ستانلي ميلر: السيرة الذاتية والتجارب والنظرية ومساهمات أخرى - آرتي - 2025

ستانلي ميلر (1930-2007) كان كيميائيًا وعالم أحياء اعتبره العالم العلمي أبًا لكيمياء أصول الحياة على الأرض. يرجع جزء كبير من شهرته إلى التجربة الشهيرة التي أجراها مع معلمه هارولد أوري ، وهي تجربة تُعرف باسم ميلر أوري.

اكتشف ميلر أنه في حالة وجود الظروف المناسبة ، فإن المركبات العضوية البسيطة الموجودة على الكوكب قادرة على خلق الحياة. هذه التجربة ، التي جعلته مشهورًا عالميًا ، أجريت عندما كان العالم المولود في الولايات المتحدة يبلغ من العمر 23 عامًا فقط.

المصدر: web99.arc.nasa.gov/~astrochm/Miller/photo.html ، عبر ويكيميديا ​​كومنز. يتكون جزء من عمله أيضًا من إعادة إنشاء الحساء البدائي ، وهو مفهوم ابتكره عالم الأحياء الروسي ألكسندر أوبارين. إجمالًا ، كان ميلر مؤلفًا لأكثر من 60 عملاً علميًا تم نشرها على مر السنين.

سيرة شخصية

السنوات المبكرة

في 7 مارس 1930 ولد الكيميائي الأمريكي ستانلي لويد ميلر. ولد في أوكلاند بولاية كاليفورنيا. كان الطفل الثاني للزوجين ناثان وإديث ميلر. الأول كان شقيقه الأكبر دونالد.

تنحدر عائلته من المهاجرين اليهود الذين قدموا إلى الولايات المتحدة بعد مغادرة بيلاروسيا وجمهورية لاتفيا. كان والد ميللر محامياً وعمل نائباً للمدعي العام في مقاطعة أوكلاند. من جانبها ، كانت والدتها معلمة مدرسة.

منذ صغره ، تميز ميلر بكونه طالبًا مجتهدًا وشغوفًا وقارئًا عنيدًا. لم يكن لديه مشكلة في اجتياز كل صف في مدرسة أوكلاند الثانوية. حتى في ذلك الوقت كان معروفًا بالفعل بالعبقرية الكيميائية.

أظهر في شبابه بالفعل اهتمامًا كبيرًا بعالم الطبيعة ، والمخاوف التي تغذت بفضل وقته في الكشافة. كجزء من هذه المجموعة ، حصل على مستوى Eagle Scout ، والذي كان أعلى تقدير يمكن الحصول عليه.

الحياة الجامعية

التحق ميلر بجامعة كاليفورنيا في بيركلي لدراسة الكيمياء. أكمل مسيرته وتخرج عام 1951 عندما كان عمره 21 عامًا فقط. بعد ذلك التحق ببرنامج الدكتوراه المقدم في بيركلي.

أمضى بعض الوقت في محاولة معرفة الموضوع الذي يريد أن يختار تركيز بحثه عليه. خلال هذه العملية التقى بعدد كبير من الأساتذة حتى اتخذ قرار العمل مع إدوارد تيلر في مجال الفيزياء النظرية. هذا الاتحاد لم يدم طويلا.

بعد فترة وجيزة ، حضر ميلر محاضرة ألقاها هارولد أوري ، الكيميائي الأمريكي الشهير والأستاذ الجامعي ، والذي حصل أيضًا على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1934.

في المؤتمر ، قدم أوري أفكاره حول أصل النظام الشمسي. كما تحدث عن الاحتمالات الموجودة لحدوث التخليق العضوي في تقليل البيئات ، مثل الغلاف الجوي.

أثار هذا اللقاء وهذه الموضوعات فضول ميلر ، الذي انضم إلى أوري في عام 1952 لبدء بعض الأعمال البحثية. وهكذا انتهت علاقته مع تيلر ، الذي من المحتمل أن ينتقل أيضًا إلى شيكاغو في ذلك الوقت ، حيث عمل على القنبلة الهيدروجينية.

