Опыт миллера. Ученые успешно повторили эксперимент по зарождению аминокислот Эксперимент связанный с механизмом идеализации проводил миллер

Молекулы, необходимые для жизни, могли возникать в ходе химических реакций на заре развития Земли.

4,5 миллиарда лет назад, когда возникла Земля, она представляла собой раскаленный безжизненный шар. Сегодня же на ней в изобилии встречаются разные формы жизни. В связи с этим возникает вопрос: какие изменения происходили на нашей планете с момента ее образования и по сегодняшний день, и главное - как на безжизненной Земле возникли молекулы, образующие живые организмы? В 1953 году в Чикагском университете был поставлен эксперимент, сегодня ставший классическим. Он указал ученым путь к ответу на этот фундаментальный вопрос.

В 1953 году Гарольд Юри был уже Нобелевским лауреатом, а Стэнли Миллер - всего лишь его аспирантом. Идея эксперимента Миллера была простой: в полуподвальной лаборатории он воспроизвел атмосферу древнейшей Земли, какой она была по мнению ученых, и со стороны наблюдал за тем, что происходит. При поддержке Юри он собрал простой аппарат из стеклянной сферической колбы и трубок, в котором испарявшиеся вещества циркулировали по замкнутому контуру, охлаждались и вновь поступали в колбу. Миллер заполнил колбу газами, которые, по мнению Юри и русского биохимика Александра Опарина (1894–1980), присутствовали в атмосфере на заре формирования Земли, - водяным паром, водородом, метаном и аммиаком. Чтобы сымитировать солнечное тепло, Миллер нагревал колбу на бунзеновской горелке, а чтобы получить аналог вспышек молний - вставил в стеклянную трубку два электрода. По его замыслу, материал, испаряясь из колбы, должен был поступать в трубку и подвергаться воздействию электрического искрового разряда. После этого материал должен был охлаждаться и возвращаться в колбу, где весь цикл начинался вновь.

После двух недель работы системы жидкость в колбе стала приобретать темный красно-коричневый оттенок. Миллер провел анализ этой жидкости и обнаружил в ней аминокислоты - основные структурные единицы белков . Так у ученых появилась возможность изучать происхождение жизни с точки зрения основных химических процессов. Начиная с 1953 года с помощью усложненных вариантов эксперимента Миллера-Юри, как стали его с тех пор называть, были получены все виды биологических молекул - включая сложные белки, необходимые для клеточного метаболизма, и жировые молекулы, называемые липидами и образующие мембраны клетки. По-видимому, тот же результат мог бы быть получен и при использовании вместо электрических разрядов других источников энергии - например, тепла и ультрафиолетового излучения. Так что почти не остается сомнений в том, что все компоненты, необходимые для сборки клетки, могли быть получены в химических реакциях, происходивших на Земле в древнейшие времена.

Ценность эксперимента Миллера-Юри состоит в том, что он показал, что вспышки молний в атмосфере древней Земли за несколько сот миллионов лет могли вызвать образование органических молекул, попадавших вместе с дождем в «первичный бульон» (см. также Теория эволюции). Не установленные до сих пор химические реакции, происходящие в этом «бульоне», могли привести к образованию первых живых клеток. В последние годы возникают серьезные вопросы по поводу того, как развивались эти события, в частности подвергается сомнению присутствие аммиака в атмосфере древнейшей Земли. Кроме того, предложено несколько альтернативных сценариев, которые могли привести к образованию первой клетки, начиная от ферментативной активности биохимической молекулы РНК и кончая простыми химическими процессами в океанских глубинах. Некоторые ученые даже предполагают, что происхождение жизни имеет отношение к новой науке о

«Биохимическая эволюция Опарина» - 2) Формирование в первичных водоемах Земли из накопившихся органических соединений биополимеров, липидов, углеводородов. Суть гипотезы сводилась к следующему… Зарождение жизни на Земле - длительный эволюционный процесс становления живой материи в недрах неживой. 1) Синтез исходных органических соединений из неорганических веществ в условиях первичной атмосферы первобытной Земли. Теория Опарина. 1894-1980.

«Гипотеза Опарина» - Биография. Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни. Гипотеза биохимической эволюции. Гипотеза возникновения жизни на Земле А.И.Опарина. Сгустки, называемые коацерватными каплями. Биография А.И.Опарина. Английский биолог. Александр Иванович Опарин. Концепция. Живая клетка. Теория возникновения жизни на Земле. Установка Стэнли Миллера. Формирование атмосферы Земли. Этапы возникновения жизни на Земле.

«Теории биогенеза и абиогенеза» - Отсутствие живых организмов. Теория самопроизвольного зарождения. Расцвет классического учения о самозарождении. Теория спонтанного зарождения. Черви. Этапы возникновения жизни на Земле. Аминокислоты. Теория биохимической эволюции. Сторонники теории панспермии. Креационизм. Теории биогенеза и абиогенеза о происхождении живого вещества. Демокрит. Английский биохимик и генетик Джон Холдейн. Охарактеризуйте биохимическую стадию химической эволюции.

«Химическая эволюция» - Гипотеза панспермии. Внеземное происхождение микроорганизмов. Гипотеза самозарождения. Геохронология. Известно около 8 млн. химических соединений. Геологическая история Земли неотделима от её биологической эволюции. Химическая эволюция и биогенез. Геохронологическая шкала. Протозвезда - Солнце. Солнце нагревало внутреннюю часть. Радиоактивность. Российский химик А.П. Руденко. С ростом порядкового номера распространенность элементов убывает.

«Теория биохимической эволюции» - Жизнь была создана сверхъестественным существом. Образование мембранной структуры. Гипотеза биохимической эволюции. Гипотеза, рассматривающая жизнь как результат длительной эволюции. Третий этап характеризовался выделением. Концентрация веществ в коацерватных каплях. Молекулы многих веществ. Простые молекулы. Первые примитивные живые организмы. Длинные нитеобразные молекулы. «Первичный бульон». Одним из основных признаков живого является способность к репликации.

«Гипотеза биохимической эволюции» - Процесс, приведший к возникновению жизни на Земле. Происхождения жизни на Земле. Первичный бульон. Миллер, Стэнли Ллойд. Теория Опарина - Холдейна. Эксперимент Миллера - Юри. Разные аспекты. Условия для зарождения жизни. Гипотеза А. И. Опарина. Коацерватные капли.

О том, что условия, существовавшие на примитивной Земле, способствовали химическим реакциям, которые могли привести к синтезу органических молекул из неорганических. Был проведён в 1953 году Стэнли Миллером и Гарольдом Юри . Аппарат, спроектированный для проведения эксперимента, включал смесь газов, соответствующую тогдашним представлениям о составе атмосферы ранней Земли, и пропускавшиеся через неё электрические разряды.

Эксперимент Миллера - Юри считается одним из важнейших опытов в исследовании происхождения жизни на Земле. Первичный анализ показал наличие в конечной смеси 5 аминокислот . Однако, более точный повторный анализ, опубликованный в 2008 году , показал, что эксперимент привёл к образованию 22 аминокислот.

Описание эксперимента

Собранный аппарат представлял собой две колбы, соединённые стеклянными трубками в цикл. Заполнявший систему газ представлял собой смесь из метана (CH 4), аммиака (NH 3), водорода (H 2) и монооксида углерода (CO). Одна колба была наполовину заполнена водой, которая при нагревании испарялась и водные пары попадали в верхнюю колбу, куда с помощью электродов подавались электрические разряды, имитирующие разряды молний на ранней Земле. По охлаждаемой трубке конденсировавшийся пар возвращался в нижнюю колбу, обеспечивая постоянную циркуляцию.

После одной недели непрерывного цикла Миллер и Юри обнаружили, что 10-15 % углерода перешло в органическую форму. Около 2 % углерода оказались в виде аминокислот, причём глицин оказался наиболее распространённой из них. Были также обнаружены сахара , липиды и предшественники нуклеиновых кислот . Эксперимент повторялся несколько раз в 1953-1954 годах. Миллер использовал два варианта аппарата, один из которых, т. н. «вулканический», имел определённое сужение в трубке, что приводило к ускоренному потоку водных паров через разрядную колбу, что, по его мнению, лучше имитировало вулканическую активность. Интересно, что повторный анализ проб Миллера, проведённый через 50 лет профессором и его бывшим сотрудником Джеффри Бейдом (англ. Jeffrey L. Bada ) с использованием современных методов исследования, обнаружил в пробах из «вулканического» аппарата 22 аминокислоты, то есть гораздо больше, чем считалось ранее.

Критика выводов эксперимента

Выводы о возможности химической эволюции, сделанные на основании данного эксперимента, подвергаются критике. Основным аргументом критиков является отсутствие единой хиральности у синтезированных аминокислот. Действительно, полученные аминокислоты представляли собой практически равную смесь стереоизомеров , в то время как для аминокислот биологического происхождения, в том числе входящих в состав белков, весьма характерно преобладание одного из стереоизомеров. По этой причине дальнейший синтез сложных органических веществ, лежащих в основе жизни, непосредственно из полученной смеси затруднён. По мнению критиков, хотя синтез важнейших органических веществ был явно продемонстрирован, далекоидущий вывод о возможности химической эволюции, сделанный непосредственно из этого опыта, не вполне обоснован.

См. также

Примечания

Литература

• MILLER SL (May 1953). «A production of amino acids under possible primitive earth conditions ». Science (New York, N.Y.) 117 (3046): 528–9. PMID 13056598 .
• MILLER SL, UREY HC (July 1959). «Organic compound synthesis on the primitive earth ». Science (New York, N.Y.) 130 (3370): 245–51. PMID 13668555 .
• Lazcano A, Bada JL (June 2003). «The 1953 Stanley L. Miller experiment: fifty years of prebiotic organic chemistry ». Origins of life and evolution of the biosphere: the journal of the International Society for the Study of the Origin of Life 33 (3): 235–42. PMID 14515862 .
• Johnson AP, Cleaves HJ, Dworkin JP, Glavin DP, Lazcano A, Bada JL (October 2008). «The Miller volcanic spark discharge experiment». Science (New York, N.Y.) 322 (5900): 404. DOI :10.1126/science.1161527 . PMID 18927386 .

Ссылки

• Получены новые результаты старого эксперимента Стэнли Миллера
• A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions by Stanley L. Miller
• A simulation of the Miller–Urey Experiment along with a video Interview with Stanley Miller by Scott Ellis from CalSpace (UCSD)
• Origin-Of-Life Chemistry Revisited: Reanalysis of famous spark-discharge experiments reveals a richer collection of amino acids were formed
• Сотворение мира: молекулы жизни из молекул смерти - Статья проф. Л. А. Громова

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Эксперимент Миллера - Юри" в других словарях:

Схема эксперимента. Эксперимент Миллера Юри известный классический эксперимент, в котором симулировались гипотетические условия раннего периода … Википедия

Схема эксперимента. Эксперимент Миллера Юри известный классический эксперимент, в котором симулировались гипотетические условия раннего периода развития Земли для проверки возможности химической эволюции. Фактически это был экспериментальный тест … Википедия

Молекулы, необходимые для жизни, могли возникать в ходе химических реакций на заре развития Земли.

4,5 миллиарда лет назад, когда возникла Земля, она представляла собой раскаленный безжизненный шар. Сегодня же на ней в изобилии встречаются разные формы жизни. В связи с этим возникает вопрос: какие изменения происходили на нашей планете с момента ее образования и по сегодняшний день, и главное - как на безжизненной Земле возникли молекулы, образующие живые организмы? В 1953 году в Чикагском университете был поставлен эксперимент, сегодня ставший классическим. Он указал ученым путь к ответу на этот фундаментальный вопрос.

В 1953 году Гарольд Юри был уже Нобелевским лауреатом, а Стэнли Миллер - всего лишь его аспирантом. Идея эксперимента Миллера была простой: в полуподвальной лаборатории он воспроизвел атмосферу древнейшей Земли, какой она была по мнению ученых, и со стороны наблюдал за тем, что происходит. При поддержке Юри он собрал простой аппарат из стеклянной сферической колбы и трубок, в котором испарявшиеся вещества циркулировали по замкнутому контуру, охлаждались и вновь поступали в колбу. Миллер заполнил колбу газами, которые, по мнению Юри и русского биохимика Александра Опарина (1894–1980), присутствовали в атмосфере на заре формирования Земли, - водяным паром, водородом, метаном и аммиаком. Чтобы сымитировать солнечное тепло, Миллер нагревал колбу на бунзеновской горелке, а чтобы получить аналог вспышек молний - вставил в стеклянную трубку два электрода. По его замыслу, материал, испаряясь из колбы, должен был поступать в трубку и подвергаться воздействию электрического искрового разряда. После этого материал должен был охлаждаться и возвращаться в колбу, где весь цикл начинался вновь.

После двух недель работы системы жидкость в колбе стала приобретать темный красно-коричневый оттенок. Миллер провел анализ этой жидкости и обнаружил в ней аминокислоты - основные структурные единицы белков . Так у ученых появилась возможность изучать происхождение жизни с точки зрения основных химических процессов. Начиная с 1953 года с помощью усложненных вариантов эксперимента Миллера-Юри, как стали его с тех пор называть, были получены все виды биологических молекул - включая сложные белки, необходимые для клеточного метаболизма, и жировые молекулы, называемые липидами и образующие мембраны клетки. По-видимому, тот же результат мог бы быть получен и при использовании вместо электрических разрядов других источников энергии - например, тепла и ультрафиолетового излучения. Так что почти не остается сомнений в том, что все компоненты, необходимые для сборки клетки, могли быть получены в химических реакциях, происходивших на Земле в древнейшие времена.

