значителни промени както в получените органични молекули, така и в ефективността на процеса на техния синтез. . В момента въпросът за възможния състав на първичната атмосфера на Земята остава открит. Въпреки това се смята, че високата вулканична активност от онова време също е допринесла за освобождаването на такива компоненти като въглероден диоксид (CO 2), азот, сероводород (H 2 S), серен диоксид (SO 2).


Критика на заключенията от експеримента

Критикуват се изводите за възможността за химическа еволюция, направени въз основа на този експеримент.

Както става ясно, един от основните аргументи на критиците е липсата на единна хиралност в синтезираните аминокиселини. Действително, получените аминокиселини са практически еднаква смес от стереоизомери, докато за аминокиселини с биологичен произход, включително тези, които са част от протеини, преобладаването на един от стереоизомерите е доста характерно. Поради тази причина по-нататъшният синтез на сложни органични вещества, лежащи в основата на живота, директно от получената смес е труден. Според критиците, въпреки че синтезът на най-важните органични вещества е ясно демонстриран, широкообхватното заключение за възможността за химическа еволюция, извлечено директно от този експеримент, не е напълно оправдано.

Много по-късно, през 2001 г., Алън Сагателян показа, че самовъзпроизвеждащите се пептидни системи са в състояние ефективно да амплифицират молекули с определена ротация в рацемична смес, като по този начин показва, че преобладаването на един от стереоизомерите може да възникне естествено. Освен това е доказано, че има възможност за спонтанна поява на хиралност в конвенционалните химични реакции, а също така са известни начини за синтезиране на редица стереоизомери, включително въглеводороди и аминокиселини, в присъствието на оптично активни катализатори. Нищо подобно обаче не се случи директно в този експеримент.

Те се опитват да решат проблема с хиралността по други начини, по-специално чрез теорията за въвеждане на органична материя от метеорити.

Биохимикът Робърт Шапиро посочи, че аминокиселините, синтезирани от Милър и Ури, са много по-малко сложни молекули от нуклеотидите. Най-простата от тези 20 аминокиселини, които са част от естествените протеини, има само два въглеродни атома, а 17 аминокиселини от същия набор имат шест или повече. Аминокиселините и други молекули, синтезирани от Милър и Юри, съдържат не повече от три въглеродни атома. А нуклеотидите в процеса на подобни експерименти изобщо не са се образували.

МОСКВА, 21 януари - РИА Новости.Американски биолози са репликирали успешно един от най-известните експерименти от средата на 20-ти век, така наречения експеримент на Милър-Юри, и успешно пресъздадоха набор от няколко първични аминокиселини от най-простите неорганични съединения в продължение на дълга химическа еволюция, според статия, публикувана в списание JoVE.

Условията на планетите в ранната Вселена са били подходящи за възникването на животаТемпературата на космическия микровълнов фон 15 милиона години след това голям взривбеше до 30 градуса по Целзий, поради което планетите, ако съществуваха по това време, биха могли да имат течна вода, необходима за живота.

Ерик Паркър от Технологичния институт на Джорджия в Атланта (САЩ) и неговите колеги се опитаха да повторят един от ключовите етапи в химическата еволюция на органичните вещества на Земята, следвайки стъпките на двама известни биохимици в света - Стенли Милър и Харолд Юри .

В средата на 50-те години на миналия век Милър и Юри експериментално тестват и потвърждават истинността на абиогенетичната хипотеза за произхода на живота, чиито основи са формулирани от руския биолог Александър Опарин през 1922 г.

Милър и Юри се опитват да създадат аминокиселини от прости съединения като вода, амоняк, въглероден оксид и метан, пресъздавайки условията, които преобладават на ранната Земя. За да направят това, те нагряват "първичния бульон" с тези вещества и прекарват парата през колба, в която са поставени електроди, и след това я охлаждат. След известно време в този "сироп" започнаха да се появяват аминокиселини.

Учените са идентифицирали възможно химичен съставпървите "тухли на живота"При повторен анализ на експерименти преди половин век учените идентифицираха нови форми на биологични молекули, които биха могли спонтанно да се образуват на праисторическата Земя и да доведат до появата на първите форми на живот.

