סטנלי מילר (1930-2007) היה כימאי וביולוג שנחשב על ידי העולם המדעי כאב הכימיה למקורות החיים על כדור הארץ. חלק גדול מתהילה שלו נובע מהניסוי המפורסם שערך עם המנטור שלו הרולד אורי, ניסוי המכונה מילר-אורי.
מילר גילה שאם היו התנאים הנכונים, תרכובות אורגניות פשוטות שנמצאות על פני כדור הארץ מסוגלות ליצור חיים. ניסוי זה, שהפך אותו למפורסם ברחבי העולם, בוצע כאשר המדען יליד ארצות הברית היה בן 23 בלבד.
מקור: web99.arc.nasa.gov/~astrochm/Miller/photo.html, באמצעות ויקימדיה Commons. חלק מיצירתו כללה שחזור של המרק הפרימיטיבי, שהוא מושג שיצר הביולוג הרוסי אלכסנדר אופרין. בסך הכל, מילר היה מחברם של יותר משישים יצירות מדעיות שפורסמו במהלך השנים.
ביוגרפיה
שנים מוקדמות
ב- 7 במרץ 1930 נולד הכימאי האמריקאי סטנלי לויד מילר. הוא נולד באוקלנד, במדינת קליפורניה. הוא היה הילד השני של הזוג נתן ואדית מילר. הראשון היה אחיו הגדול דונלד.
משפחתו הייתה ממוצא מהגרים יהודים שהגיעו לארצות הברית לאחר שעזבו את בלארוס ואת הרפובליקה של לטביה. אביו של מילר היה עורך דין והמשיך לשמש כסגן תובע במחוז אוקלנד. אמה הייתה מצדה מורה בבית ספר.
מגיל צעיר מאוד התאפיינה מילר בהיותה סטודנט חרוץ, נלהב, וקורא לא נלהב. הוא לא התקשה לעבור כל כיתה בתיכון באוקלנד. אפילו באותה תקופה הוא כבר היה ידוע כגאון הכימי.
בצעירותו הוא כבר גילה עניין רב בעולם הטבע, חששות שהוזנו בזכות זמנו בצופי הבנים. כחלק מקבוצה זו הוא קיבל את רמת הצופים של הנשר, שהייתה ההכרה הגבוהה ביותר שניתן היה להשיג.
חיי המכללה
מילר נרשם לאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, ללמוד כימיה. הוא סיים את הקריירה וסיים את לימודיו בשנת 1951 כשהיה רק בן 21. לאחר מכן הצטרף לתכנית הדוקטורט שהוצעה בברקלי.
הוא הקדיש זמן לנסות להבין באיזה נושא הוא רצה לבחור למקד את מחקרו. במהלך תהליך זה הוא נפגש עם מספר רב של פרופסורים עד שקיבל את ההחלטה לעבוד עם אדוארד טלר בתחום הפיזיקה התיאורטית. איחוד זה לא נמשך זמן רב.
זמן קצר לאחר מכן השתתף מילר בהרצאתו של הרולד אורי, כימאי אמריקאי בעל שם ופרופסור באוניברסיטה, אשר זכה אף הוא בפרס נובל לכימיה בשנת 1934.
בכנס הציג אורי את רעיונותיו לגבי מקור מערכת השמש. הוא גם דיבר על האפשרויות שקיימות לסינתזה אורגנית להתרחש בסביבות צמצום, כמו האווירה.
המפגש והנושאים הללו עוררו סקרנות אצל מילר, שהצטרף לאורי בשנת 1952 כדי להתחיל בעבודות מחקר. בכך הסתיים מערכת היחסים שלו עם טלר, שאולי גם יעבור לשיקגו באותה תקופה, שם עבד על פצצת המימן.
הוא סיים תוכנית הכשרה במכון הטכנולוגי של מדינת קליפורניה. לאחר סיום לימודיו והכנתו האקדמית הצטרף כחבר למכללה לרופאים ומנתחים באוניברסיטת קולומביה. כבר בשנת 1958 התמנה לפרופסור לכימיה, אך באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו.
מוות
סטנלי מילר נפטר ב- 20 במאי 2007, כשגר בבית אבות בעיר הלאומית, מקום דרומית לסן דייגו. הכימאי האמריקני כבר סבל משורה של תאונות מוחיות מאז 1999 שהפחיתו במידה ניכרת את יכולותיו הגופניות.
מותו, בגיל 77, היה תוצאה של התקף לב. אף שרבים הגישו בקשה לכך, הוא מעולם לא קיבל את פרס נובל על לימודיו או הניסויים שלו.
תֵאוֹרִיָה
כשסטנלי מילר, עדיין סטודנט, ניגש לזוכה בפרס נובל הרולד אורי, הוא עשה זאת ברעיון לעבוד יחד. הצעתו הייתה לבצע ניסויים עם תרכובות אורגניות.
באותה תקופה מילר הציע שהתרכובות האורגניות הרלוונטיות ביותר במקור החיים ייווצרו בלי לסמוך על תנאים ביולוגיים בכדור הארץ הקדום.
ניסויים
סטנלי מילר החליט בשנת 1953 לבדוק עד כמה ההשערה של הכימאי הרוסי אלכסנדר אופרין. לשם כך היה לו עזרה של המנטור שלו, הכימאי הרולד אורי. יחד פעלו לבדוק אם המרק הקדמוני (מטאפורה למקור החיים) מסוגל לייצר מוצר ביוכימי פשוט.
אורי בתחילה לא היה משוכנע במיוחד מקו העבודה של מילר. הפרופסור באוניברסיטה רצה שהסטודנט לתארים מתקדמים יתמקד בנושאים אחרים, כמו תאליום במטאוריטים.
