"LIFE IS AN OBLIGATORY MANIFESTATION OF THE COMBINATORIAL PROPERTIES OF MATTER."C.de DUVE. "LIFE IS VERY MUCH CONSTRAINED BY ITS CHEMISTRY,WHICH WAS ITSELF RULED BY DETERMINISTIC FACTORS."C.de DUVE "NO VITAL FORCES,ONLY CHEMICAL BONDS UNDERLIE LIFE." L.PAULING "THE MODERN DEFINITION OF ABIOGENESIS IS CONCERNED WITH THE FORMATION OF THE EARLIEST FORMS OF LIFE ON EARTH FROM PRIMORDIAL CHEMICALS." ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 1-STANLEY LLOYD MILLER. (1930-2007).
Stanley Miller werd in Oakland (California,USA) op 7 maart 1930 geboren.Hij was een scheikundige die ook als bioloog bekend staat voor zijn studie over de oorsprong van het leven.Tijdens zijn studiejaren belandde hij aan de Universiteit van Chicago waar hij werkte onder de leiding van Harold Urey.In de periode rond 1950 was de studie van de scheikundige vorming van de prebiotische bouwstenen die later moeten dienen voor de synthese van de belangrijkste moleculen van de levende organismen,de proteïnen en de nucleïnezuren,aan de orde.Het was dan ook niet verwonderlijk dat zijn onderzoek in Chicago daaraan gewijd werd.In 1953 publiceerde hij zijn resultaten in een beroemd werk:"A Production of Amino Acids Under Possible Earth Conditions."Deze publicatie maakte zeer grote indruk op de scheikundige wereld in 1953 (dit was ook het geval voor de opsteller van dit bericht in 1953 die toen zijn scheikundige studie volbracht) verder was Stanley Miller een echte tijdsgenoot (°1930) en hij volgde een bijna parallele loopbaan).Stanley Miller maakte toen bekend wat sindsdien steeds als het "Miller-Urey Experiment" genoemd werd.
2-HET MILLER-UREY EXPERIMENT.
De wetenschappers gingen tijdens deze periode ervan uit dat de essentiële bouwstenen voor de latere verschijning van het leven op aarde afkomstig moesten zijn van niet-levende materie.Dit noemt men zeer algemeen de ABIOGENESE. (Spontane generatie van leven uitgaande van levenloze materie-non biological origin).Er zijn verschillende hypothesen om deze abiogenese te verklaren waaronder de werken van Miller en Urey vallen.De initiatoren van deze denkrichting waren A.I.Oparin en J.B.S.Haldane in de jaren 30 van de 20e eeuw.De bouwstenen zouden ontstaan zijn in de "oersoep" (=primordial soup). Deze "primordial soup" is een vloeistof rijk aan organische componenten die onder geschikte omstandigheden tot de verschijning en de uitbreiding van levende organismen kan leiden.De oersoep (primodial sea or ocean) was aanwezig in de allervroegste periode van de geschiedenis van de aarde en bestond vanaf het begin van het precambrium en duurde tot het heel vroeg paleozoïcum. Het Miller-Urey experiment is een simulatie van de hypothetische voorwaarden die op de aarde toen heersten.Uiteraard moesten de onderzoekers uitgaan van de toen meest aanvaardbare premissen.De ingredienten van het experiment waren water,methaan,ammoniak en waterstof (deze drie laatsten in analogie met wat er op Jupiter en Saturnus aanwezig is).Water werd tot verdampingstemperatuur gebracht en het geheel werd onderworpen aan elektrische ontladingen onder hoogspanning (analoog met bliksems in een atmosfeer vol met waterdamp) en aan intens UV licht.Het experiment werd continu uitgevoerd gedurende een week.Daarna stelden de onderzoekers vast dat 10 tot 15% van de koolstof in het systeem onder de vorm van organische moleculen teruggevonden werd.2% van de koolstof vormde aminozuren ,13 van de 22 die dienen voor de synthese van proteInen.Van deze aminozuren was glycine het meest aanwezig.Naast aminozuren werden ook suikers,lipiden (vetten) en sommige voorlopers van nucleÏnezuren gevonden.Dit was op zich een markante vaststelling.Zo zijn de