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.
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.
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.
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.
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.
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.
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?