What Was The Miller-Urey Experiment?

Summary

Эксперимент Миллера-Юрия был первым попытанием смоделировать условия древней Земли для исследования происхождения жизни. Они использовали апарат, который имитировал древую водную систему, включая в атмосферу метан, водород и аммиак, и имитировали грозу. В результате эксперимента образовались аминокислоты и другие сложные молекулы, что подтверждает возможную генезису жизни из химических реакций. Эксперимент открыл новые горизонты для исследования предшественников жизни и трансформировал гипотезы в проверяемые научные гипотезы.

Takeaways

• 🧪 Эксперимент Миллера-Юрия - первый попытка моделирования древних условий Земли для исследования очерков происхождения жизни.
• 🌏 Они смоделировали древнюю водосборную систему Земли, включая образование облаков и атмосферных газов, а также искусственное начало жизни через ионизацию.
• 🔬 Цель эксперимента заключалась в проверке первой ступени модели Опарина о том, может ли простая химия естественным образом привести к образованию сложных молекул жизни.
• 🕊️ Эксперимент показал, что биомолекулы могут образоваться под условиями, похожими на древние земные, что открыло новые горизонты в исследовании пребиотической химии.
• 🌌 В последующих исследованиях было продемонстрировано, что молекулы жизни могут формироваться в различных средах с различными химическими начальниками и источниками энергии.
• 🚀 На метеоритах обнаружены сахары, жиры и аминокислоты, что указывает на возможное распространение молекул жизни по всему древнему солнечному системе и за его пределами.
• 🔍 Эксперимент Миллера-Юрия подтвердил гипотезу Дарвина о том, что жизнь могла возникнуть из химических реакций в теплой маленькой пруду с различными химическими веществами.
• 📚 Опарин представил концепцию прогрессирования от простой химии к живым клеткам, представив начальную океан как 'протоплазменную суп'.
• 🌱 Идея эволюции Дарвина подсказала, что простые формы жизни могут появляться и развиваться под определенными условиями, что стимулировало поиск первых шагов к жизни.
• 🔬 Эксперимент Миллера-Юрия помог превратить спекулятивные идеи о происхождении жизни в проверяемые научные гипотезы.
• 🌐 Множество вопросов о происхождении жизни остается открытыми, но ученые из разных стран и областей исследования продолжают следовать примеру Миллера, делая научные гипотезы проверяемыми.

Q & A

Что было экспериментом Миллера-Юрия?

Эксперимент Миллера-Юрия был первым попыткой имитации условий древней Земли, в частности, древней водной циркуляции Земли, с целью проверки идей о происхождении жизни.

Какие были первые представления о происхождении жизни?

Сначала было поверхнее, что жизни, такие как мультики и крысы, могут появляться из ничего благодаря самопроизвольному образованию. Это было отвергнуто в XVII веке, и в XIX веке было предложено, что жизнь появляется только от жизни.

Какой теория была предложена Чарльзом Дарвином в 1859 году?

Чарльз Дарвин предложил теорию эволюции, в которой показал, что под определенными условиями относительно простые существа могут постепенно приводить к более сложным существам.

Какую книгу опубликовал Александр Опарин в 1924 году?

Александр Опарин опубликовал книгу под названием 'ПРИСТУПЫ К ХИМИИ ЖИЗНИ', в которой он описал свои мысли о постепенном прогрессе от простой химии к живым клеткам.

Что представлял собой прибор, разработанный Миллером и Юрием для имитации древних условий?

Они разработали аппарат, который имитирует древнюю водную циркуляцию, включая воду для моделирования древнего океана, пар для газов атмосферы, конденсатор для охлаждения и источник энергии в виде искров для имитации грозы.

Какой была цель эксперимента Миллера-Юрия?

Цель эксперимента не была создание жизни, а проверка первой ступени модели Опарина: может ли простая химия естественным образом привести к сложным молекулам жизни.

Какие вещества были обнаружены после прохождения эксперимента?

После прохождения эксперимента в 'океане' обнаружены аминокислоты и другие сложные молекулы, которые считались возможностями для формирования внутри живых существ.

Какие другие виды энергии, помимо искр, были рассмотрены для использования в экспериментах о происхождении жизни?

