Conceptos de Astrobiología - El experimento de Miller-Urey

Es difícil tener una conversación sobre el origen de la vida en la Tierra sin mencionar el experimento de Miller-Urey. Se conoce muy poco de las condiciones en la Tierra allá cuando la vida estaba formándose.

Autores: Chris Impey y Erika Offerdahl

Harold Urey y su por entonces estudiante graduado Stanley Miller están entre los primeros científicos que postularon acerca de estas primitivas condiciones. Llevaron a cabo un experimento que se ha repetido en su forma original y alterada durante cinco décadas. Su trabajo se ha convertido en seminal para aquellos que estudian la química del origen de la vida en la Tierra.

Aunque los científicos continúan recogiendo nuevos datos que arrojen luz sobre la cuestión, todavía hay debate sobre la composición de la atmósfera de la Tierra primitiva. Y se preguntarán ¿qué tiene que ver la atmósfera con el origen de la vida? Bien, la composición química de la atmósfera influye intensamente en los tipos de reacciones químicas que ocurren en la superficie del planeta, y consecuentemente impone las condiciones bajo las que la vida debe haberse originado. Basandose en un trabajo publicado en El Origen de la Vida por el científico ruso Alexander Oparin en 1938, Miller sugirió que la vida se formó durante el tiempo en que la atmósfera de la Tierra consistía en metano, amonio, agua e hidrógeno. Esta composición química es totalmente diferente de nuestra moderna atmósfera de nitrógeno, oxígeno y otros gases. En resumen, Miller introdujo estas moléculas en un frasco sellado, aplicó una descarga eléctrica, y permitió al sistema evolucionar una semana. Lo que descubrió ha impactado la investigación sobre los orígenes durante 50 años.

El aparato original que utilizaron Miller y Urey era bastante simple comparado con los estándares actuales. Esencialmente consistía en dos matraces de vidrio conectados por un tubo también de vidrio. Uno de los matraces servía como frasco de ebullición, donde los gases y otras moléculas podían acumularse en una fase acuosa. El otro matraz (localizado sobre el primero) servía como lugar donde los gases se podían acumular y mezclar juntos. Con el objetivo de simular rayos y producir radicales libres se aplicaba una descarga eléctrica mediante una bobina de inducción. El procedimiento experimental era también sencillo. Se añadía primero agua al frasco de ebullición. Despues se evacuaba por completo el aire del aparato. Una vez se había retirado todo el aire se bombeaba al interior del aparato hidrógeno gaseoso (H2), metano (CH4) y amonio (NH3). Finalmente, se llevaba el agua a ebullición y se empezaba a dar descargas electricas. Se mantenía el sistema en funcionamiento contínuo durante una semana.

Como cualquier buen científico, Miller tomo abundantes notas de los que pasaba dentro del aparato durante toda la semana. Tras el primer día, el agua en el matraz viró con claridad al rosa. A medida que progresaba la semana, la solución se fue poniendo más y más roja y también ligeramente turbia. Una vez se completó el experimento, Miller y Urey determinaron que la turbidez de la solución se debía al sílice del cristal. El color rojo, sin embargo, resultó de compuestos orgánicos que se habían adherido al sílice. Aunque difícil de apreciar al principio, Miller también encontró moléculas orgánicas amarillas.

Al final de la semana, Miller recolectó el contenido del aparato y analizó el contenido para aminoácidos utilizando cromatografía. Los primeros ensayos confirmaron la presencia de glicina, alfa y beta alanina, e indicios de que también se habían producido los ácidos aspártico y alfa-amino-n-butirico. Esta lista de aminoácidos estaba muy lejos de los 20 aminoácidos utilizados comunmente en la Tierra. Sin embargo, Miller y Urey sospechaban que el resto de aminoácidos estaban también presentes, pero en cantidades tan pequeñas que su detección era difícil o imposible.

La intención de Miller no era intentar producir aminoácidos. Más bien su intención era explorar las condiciones tempranas en la Tierra y lo que podrían ser resultados ocurridos naturalmente. Lo que descubrió fue que, aunque las condiciones que propusieron no eran las óptimas, la síntesis de moléculas orgánicas podría haber sido una consecuencia natural en la historia de la Tierra. Más importante, Miller y Urey continuaron explorando la síntesis de aminoácidos desarrollando aparatos más eficientes y alterando las condiciones atmosféricas iniciales en los ambientes simulados.

Traducido para Astroseti por:David Martínez

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Vía Astroseti