Wie und wie, infolge welcher zufälligen Zufälle in Raum und Zeit, die Suche nach unzähligen Varianten der gegenseitigen Anordnung von Atomen, Molekülen und verwandten Feldern - nukleare, schwache und elektromagnetische Wechselwirkungen, zwei Arten von biologischen Polymeren - Proteine und Nukleinsäuren, Was brachte ein wahres Wunder hervor - den modernen genetischen Code?
Es gibt viele Hypothesen und Theorien, die versuchen, die Entstehung dieses hoch Organisierten Systems zu erklären. In der Regel ist der Bezugspunkt die Simulation bestimmter Bedingungen auf der Oberfläche der frühen Erde.
Alle diese Versuche gliedern sich jedoch in die folgenden Fakten: Wie entstand die Primär Struktur, die zunächst aus drei komplexen Hauptsystemen besteht: einem Replika Tor, einer Membran und einem geordneten Proteinsystem? Sie war bereits eine sehr komplexe Einheit. Wie könnte es ohne natürliche Auslese zustande kommen?
Es ist bemerkenswert, dass die chemische Zusammensetzung dieser drei Teile unterschiedlich ist - obwohl DNA- und Proteinmoleküle durch sequenzielles Verbinden von Monomereinheiten in langen Ketten gleichermaßen gebildet werden, besteht die erste jedoch aus Nukleotiden und die zweite aus Aminosäuren. Es sollte auch beachtet werden, dass die praktische Modellierung der Umgebungsbedingungen, die in der frühen Erde existierten, niemals die Wege der Bildung dieser Monomere aufgezeigt hat.
So haben die amerikanischen Physikochemiker Harold Yuri und Stanley Miller in den Experimenten von 1953 gezeigt, wie solche Nukleotide gebildet werden können. Sie leiteten elektrische Entladungen durch Gemische von Gasen, die wahrscheinlich in der Primär Atmosphäre der Erde vorhanden sind, und stellten fest, dass sie zusammen mit anderen Verbindungen Aminosäuren bildeten - die gleichen wurden bei der Untersuchung des Murchison-Meteoriten entdeckt, der 1969 nach Australien fiel. Einige Forscher konnten davon ausgehen, dass alle "Bausteine des Lebens" leicht in Experimenten gewonnen oder aus Meteoriten gewonnen werden können. Alles ist jedoch viel komplizierter. Aminosäuren, einschließlich der von Miller und Yuri synthetisierten, sind deutlich weniger komplexe Moleküle als Nukleotide. Sie alle enthalten eine Aminen (NH2) und Carboxygruppe (COOH), die an dasselbe Kohlenstoffatom gebunden sind. Die einfachste dieser 20 Aminosäuren, die Teil natürlicher Proteine sind, hat nur zwei Kohlenstoffatome, und 17 Aminosäuren in derselben Gruppe haben sechs oder mehr. Aminosäuren und andere von Miller und Yuri synthetisierte Moleküle enthielten nicht mehr als drei Kohlenstoffatome. Und Nukleotide bei solchen Experimenten wurden nie gebildet. Sie kommen in den untersuchten Meteoriten nicht vor. Offensichtlich ist die unbelebte Natur durch die Tendenz gekennzeichnet, Moleküle mit möglichst wenigen Kohlenstoffatomen zu bilden, und es wurde kein Hinweis auf die für die gegenwärtigen Lebensformen erforderliche Nukleotidbildung gefunden.
Darüber hinaus verwendete Miller erfahrungsgemäß ein Gasgemisch aus Ammoniak, Methan, Wasserstoff und Wasserdampf (laut Miller überwog dieses Gemisch in der Primäratmosphäre der Erde). Da diese Gase unter natürlichen Bedingungen nicht reagieren konnten, setzte er sie elektrischer Energie aus und simulierte Blitzentladungen, aus denen in der frühen Atmosphäre Energie gewonnen werden sollte. Bei 100ºC wurde die Mischung eine Woche lang gekocht und systematisch elektrischen Entladungen ausgesetzt. Ende der Woche ergab eine Analyse der Chemosynthese, dass von den zwanzig Aminosäuren, die die Basis eines Proteins bilden, nur drei gebildet wurden.
Somit waren die im Experiment erhaltenen Moleküle "unbelebt".
In den nächsten 20 Jahren setzten bekannte Forscher von Fox, Ponnampurum, das Miller-Experiment fort. Die Ergebnisse der Arbeiten zur Wiederherstellung der ursprünglichen Erdatmosphäre in Millers Experiment waren jedoch traurig. Es wurde festgestellt, dass die "Atmosphäre" in Millers Experiment ein Schwindel war. Wissenschaftler waren sich einig, dass die frühe Atmosphäre der Erde nicht aus Methan und Ammoniak bestand, sondern aus Stickstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf, und Millers Experiment war nichts weiter als eine Fälschung.
Außerdem wurde in diesen Versuchen, um Aminosäuren zu erhalten, Ammoniak fertiggestellt, und es wird nur unter Bedingungen von hohem Druck und hoher Temperatur aus einem Gemisch von Wasserstoff und Stickstoff in Gegenwart eines Katalysator-Eisenschwamms unter zwingender Abwesenheit von Wasser und Schwefeldampf und Wasser gebildet auf der Erde war es schon immer. Und Wasserstoff (in seiner freien Form) war schon immer niedrig - er verdunstet in den Weltraum.
Zwischen einfachen Chemikalien und Vorläufern biogener Moleküle besteht eine Lücke. Weiterhin wurde absolut nicht berücksichtigt, dass die gebildeten Aminosäuren sofort durch den Kühlfallenmechanismus isoliert wurden. Andernfalls würden die Bedingungen der Umgebung, in der die Aminosäuren gebildet wurden, diese Moleküle sofort zerstören. Miller verwendete im Experiment den Kühlfallenmechanismus, dh die gebildeten Aminosäuren wurden sofort aus der Umgebung isoliert. Wenn dieser Mechanismus nicht vorhanden wäre, würden die atmosphärischen Bedingungen diese Moleküle sofort zerstören. Natürlich gab es in der primären Umwelt der Erde keinen solchen bewussten Mechanismus, der Aminosäuren vor Zerstörung schützen könnte.
Die Fortsetzung folgt: