Направо към съдържанието

Експеримент на Милър-Юри

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Схема на експеримента

Експериментът на Милър-Юри[1] е химичен експеримент от 1952 г., който симулира условията, за които по това време се счита, че са преобладавали в ранната история на Земята, с цел изследване на теорията за химичния произход на живота. По това време е популярна хипотезата на Александър Опарин и Джон Холдейн, че предполагаемите условия на първобитната Земя са благоприятни за протичане на химични реакции, в които от по-прости неорганични прекурсори се синтезират по-сложни органични съединения. Считан е за класически експеримент в изследванията на произхода на живота.[2] Проведен е от Стенли Милър и Харолд Юри в Чикагския университет и по-късно в Калифорнийския университет, Сан Диего и е публикуван през 1953 г.[3][4][5]

След смъртта на Милър през 2007 г., учените изследват запечатаните епруветки, запазени от първоначалните експерименти, и показват, че в тях се съдържат повече от 20 различни аминокиселини, създадени в хода на първоначалните опити. Това число значително надвишава първоначално докладваното от Милър, и е повече от 20-те, които възникват по естествен път в природата.[6]Последните доказателства сочат, че ранната атмосфера на Земята вероятно е имала различен състав от газа, който Милър използва в експеримента си, но пребиотичните опити продължават да произвеждат рацемати на прости до сложни съединения при различни условия.[7]

Експеримент

[редактиране | редактиране на кода]

Експериментът включва вода (H2O), метан (CH4), амоняк (NH3) и водород (H2). Химикалите са затворени в стерилна 5-литрова стъклена колба, свързана с 500-милилитрова полупълна колба с вода. Водата в по-малката колба се нагрява, докато започне изпарение, а водната пара се отвежда към по-голямата колба. Между електроди в голямата колба се създават непрекъснато електрически искри, за да се симулират мълнии във водната пара и газовата смес, след което симулираната атмосфера се охлажда, за да може водата да кондензира и да потече към U-образното дъно на съоръжението. След един ден разтворът на дъното става розов на цвят.[8] След една седмица постоянна работа, кипящата колба се отстранява и се добавя живачен хлорид, за да се предотврати микробно замърсяване. Реакцията се спира с добавянето на бариев хидроксид и сярна киселина, след което се изпарява, за да се отстранят примесите. Използвайки хартиена хроматография, Милър идентифицира пет аминокиселини в разтвора: глицин, α-аланин, β-аланин, аспарагинова киселина и α-аминобутирова киселина.[3]

В днешно време за експеримента се грижи бившият студент на Милър и Юри, Джефри Бада, професор в института по океанография Скрипс към Калифорнийския университет, Сан Диего.[9] Апаратът, който е използван за провеждане на оригиналния експеримент, днес е изложен в Денвърския природонаучен музей.[10]

Химия

[редактиране | редактиране на кода]

Едностъпковите реакции сред компонентите на сместа могат да образуват циановодород (HCN), формалдехид (CH2O)[11][12] и други активни съединения (ацетилен, цианоацетилен и др.):

CO2 → CO + [O]
CH4 + 2[O] → CH2O + H2O
CO + NH3 → HCN + H2O
CH4 + NH3 → HCN + 3H2

Формалдехидът, амонякът и циановодородът тогава реагират чрез синтез на Щрекер, образувайки аминокиселини и други биомолекули:

CH2O + HCN + NH3 → NH2-CH2-CN + H2O
NH2-CH2-CN + 2H2O → NH3 + NH2-CH2-COOH (глицин)

Освен това, водата и формалдехидът могат да реагират чрез реакция на Бутлеров, за да произведат различни захари (например рибоза).

Експериментът доказва, че прости органични вещества или съставни части на протеини и други макромолекули могат да се образуват от газове с внасянето на енергия.

Източници

[редактиране | редактиране на кода]
  1. ↑ Hill, HG et al. The catalytic potential of cosmic dust: implications for prebiotic chemistry in the solar nebula and other protoplanetary systems // Astrobiology 3 (2). 2003. DOI:10.1089/153110703769016389. p. 291 – 304. (на английски)
  2. ↑ Bada, Jeffrey L. Stanley Miller's 70th Birthday // Origins of Life and Evolution of the Biosphere 30 (2/4). 2000. DOI:10.1023/A:1006746205180. с. 107 – 12. Архивиран от оригинала на 27 февруари 2009.
  3. ↑ а б Miller, Stanley L. Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions // Science 117 (3046). 1953. DOI:10.1126/science.117.3046.528. с. 528 – 529. Архивиран от оригинала на 17 март 2012.
  4. ↑ Miller, Stanley L. Organic Compound Synthesis on the Primitive Earth // Science 130 (3370). 1959. DOI:10.1126/science.130.3370.245. с. 245 – 51.
  5. ↑ The 1953 Stanley L. Miller Experiment: Fifty Years of Prebiotic Organic Chemistry // Origins of Life and Evolution of Biospheres 33 (3). 2004. DOI:10.1023/A:1024807125069. с. 235 – 242.
  6. ↑ The Spark of Life // 26 август 2009. Архивиран от оригинала на 13 ноември 2010.
  7. ↑ Bada, Jeffrey L. New insights into prebiotic chemistry from Stanley Miller's spark discharge experiments // Chemical Society Reviews 42 (5). 2013. DOI:10.1039/c3cs35433d. с. 2186 – 96.
  8. ↑ Asimov, Isaac. Extraterrestrial Civilizations. Pan Books Ltd, 1981. с. 178.
  9. ↑ Dreifus, Claudia. A Conversation With Jeffrey L. Bada: A Marine Chemist Studies How Life Began // nytimes.com, 17 май 2010.
  10. ↑ Astrobiology Collection: Miller-Urey Apparatus // Denver Museum of Nature & Science.
  11. ↑ Origin of Life on Earth by Leslie E. Orgel // Архивиран от оригинала на 1999-11-27. Посетен на 2009-10-25.
  12. ↑ Council, National Research, Studies, Division on Earth Life, Technology, Board on Chemical Sciences and. Read Exploring Organic Environments in the Solar System at NAP.edu. 2007. ISBN 978-0-309-10235-3. DOI:10.17226/11860. Посетен на 25 октомври 2008. Exploring Organic Environments in the Solar System (2007)
  Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата Miller–Urey_experiment в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс – Признание – Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година – от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите. ​

ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията, които да бъдат благонадеждни.​

Взето от „https://bg.wikipedia.org/w/index.php?title=Експеримент_на_Милър-Юри&oldid=11962931“.