През следващите години учените многократно повтарят експеримента на Милър-Юри, но използваните от тях процедури са твърде сложни и объркващи, за да проверят напълно резултатите си. Авторите на статията проучиха описанието на експеримента на Милър и Юри, опростиха го и подготвиха видео, обясняващо как се провежда експеримента.

"Нашите резултати показват, че аминокиселините, градивните елементи на живота, могат да се образуват при същите условия, които преобладават на ранната Земя. Милър не призова за повторение на този експеримент поради причината, че неговата експериментална настройка може да експлодира. Ако прочетете описание на неговата методология, тогава няма да е съвсем ясно как е проведен експериментът. Затова сме подготвили безопасна методика за провеждане на експеримента за заинтересовани колеги“, заключава Паркър.

Произходът на живота на Земята е една от най-вълнуващите мистерии съвременната наука. На въпроса защотози живот в крайна сметка е възникнал, отговорът очевидно е на астрофизиците. Химиците са в състояние да разкажат за процеса на естествен синтез на първите най-прости биогенни молекули.

Струва си да се каже, че хипотезите за първите стъпки на молекулите на живота на Земята се появяват редовно. Известна загриженост процеси на самоорганизация, други използват доста противоречиви естествено доказателствои т.н. Междувременно експериментът остава основното оръжие на учения още от времето на Галилей.

Експеримент за пресъздаване на земните условия, довели до синтеза на първите органични молекули, които в крайна сметка се превърнаха в градивните елементи на Вселената, беше поставен преди повече от половин век. Едва днес успяхме да научим за някои от резултатите.

Публикацияв списанието Science описва данни, които убягват на учените преди повече от 50 години.

Тогава нобеловият лауреат Харолд Юри, който получи престижна награда за откриването на тежката вода и по-късно се интересува от проблемите на космохимията, вдъхновява един от своите подопечни, Стенли Милър, с теорията за праисторическа абиотична супа, от която под влиянието на външни фактори са получени първите органични молекули.

Млад сътрудник от Чикагския университет, Стенли Милър, провежда известните си експерименти върху синтеза на биологични молекули. 1953 г // Архив на катедрата по химия в Калифорнийския университет в Сан Диего

Според тогавашните представи земната атмосфера е много различна от сегашната. Той съдържаше много метан и амоняк, водни пари и беше почти напълно лишен от кислород, което улесняваше достъпа на ултравиолетовото лъчение от Слънцето до повърхността на планетата. Освен това тогава вулканичната активност се прояви много по-ярко, а гръмотевичните бури, придружени от най-силните електрически разряди, не бяха необичайни. Такива условия са най-подходящи за много реакции на органичен синтез, което накара учените да се замислят за биогенното бъдеще на подобни реакции.

За да пресъздаде подобни реакции в лабораторията при условия, близки до тези, преобладаващи на Земята преди милиарди години, Милър, работещ тогава в Чикагския университет, разработи оригинално химическо устройство. Състои се от голяма реакционна колба, съдържаща пари на метан, амоняк и водород, в която гореща водна пара се инжектира отдолу. Отгоре са волфрамови електроди, които генерират искра. Симулирайки по този начин условията на гръмотевична буря в близост до активен крайбрежен вулкан, Милър се надяваше да получи биологични молекули по време на синтеза.

След края на синтеза Милър успява да открие в реакционната колба пет аминокиселини - основните градивни елементи на всички протеини: аспарагинова киселина, глицин, алфа-аминомаслена киселина и два оптични изомера на аланин.

Две години по-късно Милър повтори експериментите си в преконфигуриран апарат. Едно от тях включваше използването на струйна помпа с дюза, която насилствено изтласква наситена водна пара в реакционната колба. Така Милър се надяваше да направи експерименталните условия възможно най-близки до условията на изригване на подводен вулкан при гръмотевична буря. Третият апарат вместо искра даваше тлеещ. Ученият успя да покаже наличието на няколко допълнителни аминокиселини в сместа от реакционни продукти, а също така демонстрира наличието на няколко допълнителни карбоксилни и хидрокси киселини.

Въпреки това в онези години Милър трябваше да разчита на аналитично оборудване, което беше много примитивно за днешните стандарти. Затова той и група колеги повтарят експериментите си през 1972 г., използвайки много по-модерно оборудване. Вярно е, че по това време Милър извършва синтеза в устройство, разработено за публикуване през 1953 г., като се има предвид, че устройствата с дюза и светещ разряд не са особено продуктивни.

