מדענים שיחזרו ניסוי קלאסי של מקור החיים וגילו תגלית חדשה

בשנת 1952, כימאי מאוניברסיטת שיקגו בשם סטנלי מילר והיועץ שלו, הרולד אורי, מנוהל ניסוי מפורסם. התוצאות שלהם, שפורסמו בשנה שלאחר מכן, סיפקו את ההוכחה הראשונה לכך שהמולקולות האורגניות המורכבות הנחוצות להופעתם של חיים (אביוגנזה) יכול להיווצר באמצעות מבשרים אנאורגניים פשוטים יותר, המייסדים בעצם את תחום הכימיה הפרה-ביוטית. כעת צוות של מדענים ספרדים ואיטלקים שיחזר את הניסוי המכונן וגילה גורם תורם שמילר ואורי החמיצו. לפי נייר חדש שפורסמו בכתב העת Scientific Reports, מינרלים בזכוכית בורוסיליקט המשמשת לייצור הצינורות והצלוחיות לניסוי מאיצים את הקצב שבו נוצרות מולקולות אורגניות.

בשנים 1924 ו-1929, בהתאמה, אלכסנדר אופרין ו-J.B.S. האלדן שיער שיהיו התנאים על כדור הארץ הפרימיטיבי שלנו העדיפו את סוג התגובות הכימיות שיכולות לסנתז מולקולות אורגניות מורכבות ממבשרים אנאורגניים פשוטים - הידועים לפעמים בשם ה "

מרק קדמון"השערה. חומצות אמינו נוצרו תחילה, והפכו לאבני הבניין שבשילובם יצרו פולימרים מורכבים יותר.

מילר הקים מנגנון לבדיקת השערה זו על ידי הדמיית מה שמדענים באותה תקופה האמינו שהאטמוספירה המקורית של כדור הארץ עשויה להיות. הוא אטם מתאן, אמוניה ומימן בתוך בקבוק זכוכית סטרילי של 5 ליטר בורוסיליקט, המחובר לבקבוק שני של 500 מ"ל מלא למחצה במים. אחר כך חימם מילר את המים, ויצר אדים, שבתורו עברו לתוך הבקבוק הגדול יותר המלא בכימיקלים, ויצר אווירה מיני-ראשונית. היו גם ניצוצות חשמליים מתמשכים שנורו בין שתי אלקטרודות כדי לדמות תאורה. ואז ה"אטמוספירה" התקררה, מה שגרם לאדים להתעבות בחזרה למים. המים זלגו למטה לתוך מלכודת בתחתית המכשיר.

הפתרון הזה הפך לוורוד לאחר יום אחד ואדום עמוק לאחר שבוע. בשלב זה, מילר הסיר את הבקבוק הרותח והוסיף בריום הידרוקסיד וחומצה גופרתית כדי לעצור את התגובה. לאחר אידוי התמיסה כדי להסיר כל זיהומים, מילר בדק את מה שנשאר באמצעות כרומטוגרפיה נייר. כל החיים המוכרים מורכבים מ-20 חומצות אמינו בלבד. הניסוי של מילר יצר חמש חומצות אמינו, אם כי הוא היה פחות בטוח לגבי התוצאות עבור שתיים מהן.

כאשר מילר הראה את תוצאותיו לאורי, האחרון הציע שיש לפרסם מאמר בהקדם האפשרי. (אורי היה בכיר אך סירב בנדיבות להירשם ככותב שותף, שמא זה יוביל לכך שמילר יקבל מעט קרדיט על העבודה). הופיע ב-1953 בכתב העת Science. "רק הדלקת הניצוץ בניסוי פרה-ביוטי בסיסי תניב 11 מתוך 20 חומצות אמינו", מילר אמר בראיון ב-1996. המנגנון המקורי מוצג במוזיאון הטבע והמדע של דנבר מאז 2013.

מילר מת ב-2007. זמן קצר לפני שעבר, אחד מתלמידיו, ג'פרי באדה, כיום באוניברסיטת סן דייגו, ירש את כל הציוד המקורי של המנטור שלו. זה כלל כמה קופסאות מלאות בבקבוקונים של שאריות מיובשות מהניסוי המקורי. הדגימות הללו מ-1952 נותחו מחדש בשנה שלאחר מכן באמצעות שיטות הכרומטוגרפיה העדכניות ביותר, וחשפו שהניסוי המקורי הפיק למעשה אפילו יותר תרכובות (25) ממה שדווח ב- זְמַן.

מילר ביצע גם ניסויים נוספים המדמים תנאים דומים לאלה של התפרצות געשית עשירה באדי מים, שכללו ריסוס קיטור מזרבובית בפריקת הניצוץ. באדה וכמה עמיתים ניתח מחדש את הדגימות המקוריות גם מהניסויים האלה, ומצא שהסביבה הזו יצרה 22 חומצות אמינו, חמישה אמינים וכמה מולקולות הידרוקסילתיות. אז הניסויים המקוריים היו מוצלחים אפילו יותר ממה שמילר ואורי הבינו.

היו הרבה הרבה יותר ניסויים על אביוגנזה במהלך העשורים שלאחר מכן, אבל מחבר שותף חואקין קריאדו-רייס מאוניברסידד דה גרנדה בספרד ומשתפי הפעולה שלו חשבו שגורם פוטנציאלי אחד התעלם: תפקידה של זכוכית הבורוזיליקט שכללה את הצלוחיות והצינורות שהיו למילר. בשימוש. הם ציינו שהאטמוספירה המדומה של מילר הייתה בסיסית ביותר, מה שאמור לגרום לסיליקה להתמוסס. "לכן, ניתן היה לצפות שבמגע של המים הבסיסיים עם הדופן הפנימית של בקבוק הבורוזיליקט, אפילו הזכוכית המחוזקת הזו תתמוסס מעט, תשחרר סיליקה ועקבות של תחמוצות מתכות אחרות [לאדים]," הכותבים כתבתי.