Зборуваме за тоа зошто не ги сакате експериментите, придобивките од семинарите, благородноста на научниот претпоставен и појавата на живот во позадината на Студената војна во нашиот дел „Историја на науката“.
Стенли Милер е роден во 1930 година во семејство на адвокат и учител. Уште од детството, момчето сакаше да чита, добро учеше, ја сакаше природата и одеше на пешачење со извидници. Следејќи го својот брат, тој влезе на Универзитетот во Калифорнија, исто како него, за да студира хемија. Откако лесно го завршил универзитетскиот курс, тој се преселил на Универзитетот во Чикаго, кој му понудил позиција како асистент (по смртта на неговиот татко, тој повеќе не можел да си дозволи едноставно да студира). Таму започна долга и тешка потрага по тема за понатамошна работа, место каде да го применам моето знаење и бистриот ум.
Сметајќи дека експериментите се „празни, одземаат многу време и не се толку важни“ (или можеби само скапи), Милер се сврте кон теоретските проблеми. Еден од професорите чија работа го привлече вниманието на Милер е Едвард Телер, кој ја проучувал синтезата на хемиските елементи во ѕвездите.
Сепак, Стенли Милер за кој зборуваме денес е „роден“ есента 1951 година, кога почна да посетува семинари со професорот Харолд Ури, веќе во тоа време нобеловец (за откривање на деутериум). Во тоа време, Јури се заинтересирал за космохемијата, еволуцијата на хемиските елементи во ѕвездите и планетите и направил претпоставка за составот на раната атмосфера на Земјата. Тој верувал дека синтезата на органски материи е можна во средини слични на атмосферата на древната Земја. Овие идеи го фасцинирале Милер (толку многу што тој се сеќавал на деталите од предавањата децении подоцна), и тој го однел своето истражување кај Ури.
Харолд Ури
Викимедија комонс
Така, Милер се зафати со проблем што привлече многу научници. Вилијам Харви, Франческо Реди, Луј Пастер, Лазаро Спаланзани, Јакоб Берзелиус, Фридрих Волер расправаа за тоа дали живите суштества би можеле да настанат од неживи суштества (а тоа не се ни сите за кои веќе пишувавме во Историјата на науката).
Контроверзноста не стивна во 20 век. Овде голем придонес даде нашиот сонародник Александар Опарин. Во 1920-тите, тој објави статија „За потеклото на животот“, во која ја изложи својата теорија за потеклото на животот од „исконската супа“. Опарин сугерираше дека појавата на органски супстанции е можна во области со зголемена концентрација на високомолекуларни соединенија. Кога таквите зони добија школка што делумно ги одвојуваше од околината, тие се претворија во коацерватни капки - клучен концепт на теоријата Опарин-Халдан (приближно во исто време, слични идеи беа развиени од британскиот биолог Џон Халдан). Внатре во овие капки може да се формираат едноставни органски материи, проследени со сложени соединенија: протеини, амино киселини. Со апсорпција на супстанции од надворешната средина, капките можат да растат и да се делат.
Сепак, да се вратиме на Милер. Неговиот ентузијазам и желба да организира некој вид експеримент и да ја тестира теоријата на почетокот не наиде на симпатии на Јури: дипломиран студент не треба да се впушта во непознатото, подобро е ако направи нешто поедноставно. На крајот, професорот попуштил, но на Милер му дал една година. Нема да има резултати, ќе треба да се смени темата.
Милер се фатил за работа: ги зел податоците на Ури за составот на раната атмосфера и предложил дека синтезата на соединенијата неопходни за појава на живот може да се стимулира со електрично празнење (се верува дека молњите не биле невообичаени на Земјата во античко време ). Поставувањето се состоеше од две колби поврзани со стаклени цевки. Во долната колба имаше течност, а во горната мешавина од гасови: метан, амонијак и водород - и пареа. Електродите исто така беа поврзани со горната колба, создавајќи електрично празнење. На различни места овој систем се загревал и ладел, а супстанцијата циркулирала непрекинато.