أكمل برنامجًا تدريبيًا في معهد ولاية كاليفورنيا للتكنولوجيا. بعد الانتهاء من دراسته وإعداده الأكاديمي ، التحق بكلية الأطباء والجراحين في جامعة كولومبيا كعضو. بالفعل في عام 1958 أصبح أستاذًا للكيمياء ، ولكن في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو.

الموت

توفي ستانلي ميلر في 20 مايو 2007 بينما كان يعيش في دار لرعاية المسنين في ناشيونال سيتي ، مكان جنوب سان دييغو. كان الكيميائي الأمريكي قد عانى بالفعل من سلسلة من حوادث الأوعية الدموية الدماغية منذ عام 1999 والتي قللت بشكل كبير من قدراته البدنية.

كانت وفاته ، عن عمر يناهز 77 عامًا ، نتيجة نوبة قلبية. على الرغم من أن الكثيرين تقدموا بطلب للحصول عليه ، إلا أنه لم يحصل على جائزة نوبل لدراساته أو تجاربه.

نظرية

عندما اقترب ستانلي ميلر ، وهو طالب ، من الحائز على جائزة نوبل هارولد أوري ، فعل ذلك بفكرة العمل معًا. كان اقتراحه إجراء تجارب على المركبات العضوية.

في ذلك الوقت ، اقترح ميلر أن المركبات العضوية الأكثر صلة في أصل الحياة قد تشكلت دون الاعتماد على الظروف البيولوجية في بدايات الأرض.

التجارب

قرر ستانلي ميلر في عام 1953 اختبار مدى قابلية فرضية الكيميائي الروسي ألكسندر أوبارين. لهذا حصل على مساعدة من معلمه الكيميائي هارولد أوري. لقد عملوا معًا لمعرفة ما إذا كان الحساء البدائي (استعارة لأصل الحياة) قادرًا على إنتاج بعض المنتجات البيوكيميائية البسيطة.

لم يكن أوري في البداية مقتنعًا جدًا بخط عمل ميلر. أراد الأستاذ الجامعي أن يركز طالب الدراسات العليا على موضوعات أخرى ، مثل الثاليوم في النيازك.

سادت فكرة ميلر ونفذوا معًا ما أطلق عليه لاحقًا تجربة ميلر-أوري. كان الهدف هو اكتشاف تجربة من شأنها أن تسمح بتكوين البروتينات التي كانت موجودة في الماضي.

في التجربة ، تم استخدام مخاليط الغاز. تتكون هذه الغازات من الأمونيا والميثان والهيدروجين وبخار الماء. بالنسبة لميلر ، كانت هذه العناصر موجودة على الأرجح في الغلاف الجوي البدائي.

لم ينتج عن تفاعل الغازات أي استجابة بشكل طبيعي. لذلك قرر ميلر استخدام طاقة قادرة على توليد الاستجابة ، لذلك لجأ إلى الصدمة الكهربائية.

اعتمد الإجراء على تسخين خليط الغازات المذكورة أعلاه إلى درجة حرارة أعلى من 100 درجة مئوية. للقيام بذلك ، استخدم التيار الكهربائي. بعد أسبوع ، قام ميلر بتحليل المواد المختلفة التي ظهرت في الجزء السفلي من أداة أسطوانية تعرف باسم أنبوب الاختبار.

إجمالاً ، حصل ميلر على ثلاثة أحماض أمينية من تجاربه.

خاتمة

كان ميلر قادرًا على إظهار أن تكوين الأحماض الأمينية حدث بطريقة بسيطة للغاية. هذا على الرغم من حقيقة أن الأحماض الأمينية لها تعقيد أكبر من العناصر الكيميائية.

مع مرور الوقت ، انضم المزيد من المختبرات وأجرت تجارب بسيطة مثل تلك التي قام بها ميلر. تم إنتاج أكثر من 10 من أصل 20 من الأحماض الأمينية الموجودة في الحياة.

