Keputusan baru diperoleh daripada eksperimen Stanley Miller lama • Elena Naimark • Berita Sains mengenai "Elemen" • Kimia, Sains Bumi, Sains Hayat

Keputusan baru diperolehi daripada eksperimen Stanley Miller yang lama.

Pelepasan gunung berapi dan pelepasan kilat adalah syarat untuk sintesis spontan pelbagai molekul biologi. Gambar letusan gunung berapi di Iceland dari laman web www.thunderbolts.info

Para pengikut Stanley Miller, yang pada tahun 1950 membuat eksperimen terkenal mengenai tiruan sintesis bahan organik di atmosfer bumi utama, sekali lagi beralih kepada hasil eksperimen lama. Sisa dari tahun-tahun itu, bahan-bahan yang disiasat dengan kaedah terkini. Telah didapati bahawa dalam eksperimen yang simulasi pelepasan gunung berapi campuran gas-wap, pelbagai asid amino dan sebatian organik lain telah disintesis. Kepelbagaian mereka ternyata lebih daripada sepertinya pada tahun 50-an. Hasil ini memfokuskan perhatian penyelidik moden mengenai syarat-syarat sintesis dan pengumpulan bahan organik molekul utama utama: sintesis boleh diaktifkan di kawasan letusan, dan abu gunung berapi dan tufs boleh menjadi takungan molekul biologi.

Pada bulan Mei 1953 dalam jurnal ini Sains Hasil eksperimen yang terkenal pada sintesis sebatian molekul tinggi dari metana, ammonia dan hidrogen di bawah tindakan pelepasan elektrik telah diterbitkan (lihat Stanley L. Miller. PDF of the Earth Conditions (PDF, 690 Kb) // Sains. 1953. V. 117. P. 528). Persediaan untuk percubaan adalah sistem flask di mana uap air diedarkan. Dalam sebatian besar pada elektrod tungsten, pelepasan elektrik dihasilkan. Percubaan berlangsung selama seminggu, selepas itu air di dalam kuah memperoleh warna kuning coklat dan menjadi berminyak.

Di sebelah kiri: alat Stanley Miller untuk eksperimen dengan pelepasan elektrik dalam pasangan panas. Di sebelah kanan: rajah peranti. Pelepasan wap melalui muncung harus mensimulasikan campuran wap gas semasa letusan gunung berapi. Imej dari artikel yang dibincangkan diSains

Miller menganalisis komposisi bahan organik menggunakan kromatografi kertas, kaedah yang hanya digunakan oleh biolog dan ahli kimia. Miller menemui gliserin, alanin, dan asid amino lain dalam larutan. Pada masa yang sama, eksperimen serupa dilakukan oleh Kenneth Alfred Wild (lihat Kenneth A. Wilde, Bruno J. Zwolinski, Ransom B. Parlin. Reaksi berlaku di CO2-H2O Campuran dalam Arus Elektrik Kekerapan Tinggi (PDF, 380 Kb) // Sains. 10 Julai 1953. V. 118. P. 43-44) dengan perbezaan yang bukannya campuran gas dengan sifat-sifat pengurangan dalam botol adalah karbon dioksida – pengoksida. Tidak seperti Miller, Wilde tidak mendapat hasil yang bermakna. Miller dan, selepasnya, banyak saintis meneruskan pengurangan daripada suasana yang mengoksidasi pada awal kewujudan bumi.Rantaian logik dari penalaran mereka adalah seperti berikut: kita berdiri pada posisi yang hidup berasal dari Bumi; ini memerlukan bahan organik; mereka menjadi produk sintesis duniawi; jika sintesis berlaku dalam suasana pengurangan, tetapi tidak meneruskan suasana yang mengoksidasi, maka atmosfera utama akan berkurang.