Устройството на Милър. Врящата вода (1) създава поток пара, който се усилва от аспираторната дюза (вложка), искра, която прескача между два електрода (2) започва набор от химични трансформации, хладилник (3) охлажда потока от водна пара, съдържаща реакционни продукти, които се утаяват в капан (4).// ​​Нед Шоу, Университет на Индиана.

Стенли Милър почина на 20 май 2007 г. Преглеждайки дневниците и архивите му, близки и колеги откриват записи, свързани с творчеството от 50-те години, както и няколко бутилки с подписи.

Подписите показват, че съдържанието на колбите не е нищо друго освен продукти на синтез в апарата на Милър, запазен от автора неприкосновен.

Те започнаха да се интересуват от Джефри Бада, възпитаник на Милърското училище по химия, сега също стар човек, работещ в Института по океанология към Калифорнийския университет в Сан Диего.

Според непубликуваните досега бележки на Милър синтезът в апарат с дюза дава малко по-висок добив на продукти. Именно тези проби заинтересуваха Баду и неговите колеги, автори на скорошна публикация, които разполагаха с най-модерните инструментални методи.

За да преразгледат състава на продуктите на синтеза, учените разтвориха съдържанието на колбите в двойно дестилирана дейонизирана вода и проведоха високоефективна течна хроматография, резултатите от която бяха анализирани на мас спектрометър с детектор, който записва времето на полет на йонизираните частици. Този метод на анализ дава възможност да се идентифицират компонентите на сместа дори в субпикомоларни концентрации (по-малко от 10-12 mol на литър).

Оказа се, че сместа от продукти изобщо не съдържа пет аминокиселини, а двадесет и две! Плюс пет аминови молекули, които Милър просто не можеше да идентифицира преди половин век.

След като проучиха останалите колби по подобен начин, учените бяха убедени, че в резултат на тези експерименти наборът от продукти на синтеза е по-малко разнообразен.

Днес обаче геохимиците твърдят, че земната атмосфера никога не е била същата, както се е смятало преди 50 години. Той беше по-малко основен и по-малко възстановителен, така че на експериментите на Милър не може да се разчита като доказателство за теорията за абиотичната супа. В същото време авторите на публикацията са сигурни, че ако не е имало подходящи условия на цялата Земя, те несъмнено е трябвало да придружават поне точкови вулканични изригвания, чиято продължителност преди милиарди години е направила възможно присъединяването синтеза на първите органични молекули и гръмотевични бури. Тези молекули биха могли да се съберат в лагуните на вулканичните острови, където морският прилив и слънчевата ултравиолетова лъчи вършеха работата по кондензирането на алдехиди, кетони и други молекули в дълги полимерни вериги.

Популярността на теорията за древната абиотична супа във връзка с работата на Милър дори й позволи да влезе в училищния курс по естествена история, но съвременните доказателства сочат, че животът първоначално не е възникнал на повърхността на планетата. Променливите условия тук бяха твърде екстремни дори за живот, въпреки всичко, което произхожда от малки вулканични острови на стабилност, да се разпространи, да се развие в съвременни форми.

Истинската стабилност по това време е съществувала само на дъното на океана, където в зоните на средноокеанските хребети топлината на вътрешността на Земята бавно подхранва основните химични реакции.

Средноокеанските хребети са открити почти едновременно с експериментите на Милър и тяхното подробно изследване като цяло е постижение от последните десет до двадесет години, което направи възможно изследването на морското дъно с помощта на дълбоководни пилотирани превозни средства. Появяват се такива устройства преди годинитридесет - и теорията за абиотичната супа изобщо не можеше да бъде изложена.

Експериментите на Милър тепърва ще се повтарят при условия, които повече напомнят на съвременните представи за далечното минало на Земята. И е възможно някои от настоящите студенти от катедрите по химия да са предопределени да станат не по-малко известни от Стенли Милър.

Схема на експеримента.

