أصل الحياة – تجربة ميلر ويوري، التولد الذاتي والخلايا الأولية

ماذا تعرض

كيف بدأت الحياة؟ أظهرت تجارب ريدي وسبالانزاني وباستور أن اليرقات والميكروبات لا تنشأ من مادة غير حية، فالكائنات الحية تأتي من كائنات حية. واقترح أوبارين وهالدين أن الحياة الأولى نشأت بتطور كيميائي: جزيئات بسيطة في الغلاف الجوي البدائي كوّنت مركبات عضوية بطاقة البرق والأشعة فوق البنفسجية. وفي عام 1953 صنع ميلر ويوري أحماضًا أمينية بهذه الطريقة في المختبر. وتضع فرضيات أخرى البداية عند الفتحات الحرارية المائية أو في البرك الدافئة أو في مواد من الفضاء؛ وتوحي حويصلات الأحماض الدهنية وجزيئات RNA التي تنسخ نفسها بكيفية تكوّن الخلايا الأولية الأولى.

طريقة الاستخدام

اختر شاشة من علامات التبويب. ميلر ويوري: اختر «خليط الغازات» و«طاقة الشرارة» و«مدة التجربة»، واضغط «ابدأ»، ثم قارن التجارب في الجدول. التولد الذاتي: اختر «التجربة» واضغط «ابدأ»؛ ومع باستور جرّب «أمِل الدورق 1». الفرضيات: اضغط على الأرقام في الصورة وغيّر «الزمن». الخلايا الأولية: اختر «حويصلات الأحماض الدهنية» أو «عالم RNA» أو «LUCA».

المعاملات القابلة للتغيير

• الشاشة التولد الذاتي؟, ميلر ويوري, الفرضيات, الخلايا الأولية
• التجربة ريدي (1668): أوعية اللحم, نيدهام وسبالانزاني (1748، 1768): المرق, باستور (1859-1862): دوارق عنق البجعة
• خليط الغازات CH₄ + NH₃ + H₂ + H₂O (ميلر 1953), CO₂ + N₂ + H₂ + H₂O, CO₂ + N₂ + H₂O, CH₄ + H₂ + H₂O (دون نيتروجين)
• طاقة الشرارة (مقارنةً بميلر) 0–200 %
• مدة التجربة 1–14 أيام
• الزمن قبل 4.5 مليار سنة, قبل 4.0 مليار سنة, قبل 3.5 مليار سنة, قبل 2.4 مليار سنة
• الجزء حويصلات الأحماض الدهنية, عالم RNA, LUCA
• تركيز الأحماض الدهنية 0–4 × CVC
• طين المونتموريلونيت
• ماء البحر (كثير من Mg²⁺ وCa²⁺)
• معدل الخطأ لكل نيوكليوتيد 0.1–10 %
• طول RNA 20–200 nt

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا بقي مرق دورق باستور ذي عنق البجعة صافيًا مع أن الهواء كان يصل إليه؟
2. لماذا يعطي خليط ميلر أحماضًا أمينية أكثر بكثير مما يعطيه CO₂ وN₂ والماء؟
3. لماذا يفشل النسخ عندما يكون في كل نسخة أكثر من خطأ واحد في المتوسط؟