Di samping hipotesis suasana pengurangan di Bumi awal, eksperimen Miller juga membuktikan kemungkinan asas sintesis spontan molekul biologi yang diperlukan dari komponen mudah. Hipotesis ini menerima pengukuhan serius dari pengalaman Juan Oro (lihat Joan Oró; lihat J. Oró. Mekanisme Sintesis untuk Aidine dari Hidrogen Cyanide). Alam. 16 September 1961. V. 191. P. 1193-1194), yang pada tahun 1961 memperkenalkan asid hydrocyanic ke dalam tumbuhan Miller dan memperoleh adenine nucleotide, salah satu daripada empat pangkalan molekul DNA dan RNA. Kemungkinan sintesis spontan organik berat molekul tinggi, termasuk nukleotida dan asid amino, telah menjadi tunggak teori Oparin tentang generasi spontan hidup dalam sup utama.

Selepas eksperimen ini, seluruh era biologi telah berlalu. Sikap kepada teori sup utama telah menjadi lebih berhati-hati.Sepanjang separuh abad yang lalu, para saintis tidak dapat menghasilkan satu mekanisme untuk sintesis selektif molekul kiral dalam sifat tidak bernyawa dan warisan mekanisme ini dalam organisma hidup. Idea untuk mengurangkan suasana di Bumi awal juga dikritik dengan kuat. Tidak ada penyelesaian untuk soalan utama: bagaimana makhluk hidup menghasilkan semula dari molekul tidak aktif? Terdapat argumen untuk teori asal-usul kehidupan luar angkasa.

Walau bagaimanapun, dalam tahun-tahun kebelakangan ini, para saintis telah mencapai kejayaan yang ketara dalam pembangunan teori asal usul kehidupan dari bahan anorganik. Pencapaian utama ke arah ini adalah, pertama, penemuan peranan RNA dalam pembangunan pemangkinan bioorganik; Teori dunia RNA membawa kita lebih dekat kepada jawapan kepada persoalan tentang bagaimana sistem hidup datang dari organik bukan hidup. Kedua, penemuan fungsi pemangkin mineral semulajadi bukan organik dalam tindak balas sintesis sintetik organik berat molekul tinggi, bukti peranan yang paling penting dalam kation logam dalam metabolisme hidup. Ketiga, bukti sintesis terpilih dari isomer kiral di bawah keadaan terestrial semula jadi (lihatcontohnya, kaedah baru untuk menghasilkan molekul organik telah ditemui (Elemen, 10 Oktober 2008). Dalam erti kata lain, teori abiogenesis telah menerima substantiasi baru.

Dari sudut pandangan ini, hasil pemeriksaan semula bahan-bahan yang tersisa dari eksperimen lama Miller, yang masih disimpan, cukup aneh, dalam termos di dalam makmalnya, menarik. Pada tahun 1950-an, Stanley Miller menubuhkan tiga eksperimen yang meniru pelbagai varian syarat untuk asal usul kehidupan. Yang paling terkenal dari mereka, yang termasuk dalam semua buku teks sekolah, adalah pembentukan biomolekul apabila melalui pelepasan elektrik melalui stim. Kelalang menyimulasikan keadaan penyejatan perairan di lautan semasa ribut petir. Yang kedua – pembentukan biomolekul dengan ionisasi lemah gas – dengan apa yang disebut pelepasan tenang. Ia adalah model suasana teretap wap yang terionisasi di bumi awal. Dalam percubaan ketiga, stim dibekalkan di bawah tekanan tinggi, memasuki kelalang dalam bentuk jet berkuasa di mana pelepasan elektrik diluluskan, seperti dalam kes pertama. Acara ini menyimulasikan pelepasan gunung berapi dan pembentukan aerosol vulkanik panas. Para ahli biologi bergantung pada hasil yang hanya pengalaman pertama, paling berjaya,kerana dalam dua eksperimen yang lain disintesis kecil organik dan pelbagai asid amino dan bahan lain adalah rendah.

