4. A ŠTA JE SA ŽIVOTOM NA ZEMLJI?
4.6. Miler–Jurijev eksperiment: dokazi o počecima života
|
Na samom početku na planeti nije bilo života. Zemlja se menjala, morala je dobiti atmosferu i vodu da bi se na njoj konačno pojavio život. Pre nego što se pojavio život, u atmosferi su postojali hemijski elementi i neorganska jedinjenja. Naravno, uslovi na Zemlji su bili znatno drugačiji nego što su to danas. Takvi uslovi su omogućili hemijske reakcije u kojima dolazi do sinteze organskih jedinjenja iz neorganskih. To je bio prvi korak ka pojavi života na Zemlji. To se dogodilo pre oko četiri milijarde godina, kada su se obična neorganska jedinjenja naizgled iz čista mira pretvorila u prvi život. |
|
Da li je moguće da se jednostavni život formirao od nežive materije? |
||
|
Da, moguće je! Pogledajte oko sebe, sve vrvi od života! A nekada davno život na Zemlji nije postojao. |
|
Da li postoje dokazi za prvi korak ka životu? |
||
|
Direktni dokazi ne postoje, ali se u laboratoriji simuliranjem uslova koji su tada vladali na Zemlji, mogu izvesti eksperimenti. |
|
Da li su urađeni takvi eksperimenti? |
||
 (1930-2007) Wikimedia Commons (Public Domain) |
 (1893-1981) Wikimedia Commons (Public Domain) |
Naravno da su urađeni. Najpoznatiji takav eksperiment uradili su Stenli Miler i Harold Juri 1953. godine na Univerzitetu u Čikagu, SAD. Harold Juri je za otkriće deuterijuma dobio Nobelovu nagradu za hemiju 1934. godine. |
|
Šta je bio cilj ovog eksperimenta? |
||
|
Cilj eksperimenta bila je provera mogućnosti hemijskih početaka života. Prema hipotezi o nastanku života Oparina i Haldejna da život na ranoj Zemlji potiče iz osnovnih molekula prisutnih u tadašnjoj atmosferi. Ideja je bila da atmosferska električna pražnjenja stimulišu okruženje i da se iz neorganskih jedinjenja sintetišu organska jedinjenja, koja su potrebna za život. |
|
Kako je izgledao Miler–Jurijev eksperiment? |
||
 Prilagođeno od Wikimedia Common (CC BY-SA 3.0)  New World Encyclopedia (CC BY_SA 3.0) |
Staklena aparatura koja simulira uslove na ranoj Zemlji sastojala se od nekoliko delova: Stakleni balon sa tečnom vodom simulirao je rani okean. Zagrevanjem vode u balonu simulirano je isparavanje okeana. To je bio izvor vodene pare. Nastala vodena para odlazi u drugi balon, gde se meša sa gasovima metana (CH4), amonijaka (NH3) i vodonika (H2). Ova smeša gasova simulira tadašnju atmosferu. U ovom balonu se nalaze dve elektrode koje proizvode električno pražnjenje i koje simuliraju munje. Nastali produkti (smeša gasova) nakon električnih pražnjenja prolaze kroz kondenzator. On hladi „atmosferske“ gasove u „kišu“. Ova „kiša se sakuplja u „okeanu“. Deo „kiše“ sakupljen je u posudi za dalju analizu. Iz cele aparature je bio uklonjen kiseonik. Naravno, vreme trajanja eksperimenta je bilo veoma kratko u poređenju sa dugim vremenom koje je bilo potrebno za nastanak prve ćelije. |
|
|
Animacija Miler–Jurijevog eksperimenta |
|
Šta je dobijeno u eksperimentu Miler–Juri? |
||
|
U eksperimentu su gasovi neprekidno cirkulisali nedelju dana. U vodi je dobijen talog. Pažljivom analizom taloga otkriveno je da su se formirali organski molekuli. Među ovim molekulima bilo je nekoliko različitih amino-kiselina, gradivni blokovi proteina – esencijalne komponente života. |
|
Četrdeset godina nakon čuvenog eksperimenta Miler je rekao: „Ispostavilo se da je problem života mnogo teži, Smatrate li i vi to isto? |
|
Da li su Miler i Juri „kuvali “život u laboratoriji? |