Ценность эксперимента Миллера-Юри состоит в том, что он показал, что вспышки молний в атмосфере древней Земли за несколько сот миллионов лет могли вызвать образование органических молекул, попадавших вместе с дождем в «первичный бульон» (см. также Теория эволюции). Не установленные до сих пор химические реакции, происходящие в этом «бульоне», могли привести к образованию первых живых клеток. В последние годы возникают серьезные вопросы по поводу того, как развивались эти события, в частности подвергается сомнению присутствие аммиака в атмосфере древнейшей Земли. Кроме того, предложено несколько альтернативных сценариев, которые могли привести к образованию первой клетки, начиная от ферментативной активности биохимической молекулы РНК и кончая простыми химическими процессами в океанских глубинах. Некоторые ученые даже предполагают, что происхождение жизни имеет отношение к новой науке о сложных адаптивных системах и что не исключено, что жизнь - это неожиданное свойство материи, возникающие скачкообразно в определенный момент и отсутствующее у ее составных частей. В наши дни эта область знаний переживает период бурного развития, в ней появляются и проходят проверку различные гипотезы. Из этого водоворота гипотез должна появиться теория о том, как же возникли наши самые далекие предки.

См. также:

Stanley Lloyd Miller, р. 1930

Американский химик. Родился в Окленде, штат Калифорния, получил образование в Калифорнийском университете в Беркли и в Чикагском университете. Начиная с 1960 года профессиональная деятельность Миллера была в основном связана с Калифорнийским университетом в Сан-Диего, где он занимал должность профессора химии. За работу по проведению эксперимента Миллера—Юри был удостоен звания научного сотрудника в Калифорнийском технологическом институте.

Harold Clayton Urey, 1893-1981

Американский химик. Родился в Уолкертоне, штат Индиана, в семье священника. Изучал зоологию в университете штата Монтана и получил докторскую степень по химии в Калифорнийском университете в Беркли. Впервые применил физические методы в химии и в 1934 году был удостоен Нобелевской премии в области химии за открытие дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Позднее его деятельность была связана в основном с изучением различий в скорости химических реакций при использовании разных изотопов.

ВНИМАНИЕ!!! ДАННЫЙ МАТЕРИАЛ ПЕРЕРАБОТАН, ДОПОЛНЕН И ВКЛЮЧЕН В КНИГУ «Творение или эволюция? Сколько лет Земле?». ДЛЯ ЧТЕНИЯ ПЕРЕЙДИТЕ НА СТРАНИЦУ -->

В середине прошлого века ученый Чикагского университета Стэнли Миллер в лаборатории попробовал воссоздать бульон, который, по его мнению, был на Земле до зарождения на ней жизни. Он в колбе смешал водный пар, аммиак, метан и пропускал через эту среду электричество. В итоге были получены 3 вида аминокислот из 20, являющихся составными элементами белка (протеина) живого организма. Так, экспериментальным путем, якобы, был доказан факт случайного возникновения жизни. Однако у этого эксперимента есть несколько существенных недостатков, которые хоть и не афишируют, но признают сами сторонники эволюции: 1. аммиак не мог быть на Земле в таком количестве, так как этот газ разрушается под воздействием ультрафиолета солнечных лучей; 2. метана не нашли в древнем осадочном глиноземе; 3. получаемые во время опыта аминокислоты ученый тут же подвергал изоляции от дальнейшего воздействия разрядов электричества, так как знал, что ток вновь разорвет полученные связи. Но в природе грозы, которые якобы способствовали созданию аминокислот, не прекращались, а значит, они всегда немедленно разрушали бы то, что создавали; 4. полученные аминокислоты даже теоретически не смогли образовать никакой жизни, так как в результате опыта получились аминокислоты с левой и с правой спиралью. Но протеин состоит из сложной цепочки левозакрученных аминокислот, которые с трудом соединяются в одно целое, но легко разрываются. Присутствие хоть одной аминокислоты с правой спиралью разрушает все созданное ранее; 5. не был учтен кислород, хотя сегодня на большой глубине ученые геологи находят оксидированные камни, что доказывает постоянное присутствие кислорода в атмосфере земли. Присутствующий в той атмосфере кислород разрушил бы элементы вещества, которое получил ученый. Таким образом, первичная атмосфера в опыте Миллера была фиктивной. После долгих лет молчания Миллер сам признал, что среда, которую он использовал в своем опыте, была не настоящей. Почему же Миллер в свое время настаивал на этой газовой смеси? Ответ прост: без аммиака синтез аминокислоты невозможен.

Радиоуглеродный метод ошибается

Магнитное поле Земли ослабевает

«Проткнутые» слои

Эрозия почв на начальном уровне

Возраст Луны меньше 10000 лет

Прирост населения соответствует Библейскому возрасту земли

Луна недалеко от Земли

Ледовые кольца показывают не годы

Коралловый риф рос меньше 5000 лет

Динозавры надежные свидетели

Все люди произошли от одной пары

Цивилизациям и письменности менее 5000 лет

Слои Земли не имеют собственной датировки. Геологические слои. Геохронологическая шкала

Отсутствие научных доказательств. Кент Ховинд