Найти в Дзене

Эксперимент Миллера – Юри, или Как возникла жизнь на Земле?

Оглавление

Вопрос о том, как на Земле зародилась жизнь, не оставляет людей тысячи лет. И если верующие объясняют это божественным вмешательством, то ученые идут намного дальше и не оставляют попыток отгадать эту загадку с помощью всевозможных экспериментов. Один из них провели в 1953 году Миллер и Юри, и он стал важнейшей вехой в изучении появления жизни.

Предпосылки

Планета Земля имеет возраст 4,5 млрд лет – почти такой же, как у Солнца и всей Солнечной системы. Когда-то она была огромным безжизненным камнем, на котором не существовало органики. Но около 3,9 млрд лет назад на планете впервые зародилась жизнь. И за прошедшие годы она развилась, усовершенствовалась, приняв всевозможные формы – от крошечных бактерий до такой сложнейшей структуры, как человек.

Первичный бульон
Первичный бульон

Но как же вышло, что из неживого появилось живое? Этот вопрос не дает покоя ученым всего мира. В науке есть специальный термин: абиогенез. Он как раз и обозначает превращение неживой природы в живую или образование органических соединений вне организма.

В 1924 году советский биолог и биохимик Александр Опарин издал статью «Происхождение жизни». В ней он предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самостоятельно появляться коацерваты – многомолекулярные комплексы.

Александр Опарин
Александр Опарин

А если проще, то в первичном океане, существовавшем миллиарды лет назад на Земле (также известном как первичный бульон) производные углеводородов могли подвергаться сложным превращениям при воздействии внешних факторов. Таким образом формировались углеводы – органические вещества.

Опарин был не единственным ученым, выдвигавшим подобную гипотезу. Те же идеи высказывал британский биолог Джон Холдейн. Поэтому сегодня идея возникновения жизни в первичном бульоне известна как теория Опарина – Холдейна. Именно она стала предпосылкой для эксперимента Миллера – Юри.

Ход эксперимента

Исследование провел в 1953 году американский химик Гарольд Юри, а ассистировал ему молодой, но талантливый аспирант Стэнли Миллер. Чтобы подтвердить или опровергнуть концепцию первичного бульона, ученые создали установку из двух стеклянных колб, соединенных трубками.

Схема установки
Схема установки

Первая, нижняя, колба была наполнена водой: она и послужила древним океаном или «первичным бульоном». Колба подогревалась, чтобы вода (как и на древней Земле) могла испаряться и вступать в виде газа в реакции с содержимым второй (верхней) колбы. А в этой второй колбе находились газы, которые, по предположению ученых, присутствовали в атмосфере древней Земли: метан, аммиак, водород и монооксид углерода.

К тому же ученые пропускали через верхнюю колбу с газами электрический ток, ведь на Земле уже и в то время регулярно случались грозы и били молнии. Испаряясь из колбы с океаном-«бульоном», материал поступал в верхнюю колбу, подвергался электрическим разрядам и вступал в реакции с газами, а затем охлаждался и вновь падал в исходную колбу (стандартный круговорот воды в природе). Таким образом был обеспечен непрерывный цикл реакций.

Гарольд Юри
Гарольд Юри

Уже через неделю Юри и Миллер обнаружили, что в колбе образовалась неизвестная коричневатая субстанция. При ее анализе оказалось, что около 15% углерода в материале перешло в органическую форму, а 2% образовали пять видов аминокислот – главных «строительных материалов» белка.

Новые данные

Эксперимент повторили как сами Юри и Миллер, так и другие ученые разных стран, создавая различные устройства и немного меняя условия. В наше время – а точнее, в 2008 году – были проведены новые испытания, в результате которых образовалось уже не пять аминокислот, а целых 22. Главная цель эксперимента была достигнута: органика действительно могла зародиться самопроизвольно из неживого материала – при определенных условиях.

Стэнли Миллер
Стэнли Миллер

Правда, не все так просто. За прошедшие со времени эксперимента 70 лет наши представления о первичном положении дел на Земле заметно расширились. Было доказано, что условия, созданные Миллером и Юри, не вполне соответствовали тем, что были на планете на заре зарождения жизни.

Так что исследования в этой области продолжаются, появляются новые гипотезы. Например, сейчас ученые пытаются подвергать «первичный бульон» протонному обстрелу. Считается, что Солнце в то время было тусклее, но зато активнее, так что жизнь могла зародиться благодаря «атакам» протонов, которые провоцировали химические реакции с дальнейшим возникновением аминокислот.

-6

Но в любом случае эксперимент Миллера – Юри имел огромное значение для науки. Именно он направил ученых в нужную сторону и лег в основу многих дальнейших исследований происхождения жизни на Земле.

________________________

Спасибо за внимание! :) Также читайте: Теория Мальтуса, или Грозит ли Земле перенаселение?