Експеримент Милер-Ури
Викимедија комонс
Една недела подоцна, експериментот беше прекинат и колбата со оладената течност беше отстранета. Милер откри дека 10-15% од јаглеродот се претвора во органска форма. Со помош на хартиена хроматографија забележал траги од глицин (се појавиле на вториот ден од експериментот), алфа и бета аминопропионска киселина, аспарагинска и алфа аминобутерна киселина.
Милер му ги покажа на Уреј овие скромни, но толку значајни резултати (тие ја докажаа можноста за појава на органска материја во услови на раната Земја), а научниците, иако не без проблеми, ги објавија во списанието Science. Само Милер беше наведен како автор, инаку, се плашеше Јури, целото внимание ќе биде насочено кон него, нобеловецот, а не кон вистинскиот автор на откритието.
МОСКВА, 21 јануари – РИА Новости.Американските биолози успешно го повторија еден од најпознатите експерименти од средината на 20 век, таканаречениот експеримент Милер-Ури, и успешно создадоа збир од неколку примарни аминокиселини од наједноставните неоргански соединенија за време на долга хемиска еволуција, вели статија објавена во списанието JoVE.
Условите на планетите во раниот универзум биле погодни за појава на животТемпературата на космичката микробранова позадина 15 милиони години по Големата експлозија била и до 30 степени Целзиусови, поради што планетите, доколку постоеле во тоа време, би можеле да имаат течна вода неопходна за живот.Ерик Паркер од Институтот за технологија Џорџија во Атланта (САД) и неговите колеги се обидоа да повторат една од клучните фази во хемиската еволуција на органската материја на Земјата, следејќи ги стапките на двајца познати биохемичари во светот - Стенли Милер и Харолд. Уреј.
Во средината на 50-тите години на минатиот век, Милер и Уреј експериментално ја тестирале и ја потврдиле вистинитоста на абиогенетската хипотеза за потеклото на животот, чии основи ги формулирал рускиот биолог Александар Опарин во 1922 година.
Милер и Уреј се обиделе да создадат амино киселини од едноставни соединенија како што се вода, амонијак, јаглерод моноксид и метан, создавајќи ги условите што преовладувале на раната Земја. За да го направат ова, тие ја загреаа „примарната супа“ со овие супстанции и поминаа пареа низ колба во која беа вметнати електроди, а потоа ја ладеа. По некое време, амино киселините почнаа да се појавуваат во овој „сируп“.
Во следните години, научниците постојано го повторуваа експериментот Милер-Ури, но процедурите што ги користеа беа премногу сложени и збунувачки за целосно да ги потврдат нивните резултати. Авторите на статијата го проучувале описот на експериментот на Милер и Уреј, го поедноставиле и подготвиле видео во кое објаснуваат како да се спроведе експериментот.
„Нашите резултати покажуваат дека аминокиселините, „градежните блокови на животот“, можат да се формираат под условите што преовладуваа на раната Земја, од причина што неговата експериментална поставеност може да експлодира описот на неговата методологија, тогаш нема да биде целосно јасно како е спроведен експериментот Затоа, подготвивме безбеден метод за спроведување на експериментот за заинтересираните колеги“, заклучува Паркер.
Експериментален дизајн.
Експеримент Милер-Уреје познат класичен експеримент во кој биле симулирани хипотетички услови од раниот период на развој на Земјата за да се тестира можноста за хемиска еволуција. Всушност, ова беше експериментален тест на хипотезата, изнесена претходно од Александар Опарин и Џон Халдан, дека условите што постоеле на примитивната Земја фаворизирале хемиски реакции кои би можеле да доведат до синтеза на органски молекули од неоргански. Беше спроведено во 1953 година од Стенли Милер и Харолд Ури. Апаратот дизајниран за експериментот вклучувал мешавина од гасови што одговараат на тогашните идеи за составот на атмосферата на раната Земја, а низ неа поминувале електрични празнења.