Другие виды энергии, рассмотренные в экспериментах о происхождении жизни, включают солнечный свет, геотермальный тепло и даже грозы.

Какие другие вещества, помимо аминокислот, были обнаружены на метеоритах?

На метеоритах также были обнаружены сахарные молекулы, жиры и аминокислоты, что указывает на то, что молекулы жизни могут быть распространены по всему древнему солнечному системе.

Каковы основные причины значимости эксперимента Миллера-Юрия?

Эксперимент Миллера-Юрия значим по двум основным причинам: он демонстрировал, что биомолекулы могут образоваться под условиями, похожими на древнюю Землю, и превратил часть спекуляций о происхождении жизни в проверяемые научные гипотезы.

Какие организации поддержали создание данного видео?

Это видео было финансировано Центром химической эволюции, Национальным фондом науки и НАСА. Особая благодарность химику Эрику Паркеру за проверку скрипта, предоставление научных статей и критику визуальных материалов для этой анимации.

Outlines

00:00

🔬 Миллер-Юри эксперимент: поиски первых шагов к жизни

Эксперимент Миллера-Юри, проведенный в 1950-х годах, был первым попыткой имитации условий древней Земли для исследования возникновения жизни. В эксперименте использовали водоем, который имел роль древнего океана, и газы, предположительно обитавшие в атмосфере Земли в древние времена, такие как метан, водород и аммония. С помощью конденсатора и искусственных молний, экспериментаторы моделировали древнюю водосборную систему и обнаружили, что в результате химических реакций образовались сложные молекулы, включая аминокислоты, которые считались возможностями жизни. Этот прорыв в науке дал начало новой области исследования - пребиотической химии.

05:04

🌐 Значение эксперимента Миллера-Юри для науки о происхождении жизни

Эксперимент Миллера-Юри имеет важное значение не только потому, что он показал, что биомолекулы могут образоваться под условиями, похожими на древнюю Землю, но и потому что он превратил гипотезу о том, что жизнь может возникнуть из химии, в проверяемую научную гипотезу. Несмотря на то что условия эксперимента не были идеальными, они помогли понять, что молекулы жизни могут формироваться в различных средах с различными химическими начальными компонентами и источниками энергии. Ученые продолжают исследовать возможные способы образования жизни, используя различные модели и эксперименты, и хотя ответы на многие вопросы о происхождении жизни еще предстоит найти, эта работа продолжается благодаря примеру Стэнли Миллера.

Keywords

💡Сpontaneous generation

Спонтанное происшествие - это старое представление, согласно которому живые существа могли появляться из неживых веществ, например, глисты из гнилой пищи. В видео это идея отвергается, и подчёркивается, что жизнь появляется только от жизни, что связано с темой исследования о происхождении жизни.

💡Теория эволюции

Теория эволюции - это научная теория, предложенная Чарльзом Дарвином, которая объясняет, как происходят изменения и развитие видов на протяжении времени. В контексте видео, это показывает, что относительно простые формы жизни могут постепенно развиваться в более сложные.

💡Аминокислоты

Аминокислоты - это специальные молекулы, которые являются основой для строительства белков и играют ключевую роль в жизни. В видео упоминается, что аминокислоты были получены в результате эксперимента Миллера-Юрия, что подтверждает возможную химическую основу жизни.

💡Эксперимент Миллера-Юрия

Эксперимент Миллера-Юрия - это знаменитый научный эксперимент, целью которого было изучение возможности образования биомолекул при искусственных условиях, имитирующих предполагаемые условия древней Земли. Он демонстрирует первые шаги к пониманию химической эволюции, ведущей к жизни.

💡Пребиотическая химия

Пребиотическая химия - это область науки, изучающая предшествующие условия и процессы, которые могут привести к возникновению жизни. В видео это название упоминается в связи с открытиями, сделанными в результате эксперимента Миллера-Юрия.

💡Примитивная sopa

Примитивная sopa - это теоретическая среда, предположительно существовавшая в древнем океане, богатая различными химическими分子, которые могли быть предшественниками живых клеток. В видео это понятие используется для иллюстрации условий, в которых могли произойти первые шаги к жизни.

💡Аппарат Миллера-Юрия

Аппарат Миллера-Юрия - это специально разработанная установка для моделирования древних условий на Земле, включая цикл воды и атмосферу. В видео он используется для демонстрации эксперимента, который приводит к образованию аминокислот.

💡Химическая реакция

Химическая реакция - это процесс, при котором атомы или молекулы взаимодействуют, образуя новые вещества. В контексте видео, химические реакции в примитивной sopa или в эксперименте Миллера-Юрия являются ключевым механизмом для образования молекул, которые могут быть предшественниками жизни.

💡Метеориты

Метеориты - это космические тела, которые встречаются на Земле. В видео упоминается обнаружение сахаров, липидов и аминокислот в метеоритах, что подсвечивает возможность распространения молекул жизни на другие части солнечной системы и, возможно, за её пределами.

💡Центр химической эволюции

Центр химической эволюции - это организация, которая поддерживает исследования в области происхождения жизни и пребиотической химии. В видео они спонсируют создание видео с целью распространения знаний о научных исследованиях в этой области.

Highlights

The Miller-Urey Experiment was designed to simulate early Earth conditions to test the possibility of simple life forms emerging from non-living matter.

The idea of spontaneous generation was disproved by experiments in the 1600s, leading to the scientific law that life only comes from life.

Charles Darwin's theory of evolution suggested that simple creatures could gradually give rise to more complex ones.

Darwin speculated about the formation of a protein compound in a 'warm little pond' as a possible starting point for life.

Alexander Oparin proposed the 'primordial soup' theory, where a rich collection of complex molecules could lead to the formation of living cells.

Stanley Miller and Harold Urey created an apparatus to simulate the ancient water cycle and test Oparin's model.

The experiment used water, methane, hydrogen, and ammonia to mimic the ancient ocean and atmosphere.

A condenser was added to cool the atmosphere, simulating rain falling back into the 'ocean'.

Sparks were used to simulate lightning, one of the energy sources on ancient Earth.

The goal was to test if simple chemistry could naturally give rise to the complex molecules of life.

After one week, the experiment resulted in a brownish-black 'ocean' with the production of many complex molecules.

Amino acids, essential for life, were among the complex molecules produced in the experiment.

The Miller-Urey experiment gave rise to the field of Prebiotic Chemistry.

The experiment sparked further research into the possibility of life's molecules forming in various environments.

Sugars, lipids, and amino acids found on meteorites suggest that the molecules of life may be widespread in the solar system.

The Miller-Urey experiment demonstrated that biomolecules can form under ancient Earth-like conditions.

The experiment transformed the speculation about life's origin from chemistry into testable scientific hypotheses.

Scientists continue to follow Miller's lead, turning questions about life's origin into testable hypotheses.

The Miller-Urey experiment was funded by the Center for Chemical Evolution, the National Science Foundation, and NASA.

Chemist Eric Parker provided valuable input and critique for the video's scientific accuracy.

Stated Clearly is supported by grants and financial contributions from viewers.

Transcripts

Stated Clearly presents: What was the Miller-Urey Experiment? It was once believed

that if you left food out to rot, living creatures like maggots and even rats

would simply poof into existence. The idea was called spontaneous generation.

A series of experiments starting in the sixteen hundreds disproved this idea, and in

the 1800's, a new scientific law was proposed: life only comes from life.

It's true that rats, maggots, and even microbes are far too complex to simply poof into

existence, but in 1859, English naturalist Charles Darwin put forth

the theory of evolution.

in it he showed that under the right circumstances, relatively simple

creatures can gradually give rise to more complex creatures. Given this

information, serious thinkers began to wonder:

Is it possible that simple life forms actually

could come from non-living matter? Not by poofing into existence, but through a

natural, gradual process similar to what we see in biological evolution.

