Postanak života na Zemlji: staklena varka

Čuveni Millerov pokus, kojim je američki kemičar pokazao kako su mogle nastati aminokiseline u prvotnoj Zemljinoj atmosferi, slabo bi uspio – pokazuju najnovija istraživanja – da nije bilo stakla.

Nenad Raos nedjelja, 21. studenog 2021. u 07:05

Godine 1770. mladi francuski pravnik Antoine Laurent Lavoisier, koji se u slobodno vrijeme bavio kemijom, kuhao je vodu u pelikan-tikvici (danas bismo rekli: u tikvici sa zračnim povratnim hladilom) točno 101 dan. Sredinom prošloga stoljeća, 1953. godine, 23-godišnji američki kemičar Stanley Miller napravio je sličan pokus. Isto je tako kuhao vodu (ovaj put s povratnim vodenim hladilom), no iznad vode je umjesto smjese dušika i kisika, tj. zraka, bila smjesa nekih drugih plinova – metana, vodika i amonijaka – kroz koju su usto letjele električne iskre. Ove su godine petorica španjolskih kemičara ponovila Millerov pokus, no tako da su za njega upotrijebili, kao i Miller, tikvicu od vatrostalnog, borosilikatnog stakla, no i staklenu tikvicu koju su s unutrašnje strane presvukli teflonom.

Što povezuje ta tri pokusa odvojena stoljećima? Povezuje ih voda i staklo, ili – bolje rečeno – interakcija vode sa staklom.

Lavoisier je istraživao što se događa s vodom, ako se dugo kuha. Prije njega su (al)kemičari vjerovali da se voda kuhanjem pretvara u zemlju, no Lavoisier je izvagao tikvicu i sve sastojke u njoj prije i nakon kuhanja te je iz rezultata vaganja zaključio da je voda reagirala sa staklom, pretvorivši ga u muljeviti talog, „zemlju“, kako su ga zvali alkemičari.

Stanley Miller je pak reakcijom vodene pare i tri navedena plina – uz pomoć električnog pražnjenja, dakako – dobio mnoge organske spojeve, među njima i aminokiseline. Bila je to svjetska senzacija i mnogi su mislili da je time riješeno pitanje postanka života na Zemlji. No, avaj, nije. Ne samo da se još istražuje kako je mogao nastati život, nego se istražuje i Millerov eksperiment. Mnogi su ga ponovili, s manjim ili većim modifikacijama, pa bi znanstveni rad petorice Španjolaca bio samo još jedan rad među stotinama drugih, da nije jednog ali.

Taj „ali“ se čita već u naslovu njihovog članka objavljenog u časopisu Nature: „The role of borosilicate glass in Miller-Urey experiment (Uloga borosilikatnog stakla u Miller-Ureyjevom pokusu)“. Pitanje je jasno: „Kako utječe staklo na ishod čuvenog eksperimenta, koji se zbog voditelja Millerovog doktorata, nobelovca Harolda Ureyja, zove još i Miller-Ureyjev eksperiment?“

No prije nego što odgovorim na to pitanje reći ću kako autori spomenutog rada nisu u tančine ponovili Millerov pokus, nego su ga znatno pojednostavili. Umjesto da smjesa plinova i vodene pare cirkulira u zatvorenom sustavu, oni su iznad vode u tikvici postavili dvije elektrode između kojih su preskakale električne iskre. Nakon toga su napravili detaljnu analizu svega što su dobili.

Za razliku od Millera koji je uspio detektirati samo desetak organskih spojeva, sada ih je indentificirano čak 56, a među njima je bio i jedan dipeptid, glicilglicin, koji je nastao povezivanjem dviju molekula najjednostavnije aminokiseline, glicina. No nisu u svim eksperimentima dobili svih 56 spojeva, a i količine su varirale. I to znatno, da ne kažem bitno.

Pri istim eksperimentalnim uvjetima u borosilikatnom staklu dobiveno je 3,3 puta više ukupne organske tvari nego u staklu presvućenom teflonom. Još je veća razlika bila u pogledu najvažnijeg produkta: u borosilikatnom staklu nastala je čak šest puta veća količina aminokiselina. Usto je pokus u teflonu dao dvostruko manju količinu nukleobaza, spojeva od kojih su nastala RNA, prva nukleinska kiselina, od koje se tek kasnije razvila DNA.

Za razliku od borosilikatnog stakla koje je dalo 56 produkata, pokusi u teflonu dali su ih samo 31, što znači da 25 produkata ne bi nastalo bez interakcija sa staklom.

Kada se na taj način pročitaju rezultati, proizlazi da je Stanley Miller, jednostavno rečeno, napravio sustavnu pogrešku. Ta je pogreška, nezapažena, pratila sve pokuse koji su na njegovom tragu napravljeni u sljedećih sedamdeset godina. I jest tako – no samo ako se tako čita.

Rezultat se može naime čitati i na drugi način. Borosilikatno staklo je u ovom slučaju poslužilo kao katalizator, a katalizatori su – sve se više pokazuje – bili presudni za postanak života na Zemlji. Najvažniji među njima bili su minerali gline, a oni su kemijski vrlo slični staklu. Stoga Stanely Miller nije pogriješio nego je nesvjesno uveo još jedan faktor u jednadžbu života.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu,  te, naravno, BUG online. Autor je i 13 znanstveno-popularnih knjiga od kojih je jednu, „The Cookbook of Life – New Theories on the Origin of Life“ (izišlu 2018. godine), napisao na engleskom jeziku. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.

Najmanji i najtanji 14" gaming prijenosnik s AMD Ryzen

165 Hz

RAZER Blade 14

Ryzen 9 5900HX, 16GB, 1000GB SSD, GeForce RTX 3070 8GB, 14" QHD 165Hz, Windows 10

17.499 kn 18.799 kn Kupi


Bežični HiFi zvučnici

AUDIOENGINE A2BT

Premium aktivni zvučnici sa stereo zvukom visoke vjernosti spajaju se sa vašom glazbom sa bilo koje aplikacije ili uređaja u sekundi. Vrhunski Bluetooth mini kućni glazbeni sustav savršen je za radnu površinu ili manje prostore.

1299 2289 Kupi

Prijenosni zvučnik

JBL GO 2 champagne

Prijenosni Bluetooth zvučnik za bežični streaming glazbe sa pametnog telefona ili tableta sa ugrađenom punjivom baterijom za do 5 sati reprodukcije, vodootpornim dizajnom i ugrađenim mikrofonom. Dolazi sa audio kabelom.

189 279 Kupi