Експериментот Милер-Уреј се смета за еден од најважните експерименти во проучувањето на потеклото на животот на Земјата. Примарната анализа покажа присуство на 5 амино киселини во финалната смеса. Сепак, попрецизната реанализа објавена во 2008 година покажа дека експериментот резултирал со формирање на 22 амино киселини.
Опис на експериментот
Склопениот апарат се состоеше од две колби поврзани со стаклени цевки во еден циклус. Гасот што го исполнуваше системот беше мешавина од метан (CH 4), амонијак (NH 3), водород (H 2) и јаглерод моноксид (CO). Една колба беше половина наполнета со вода, која испаруваше кога ќе се загрее и водена пареа падна во горната колба, каде што електричните празнења се применуваа со помош на електроди, симулирајќи молњски празнења на раната Земја. Преку оладена цевка, кондензираната пареа се враќала во долната колба, обезбедувајќи постојана циркулација.
По една недела континуирано возење велосипед, Милер и Уреј откриле дека 10-15% од јаглеродот се претворил во органска форма. Околу 2% од јаглеродот завршил во форма на амино киселини, а најзастапен е глицинот. Откриени се и шеќери, липиди и прекурсори на нуклеинска киселина. Експериментот беше повторен неколку пати во 1953-1954 година. Милер користел две верзии на апаратот, од кои едната, т.н. „вулкански“, имаше одредено стегање во цевката, што доведе до забрзан проток на водена пареа низ колбата за испуштање, што, според него, подобро симулираше вулканска активност. Интересно, повторната анализа на примероците на Милер, спроведена 50 години подоцна од страна на професорот и неговиот поранешен вработен Џефри Бејд (eng. Џефри Л. Бада) користејќи современи методи на истражување, откри 22 амино киселини во примероците од „вулканскиот“ апарат, односно многу повеќе отколку што се мислеше.
Милер и Уреј ги засновале своите експерименти на идеи од 1950-тите за можниот состав на атмосферата на Земјата. По нивните експерименти, многу истражувачи спроведоа слични експерименти во различни модификации. Се покажа дека дури и мали промени во условите на процесот и составот на гасната мешавина (на пример, додавање на азот или кислород) може да доведат до многу значајни промени и во добиените органски молекули и во ефикасноста на самиот процес на нивната синтеза. . Во моментов, прашањето за можниот состав на примарната атмосфера на Земјата останува отворено. Сепак, се верува дека високата вулканска активност од тоа време, исто така, придонесе за ослободување на такви компоненти како јаглерод диоксид (CO 2), азот, водород сулфид (H 2 S), сулфур диоксид (SO 2).
Критика на заклучоците од експериментот
Заклучоците за можноста за хемиска еволуција направени врз основа на овој експеримент беа критикувани. Главниот аргумент на критичарите е недостатокот на униформа хиралност во синтетизираните амино киселини. Навистина, добиените амино киселини беа речиси еднаква мешавина на стереоизомери, додека аминокиселините од биолошко потекло, вклучувајќи ги и оние вклучени во протеините, се карактеризираат со доминација на еден од стереоизомерите. Поради оваа причина, понатамошната синтеза на сложени органски супстанции кои се во основата на животот директно од добиената мешавина е тешка. Според критичарите, иако синтезата на најважните органски материи е јасно докажана, далекусежниот заклучок за можноста за хемиска еволуција извлечен директно од ова искуство не е целосно оправдан.
Видете исто така
Белешки
Литература
- MILLER SL (мај 1953). „Производство на амино киселини под можни примитивни земјени услови“. Наука (Њу Јорк, Њу Јорк) 117 (3046): 528–9. PMID 13056598.
- MILLER SL, UREY HC (јули 1959). „Синтеза на органски соединенија на примитивната земја“. Наука (Њу Јорк, Њу Јорк) 130 (3370): 245-51. PMID 13668555.