Keputusan baru analisis Miller mengenai pelepasan wap. Asid amino yang tidak dikesan oleh Miller digariskan. Penentuan asid amino adalah standard. Rajah. dari artikel yang dipersoalkan Sains Eksperimen Pelepasan Gunung Berapi Miller

Meneliti semula bahan-bahan ini selepas kematian Miller pada tahun 2007 mengambil alih profesional dari Amerika dan Mexico – dari Indiana University (Bloomington), Carnegie Institution (Washington), Jabatan penerokaan sistem solar Space Flight Center Goddard (Greenbelt), yang Scripps Institute of Oceanography (La Holia, California) dan Universiti Bebas Mexico (Mexico). Ada pada mereka adalah 11 termos, yang dilabel Miller. Kesemua mereka yang terkandung bahan yang kering daripada percubaan ketiga, salah satu yang simulasi letusan gunung berapi. Saintis mendakan dibubarkan dalam air suling dan campuran telah dianalisis, kini menggunakan kromatografi cecair berprestasi tinggi dan spektrometri jisim. teknik moden telah mendedahkan kepelbagaian yang tinggi molekul "biologi". Ia ternyata lebih tinggi daripada eksperimen pertama.Jelas sekali, kaedah kromatografi kertas kurang sensitif daripada kromatografi cair, jadi sekarang sebatian-sebatian yang hadir dalam kepekatan rendah telah diturunkan.

Keputusan baru dari eksperimen lama nampaknya akan diambil kira oleh ahli biokimia, ahli mikrobiologi dan ahli volkologi. Pembebasan gunung berapi adalah aerosol yang terdiri dari 96-98% air dan mengandung amonia, nitrogen, karbon monoksida, metana. Dalam pelepasan gunung berapi, sebatian logam – besi, mangan, tembaga, zink, nikel, dan lain-lain – sentiasa ada dalam kepekatan tinggi, yang terlibat dalam tindak balas enzimatik dalam sistem hidup. Abu vulkanik dan tufs, seperti yang ditunjukkan oleh banyak eksperimen, merangsang pertumbuhan mikroflora anaerob dan aerobik. Pada masa yang sama, bahkan tidak perlu menambah pelbagai elemen penting kepada medium penanaman – bakteria akan mengeluarkannya dari dirinya sendiri. Pada zaman purba, sintesis tambahan bahan organik secara tidak langsung menyumbang kepada pertumbuhan kehidupan di substrat igneus. Di samping itu, kimia aerosol adalah kawasan yang kurang difahami, jadi hasil daripada sintesis aerosol molekul biologi berat molekul yang tinggi adalah lebih menarik.Dalam pengertian ini, ahli kimia dan ahli-ahli volkologi boleh membuat sumbangan penting dalam perbincangan tentang masalah asal-usul kehidupan duniawi.

Para penulis mencatat bahawa versi suasana pemulihan bumi awal kini ragu-ragu. Walau bagaimanapun, pelepasan gunung berapi dan ribut petir adalah fenomena yang berterusan di Bumi, pada zaman dahulu, keamatan kedua-duanya kononnya lebih tinggi daripada di dunia moden. Oleh itu, apa pun suasana di Bumi Archean dan Proterozoik, letusan gunung berapi sentiasa mewujudkan syarat untuk sintesis molekul biologi.

Sumber:
1) Adam P. Johnson, H. James Cleaves, Jason P. Dworkin, Daniel P. Glavin, Antonio Lazcano, Jeffrey L. Bada. Eksperimen Pelepasan Gunung Berapi Miller // Sains. 17 Oktober 2008. V. 322. P. 404. DOI: 10.1126 / sains.1161527.
2) Jeffrey L. Bada, Antonio Lazcano. Sup Prebiotik-Menyemak Eksperimen Miller // Sains. 2 Mei 2003. V. 300. P. 745-746. DOI: 10.1126 / sains.1085145.

Lihat juga:
V.N. Parmon. Baru dalam teori kemunculan kehidupan, "Kimia dan kehidupan"? 5, 2005.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: