Experimento de Miller

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Experimento de Miller

• El estudio científico del origen de la vida,
  dentro del pensamiento evolucionista, es
  relativamente reciente. El bioquímico ruso
  Aleksandr I. Oparin publicó en 1924 un pequeño
  libro que resolvía la tensión que habían generado
  los experimentos de Louis Pasteur sobre la
  imposibilidad de la generación espontánea dentro
  de la teoría darwinista. Si los organismos debían
  aparecer por causas naturales, según Charles
  Darwin, y la generación espontánea de
  microorganismos no es posible, como demostró
  Pasteur, cómo surgieron las primeras células en
  la Tierra primitiva?Oparin propuso que la
  evolución biológica habría sido precedida de una
  etapa de evolución química, y que en el planeta
  primitivo habrían existido las condiciones
  físicas y los ingredientes químicos necesarios
  para iniciar la vida. Introdujo la idea de una
  sopa primitiva o prebiótica formada por los
  compuestos orgánicos disueltos en los mares como
  materia prima para la formación de los primeros
  seres vivos.

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• Las ideas de A. Oparin fueron bien recibidas
  entre algunos biólogos, pero lo más importante es
  que generaron un marco intelectual muy fértil no
  sólo para la elaboración de hipótesis sino
  también para diseñar experimentos. Por primera
  vez se podía plantear un intento riguroso de
  simulación de condiciones y procesos relevantes
  para nuestra comprensión del origen de la vida.
• Dichos intentos experimentales empezaron después
  de la segunda guerra mundial, en la década de
  1950.

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• Éstos primeros experimentos intentan demostrar la
  hipótesis de los coacervados de Oparin. Se basan
  principalmente en reproducir en un lugar
  hermético las condiciones que se dieron en la
  Tierra hace millones de años junto con el caldo o
  sopa primitiva, es decir, los elementos en las
  proporciones en las que se encontraban en aquel
  entonces. La sopa primitiva era un caldo rico en
  elementos y compuestos orgánicos (carbono,
  hidrógeno, nitrógeno) mayoritariamente, expuestos
  a radiación ultravioleta y descargas eléctricas
  (rayos). El resultado que esperan obtener es la
  generación de unas estructuras simples de ARN, en
  su momento versión primitiva del ADN, base de las
  criaturas vivas.

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• En 1951 Melvin Calvin en Berkeley publicó los
  resultados de experimentos de reducción de CO2
  usando radiación ionizante. Este enfoque
  experimental fue posible tanto por la
  disponibilidad de carbono 14 (carbono
  radiactivo), que permitía el seguimiento de los
  productos, como de buenas fuentes de energía en
  ciclotrones. Sin embargo, Calvin y sus
  colaboradores obtuvieron muy pocos compuestos y
  de escaso interés biológico.
• Al mismo tiempo Harold C. Urey, en su estudio del
  origen de los planetas, consideraba que la
  atmósfera de la Tierra primitiva debía ser
  reductora y que dichas condiciones serían
  relevantes para el origen de la vida, como el
  mismo Oparin había supuesto.

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Experimento de Miller

• Harold C. Urey pensaba que, en presencia de las
  fuentes de energía adecuadas, esta atmósfera
  primitiva sería un medio favorable para las
  síntesis orgánicas, y que esto era, en principio,
  susceptible de ensayarse experimentalmente. En un
  artículo de Urey, de 1952, donde desarrolla estas
  ideas se lee "Me parece que sería provechoso
  realizar experimentos de producción de compuestos
  orgánicos a partir de agua y metano en presencia
  de luz ultravioleta similar a la del Sol. También
  valdría la pena probar los efectos de las
  descargas eléctricas sobre las reacciones ya que
  es razonable suponer la existencia de tormentas
  eléctricas en la atmósfera reductora.

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Experimento de Miller

• Stanley L. Miller, después de sus estudios de
  licenciatura en la Universidad de California en
  Berkeley, llegó a la Universidad de Chicago a
  realizar la tesis doctoral en septiembre de 1951.
  Poco después asistió a un seminario en el que
  Urey exponía su idea de que la atmósfera de la
  Tierra primitiva debía parecerse a la de los
  planetas exteriores del sistema solar es decir,
  estaría formada por metano, amoníaco, hidrógeno
  molecular y vapor de agua.

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• Stanley Miller visitó a Urey en septiembre de
  1952 y le pidió trabajar en la simulación de las
  síntesis abióticas que él había propuesto en su
  conferencia. A pesar de las negativas iniciales
  de Harold C. Urey, Stanley Miller consiguió
  convencerle de que lo intentaría por unos meses
  con el compromiso de cambiar de tema si
  fracasaba. Urey le pidió que leyese su artículo
  reciente sobre composición de atmósferas, el
  libro de Oparin, que Urey consideraba que era el
  trabajo más relevante publicado sobre ese tema, y
  un texto de bioquímica.

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Experimento de Miller

• La síntesis prebiótica de aminoácidos, y diversos
  compuestos orgánicos a partir de los gases
  atmosféricos primitivos, se consideraba un paso
  previo para la aparición de las primeras células.
  Tras algunos preparativos, Stanley Miller diseñó
  un aparato de vidrio que ahora es mundialmente
  famoso y se dispuso a hacerlo funcionar. El
  experimento de Miller, ahora considerado un
  clásico de la ciencia, contribuyó en forma
  decisiva a transformar el estudio del origen de
  la vida en una disciplina científica.

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• Stanley Miller en su experimento de laboratorio
  para demostrar cómo había aparecido la vida, a
  partir de circunstancias aleatorias (al azar),
  diseñaron un recipiente que contenía la mayoría
  de los gases, similares a los existentes en la
  atmósfera primitiva de la Tierra (metano,
  amoniaco, hidrógeno, etc.) y otro recipiente de
  agua que imitaba al océano primitivo. Los
  electrodos descargarían un corriente eléctrica
  dentro de la cámara llena de gas, simulando los
  rayos. Envió descargas eléctricas durante casi
  tres días y después analizó el contenido del agua
  y encontró que se habían formado una serie de
  moléculas orgánicas como ácido aspártico, ácido
  glutámico, ácido acético, ácido fórmico, entre
  otras moléculas y algunos aminoácidos, que son
  los componentes fundamentales con los que el
  organismo reconstituye permanentemente sus
  proteínas consumidas por la sola acción de vivir.
  El experimento Miller mostró que los aminoácidos
  se forman bajo condiciones similares a las del
  medio ambiente primitivo de la Tierra. Por lo
  tanto, había quedado demostrado, científicamente,
  que la vida puede aparecer por azar.

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• En pocas semanas repitió el experimento, analizó
  los productos y preparó un manuscrito para la
  revista Science. La tardanza en la respuesta
  estuvo a punto de hacer que Miller enviara los
  resultados a otra revista. Pero, finalmente, el
  15 de mayo de 1953, Science publicó un breve
  artículo. En este texto Stanley L. Miller
  presentó los primeros resultados de sus
  experimentos realizados en colaboración con
  Harold C. Urey, (quién en un gesto de generosidad
  extraordinaria, renunció a figurar como coautor)
  sobre la simulación de los procesos químicos que
  pudieron tener lugar en la Tierra primitiva,
  antes de la existencia de la vida. El artículo
  publicado por Miller inauguraba la química
  prebiótica como un nuevo enfoque experimental del
  estudio científico del origen de la vida.

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• Después de cincuenta años de estudio sabemos que
  quizás las condiciones postuladas por Miller no
  eran las más representativas de la atmósfera
  primitiva, aunque las simulaciones de Miller nos
  suministran un buen modelo de síntesis de
  compuestos orgánicos. Por otra parte, el
  laboratorio de Miller no ha cesado de aportar
  datos que apoyan la idea de que en la Tierra
  primitiva abundaban los compuestos orgánicos. Uno
  de los más recientes es la observación de que se
  obtienen buenos rendimientos de síntesis
  orgánicas en atmósferas de CO (monóxido de
  carbono) bombardeadas con protones, simulando la
  radiación cósmica. En definitiva, Miller no sólo
  inició la química prebiótica con un experimento
  de gran impacto intelectual, que se ha convertido
  en un clásico de la ciencia, sino que con su
  trabajo ininterrumpido ha contribuido a su
  desarrollo de forma extraordinaria a lo largo de
  cinco décadas.