- Lazcano A, Bada JL (јуни 2003). "
Експериментот Милер-Ури е добро познат класичен експеримент кој симулирал хипотетички услови за време на раниот развој на Земјата за да ја тестира можноста за хемиска еволуција. Спроведено во 1953 година од Стенли Милер и Харолд Ури. Апаратот дизајниран за експериментот вклучувал мешавина од гасови што одговараат на тогашните идеи за составот на атмосферата на раната Земја, а низ неа поминувале електрични празнења.
Експериментот Милер-Уреј се смета за еден од најважните експерименти во проучувањето на потеклото на животот на Земјата. Примарната анализа покажа присуство на 5 амино киселини во финалната смеса. Сепак, попрецизната реанализа објавена во 2008 година покажа дека експериментот резултирал со формирање на 22 амино киселини.
Опис на експериментот
Склопениот апарат се состоеше од две колби поврзани со стаклени цевки во еден циклус. Гасот што го исполнуваше системот беше мешавина од метан (CH 4), амонијак (NH 3), водород (H 2) и јаглерод моноксид (CO). Една колба беше половина наполнета со вода, која испаруваше кога ќе се загрее и водена пареа падна во горната колба, каде што електричните празнења се применуваа со помош на електроди, симулирајќи молњски празнења на раната Земја. Преку оладена цевка, кондензираната пареа се враќала во долната колба, обезбедувајќи постојана циркулација.
По една недела континуирано возење велосипед, Милер и Уреј откриле дека 10-15% од јаглеродот се претворил во органска форма. Околу 2% од јаглеродот завршил во форма на амино киселини, а најзастапен е глицинот. Откриени се и шеќери, липиди и прекурсори на нуклеинска киселина. Експериментот беше повторен неколку пати во 1953-1954 година. Милер користел две верзии на апаратот, од кои едната, т.н. „вулкански“, имаше одредено стегање во цевката, што доведе до забрзан проток на водена пареа низ колбата за испуштање, што, според него, подобро симулираше вулканска активност. Интересно, повторната анализа на примероците на Милер, спроведена 50 години подоцна од страна на професорот и неговиот поранешен вработен Џефри Л. претходно се разгледуваше.
Милер и Уреј ги засновале своите експерименти на идеи од 1950-тите за можниот состав на атмосферата на Земјата. По нивните експерименти, многу истражувачи спроведоа слични експерименти во различни модификации. Се покажа дека дури и мали промени во условите на процесот и составот на гасната мешавина (на пример, додавање на азот или кислород) може да доведат до многу значајни промени и во добиените органски молекули и во ефикасноста на самиот процес на нивната синтеза. . Во моментов, прашањето за можниот состав на примарната атмосфера на Земјата останува отворено. Сепак, се верува дека високата вулканска активност од тоа време, исто така, придонесе за ослободување на такви компоненти како јаглерод диоксид (CO 2), азот, водород сулфид (H 2 S), сулфур диоксид (SO 2).
Критика на заклучоците од експериментот
Заклучоците за можноста за хемиска еволуција направени врз основа на овој експеримент беа критикувани.
Како што станува јасно, еден од главните аргументи на критичарите е недостатокот на униформа хиралност во синтетизираните амино киселини. Навистина, добиените амино киселини беа речиси еднаква мешавина на стереоизомери, додека аминокиселините од биолошко потекло, вклучувајќи ги и оние вклучени во протеините, се карактеризираат со доминација на еден од стереоизомерите. Поради оваа причина, понатамошната синтеза на сложени органски супстанции кои се во основата на животот директно од добиената мешавина е тешка. Според критичарите, иако синтезата на најважните органски материи е јасно докажана, далекусежниот заклучок за можноста за хемиска еволуција извлечен директно од ова искуство не е целосно оправдан.
Многу подоцна, во 2001 година, Алан Сагателијан покажа дека самореплицираните пептидни системи се способни ефикасно да ги засилат молекулите со одредена ротација во расемична мешавина, покажувајќи на тој начин дека доминацијата на еден од стереоизомерите може да настане природно. Дополнително, се покажа дека постои можност за спонтана појава на хиралност во обичните хемиски реакции, познати се и методи за синтеза на голем број стереоизомери, вклучувајќи јаглеводороди и аминокиселини, во присуство на оптички активни катализатори. Сепак, ништо од видот експлицитно не се случи во овој експеримент.
