Експеримент Міллера-Юрі знову актуальний?
Ця стаття відповідає Олексію К. з України, який поставив запитання про перегляд культового експерименту Міллера-Юрі.
ЗМІ стверджували, що в ході експерименту могло бути отримано набагато більше амінокислот, ніж раніше. Далі слідує додаток про природу ранньої окисної атмосфери Землі, яка фальсифікує одну з важливих передумов експерименту.
________________________________________________________________________________
У цій статті1 розповідається, що новий аналіз продуктів, отриманих Міллером та Юрі в їхньому експерименті, проведений студентом Міллера Джеффрі Бада в 2008 році, виявив 23 різні амінокислоти. То чи можемо ми як і раніше стверджувати, що під час експерименту Міллер-Юрі виявили лише кілька амінокислот та що вони не отримали специфічних, критично важливих для життя амінокислот? У фільмі «Ахіллесові п'яти еволюції» також є така заява.
Я розумію, що є багато інших, важливіших непереборних перешкод для виникнення життя, але, можливо, не варто використовувати аргументи, які вже спростовані як цей?
Наперед дякую за відповідь.
Олексій К., Україна
____________________________________________________________
Відповідає д-р Джонатан Сарфаті.
Шановний пане К.
Дякуємо вам за лист у CMI.
Ми давно знали про цей повторний аналіз й це зовсім нас не вразило.
Задовго до цього, на моїх заняттях з органічної хімії, професор (топ-лектор в системі Нової Зеландії та Великобританії) органічної хімії, який сам вірить в хімічну еволюцію, зазначив, що оригінальний експеримент Міллера був настільки впливовим завдяки новим аналітичним методам того часу. Це дозволило виявити сліди молекул в смолистій каші. Тому вихід навіть простого гліцину був дуже низьким, не кажучи вже про більшість інших амінокислот, які знаходились в набагато менших кількостях.
В новому експерименті Бада використовував ще більш досконалі методи, такі як ВЕРХ та рідинна хроматографія з мас-спектрометрією, для розділення сполук дуже схожих за хімічним складом.
Оригінальна стаття Бада та його команди знаходяться в закритому доступі,2 але його пізніша стаття в PNAS (2011) відкрита.3 Вивчення таблиці 2 в цій статті показало, що не всі 23 амінокислоти мають значення, оскільки більшість живих організмів використовує лише 20. Виявлені амінокислоти включають β-аланін, α-аміноізомасляну кислоту, ізомери α-, β- та γ-аміномасляної кислоти, ізосерин, етіонін, які не зустрічаються в білках. Але вони не змогли виявити білкові амінокислоти фенілаланін, пролін, гістидин, тирозин, лізин, аспарагін, аргінін або глутамін.
Показово, що деякі з білкових амінокислот руйнуються в тих самих умовах, в яких вони утворюються (й це без урахування невиправданого втручання дослідника у вигляді пастки для виділення продуктів до того, як джерело енергії зможе їх зруйнувати), або легко окислюються (див. нижче недавні докази існування ранньої окисної атмосфери).
Важливо відзначити, що цистеїн не було виявлено в проаналізованих зразках. Однак багато зразків містили цистеамін та гомоцистеїнову кислоту, які є продуктами розпаду цистеїну та гомоцистеїну відповідно. Присутність цих сполук сірки передбачає, що цистеїн спочатку був присутній у зразках, але згодом цистеїн був зруйнований внаслідок окислення, а також інших механізмів, оскільки ці зразки не зберігалися в аноксичних умовах.
Окрім того, оскільки будь-які подальші кроки, такі як створення білків, вимагають високої концентрації амінокислот, виявлення крихітних слідових кількостей не має жодної цінності. Що вони справді знайшли, так це чотири аміни, які діють як термінатори ланцюга, як пояснюється в книзі «Походження життя: проблема полімеризації».