הרעיון של מילר שרר ויחד הם ביצעו את מה שכונה לימים ניסוי מילר-אורי. המטרה הייתה לגלות ניסוי שיאפשר היווצרות חלבונים שהיו קיימים בעבר.
בניסוי נעשה שימוש בתערובות גז. גזים אלה היו מורכבים מאמוניה, מתאן, מימן ואדי מים. עבור מילר אלה היו אלמנטים שהיו ככל הנראה באווירה הקדמונית.
האינטראקציה בין הגזים לא עוררה תגובה טבעית. אז מילר החליט להשתמש באנרגיה שמסוגלת לייצר את התגובה, ולכן נקט בהלם חשמלי.
הנוהל התבסס על חימום תערובת הגזים שהוזכרו לעיל לטמפרטורה מעל 100 מעלות צלזיוס. לשם כך הוא השתמש בזרם חשמלי. שבוע לאחר מכן, מילר ניתח את החומרים השונים שהופיעו בתחתית מכשיר גלילי המכונה צינור מבחן.
בסך הכל, מילר קיבל שלוש חומצות אמינו מהניסויים שלו.
סיכום
מילר הצליח להראות כי יצירת חומצות אמינו התרחשה בצורה מאוד פשוטה. זאת למרות העובדה כי לחומצות אמיניות מורכבות גדולה יותר מאלמנטים כימיים.
ככל שחלף הזמן, יותר מעבדות הצטרפו וערכו ניסויים פשוטים כמו אלו שמילר עשה. יותר מעשרה מתוך 20 חומצות האמינו שנמצאו בחיים הופקו.
ביקורת על הניסויים
הניסוי של מילר נפגש עם ביקורות מרובות. הברור ביותר היה קשור לעובדה שחומצות אמינו נוצרו על ידי מדענים ולא באופן טבעי. אם כי ביקורות אחרות קשורות להיבטים טכניים יותר של הניסוי.
התלונה הראשונה של המלעיזים של מילר היא שהניסוי שביצע דרש השפעה קיצונית מצד החוקר. התערבות חיצונית זו מבטלת את התוצאות על פי רבים, מכיוון שלא הייתה ייצור טבעי של היסודות.
סקירה נוספת התמקדה כיצד מילר הסיר חמצן בבדיקותיו. זה רלוונטי במיוחד מכיוון שחמצן הוא כמו רעל ביצירת חומצות אמינו ולא ניתן היה ליצור אותם.
ישנן עדויות המצביעות על כך שהחמצן היה קיים כאשר החיים החלו לפני יותר מארבעה מיליארד שנה. זה יבטל את הניסוי.
הסרת החמצן מהניסוי שלו היה הגורם שעורר את הביקורת הרבה ביותר על עבודתו של מילר. מכיוון שזה היה גם גורם יסודי להגנה על מולקולות אורגניות מפני הקרינה האולטרה סגולה של שכבת האוזון.
לבסוף, הניסוי של מילר יצר רק מעט חומצות אמינו ולא את 20 שיש לחיים. מדענים אחרים הצליחו לייצר את יתרת חומצות האמינו, אך גורם הספונטניות עדיין נכשל, מכיוון שתמיד הייתה הפרעה רבה מצד החוקרים.
תרומות אחרות
ככל שחלף הזמן, מילר הצליח לסנתז סוגים שונים יותר של חומצות אמינו, כמו גם לשפר את שיטותיו. היא השיגה ייצור של מספר רב של תרכובות אורגניות וגם תרכובות אורגניות שהיו חיוניות למטבוליזם ולבנייה ברמה התאית.
הוא לא התעניין רק במוצא החיים. נשאלה גם האפשרות שהחיים היו קיימים בכוכבי לכת אחרים, ליתר דיוק במאדים. הוא ראה בחומצות אמינו יסוד שבגלל הקלות שלו ניתן היה למצוא אותו על מאדים.
נאס"א (National Aeronautics and Space Space Administration) אפילו תרמה לפיתוח מערכת שניתן להשתמש בה במשימה במאדים והיא הייתה מסוגלת לחלץ ולנתח חומצות אמינו.
העבודות הידועות ביותר של סטנלי מילר התמקדו בכימיה פרה-ביוטית. אם כי האמת היא שהיא תרמה גם היא בהתקדמות רבה מבחינת דחיסת ההידרטים (הידועים גם בשם Clathrates גז).
הכרה
מילר היה חבר בולט באקדמיה הלאומית למדעים בארצות הברית. הוא קיבל הבחנות שונות על עבודתו, כולל מדליית אופרין על ניסוייו ומחקרי ההתפתחות ומקור החיים.
הכימאי יליד אמריקה הרוויח הרבה מתהילה שלו והוקרה על מחקריו על התגובות הכימיות הרגילות בכוכב הקדמון.
הפניות
- קמפבל, נ ', טיילור, מ', סיימון, א ', דיקי, ג'יי, הוגן, ק', ורייס, ג'יי (2007). ביולוגיה (מהדורה 7). פנמריקנית רפואית.
- Prothero, D. (2013). הבאת מאובנים לחיים - מבוא לפליאביולוגיה. ניו יורק: אוניברסיטת קולומביה.
- Schopf, J. (1992). אירועים מרכזיים בתולדות החיים. בוסטון: הוצאת ג'ונס וברטלט.
- Tepedino, D. (2013). תיאוריות על האניגמות הגדולות של האנושות. בואנוס איירס: אד. דונקן.
- Werner, C., & Werner, D. (2007). אבולוציה: הניסוי הגדול. עיתונות עלה חדשה.