Тие се обидуваат да го решат проблемот со хиралноста на други начини, особено преку теоријата за внесување на органска материја од метеорити.
Биохемичарот Роберт Шапиро истакна дека аминокиселините синтетизирани од Милер и Уреј се значително помалку сложени молекули од нуклеотидите. Наједноставната од 20-те амино киселини кои ги сочинуваат природните протеини има само два јаглеродни атоми, а 17 аминокиселини од истата група имаат шест или повеќе. Амино киселините и другите молекули синтетизирани од Милер и Уреј не содржеле повеќе од три јаглеродни атоми. И нуклеотиди никогаш не биле формирани за време на такви експерименти.
резиме на други презентации„Биохемиска еволуција на Опарин“ - 2) Формирање на биополимери, липиди, јаглеводороди од акумулирани органски соединенија во примарните резервоари на Земјата. Суштината на хипотезата беше следнава... Потеклото на животот на Земјата е долг еволутивен процес на формирање на жива материја во длабочините на неживата материја. 1) Синтеза на почетни органски соединенија од неоргански материи во услови на примарна атмосфера на примитивната Земја. Теоријата на Опарин. 1894-1980 година.
„Хипотезата на Опарин“ - Биографија. Хипотезата за спонтано потекло на животот. Хипотеза за биохемиска еволуција. Хипотезата за потеклото на животот на Земјата од А.И. Згрутчување наречени коацерватни капки. Биографија на А.И. Англиски биолог. Александар Иванович Опарин. Концепт. Жива клетка. Теоријата за потеклото на животот на Земјата. Инсталација од Стенли Милер. Формирање на атмосферата на Земјата. Фази на појава на живот на Земјата.
„Теории за биогенеза и абиогенеза“ - Отсуство на живи организми. Теорија на спонтано генерирање. Подемот на класичната доктрина за спонтано генерирање. Теорија на спонтано генерирање. Црви. Фази на појава на живот на Земјата. Амино киселини. Теорија на биохемиска еволуција. Застапници на теоријата на панспермија. Креационизам. Теории за биогенеза и абиогенеза за потеклото на живата материја. Демокрит Англискиот биохемичар и генетичар Џон Халдејн. Опишете ја биохемиската фаза на хемиската еволуција.
„Хемиска еволуција“ - хипотеза за панспермија. Вонземско потекло на микроорганизми. Хипотеза за спонтано генерирање. Геохронологија. Познати се околу 8 милиони хемиски соединенија. Геолошката историја на Земјата е неразделна од нејзината биолошка еволуција. Хемиска еволуција и биогенеза. Геохронолошка скала. Протостар - Сонцето. Сонцето ја загреа внатрешноста. Радиоактивност. Рускиот хемичар А.П. Руденко. Како што се зголемува серискиот број, се намалува распространетоста на елементите.
„Теорија на биохемиска еволуција“ - Животот е создаден од натприродно суштество. Формирање на мембранска структура. Хипотеза за биохемиска еволуција. Хипотеза која го смета животот како резултат на долга еволуција. Третата фаза се карактеризираше со одвојување. Концентрација на супстанции во коацерватни капки. Молекули на многу супстанции. Едноставни молекули. Првите примитивни живи организми. Долги молекули слични на нишки. „Примордијална супа“. Една од главните карактеристики на живите суштества е способноста да се реплицираат.
„Хипотеза за биохемиска еволуција“ - Процесот што доведе до појава на живот на Земјата. Потекло на животот на Земјата. Примарна супа. Милер, Стенли Лојд. Опарин-Халдан теорија. Експеримент на Милер-Ури. Различни аспекти. Услови за потеклото на животот. Хипотеза на А.И. Coacervate капки.
Се вчитува...