El darrer experiment de Miller
Dins de poc es complirà el primer aniversari de la mort d'Stanley L. Miller. I tan sols fa uns mesos que es troba accessible el seu treball pòstum: una actualització de l'experiment clàssic de 1953. Els darrers anys de vida Miller va patir el desconsol d'un cos afligit per la malaltia, però habitat per un cervell en plena forma. Això li va permetre gaudir força amb la publicació d'uns models atmosfèrics més favorables a la seua aproximació experimental, un aspecte al que em vaig referir ací. Vaig ser testimoni de l'emocionant encontre entre ell i l'autor principal del treball, el jove Feng Tian, durant el congrès internacional sobre origen de la vida celebrat a Pekín l'estiu de 2005. Però les alegries no acabaren ací, perquè gràcies a la tenacitat i perícia dels seus col·laboradors, va poder inspirar encara un treball molt més important.
L'experiment clàssic de Miller fou orientat pel seu director de tesi Harold C. Urey. Aquest eminent químic pensava que l'atmosfera terrestre era rica en gasos molt reactius (en terminologia química, gasos reductors). I, com és ben sabut, l'experiment funcionà de meravella: les descàrregues elèctriques provocaven la síntesi d'una diversitat de compostos orgànics, entre els quals els aminoàcids.
Molt aviat, a començament de la dècada de 1960, alguns químics atmosfèrics i geoquímics advertiren que les idees d'Urey no eren realistes, que l'atmosfera primitiva devia ser més rica en diòxid de carboni i nitrogen i molt pobra en gasos reduïts (com el metà, l'hidrogen o l'amoníac). Miller repetí l'experiment amb aquests gasos, diguem-ne més adients segons els models geoquímics. I els resultats foren molt decebedors: pràcticament no s'obtenia res. A partir d'ací s'inicià una llarga època de crítiques al model i l'experiment que va fer que alguns rebutjaren categòricament el seu valor i interès científic. Va quedar, però, la similitud dels productes obtinguts en el primer experiment amb les substàncies orgàniques trobades a un meteorit caigut a Murchison (Austràlia) el 1969. Si més no, l'experiment de Miller simulava la síntesi orgànica allà on es formaven els meteorits.
Durant les dècades següents proliferaren les hipòtesis alternatives o complementàries: calia cercar noves fonts de gasos reactius i l'exploració de les surgències hidrotermals submarines a finals dels 1970s tingué un efecte espectacular. L'atenció es desplaçà de l'atmosfera als fons oceànics: potser la vida no s'originà a la superfície del mar o a les incipients platges primitives sinó en la foscor, prop de la calor emanada de les dorsals submarines.
L'anàlisi de més metorits (dels quals fou un expert Joan Oró), dels cometes i de la pols interestel·lar afegí una nova protagonista: la química orgànica extraterrestre podria haver fet aportacions molt notables d'ingredients per a l'origen de la vida en èpoques en les quals els impactes sobre la Terra serien molt més freqüents.
El final de la història (per ara) ha estat del tot inesperat i sorprenent. En tornar a examinar críticament l'experiment original, els investigadors (tots ells col·laboradors i ex-alumnes de Miller, ara repartits en diverses institucions americanes, dels EE.UU i de Mèxic) han centrat l'atenció en dos punts crucials:
(1) Miller no va tenir en compte el que passava en el líquid on es simula el mar primitiu i on van concentrant-se les substàncies fabricades. L'acidesa d'aquest medi va augmentant considerablement durant l'experiment. Com les hipòtesis més acceptades assenyalen que l'acidesa del mar primitiu es mantindria molt baixa i constant, s'ha introduït un sistema de control de l'acidesa (el que els químics anomenen un amortidor o tampó): carbonat càlcic.
(2) D'altra banda, durant el procés d'anàlisi dels productes, s'han adonat que ocorria un deteriorament per oxidació que en destruia bona part. També s'ha introduït una modificació per tal d'evitar aquest efecte destructiu (emprant àcid ascòrbic -la vitamina C-, però també funcionen moltes altres substàncies que podrien estar presents en el mar primitu).
Quin és l'efecte de tot plegat? On Miller no veia res, en substituir l'atmosfera reductora per diòxid de carboni, ara, prenent les precaucions esmentades, s'observa una síntesi orgànica tan efectiva com l'original: finalment, la sopa prebiòtica en surt beneficiada i reivindicada.
