一个探索生命之源的实验
读”Origin”(“The Da Vinci Code - 达芬奇密码”作者Dan Brown的新作,2017出版)时发现作者引用了一个化学实验Miller experiment,很有意思。后来上网查了一下,这是个真实的实验。那是1952年,芝加哥大学的教授Stanley Miller设计的实验,来模拟地球最初出现生命(氨基酸)的过程。翌年实验结果发表。详细介绍可以参见 Miller–Urey experiment。
| 实验设计简图 (courtesy of Miller experiment) |
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参照设计简图,实验过程简单介绍如下:左边大的烧瓶(5升)含水及甲烷、氨和氢的气体化学混合物,密封,以模拟地球上最原始化学组成。这个大烧瓶与右边一个500毫升的小烧瓶连接。小烧瓶装一半水,水被加热蒸发(模拟地球上水分被太阳加热),蒸汽被导入左边的大烧瓶。大烧瓶内由电极产生持续的电火花,模拟在水蒸汽和气体化学混合物中产生雷电。然后让这个模拟的大气环境冷却,冷凝液滴入底部U型管。一天以后,U型管内溶液呈粉红色。一周持续化学反应后,管内溶液呈深红色并变浑浊。这时,移去小烧瓶,停止加热,在U型管内加氯化汞以避免微生物污染溶液,同时加入氢氧化钡(barium hydroxide)和硫酸以停止反应,再蒸发管内溶液以去除杂质。根据纸色谱法测定,Miller报告在溶液内发现了五种氨基酸。1996年,Miller宣称他的prebiotic(前生物期)实验可以产生20种氨基酸中的11种。
这个实验也叫“Miller-Urey”实验。Urey 因发现同位素得诺贝尔奖。1950年,还是研究生的Miller听了他的一次关于太阳系起源的讲座,慢慢形成了这个实验的思路。在Urey讲座约一年半后,Miller找到Urey,提出了他的实验设想。然后他们一起设计了这个实验。Urey曾师从大名鼎鼎的Bohr,量子理论的奠基者之一。Urey还是美国原子弹之父之一。
据wiki 介绍,Miller实验一直进行到2017年,后期由Miller的学生Bada主持。在Miller去世后(2007年),科学家们发现在U型管的溶液内实际上有多于20种氨基酸。现在已知人体内氨基酸共有20种,一种解释是地球前生物期存在的基本化学物质不止水、氢、氨、甲烷。
回到小说“Origin”(中文可以译成“生命起源”。不知是否已经有中文版?),讲的就是一个狂热的无神论者不惜牺牲无辜生命来证明生命源之自然。
资料主要来源是非专业的wiki,若专业上有所偏差,请专家指正。
Dex 10/30/2020
