Nel 1952, lo scienziato americano Stanley Lloyd Miller (1930-2007) effettuò uno straordinario esperimento presso l'Università di Chicago, noto come esperimento Miller, sotto la guida del chimico americano Harold Clayton Urey (1893-1981). In questo studio pionieristico, Miller ha cercato di replicare le condizioni della Terra primordiale nel suo laboratorio in un dispositivo, combinando ammoniaca (NH3), metano (CH4), idrogeno (H2) e vapore acqueo (H2O).
Attraverso il riscaldamento, il raffreddamento e l'applicazione di scariche elettriche, cercò di simulare i processi fisico-chimici che sarebbero avvenuti sulla Terra primitiva. In pochi giorni di sperimentazione, Miller è riuscito a produrre un'impressionante varietà di composti organici, inclusi amminoacidi e basi azotate, nonché sostanze come cianuro e formaldeide. Questo cocktail complesso divenne noto come la “zuppa prebiotica”.
Leggi anche:
- Lo studio mostra che c'erano meno fulmini nell'atmosfera primordiale della Terra
- Gli asteroidi potrebbero aver “catturato” blocchi che costruiscono la vita nelle nubi stellari
- L'origine della vita sulla Terra potrebbe essere stata scoperta
La scoperta di questi composti organici in condizioni simili a quelle dell’epoca sulla Terra, pubblicata sulla rivista scientifica “Science” nel 1953, fece sorgere l’intrigante possibilità che la materia precursore della vita potesse essersi formata spontaneamente da sostanze semplici e allora abbondanti. .
Questa idea acquistò ancora più credibilità quando analisi successive rivelarono che il meteorite Murchinson conteneva gli stessi amminoacidi trovati nell'esperimento di Miller, in proporzioni simili, suggerendo che questi composti organici potrebbero essere comuni nell'universo e non esclusivi della Terra.
Qual è stato l'esperimento di Miller?
L'esperimento di Miller fu concepito come una verifica delle teorie proposte dal biologo e chimico russo Aleksandr Oparin (1894-1980) e dal genetista e biologo britannico John Burdon Sanderson Haldane (1892-1964), sull'origine della vita sulla Terra.
L'apparato sperimentale consisteva in un intricato assemblaggio di tubi di vetro e palloncini appositamente progettati e interconnessi. In essi furono introdotti i composti che si credeva fossero presenti nell'atmosfera primitiva, come suggerito da Oparin: ammoniaca (NH3), metano (CH4), idrogeno (H2) e vapore acqueo (H2O).
Illustrazione dell’esperimento Miller – Immagine: riproduzione
Il sistema è stato sottoposto a riscaldamento e scariche elettriche, simulando le condizioni ancestrali di alte temperature e temporali sul pianeta Terra. Nel condensatore, la miscela gassosa veniva raffreddata per imitare il raffreddamento della Terra, dove scorrevano gocce d'acqua condensate, simulando il verificarsi della pioggia. Il ciclo di questo processo è stato causato dal riscaldamento.
Dopo una settimana di intense scariche elettriche, il contenuto dei contenitori era notevolmente cambiato. L'acqua divenne torbida, assumendo una tonalità rossastra e sugli elettrodi fu osservato materiale giallo-marrone. Trascorso questo periodo, l'acqua raccolta nel sifone veniva sottoposta ad una serie di analisi, rivelando la presenza di aminoacidi e di altre semplici sostanze chimiche. Questo lavoro rivoluzionario è riconosciuto come la prima sintesi intenzionale ed efficace di biomolecole in condizioni simulate della Terra primordiale.
Sebbene oggi sappiamo che la composizione atmosferica proposta da Oparin e utilizzata da Miller differisce dalla realtà della Terra primitiva, con studi recenti che indicano un'atmosfera composta principalmente da anidride carbonica (CO2), metano (CH4), monossido di carbonio (CO) e gas azoto (N2), l'esperimento di Miller rimane una pietra miliare significativa. Dimostrò che, anche in condizioni diverse da quelle precedentemente immaginate, le condizioni sulla Terra primordiale avrebbero potuto favorire la formazione di amminoacidi.
Esperimento di Miller: risultato
Il risultato dell'esperimento di Miller confermò l'ipotesi di Oparin e generò la sintesi abiotica di molecole organiche complesse da componenti dell'atmosfera primitiva, come metano, ammoniaca, idrogeno e vapore acqueo. La scoperta ha riguardato anche amminoacidi come la glicina, l'alanina, l'acido aspartico e l'acido ammino-n-butirrico, essenziali per le proteine.
Immagine: Yurchanka Siarhei/Shutterstock
Ciò ha ispirato altri scienziati a esplorare l'origine delle molecole organiche, portando alla riproduzione in laboratorio dei venti aminoacidi conosciuti, nonché alla creazione di nucleotidi, gli elementi costitutivi di base del DNA e dell'RNA, la base universale di tutte le forme di vita. sulla terra.
Lo studio ha dimostrato che le sostanze organiche possono derivare da sostanze inorganiche in ambienti simili alla Terra primitiva. Ciò ha rafforzato l’idea che la vita potrebbe aver avuto inizio da semplici reazioni chimiche in condizioni adeguate, oltre ad avere un impatto su settori come la biologia, la chimica e l’astrobiologia.
L'esperimento di Miller ha influenzato lo sviluppo della biologia evoluzionistica, supportando la teoria dell'abiogenesi e anche la comprensione dell'origine della vita sul nostro pianeta e nell'universo nel suo insieme.
Il post Esperimento di Miller: cos'era e il risultato? è apparso per la prima volta su Olhar Digital.