||
|
Naravno da nisu, napravljene su samo komponente koje su deo života. |
|
Šta je eksperiment pokazao? |
||
|
Ovaj eksperiment, mada ne predstavlja idealnu simulaciju rane Zemlje, pokazao je da se u redukujućoj atmosferi (bez kiseonika) iz mešavine jednostavnih gasova (CH3, NH3, H2 i H2O) mogu sintentizovati ključni organski molekuli života. Dobijena je mešavina amino-kiselina, alanin, glicin i dr. To je bio značajan prodor u proučavanju nastanka života na Zemlji! Kasnija analiza uzorka (2008) uz korišćenje savremenih analitičkih tehnika otkrila je 22 aminokiseline u uzorku, od kojih 10 nikada nisu pronađene ni u jednom drugom eksperimentu poput ovog. |
|
Koje odgovore ne daje Miler–Jurijev eksperiment? |
||
|
Eksperiment ne daje odgovore na pitanje koji su ključni koraci bili potrebni da se složeni molekuli oblikuju u najjednostavniji oblik života. U eksperimentu su dobijeni samo monomeri, ali ne i makromolekuli (polimeri), koji su osnova života na Zemlji. Još uvek nam ostaje otvoreno pitanje kako, pod kojim uslovima je nastao život na zemlji. |
|
Da li je atmosfera na ranoj Zemlji bila ista kao u eksperimentu Milera i Jurija? |
||
|
Danas naučnici smatraju da je atmosfera rane Zemlje bila drugačija od one koja je simulirana u Miler–Juri eksperimentu. Smatra se da atmosfera nije bila bogata amonijakom i metanom. Savremena istraživanja pokazuju da se rana atmosfera sastojala uglavnom od azota (N2) i ugljen-dioksida (CO2). |
|
Više o Miler–Jurijevom eksperimentu |
|
„Zaboravljeni“ eksperiment? |
||
 NASA Universe/flickr (CC BY 2.0) |
„Zaboravljeni“ eksperiment – šta bi to bilo?
Da, postoji jedan takav eksperiment. Naučnik je uradio eksperiment, negde u laboratoriji sačuvao podatke o njemu, ali ih nije analizirao. Pogađate da se radi o jednom eksperimentu vezanom za poreklo života. Ali krenimo redom. |
|
|
Sam Miler je 1958. godine ponovio eksperiment u izmenjenom obliku. Koristio je gasove metana (CH4), amonijaka (NH3) ugljen-dioksid (CO2) i vodonik sulfid (H2S) za simulaciju prvobitne atmosfere. Sakuplo je uzorke i katalogizirao ih. Međutim, nikad ih nije analizirao. Razlozi za to ostaju do danas nepoznati. Za ovaj eksperiment se sasvim slučajno saznalo kada ga je Miler pomenuo 2007. godine. Iste godine otkriveni su i ovi uzorci. Tek nakon pedeset godina su korišćenjem savremenih analitičkih metoda ovi uzorci analizirali. U uzorcima su pronađene i raznovrsnije organske komponente, pa i one koje sadrže sumpor*. Ispostavilo se, da ovakva mešavina gasova iz 1958. godine više liči na ono što naučnici sada smatraju ranim zemaljskim uslovima. Postoji mnoštvo dokaza da su velike vulkanske erupcije pre 4 milijarde godina u atmosferu oslobađale ugljen-dioksid (CO2), vodonik-sulfid (H2S), azot (N2) i sumpor-dioksid (SO2). Analiza meteorita bogatih ugljenikom (ugljenični hondriti), pronađeno je da je količina aminokiselina proizvedenih u Milerovom eksperimentu sa vodonik-sulfidom, slična onol pronađenoj u meteoritima. *Na primer, metionin koji ulazi u sastav belančevina. |
||
|
Da li su urađeni i drugi slični eksperimenti? |
||
|
Miller–Jurijev eksperiment inspirisao je mnoge naučnike da urade mnoštvo sličnih eksperimenta u različitim okruženjima sa različitim gasovima i različitim izvorima energije. Ovi laboratorijski eksperimenti ne mogu dokazati da su pomenuti hemijski procesi uticali na stvaranje života na Zemlji, ali mogu da opišu korake kako se to moglo desiti. |