Також показово – вчені змогли дійти висновку, що продукти не є забруднювачами, бо вони були рацеміченими – рівна суміш «лівосторонніх» й «правосторонніх» форм. Це ще одна нерозв'язна проблема для хімічної еволюції, оскільки життя вимагає виключно односторонніх амінокислот і цукрів.
Отже, насамкінець, я думаю, що аргументи у фільмі «Ахіллесові п'яти еволюції» все ще актуальні. Ми також ведемо сторінку «Аргументи, які, на нашу думку, НЕ повинні використовувати креаціоністи», яка користується широкою популярністю та яку похвалив навіть Річард Докінз, апостол атеопатії. Однак ми не вважаємо, що нам потрібно додати цей аргумент до згаданого вище списку.
Чи справді атмосфера Землі була з відновними характеристиками, як вважали Міллер та Юрі?
Протягом останніх шести десятиліть широко поширився міф про те, що життя на Землі розвивалося в первісному супі. Основні хімічні речовини в супі нібито утворилися під впливом ультрафіолетового випромінювання та блискавок в первісній атмосфері, не схожій на сучасну.
Початкова атмосфра нібито була «відновною», тобто містила багаті воднем сполуки, такі як метан (CH₄) та аміак (NH₃), та не мала кисню. Наша сучасна «окислювальна» атмосфера не дала б жодного шансу, тому що кисень зруйнував би так звані будівельні блоки й взагалі першкоджав би їх утворенню.
Багатьох дивує, що ця теорія опирається не так на докази, як на догматичні вірування в те, що життя розвивалося шляхом самовільного виникнення – без участі розуму. Наприклад, первісний суп повинен був залишити сліди багатих азотом сполук, але вони ніколи не були знайдені в жодному місці на Землі. Окрім того, ідея метано-аміачної атмосфери в основному відкинута, і є багато доказів того, що кисень існував з дуже ранніх часів, навіть згідно з еволюційним «датуванням».
Останній удар було завдано наприкінці минулого року. Вчені з Нью-Йоркського центру астробіології при Політехнічному інституті Ренсселаєра (Rensselaer Polytechnic Institute) проаналізували те, що вони назвали найдавнішими мінералами на Землі: циркони, «датовані» віком 4,35 млрд років.4 5 Вони містять рідкоземельний метал церій. Чим більше окислювача, тим більше церію буде виявлено в сильно окисленій формі (Ce⁴+) й менше в більш відновленій (Ce³+).
Висновок? У звіті йдеться:
«Калібрування показують атмосферу з окисними характеристиками, ближчими до сучасних умов».
Таким чином, Земля ніколи не була сприятливою для хімічної еволюції. Але оскільки дослідники не побажали відмовитися від своєї догми, вони вдалися до відчайдушної спроби – панспермії, ідеї, що будівельні блоки прибули з космосу. Це, звичайно, просто переносить багато інших нерозв'язних проблем хімічної еволюції в інше місце, за рамки науки, й створює інші проблеми (див. Теорія панспермії згоріла вщент: бактерії не змогли вижити на метеориті [також Цукри з космосу? Чи доводять вони еволюцію? і Основи нуклеїнової кислоти в метеориті Мерчісон? (Прим. ред.]).
-
Parry, W., Possible key to life’s chemistry revealed in 50-year-old Experiment, livescience.com, 21 March 2011.
-
Johnson, A.P., The Miller Volcanic Spark Discharge Experiment, Science 322(5900):404, 17 October 2008 | doi:10.1126/science.1161527.
-
Parker, E.T. et al., Primordial synthesis of amines and amino acids in a 1958 Miller H2S-rich spark discharge experiment, Proceedings of the National Academy of Sciences 108(14):5526–5531, 5 April 2011 | doi:10.1073/pnas.1019191108.
-
Trail, D. et al., The oxidation state of Hadean magmas and implications for early Earth’s atmosphere, Nature 480:79–82, 01 December 2011 | doi:10.1038/nature10655.
-
Setting the stage for life: Scientists make key discovery about the atmosphere of early earth, sciencedaily.com, 30 November 2011.