انتقاد التجارب

واجهت تجربة ميلر انتقادات متعددة. كان الأمر الأكثر وضوحًا يتعلق بحقيقة أن الأحماض الأمينية تم إنشاؤها بواسطة العلماء وليس بشكل طبيعي. على الرغم من أن الانتقادات الأخرى تتعلق بجوانب تقنية أكثر للتجربة.

الشكوى الأولى من منتقدي ميلر هي أن التجربة التي أجراها تطلبت قدرًا كبيرًا من التأثير من الباحث. هذا التدخل الخارجي يبطل النتائج عند الكثيرين ، لأنه لم يكن هناك إنتاج طبيعي للعناصر.

ركزت مراجعة أخرى على كيفية إزالة ميلر للأكسجين في اختباراته. هذا مهم بشكل خاص لأن الأكسجين يشبه السم في تكوين الأحماض الأمينية ولا يمكن تكوينها.

هناك أدلة تشير إلى أن الأكسجين كان موجودًا عندما بدأت الحياة منذ أكثر من أربعة مليارات سنة. هذا من شأنه أن يبطل التجربة.

كانت إزالة الأكسجين من تجربته هي العامل الذي أثار أكبر قدر من الانتقادات لعمل ميلر. لأنه كان أيضًا عنصرًا أساسيًا لحماية الجزيئات العضوية من الأشعة فوق البنفسجية لطبقة الأوزون.

أخيرًا ، خلقت تجربة ميلر عددًا قليلاً من الأحماض الأمينية وليس العشرين التي تمتلكها الكائنات الحية. تمكن علماء آخرون من إنتاج الأحماض الأمينية المتبقية ، لكن عامل العفوية لا يزال يفشل ، حيث كان هناك دائمًا الكثير من التدخل من الباحثين.

مساهمات أخرى

مع مرور الوقت ، تمكن ميلر من تصنيع أنواع مختلفة من الأحماض الأمينية ، وكذلك تحسين أساليبه. لقد حقق إنتاج عدد كبير من المركبات العضوية وكذلك المركبات غير العضوية التي كانت ضرورية لعملية التمثيل الغذائي والبناء على المستوى الخلوي.

لم يكن مهتمًا فقط بأصل الحياة. كما تم التشكيك في احتمال وجود حياة على كواكب أخرى ، وبشكل أكثر تحديدًا على المريخ. لقد رأى في الأحماض الأمينية عنصرًا يمكن العثور عليه على المريخ بسبب سهولة استخدامه.

ساهمت وكالة ناسا (الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء) في تطوير نظام يمكن استخدامه في مهمة على المريخ وكان قادرًا على استخراج الأحماض الأمينية وتحليلها.

ركزت أشهر أعمال ستانلي ميلر على كيمياء البريبايوتيك. على الرغم من أن الحقيقة هي أنها ساهمت أيضًا في تحقيق تقدم كبير فيما يتعلق بضغط الهيدرات (والتي تُعرف أيضًا باسم كلثرات الغاز).

الاعترافات

كان ميلر عضوًا بارزًا في الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة. حصل على امتيازات مختلفة لعمله ، بما في ذلك ميدالية Oparin عن تجاربه ودراساته حول تطور الحياة وأصلها.

حصل الكيميائي الأمريكي المولد على الكثير من شهرته وتقديره لأبحاثه حول التفاعلات الكيميائية المعتادة على الكوكب البدائي.

المراجع

1. كامبل ، ن. ، تايلور ، إم ، سايمون ، إي ، ديكي ، جيه ، هوجان ، ك. ، ريس ، ج. (2007). علم الأحياء (الطبعة السابعة). بان امريكان ميديكال.
2. بروثيرو ، د. (2013). إحياء الأحافير - مقدمة في علم الأحياء القديمة. نيويورك: مطبعة جامعة كولومبيا.
3. شوبف ، ج. (1992). الأحداث الكبرى في تاريخ الحياة. بوسطن: جونز وبارتليت للنشر.
4. تيبدينو ، د. (2013). نظريات حول الألغاز العظيمة للإنسانية. بوينس آيريس: إد دنكن.
5. فيرنر ، سي ، وويرنر ، د. (2007). التطور: التجربة الكبرى. مطبعة أوراق جديدة.