Експеримент на Милър - Юри- известен класически експеримент, в който са симулирани хипотетични условия от ранния период на развитие на Земята, за да се провери възможността за химическа еволюция. Всъщност това беше експериментален тест на хипотезата, изразена по-рано от Александър Опарин и Джон Холдейн, че условията, които съществуваха на примитивната Земя, допринасят за химична реакция, което може да доведе до синтеза на органични молекули от неорганични. Проведено през 1953 г. от Стенли Милър и Харолд Юри. Апаратът, предназначен за експеримента, включва смес от газове, съответстващи на тогавашните представи за състава на атмосферата на ранната Земя, и електрически разряди преминават през нея.

Експериментът Милър-Юри се счита за един от най-важните експерименти в изследването на произхода на живота на Земята. Първичният анализ показа наличието на 5 аминокиселини в крайната смес. Въпреки това, по-точен повторен анализ, публикуван през 2008 г., показа, че експериментът е довел до образуването на 22 аминокиселини.

Описание на експеримента

Сглобеният апарат се състои от две колби, свързани със стъклени тръби в цикъл. Газът, запълващ системата, беше смес от метан (CH 4), амоняк (NH 3), водород (H 2) и въглероден оксид (CO). Едната колба беше наполовина пълна с вода, която се изпарява при нагряване и водната пара пада в горната колба, където се прилагат електрически разряди с помощта на електроди, симулирайки разряди на мълния на ранната Земя. През охладена тръба кондензираната пара се връща в долната колба, осигурявайки постоянна циркулация.

След една седмица непрекъснато циклиране, Милър и Юри открили, че 10-15% от въглерода са преминали в органична форма. Оказа се, че около 2% от въглерода е под формата на аминокиселини, като глицинът е най-разпространеният от тях. Открити са също захари, липиди и прекурсори на нуклеинова киселина. Експериментът е повторен няколко пъти през 1953-1954 г. Милър използва две версии на апарата, едната от които, т.нар. "вулканичен", имаше известно стеснение в тръбата, което доведе до ускорен поток от водна пара през разрядната колба, която според него симулира по-добре вулканична активност. Интересно е, че повторният анализ на пробите на Милър, извършен 50 години по-късно от професора и бившия му сътрудник Джефри Бейд (инж. Джефри Л. Бада) използвайки съвременни методи на изследване, откри 22 аминокиселини в проби от „вулканичния“ апарат, тоест много повече, отколкото се смяташе преди.

Милър и Юри основават своите експерименти върху идеи от 50-те години на миналия век за възможния състав на земната атмосфера. След своите експерименти много изследователи проведоха подобни експерименти в различни модификации. Показано е, че дори малки промени в условията на процеса и състава на газовата смес (например добавяне на азот или кислород) могат да доведат до много значителни промени както в получените органични молекули, така и в ефективността на процеса на техния синтез. . В момента въпросът за възможния състав на първичната атмосфера на Земята остава открит. Въпреки това се смята, че високата вулканична активност от онова време също е допринесла за освобождаването на такива компоненти като въглероден диоксид (CO 2), азот, сероводород (H 2 S), серен диоксид (SO 2).

Критика на заключенията от експеримента

Критикуват се изводите за възможността за химическа еволюция, направени въз основа на този експеримент. Основният аргумент на критиците е липсата на единна хиралност в синтезираните аминокиселини. Действително, получените аминокиселини са почти еднаква смес от стереоизомери, докато за аминокиселини с биологичен произход, включително тези, които са част от протеини, преобладаването на един от стереоизомерите е много характерно. Поради тази причина по-нататъшният синтез на сложни органични вещества, лежащи в основата на живота, директно от получената смес е труден. Според критиците, въпреки че синтезът на най-важните органични вещества е ясно демонстриран, широкообхватното заключение за възможността за химическа еволюция, извлечено директно от този експеримент, не е напълно оправдано.

Вижте също

Бележки

литература

  • MILLER S.L. (май 1953 г.). "Производство на аминокиселини при възможни примитивни земни условия". Наука (Ню Йорк, Ню Йорк) 117 (3046): 528–9. PMID 13056598 .
  • MILLER SL, UREY HC (юли 1959 г.). „Синтез на органични съединения на примитивната земя“. Наука (Ню Йорк, Ню Йорк) 130 (3370): 245–51. PMID 13668555 .
  • Lazcano A, Bada JL (юни 2003 г.). "