Darwin himself mentioned this idea when writing to a friend: "...but if, and what a big if"

he wrote, "we could conceive in some warm little pond, with all sorts of ammonia

and phosphoric salts, light, heat, electricity and so on present, that a

protein compound was chemically formed, ready to undergo still more complex

changes..." In 1924, Russian biochemist Alexander Oparin published a book

which he titled THE ORIGIN OF LIFE. In it he outlined his thoughts on a gradual

progression from simple chemistry to living cells. He imagined the early ocean

as a primordial soup, a rich collection of complex molecules produced by natural

chemical reactions. In this soup, chemical reactions could take place

eventually producing living cells! At the time

Darwin's warm little pond and Oparin's primordial soup were really just

speculation.

They were founded on a good understanding of chemistry and biology

but they could not be considered legitimate scientific hypotheses because

no one had found a way to test or observe them. Science after all, is the

study of observable facts, and an ongoing conversation about how those facts can

be best linked together.

Cchemical reactions like those proposed by Darwin and Oparin are not expected

to leave an observable fossil record. Without either having fossils to examine

or a time machine to travel back and observe what happened, how good

scientists even begin to study the origin of life? In the nineteen fifties

Stanley Miller, then a graduate student at the University of Chicago, came up

with an idea. We can simulate early Earth conditions in the lab and then carefully

watch what happens. If you can't study fish in the sea,

set up an aquarium! Working with his professor, Harold Urey, Miller designed an

apparatus to simulate the ancient water cycle. Together they put in water to

model the ancient ocean, it was gently boiled to mimic evaporation. Along with

water vapor, for gases in the atmosphere they chose methane, hydrogen, and ammonia.

These are simple gases which scientists at the time I thought were probably

abundant on the ancient earth. They added a condenser to cool the atmosphere,

allowing water molecules to form drops and fall back into their ocean like rain.

The ancient Earth would have had many sources of energy

sunlight, geothermal heat, and even thunderstorms; so they added sparks to

the atmosphere to simulate lightning. The goal of the experiment was not to create

life, but to simply test the first step in Oparin's model: Can simple

chemistry naturally give rise to the complex molecules of life? After running

the experiment for just one week, their ocean became brownish black. Careful

analysis revealed that through a series of reactions, many complex molecules had

been produced. Among these were amino acids, special molecules of life that we

once thought could only be built inside their bodies and living creatures.

This was a pivotal breakthrough in science, so significant in fact that I gave

rise to an entirely new field research now known as Prebiotic Chemistry!

Scientists don't know for sure if the gasses used by Miller really were the

most common gases in the ancient Earth. Because of this, many experienced have

since been done showing that the molecules of life can form in a wide

variety of environments with different starting chemicals and different sources

of energy.

Sugars, lipids, and amino acids have even been found on meteorites. This suggests

that the molecules of life are fored all throughout the antient solar system, and

may be forming right now in other regions of our galaxy! Together these

discoveries tell us that Oparin's primordial soup, and Darwin's warm little

pond, could have easily existed, in one way or another, on our ancient planet.

So to sum things up: What was the Miller-Urey experiment? The Miller-Urey experiment was

our first attempt at simulating ancient Earth conditions, in this case, the

ancient Earth's water cycle, for the purpose of testing ideas about the

origin of life. the Miller-Urey experiment is significant for two main reasons:

First, though it was not a perfect simulation and the early Earth, it clearly

demonstrated, for the first time, that biomolecules can form under ancient

Earth-like conditions. Second, the experiment took what was once mere

speculation, the idea that life may have emerged from chemistry, and transformed a

portion of that speculation into legitimate testable science! Many

questions remain to be answered about the origin of life but scientists from

many nations and many fields of study are now following Stanley Miller's lead.

They're finding ways to turn those questions about the origin of life into

testable scientific hypotheses.

Simulation experiments cannot tell us exactly how life formed in the past, but if

enough of them are done, they could eventually tell us if it's possible for

life to emerge from chemistry.

I'm Jon Perry and that's the Miller-Urey experiment Stated Clearly!

this video was funded by the Center for Chemical Evolution, the National Science

Foundation, and NASA! Special thanks to chemist Eric Parker, he volunteered hours

of his time going over our script, sending us scientific papers, and

critiquing our visuals for this animation. Though we do receive grants from

time to time, Stated Clearly is made possible with financial contributions

from viewers like you! To support us, visit our website statedclearly.com

and click contribute. I'm happy to announce that you can now also support

as on Patreom.com.

So long for now, stay curious!