aminozuren de basiselementen voor de bouw van de proteïnen en de voorlopers van de nucleïnezuren de basiselemeneten van wat later RNA en DNA zou worden.Het experiment van Miller en Urey werd toen zeer kritisch geanalyseerd en,om enkele varianten te onderzoeken,werden diverse andere voorwaarden voor het experiment aangenomen.Wat er ook van zij,het bleek duidelijk dat in de oersoep de voorwaarden aanwezig waren om uit niet-levende materie essentiële bouwstenen van het leven aan te treffen. De experimenten van Miller en Urey zijn niet de enige pisten voor abiogenese. Andere richtingen werden ook bestudeerd en zullen verder beschreven worden (bv.panspermia en klei hypothese).Buiten het feit dat het bestaan van het leven een triviale waarneming is,kan men moeilijk de abiogenese bewijzen en falsifieren.Daarom is de hypothese onderworpen aan kritiek zowel in de wetenschappelijke als in de niet-wetenschappelijke kringen.Niet-falsifieerbaar betekent ,in de zin van Karl Popper,dat de abiogenese geen theorie is maar een eventueel aanvaarbare hypothese.Het onderzoek gaat echter nu nog verder. Er zijn sommige aanwijzingen dat de oorsponkelijke atmosfeer van de aarde minder reducerend was dan gepostuleerd door Miller en Urey.Als resultaat van belangrijke vulkaanuitbarstingen ,zowat 4 miljard jaar geleden,kwam CO2 ,stikstof,waterstofsulfide en zwaveldioxide in de atmosfeer.De incorporatie van deze gassen in een Miller-Urey experiment leverde meerdere diverse moleculen.Het gaat echter steeds in de zin van de abiogenese zoals bij de oorspronkelijke Miller-Urey versie.Enkel de aanwezigheid van zuurstof zou nadelig kunnen zijn maar dit gas was er toen enkel in zeer beperkte mate aanwezig.Rond deze problematiek van zuurstof is er toen controverse ontstaan.
zie: http://www.answers.com/topic/miller-urey experiment?cat=technology
---------------------------------------------------------------------------------------------------
3-ANALOOG EXPERIMENT.[JOAN ORO].
Een ander experiment in de geest van Miller en Urey werd uitgevoerd door Joan Oro i Florensa ,een spaans-catalaans biochemicus (1923-2004).Een van zijn belangrijkste bijdragen was het aantonen van de prebiotische synthese van de nucleïne base -adenine-,een sleutelelement voor de bouw van de nucleïnezuren,uitgaande van waterstof cyanide ( blauwzuur).Hij vond ook dat aminozuren konden gevormd worden uitgaande van blauwzuur,ammoniak en water.J.Oro was de eerste wetenschapper die de hypothese formuleerde dat de organische moleculen voor de prebiotische synthese in de heel vroege atmosfeer van de aarde door de inslag van kometen werd aangebracht(1961).Water als essentieel element voor het leven op aarde zou ook via kometen geleverd worden.Deze visie over de rol van de kometen wordt nu algemeen aanvaard. ---------------------------------------------------------------------------------------------------
4-KRITIEK VAN DE ABIOGENESE.[HUBERT P.YOCKEY]
Hubert P.Yockey (°1916) is een fysicus en een informatie theoreticus.Hij bestudeerde de implicatie van de informatie theorie in de biologie.Hij is zeer kritisch ten overstaan van de oersoep theorie voor de oorsprong van het leven en poneert dat de oorsprong van het leven een vraagstuk is dat op wetenschappelijke wijze onoplosbaar is.Het is niet te verwonderen dat dergelijke uitspraak gretig door de creationisten en door de adepten van "Intelligent design" overgenomen werd om hun visie te staven.Helemaal ten onrechte zoals Yockey aantoonde.Hij was zelf helemaal geen "creationist" en weerlegde volledig alle beweringen uit deze richtingen. -----------------------------------------------------------------------------------------------------
|