Les conseqüències científiques d'aquesta observació són múltiples, en relació a la química prebiòtica en la Terra i en altres planetes similars, com Mart. Fa falta ara recalcular totes les estimacions de les síntesis atmosfèriques a la llum d'aquest nou experiment i reformular moltes de les crítiques que s'havien fet en els darrers quaranta anys. També hi ha moltes lliçons instructives sobre com funcionen el mètode científic i les simulacions experimentals.
Tot plegat, Miller se n'ha anat de la millor manera que ho pot fer un científic autèntic: deixant-nos matèria per a pensar i repensar, i molt de treball per fer.
La fotografia mostra Miller en l'època del primer experiment (1953).
Molt aviat, a començament de la dècada de 1960, alguns químics atmosfèrics i geoquímics advertiren que les idees d'Urey no eren realistes, que l'atmosfera primitiva devia ser més rica en diòxid de carboni i nitrogen i molt pobra en gasos reduïts (com el metà, l'hidrogen o l'amoníac). Miller repetí l'experiment amb aquests gasos, diguem-ne més adients segons els models geoquímics. I els resultats foren molt decebedors: pràcticament no s'obtenia res. A partir d'ací s'inicià una llarga època de crítiques al model i l'experiment que va fer que alguns rebutjaren categòricament el seu valor i interès científic. Va quedar, però, la similitud dels productes obtinguts en el primer experiment amb les substàncies orgàniques trobades a un meteorit caigut a Murchison (Austràlia) el 1969. Si més no, l'experiment de Miller simulava la síntesi orgànica allà on es formaven els meteorits.
Durant les dècades següents proliferaren les hipòtesis alternatives o complementàries: calia cercar noves fonts de gasos reactius i l'exploració de les surgències hidrotermals submarines a finals dels 1970s tingué un efecte espectacular. L'atenció es desplaçà de l'atmosfera als fons oceànics: potser la vida no s'originà a la superfície del mar o a les incipients platges primitives sinó en la foscor, prop de la calor emanada de les dorsals submarines.
L'anàlisi de més metorits (dels quals fou un expert Joan Oró), dels cometes i de la pols interestel·lar afegí una nova protagonista: la química orgànica extraterrestre podria haver fet aportacions molt notables d'ingredients per a l'origen de la vida en èpoques en les quals els impactes sobre la Terra serien molt més freqüents.
El final de la història (per ara) ha estat del tot inesperat i sorprenent. En tornar a examinar críticament l'experiment original, els investigadors (tots ells col·laboradors i ex-alumnes de Miller, ara repartits en diverses institucions americanes, dels EE.UU i de Mèxic) han centrat l'atenció en dos punts crucials:
(1) Miller no va tenir en compte el que passava en el líquid on es simula el mar primitiu i on van concentrant-se les substàncies fabricades. L'acidesa d'aquest medi va augmentant considerablement durant l'experiment. Com les hipòtesis més acceptades assenyalen que l'acidesa del mar primitiu es mantindria molt baixa i constant, s'ha introduït un sistema de control de l'acidesa (el que els químics anomenen un amortidor o tampó): carbonat càlcic.
(2) D'altra banda, durant el procés d'anàlisi dels productes, s'han adonat que ocorria un deteriorament per oxidació que en destruia bona part. També s'ha introduït una modificació per tal d'evitar aquest efecte destructiu (emprant àcid ascòrbic -la vitamina C-, però també funcionen moltes altres substàncies que podrien estar presents en el mar primitu).
Quin és l'efecte de tot plegat? On Miller no veia res, en substituir l'atmosfera reductora per diòxid de carboni, ara, prenent les precaucions esmentades, s'observa una síntesi orgànica tan efectiva com l'original: finalment, la sopa prebiòtica en surt beneficiada i reivindicada.
Les conseqüències científiques d'aquesta observació són múltiples, en relació a la química prebiòtica en la Terra i en altres planetes similars, com Mart. Fa falta ara recalcular totes les estimacions de les síntesis atmosfèriques a la llum d'aquest nou experiment i reformular moltes de les crítiques que s'havien fet en els darrers quaranta anys. També hi ha moltes lliçons instructives sobre com funcionen el mètode científic i les simulacions experimentals.
Tot plegat, Miller se n'ha anat de la millor manera que ho pot fer un científic autèntic: deixant-nos matèria per a pensar i repensar, i molt de treball per fer.
La fotografia mostra Miller en l'època del primer experiment (1953).
