«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
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
Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2017, №7)
«Святой Грааль» химиков и биологов - тайна появления жизни на Земле. По этому поводу существует много гипотез, но наиболее стройной все же считается гипотеза абиогенеза, согласно которой «вещества жизни» образовались в результате сложного каскада химических реакций относительно простых веществ в условиях молодой Земли. Весомым аргументом в ее пользу стал знаменитый эксперимент Миллера - Юри, в котором аминокислоты, входящие в состав белков, были получены из предполагаемых компонентов атмосферы добиотической Земли. Спустя 65 лет исследователи из Чехии показали, что в аналогичных условиях могли образоваться и азотистые основания РНК («Proceedings of the National Academy of Sciences USA», 2017, 114, 17, 4306-4311, doi: 10.1073/ pnas.1700010114
).
В 1952 году химики Стенли Миллер и Гарольд Юри провели ставший классическим эксперимент - они смоделировали процессы, которые могли протекать в атмосфере древней Земли, чтобы проверить возможность абиогенеза. Нагретую газообразную смесь воды, метана, аммиака, монооксида углерода и водорода, изолированную в стеклянной колбе, подвергали воздействию электрических разрядов, время от времени подавая свежие порции паров воды. В таком режиме реакцию проводили около недели.
Анализируя получившийся раствор, Миллер и Юри однозначно идентифицировали в нем аминокислоты глицин, α-аланин и β-аланин, а также получили свидетельства образования других аминокислот, входящих в состав современных белков. Спустя десятилетия, когда в инструментарии аналитической химии появились более мощные приборы, в том самом растворе (к счастью, он все это время хранился в запаянной ампуле в столе Юри, а после его смерти - у его ученика) обнаружили 18 из 20 протеиногенных аминокислот. Оставшиеся две - цистеин и метионин - не смогли получиться просто из-за того, что в первичных экспериментах Миллера и Юри не было источника серы.
Хотя эти результаты всегда считались весомым аргументом в пользу концепции абиогенеза, были и критические замечания. Основные претензии критиков: моделируя атмосферу ранней Земли, исследователи взяли газовую смесь со слишком значительными восстановительными способностями, к тому же аминокислот для возникновения жизни
мало, нужны еще нуклеотиды.
С тех пор было проведено множество экспериментов, в которых удалось получить из сравнительно простых молекул и азотистые основания, и нуклеотиды (подробнее см.
). Сотрудники Института физической химии Академии наук Республики Чехия, работавшие под руководством Святоплука Цивиша, решили воспроизвести старый добрый эксперимент, слегка поменяв его условия. Очень многое в новом варианте осталось прежним - восстанавливающая газовая смесь из NH
3
, CO и H
2
O, электрические импульсы. Однако исследователи добавили облучение системы мощным лазером - по их мнению, это должно было моделировать плазменные разряды в атмосфере Земли, которые возникали из-за ударных волн, вызванных регулярным падением на Землю крупных метеоритов. В итоге им удалось получить не только аминокислоты, но и все азотистые основания рибонуклеиновых кислот.
Протекающие в эксперименте реакции авторы описали следующим образом. При воздействии электри ческих разрядов и ультрафиолетового излучения на газообразную смесь аммиака, моноксида углерода и воды образуются формамид HC(O)NH
2
и циановодород HCN, которые затем, взаимодействуя, дают азотистое основание гуанин. Другие канонические азотистые основания - урацил, цитозин и аденин - образовывались в количествах более скромных, чем гуанин, но их присутствие тоже было подтверждено. В продуктах реакции также содержались мочевина и аминокислоты.
Исследователи подчеркивают, что своим экспериментом они стремились не опровергнуть альтернативные гипотезы абиогенеза, а показать, что компоненты РНК могли образоваться различными способами.
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 гипотезы, высказанной ранее Александром Опариным и Джоном Холдейном , 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.
Миллер и Юри основывались в своих экспериментах на представлениях 1950-х годов о возможном составе земной атмосферы. После их экспериментов многие исследователи проводили подобные опыты в различных модификациях. Было показано, что даже небольшие изменения условий процесса и состава газовой смеси (например, добавления азота или кислорода) могли привести к очень существенным изменениям как образующихся органических молекул, так и эффективности самого процесса их синтеза. В настоящее время вопрос о возможном составе первичной земной атмосферы остаётся открытым. Однако, считается, что высокая вулканическая активность того времени способствовала выбросу также таких компонентов как диоксид углерода (CO 2), азот, сероводород (H 2 S), двуокись серы (SO 2).
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). "
