Experimento de Miller y Urey
El experimento de Miller y Urey1 2 representa el inicio de la abiogénesis experimental, y la primera comprobación de que se pueden formar espontáneamente moléculas orgánicas a partir de sustanciasinorgánicas simples en condiciones ambientales adecuadas.3 4 Fue llevado a cabo en 1952 por Stanley Miller y Harold Clayton Urey en la Universidad de Chicago. El experimento fue clave para apoyar la teoría del caldo primordial en el origen de la vida.5 6
Según este experimento la síntesis de compuestos orgánicos, como los aminoácidos, debió ser fácil en la Tierra primitiva. Otros investigadores –siguiendo este procedimiento y variando el tipo y las cantidades de las sustancias que reaccionan- han producido algunos componentes simples de los ácidos nucleicos y hasta ATP[cita requerida]. Esta experiencia abrió una nueva rama de la biología, laexobiología. Desde entonces, los nuevos conocimientos sobre el ADN y el ARN. Condiciones prebióticas en otros planetas y el anuncio de posibles fósiles bacterianos encontrados en meteoritos provenientes de Marte (como el ALH 84001), han renovado la cuestión del origen de la vida.
El experimento
En el experimento se usó agua(H2O), metano (CH4), amoniaco(NH3) e hidrógeno (H2). Estas sustancias químicas fueron selladas dentro de un conjunto estéril de tubos y recipientes de cristal conectados entre sí en circuito cerrado. Uno de los recipientes estaba medio lleno de agua líquida y otro contenía un par de electrodos. Se calentó el agua líquida para que se evaporase, y los electrodos emitían descargas eléctricas a otros recipientes, que atravesaban el vapor de agua y los gases de matraz, y que simulaban los rayos que se producirían en una atmósfera de Tierra primitiva. Después, la atmósfera del experimento se enfrió de modo que el vapor de agua condensara de nuevo y las gotas volviesen al primer recipiente, que se volvía a calentar en un ciclo continuo, creando de esta manera, diferentes compuestos orgánicos. Oparin sabía que la Tierra carecía de oxígeno antes de la vida. La evidencia está en que cuando se extraen rocas con hierro, este no está en forma de óxido sino en su forma metálica.
Antes de que apareciera la vida en la Tierra, había moléculas simples e inorgánicas como el agua, el metano o el amoníaco. Pero debido a los factores que se dieron en la Tierra en ese momento (rayos, choques constantes de meteoritos, erupciones volcánicas, etc.) las sustancias inorgánicas se dividieron dando lugar a moléculas orgánicas (aminoácidos glucosa etc.…). Las moléculas inorgánicas se transformaron en orgánicas cuando hubo un aporte de energía. Las sustancias complejas se agruparon en gotitas llamadas coacervados que se acumularon en los mares primitivos hasta que dieron lugar a moléculas capaces de reproducirse. Estos primeros seres vivos fueron los que transformaron las grandes cantidades de dióxido de carbono en oxígeno.
Stanley Miller trato de probar esta teoría con un aparato sencillo mezclando vapor de agua, metano, amoniaco e hidrógeno. Se pensaba que estos gases eran los que existieron en la atmósfera terrestre en aquel entonces. Para simular las corrientes eléctricas (aportes de energía) utilizó electrodos. Con este experimento simuló las condiciones prebióticas y con el aporte de energía de los electrodos logró la obtención de aminoácidos, algunos azúcares y de ácidos nucleicos, pero nunca logró la obtención de materia viva, solo algunos de sus componentes.
La historia del experimento
En 19535 Stanley L. Miller, estudiante de la Universidad de California, le propuso a su director Harold Urey realizar un experimento para contrarrestar la hipótesis de Alexander Oparin y J. B. S. Haldane, según la cual en las condiciones de la Tierra primitiva se habían producido reacciones químicas que condujeron a la formación de compuestos orgánicos a partir de inorgánicos, que posteriormente originaron las primeras formas de vida. Urey pensaba que los resultados no serían concluyentes pero finalmente aceptó la propuesta de Miller; diseñaron un aparato en el que simularon algunas condiciones de laatmósfera de la Tierra primitiva.
Descripción
El experimento consistió, básicamente, en someter una mezcla de metano, amoníaco, hidrógeno, dióxido de carbono, nitrógeno y agua a descargas eléctricas de 60.000 voltios a temperaturas muy altas. Como resultado, se observó la formación de una serie de moléculas orgánicas, entre la que destacan ácido acético, glucosa, y los aminoácidos glicina, alanina, ácido glutámico y ácido aspártico, usados por las células como los pilares básicos para sintetizar sus proteínas.
En el aparato se introdujo la mezcla gaseosa, el agua se mantenía en ebullición y posteriormente se realizaba la condensación; las sustancias se mantenían a través del aparato mientras dos electrodosproducían descargas eléctricas continuas en otro recipiente.
Después que la mezcla había circulado a través del aparato, por medio de una llave se extraían muestras para analizarlas. En éstas se encontraron, como se ha mencionado, varios aminoácidos, uncarbohidrato y algunos otros compuestos orgánicos. El experimento ha sido repetido en múltiples ocasiones, obteniendo compuestos orgánicos diversos. Sin embargo, aún no se han obtenido proteínas.
En 2008, otros investigadores encontraron el aparato que Miller usó en sus tempranos experimentos y analizaron el material remanente usando técnicas modernas más sensibles. Los experimentos habían incluido la simulación de otros ambientes, no publicados en su momento, como gases liberados en erupciones volcánicas. El análisis posterior encontró más aminoácidos y otros compuestos de interés que los mencionados en el experimento publicado.7 8 9 10
