آزمایش میلر–یوری

آزمایش‌های میلر – یوری^[۱] (یا آزمایش‌های میلر)^[۲] یک آزمایش شیمیایی بود که شرایط زمین در سال 1952 را طوری شبیه سازی می کرد که در آن زمان، طبق شرایط حاکم در زمین اولیه خاستگاه شیمیایی زندگی را آزمایش کرد. آزمایش نظریه های الکساندر اوپارین و جی.بی.اس.هلدین را که شرایط مفروض در زمان زمین بدوی طرفدار واکنشهای شیمیایی است كه از تركیبات آلی پیچیده تر از پیش سازهای غیر آلی، حمایت می كرد.آزمایش کلاسیکی در مورد ایجاد موجود زنده بیولوژیکی از مواد بی جان، مورد بررسی قرار گرفت، که در سال 1952 ^[۳] توسط استنلی میلر، با کمک هارولد اوری، در دانشگاه شیکاگو و بعداً دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو هدایت شده و یک سال بعد به انتشار رسید.^[۴]^[۵]^[۶]

پس از مرگ میلر در سال 2007، جفری بادا دانشجوی فارغ‌التحصیل شده میلر با آزمایش روی شیشه های کوچک آب بندی شده بازمانده از آزمایش‌های اصلی توانستند نشان دهند که در واقع بیش از 20 اسید آمینه مختلف در آزمایش‌های اصلی میلر تولید شده است که به‌طور قابل توجهی بیشتر از آنچه در ابتدا میلر گزارش داده بود و بیش از 20 مورد به‌طور طبیعی در حیات رخ می دهند.^[۷] اطلاعات به دست آمده حاکی از این است که در گذشته در جو زمین اکسیژن هم وجود داشته است اما میلر آن را نظر نگرفته بود. و منتقدان عقیده دارند چنانچه اکسیژن هم در آزمایش وجود داشت اسیدهای آمینه به طور سریع اکسیداسیون می شدند و از بین می‌رفتند .

آزمایش

در این آزمایش از آب (H2O)، متان (CH4)، آمونیاک (NH3) و هیدروژن (H2) استفاده شده است. این مواد شیمیایی درون یک فلاسک شیشه ای 5 لیتری استریل متصل به یک فلاسک 500 میلی لیتریکه تا نیمه از آب پر شده بود، قرار گرفتند. آب در فلاسک کوچکتر برای القای تبخیر گرم می شود و بخار آب اجازه ورود به فلاسک بزرگتر را داشته. جرقه های پیوسته الکتریکی بین الکترودها برای شبیه سازی رعد و برق در بخار آب و مخلوط گازی شلیک می شوند و سپس جو شبیه سازی شده دوباره خنک می شود به‌طوری که آب متراکم شده و به درون یک تله U شکل در انتهای دستگاه فرو می رود.

آزمایش های دیگر

این آزمایش الهام بخش بسیاری دیگر بود. در سال 1961، جوآن ارو فهمید که آدنین پایه نوکلئوتید می تواند از سیانید هیدروژن (HCN) و آمونیاک محلول آب ساخته شود. آزمایش او باعث تولید شدن مقادیر زیادی آدنین شد. مولکولهای آن متشکل از 5 مولکول HCNبود.^[۸]

اتمسفر اولیه زمین

برخی از شواهد حاکی این است که مولکولهای کاهش دهنده کمتری نسبت به آنچه طبق آزمایش میلر – یوری انتظار می رفت در اتمسفر اصلی زمین وجود داشت. شواهد فراوانی در دست است که نشان می دهند 4 بیلیون سال پیش یک انفجار آتشفشانی عظیم به وقوع پیوسته که ممکن است باعث آزاد شدن مقادیر زیادی کربن دی اکسید(CO₂)، هیدروژن سولفید (H₂S) و سولفور دی اکسید (SO₂) در اتمسفر شده است.

منابع فرازمینی

شرایط مشابه با آزمایش های میلر – یوری در مناطق دیگر منظومه شمسی نیز وجود دارد که غالباً نور ماوراء بنفش را برای رعد و برق به عنوان منبع انرژی برای واکنشهای شیمیایی جایگزین می کند.^[۹]^[۱۰]^[۱۱]

مطالعات اخیر مرتبط

در سالهای اخیر، مطالعاتی درباره ترکیب اسید آمینه محصولات مناطق "قدیمی" در ژنهای "قدیمی" انجام شده است که به عنوان مواردی که در بین ارگانیسم ها از چندین گونه کاملاً جدا از هم مشترک است، تعریف شده است و تصور می شود که تنها آخرین جد جهانی کلیه گونه های موجود را دارند (LUA).

اسیدهای آمینه شناسایی شده

در زیر یک جدول از اسیدهای آمینه تولید شده و شناسایی شده در آزمایش "کلاسیک" 1952، که توسط میلر در سال 1953 منتشر شده است را مشاهده می نمایید، بررسی مجدد شیشه های کوچک آب بندی شده از آزمایش تخلیه جرقه های آتشفشانی سال 2008،^[۱۲] و آزمایش مجدد آن در سال 2010، تجزیه و تحلیل شیشه های کوچک آزمایش، تخلیه جرقه غنی از H2S را نشان داد. [46]

