Эксперимент Миллера — Юри показал, что аминокислоты могут образовываться из более простых веществ при отдельных лабораторных условиях. Живую клетку он не создал. Под одним названием часто смешивают три разные работы: отчёт Миллера 1953 года, повторный анализ образцов с «вулканического» аппарата 2008 года и анализ серосодержащих образцов 1958 года, опубликованный в 2011 году. Если их различать, становится понятно, почему в разных источниках разное число продуктов.
Что на самом деле сообщалось в статье 1953 года
В статье Стэнли Л. Миллера в Science, 1953 использовались метан, аммиак, водород и вода с электрическим разрядом. Методом бумажной хроматографии были идентифицированы глицин, α-аланин и β-аланин. Аспарагиновую кислоту и α-амино-н-масляную кислоту Миллер прямо назвал менее надёжными идентификациями, потому что их пятна были слабыми. Это различие видно на печатной странице 529; формулировка «пять аминокислот» теряет исходную разницу в степени уверенности.
Единственный указанный автор статьи — Миллер. В благодарностях Гарольд К. Юри упомянут за советы и руководство. Привычное название с двумя фамилиями не стоит принимать за список авторов этой публикации.
Как работал контур циркуляции
Установка объединяла резервуар с водой, область газа и разряда и конденсатор. Нагрев давал водяной пар; охлаждение возвращало жидкость в резервуар, где могли накапливаться нелетучие продукты. Методическая статья 2014 года объясняет эту схему и описывает более позднюю упрощённую установку. Современная конфигурация не является точным чертежом оригинала.
Контур стоит понимать как способ поддерживать условия и собирать продукты реакции. Рисунок циркулирующей воды не доказывает, что установка воспроизвела все особенности древнего океана и атмосферы.
Почему в более поздних работах 22 или 23 аминокислоты
| Публикация | Что исследовали | Сообщённый результат |
|---|---|---|
| 1953: Миллер | Исходный отчёт об эксперименте. | Три надёжные идентификации аминокислот; ещё два определения прямо названы менее надёжными. |
| 2008: Джонсон и коллеги | Архивные образцы 1953–54 годов, включая установку, где пар подавался в область искры. | 22 аминокислоты и пять аминов в образцах «вулканической» установки. |
| 2011: Паркер и коллеги | Архивные образцы другого, ранее не описанного эксперимента 1958 года с сероводородом. | 23 аминокислоты и четыре амина, среди них семь серосодержащих соединений в этих категориях. |
Статья 2008 года и дополнительные материалы описывают три конфигурации установки, а не один взаимозаменяемый набор образцов. Таблица S1 сравнивает обнаруженные в них продукты. Авторы также предупреждают, что экстракты из первой установки могут быть неполными. Меньшее число в этом сравнении нельзя использовать, чтобы однозначно ранжировать все возможные установки и условия реакции.
Статья 2011 года касается другой газовой смеси и других сохранившихся остатков. Семь её серосодержащих продуктов — это шесть аминокислот и один амин. В ней также указано возможное следовое загрязнение для некоторых аминокислот. Сохранённого исходного процедурного контрольного образца не было; контроль на рисунке 1 — аналитический контроль растворителя. Эти ограничения важны наряду с положительными идентификациями.
В более поздних исследованиях применяли жидкостную хроматографию и масс-спектрометрию. Более совершенные методы анализа могут выявить соединения, которые прежний метод пропустил. Поэтому результат, опубликованный в 2011 году, — это не результат, о котором Миллер сообщил в 1953 году, даже если физический образец старый. В итоговые числа входят и соединения, не относящиеся к привычному набору белковых аминокислот.
Отменяет ли вопрос об атмосфере результат?
В статьях 2008 и 2011 годов обсуждается ключевое ограничение: сильно восстановительную газовую смесь классического эксперимента не следует просто считать моделью всей ранней атмосферы. Авторы рассматривают локальные или временные восстановительные среды, включая вулканические шлейфы, как возможные места для сходной химии. Это гипотезы об окружающей среде, а не измерения, сделанные установкой.
Читая утверждение о происхождении жизни, разделяйте два вопроса:
- Может ли реакция идти при заданных условиях? Здесь речь о том, что получено в эксперименте и как идентифицированы продукты.
- Были ли такие условия и такой путь на ранней Земле? Для этого нужны геологические и экологические данные, а не только химия.
Положительный ответ на первый вопрос не решает второй. И наоборот, сомнение в предположении о глобальной атмосфере не делает измеренный лабораторный продукт несуществующим. Полезный следующий шаг — уточнить, какие именно условия оспариваются и какое наблюдение позволит различить конкурирующие объяснения.
Почему получение аминокислот — это не получение жизни
Список молекул отвечает на вопрос о составе. Утверждение о живой системе требует дополнительных данных об организации и устойчивых функциях, а не просто новых названий молекул. Например, идентификация строительного блока не объясняет, как он становится частью наследуемой, воспроизводящейся системы.
Это различие помогает и честно сравнивать гипотезы о происхождении жизни. Эксперимент с искровым разрядом касается возможного химического сырья. Эксперимент с градиентом энергии затрагивает другую часть проблемы. Наш разобранный пример с градиентом pH разделяет химическую и электрическую составляющие энергии и объясняет, что может установить расчёт. Ни один из этих видов результатов сам по себе не даёт полного исторического пути.
Как проверить следующее утверждение
- Сопоставьте образец со статьёй. Записывайте и дату эксперимента, и дату анализа; «эксперимент Миллера» — слишком широкое понятие.
- Проверьте, что именно идентифицировано. Отличайте надёжную идентификацию, предварительное определение и необнаруженное соединение. Это разные исходы.
- Изучите сравнение. Спросите, подтверждают ли вывод контрольные образцы, обращение с образцами, хранение и чувствительность детектора.
- Держите вывод на уровне измеренного. Обнаружение продукта, правдоподобие среды и полное объяснение происхождения жизни требуют разных данных.
Наше руководство по проверке цитат предлагает универсальную проверку «утверждение — источник». По этой теме особенно полезно читать исходные результаты и подписи к рисункам: точная аннотация всё равно может опустить оговорки из других частей статьи.
Первоисточники и заметки к чтению
- Miller, S. L. (1953). A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions. Science 117, 528–529. DOI и издатель; библиографическая запись. Напечатанные результаты и рисунок установки сверены со сканом оригинальной статьи.
- Johnson, A. P., and colleagues (2008). The Miller Volcanic Spark Discharge Experiment. Science 322, 404. DOI; статья и дополнительные материалы на сайте NASA, включая таблицу S1.
- Parker, E. T., and colleagues (2011). Primordial synthesis of amines and amino acids in a 1958 Miller H₂S-rich spark discharge experiment. PNAS 108, 5526–5531. DOI; статья на сайте NASA. Раздел результатов и рисунок 1 различают возможное следовое загрязнение и доступный контрольный образец.
- Parker, E. T., and colleagues (2014). Conducting Miller-Urey Experiments. Journal of Visualized Experiments 83, e51039. DOI; статья на сайте издателя. Проверены введение и описание установки; эта страница не опирается на видео по подписке.
Схема и пояснительные сравнения — оригинальный материал Ithy. Это не экспериментальные данные и не воспроизведение рисунков из статей.