Powtórzyli eksperyment z lat 50. i odkryli coś zupełnie nowego. W ten sposób mogło powstać życie na Ziemi

W 1953 roku opublikowano wyniki eksperymentu sugerujące, że złożone cząsteczki organiczne niezbędne do powstania życia mogą pojawić się dzięki prostszym, nieorganicznym prekursorom. Niemal 70 lat później powtórzono ten eksperyment.

Autorzy nowych badań, z Joaquinem Criado-Reyesem na czele, postanowili powrócić do badań prowadzonych w 1952 roku przez Stanleya Millera i Harolda Ureya. Wnioski z tego powrotu do przeszłości zostały niedawno opublikowane na łamach Scientific Reports. Artykuł opisuje, jak składniki znajdujące się w szkle borokrzemowym przyspieszają tempo powstawania cząsteczek organicznych.

Oryginalny eksperyment Millera

W latach 20. ubiegłego wieku, za sprawą dokonań Aleksandra Oparina i Johna Haldane’a pojawiła się hipoteza zakładająca, że warunki panujące na początku istnienia Ziemi sprzyjały reakcjom chemicznym prowadzącym do syntezy złożonych cząsteczek organicznych. Takowe miałyby powstać z prostych nieorganicznych prekursorów. W myśl takiego scenariusza na początku powstałyby aminokwasy, które stanowiły budulec dla bardziej złożonych polimerów.

Czytaj też: NASA mówi jasno: musimy być gotowi na znalezienie życia pozaziemskiego

Aby odtworzyć warunki panujące w atmosferze młodej Ziemi, Miller umieścił wewnątrz 5-litrowego zbiornika wykonanego ze szkła borokrzemowego metan, amoniak i wodór. Ta szklana kolba była połączona z mniejszą, 500-mililitrową i wypełnioną wodą. Podgrzewając wodę, naukowiec doprowadził do powstania pary przedostającej się do większego zbiornika. Schłodzenie tej prowizorycznej atmosfery powodowało kondensację pary, która skraplała się na dnie.

Życie na Ziemi mogło powstać dzięki prostym, nieorganicznym prekursorom cząsteczek organicznych

Początkowo płyn przyjął różową barwę, ale po tygodniu roztwór stał się intensywnie czerwony. Wtedy też Miler dodał do środka wodorotlenek baru oraz kwas siarkowy, co miało zatrzymać zachodzące reakcje. Po odparowaniu roztworu badacz przeanalizował to, co pozostało w środku. Natrafił na pięć aminokwasów. Dla porównania, wszystkie znane nam formy życia składają się z 20 aminokwasów. Jakby tego było mało, próbki zostały ponownie przebadane już po śmierci Millera. Wykazano wtedy, że naukowcowi udało się stworzyć nawet więcej aminokwasów niż pierwotnie sądził: 25. W ramach innego eksperymentu (którego wyniki również zweryfikowano po śmierci Millera) stworzył on natomiast 22 aminokwasy.

Czytaj też: Europa zawiera parę wodną nie tylko przy powierzchni. Wzrosły szanse na znalezienie tam życia

Niemal 70 lat po oryginalnym eksperymencie, za jego odtworzenie zabrał się Joaquin Criado-Reyes wraz ze swoim zespołem. Zdaniem naukowców, Miller pominął rolę, jaką w jego badaniach mogła odegrać kolba wykonana ze szkła borokrzemowego. Jako że symulowana przez Millera atmosfera była silnie alkaliczna, mogło to prowadzić do rozpuszczania krzemionki. W efekcie do próbek zebranych przez badacza mogła trafić rozpuszczona krzemionka i tlenki metali.

Eksperyment powtórzony przez Criado-Reyesa

Aby przekonać się, czy na wyniki eksperymentu mógł wpłynąć rodzaj wykorzystanego szkła, współcześni badacze przeprowadzili trzy jego wersje. W pierwszej kolby były wykonane z borokrzemu, w drugiej z teflonu, a w trzeciej – z teflonu z domieszką borokrzemu. Okazało się, że w drugiej wersji eksperymentu, a więc wykorzystującej teflonowe kolby, powstało najmniej związków organicznych. Innymi słowy: krzemiany były ważnym elementem związanym z sukcesem eksperymentu Millera, choć najprawdopodobniej nie do końca celowym. A co to oznacza dla hipotez o powstaniu życia? Jako że ponad 90 procent skorupy ziemskiej składa się z krzemianów, to ich wietrzenie faktycznie mogło napędzać powstawanie pierwszych elementów składowych życia na naszej planecie.