منابع

↑ Hill HG, Nuth JA (2003). "The catalytic potential of cosmic dust: implications for prebiotic chemistry in the solar nebula and other protoplanetary systems". Astrobiology. 3 (2): 291–304. Bibcode:2003AsBio...3..291H. doi:10.1089/153110703769016389. PMID 14577878.
↑ Balm SP; Hare J.P.; Kroto HW (1991). "The analysis of comet mass spectrometric data". Space Science Reviews. 56 (1–2): 185–9. Bibcode:1991SSRv...56..185B. doi:10.1007/BF00178408.
↑ Bada, Jeffrey L. (2000). "Stanley Miller's 70th Birthday" (PDF). Origins of Life and Evolution of the Biosphere. 30 (2/4): 107–12. Bibcode:2000OLEB...30..107B. doi:10.1023/A:1006746205180. Archived from the original (PDF) on February 27, 2009.
↑ 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. Archived (PDF) from the original on 2012-03-17.
↑ 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.
↑ A. Lazcano; J. L. Bada (2004). "The 1953 Stanley L. Miller Experiment: Fifty Years of Prebiotic Organic Chemistry". Origins of Life and Evolution of Biospheres. 33 (3): 235–242. doi:10.1023/A:1024807125069. PMID 14515862.
↑ "The Spark of Life". BBC Four. 26 August 2009. Archived from the original on 2010-11-13. TV Documentary.{{cite web}}: نگهداری CS1: پست اسکریپت (link)
↑ Oró J, Kimball AP (August 1961). "Synthesis of purines under possible primitive earth conditions. I. Adenine from hydrogen cyanide". Archives of Biochemistry and Biophysics. 94 (2): 217–27. doi:10.1016/0003-9861(61)90033-9. PMID 13731263.
↑ Nunn, JF (1998). "Evolution of the atmosphere". Proceedings of the Geologists' Association. Geologists' Association. 109 (1): 1–13. doi:10.1016/s0016-7878(98)80001-1. PMID 11543127.
↑ Raulin, F; Bossard, A (1984). "Organic syntheses in gas phase and chemical evolution in planetary atmospheres". Advances in Space Research. 4 (12): 75–82. Bibcode:1984AdSpR...4...75R. doi:10.1016/0273-1177(84)90547-7. PMID 11537798.
↑ Raulin, François; Brassé, Coralie; Poch, Olivier; Coll, Patrice (2012). "Prebiotic-like chemistry on Titan". Chemical Society Reviews. 41 (16): 5380–93. doi:10.1039/c2cs35014a. PMID 22481630.
↑ Brooks D.J.; Fresco J.R.; Lesk A.M.; Singh M. (October 1, 2002). "Evolution of amino acid frequencies in proteins over deep time: inferred order of introduction of amino acids into the genetic code". Molecular Biology and Evolution. 19 (10): 1645–55. doi:10.1093/oxfordjournals.molbev.a003988. PMID 12270892. Archived from the original on December 13, 2004.

National Geographic, "The Rise of Life on Earth"March, 1998 p.1.68

Earth, "Life’s Crucible", February, 1998 p. 34

[1] Hill HG, Nuth JA (2003). "The catalytic potential of cosmic dust: implications for prebiotic chemistry in the solar nebula and other protoplanetary systems". Astrobiology. 3 (2): 291–304. Bibcode:2003AsBio...3..291H. doi:10.1089/153110703769016389. PMID 14577878.

[2] Balm SP; Hare J.P.; Kroto HW (1991). "The analysis of comet mass spectrometric data". Space Science Reviews. 56 (1–2): 185–9. Bibcode:1991SSRv...56..185B. doi:10.1007/BF00178408.

[3] Bada, Jeffrey L. (2000). "Stanley Miller's 70th Birthday" (PDF). Origins of Life and Evolution of the Biosphere. 30 (2/4): 107–12. Bibcode:2000OLEB...30..107B. doi:10.1023/A:1006746205180. Archived from the original (PDF) on February 27, 2009.

[miller1953-4] 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. Archived (PDF) from the original on 2012-03-17.

[5] 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.

[6] A. Lazcano; J. L. Bada (2004). "The 1953 Stanley L. Miller Experiment: Fifty Years of Prebiotic Organic Chemistry". Origins of Life and Evolution of Biospheres. 33 (3): 235–242. doi:10.1023/A:1024807125069. PMID 14515862.

[BBC-7] "The Spark of Life". BBC Four. 26 August 2009. Archived from the original on 2010-11-13. TV Documentary.{{cite web}}: نگهداری CS1: پست اسکریپت (link)

[8] Oró J, Kimball AP (August 1961). "Synthesis of purines under possible primitive earth conditions. I. Adenine from hydrogen cyanide". Archives of Biochemistry and Biophysics. 94 (2): 217–27. doi:10.1016/0003-9861(61)90033-9. PMID 13731263.

[9] Nunn, JF (1998). "Evolution of the atmosphere". Proceedings of the Geologists' Association. Geologists' Association. 109 (1): 1–13. doi:10.1016/s0016-7878(98)80001-1. PMID 11543127.

[10] Raulin, F; Bossard, A (1984). "Organic syntheses in gas phase and chemical evolution in planetary atmospheres". Advances in Space Research. 4 (12): 75–82. Bibcode:1984AdSpR...4...75R. doi:10.1016/0273-1177(84)90547-7. PMID 11537798.

[11] Raulin, François; Brassé, Coralie; Poch, Olivier; Coll, Patrice (2012). "Prebiotic-like chemistry on Titan". Chemical Society Reviews. 41 (16): 5380–93. doi:10.1039/c2cs35014a. PMID 22481630.

[12] Brooks D.J.; Fresco J.R.; Lesk A.M.; Singh M. (October 1, 2002). "Evolution of amino acid frequencies in proteins over deep time: inferred order of introduction of amino acids into the genetic code". Molecular Biology and Evolution. 19 (10): 1645–55. doi:10.1093/oxfordjournals.molbev.a003988. PMID 12270892. Archived from the original on December 13, 2004.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]

[۱۰]

[۱۱]

[۱۲]