Millerov-Ureyho experiment

Stanley Miller

Millerov-Ureyho experiment je označenie pre chemický experiment snažiaci sa simulovať samovoľný vznik základných chemických zlúčenín (aminokyselín) potrebných pre existenciu života v predpokladanom zložení vtedajšej atmosféry Zeme. Realizáciu robil v 1952 postgraduálny študent Stanley Miller pod mentorovaním Harolda Ureyho. Pokus vzbudil veľký ohlas a býva považovaný za základný v problematike abiogenézy. Z 20 potrebných aminokyselín sa v pokuse objavilo najprv 5 a neskôr približne polovica počtu. Avšak neskôr sa stalo známe a momentálne už aj všeobecne prijímané, že primerane nevysvetľuje vznik nášho života. Chemické zloženie vtedajšej atmosféry Zeme bolo totiž úplne odlišné od princípov potrebných na reakcie v Millerovom-Ureyho zariadení. Zostáva ale významným pokusom a stále je publikovaný v odbornej aj populárnej literatúre zaoberajúcej sa vznikom života na Zemi.

Mechanizmus experimentu

Schéma experimentu

Experiment za čas svojej aktivity (cca 1 týždeň) sa snažil simulovať predpokladané podmienky na Zemi v jej počiatkoch. Myslelo sa, že základné stavebné prvky pre život – aminokyseliny a spájaním vznikajúce bielkoviny – sa vytvorili v tekutom prostredí zo základných zlúčenín alebo prvkov, ktoré boli v ňom a vo vtedajšej atmosfére, za prítomnosti bleskov či striedania teplôt a premiešavania. Vzniknuté aminokyseliny mali v tesnej blízkosti v tejto tzv. „prapolievke“ reagovať a postupne sa zlučovať a vytvárať bielkoviny a z tých mali vzniknúť prvé živé organizmy. Kvapalnú zmes preto tvorili voda a za predpokladané zloženie vtedajšej atmosféry sa považovali vodík, amoniak, metán a voda. Blesky boli simulované elektrickými výbojmi. Aj zmes prvkov v tekutine aj v atmosfére bola niekoľko ráz menená s cieľom vyskúšať závislosť vzniku aminokyselín od vstupných parametrov. Nie všetky zmesi vytvárali zlúčeniny pre život, bola potrebná „reaktívna“ zmes a až táto tzv. „redukčná atmosféra“ umožňovala syntézu zložitejších chemických zlúčenín. Vytvorilo sa cca 5 aminokyselín. V stopových množstvách vzniklo viac aminokyselín, ale Miller to ešte nemohol zistiť, až súčasné merania.

Význam a limity

Vysvetlenie experimentu

Experiment priniesol prvý experimentálny dôkaz, že aminokyseliny – prvé stavebné prvky potrebné pre žijúce organizmy - môžu vznikať pri obyčajných prírodných javoch. Zároveň sa zistilo, že nevznikajú vždy, a musia byť predsa splnené určité predpoklady na zloženie atmosféry a tekutiny. Priniesol aj zoznam aminokyselín, ktoré vznikajú, v akých množstvách a ktoré nevznikajú, ich pomer a parametre – všetky aminokyseliny boli aj ľavotočivé aj pravotočivé, ale živé organizmy majú len ľavotočivú formu a to týmto experimentom nevieme vysvetliť! Aminokyseliny navyše reagovali v tekutine s inými zlúčeninami a nie je jasné, či by boli preto schopné reagovať navzájom, aby vznikali bielkoviny. Či experiment vysvetlil objavenie sa života na Zemi nevieme aj preto, lebo veľmi závisí od nastavenia prvkov v atmosfére - treba zmes, čo znemožní oxidáciu alebo sa tam nesmie vyskytovať kyslík. Toto sa však stalo veľmi otázne, lebo v súčasnosti sa domnievame, že atmosféra Zeme aj v minulosti sa skladala z úplne iných prvkov než Millerov experiment a tie neumožňujú priebeh reakcií, čo boli v ňom! Bielkoviny sa nezistili, aj preto nevieme, či samotná existencia potrebných aminokyselín je postačujúca pre vznik zložitejších látok pre živé organizmy. Minulá atmosféra Zeme mohla oveľa prvšie tiež mať kyslík v masových pomeroch, čo ale nám priniesli len súčasné merania! Experiment stále ale znamená významný(!) posun v snahe porozumieť vzniku života na Zemi.

Pozri aj

• Abiogenéza

Literatúra

• Miller, Stanley L. (1953). "Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions" (PDF). Science. 117 (3046): 528–9. Bibcode:1953Sci...117..528M. doi:10.1126/science.117.3046.528. PMID 13056598 [1]
• JOHNSON, P. E.: Spor o Darwina. Návrat domů Praha 1996
• Strobel, L.: Kauza Stvoriteľ. Porta Libri Bratislava 2002

Externé odkazy

• Bada, Jeffrey L. (2000). "Stanley Miller's 70th Birthday" (PDF). Origins of Life and Evolution of the Biosphere. Netherlands: Kluwer Academic Publishers. 30: 107–12. doi:10.1023/A:1006746205180 [2]
• "Exobiology: An Interview with Stanley L. Miller". Accessexcellence.org. Archived from the original on May 18, 2008. [3]
• Scaillet, Bruno; Gaillard, Fabrice (2011). "Earth science: Redox state of early magmas". Nature. 480 (7375): 48–49. doi:10.1038/480048a. PMID 22129723. [4]
• Miller, Stanley L.; Harold C. Urey (1959). "Organic Compound Synthesis on the Primitive Earth". Science. 130 (3370): 245–51. Bibcode:1959Sci...130..245M. doi:10.1126/science.130.3370.245. PMID 13668555. Miller states that he made "A more complete analysis of the products" in the 1953 experiment, listing additional results. [5]

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Miller–Urey experiment na anglickej Wikipédii.