STANLEY MILLER: TIỂU SỬ, THÍ NGHIỆM, LÝ THUYẾT VÀ NHỮNG ĐÓNG GÓP KHÁC - ARTE - 2025

Stanley Miller (1930-2007) là nhà hóa học và sinh vật học được giới khoa học coi là cha đẻ của ngành hóa học về nguồn gốc sự sống trên Trái đất. Phần lớn sự nổi tiếng của ông là do thí nghiệm nổi tiếng mà ông đã thực hiện với người cố vấn của mình là Harold Urey, một thí nghiệm được gọi là Miller-Urey.

Miller phát hiện ra rằng, nếu tồn tại các điều kiện thích hợp, các hợp chất hữu cơ đơn giản hiện diện trên hành tinh có khả năng tạo ra sự sống. Thí nghiệm khiến ông trở nên nổi tiếng trên toàn thế giới, được thực hiện khi nhà khoa học sinh ra ở Mỹ mới 23 tuổi.

Nguồn: web99.arc.nasa.gov/~astrochm/Miller/photo.html, qua Wikimedia Commons. Một phần công việc của ông cũng bao gồm việc tái tạo món súp nguyên thủy, đây là một khái niệm do nhà sinh vật học người Nga Aleksandr Oparin tạo ra. Tổng cộng, Miller là tác giả của hơn 60 công trình khoa học đã được xuất bản trong nhiều năm.

Tiểu sử

Những năm đầu

Ngày 7 tháng 3 năm 1930, nhà hóa học người Mỹ Stanley Lloyd Miller được sinh ra. Anh sinh ra ở Oakland, thuộc bang California. Anh là con thứ hai của cặp vợ chồng Nathan và Edith Miller. Người đầu tiên là anh trai Donald.

Gia đình của ông là hậu duệ của những người nhập cư Do Thái đến Hoa Kỳ sau khi rời Belarus và Cộng hòa Latvia. Cha của Miller là một luật sư và tiếp tục giữ chức vụ phó công tố viên ở quận Oakland. Về phần mình, mẹ cô là một giáo viên trong trường.

Ngay từ khi còn rất nhỏ, Miller đã được đặc trưng bởi một học sinh rất siêng năng, đam mê và là một người đọc thông thạo. Anh không gặp khó khăn gì khi vượt qua mọi cấp lớp ở trường trung học của Oakland. Ngay cả vào thời điểm đó, ông đã được biết đến như một thiên tài hóa học.

Khi còn trẻ, ông đã tỏ ra rất quan tâm đến thế giới tự nhiên, những mối quan tâm được nuôi dưỡng nhờ thời gian của ông trong Đội Hướng đạo sinh. Là một phần của nhóm này, anh nhận được cấp Eagle Scout, đây là sự công nhận cao nhất có thể đạt được.

Cuộc sống đại học

Miller đăng ký học tại Đại học California, Berkeley, để nghiên cứu hóa học. Ông hoàn thành sự nghiệp của mình và tốt nghiệp năm 1951 khi mới 21 tuổi. Sau đó, ông tham gia chương trình tiến sĩ được cung cấp tại Berkeley.

Anh ấy đã dành một khoảng thời gian để cố gắng tìm ra chủ đề mà mình muốn chọn để tập trung nghiên cứu. Trong suốt quá trình này, ông đã gặp một số lượng lớn các giáo sư cho đến khi ông quyết định làm việc với Edward Teller trong lĩnh vực vật lý lý thuyết. Sự kết hợp này không tồn tại lâu.

Ngay sau đó, Miller tham dự một buổi thuyết trình của Harold Urey, một nhà hóa học và giáo sư đại học nổi tiếng người Mỹ, người cũng đã được trao giải Nobel Hóa học năm 1934.

Tại hội nghị, Urey đã trình bày ý tưởng của mình về nguồn gốc của hệ mặt trời. Ông cũng nói về các khả năng tồn tại để tổng hợp hữu cơ xảy ra trong các môi trường khử, chẳng hạn như khí quyển.

Cuộc gặp gỡ này và những chủ đề này đã khơi dậy sự tò mò trong Miller, người đã cùng Urey tham gia vào năm 1952 để bắt đầu một số công việc nghiên cứu. Do đó, mối quan hệ của anh ta với Teller đã chấm dứt, người cũng có thể sẽ chuyển đến Chicago vào thời điểm đó, nơi anh ta làm việc về bom khinh khí.

Anh đã hoàn thành chương trình đào tạo tại Học viện Công nghệ Bang California. Sau khi hoàn thành chương trình học và chuẩn bị học tập, anh gia nhập trường Cao đẳng Bác sĩ và Bác sĩ phẫu thuật tại Đại học Columbia với tư cách là thành viên. Vào năm 1958, ông đã trở thành giáo sư hóa học, nhưng tại Đại học California, San Diego.

Tử vong

Stanley Miller qua đời vào ngày 20 tháng 5 năm 2007 khi đang sống trong một viện dưỡng lão ở National City, một nơi ở phía nam San Diego. Nhà hóa học người Mỹ đã bị một loạt tai biến mạch máu não kể từ năm 1999 khiến khả năng thể chất của ông giảm sút đáng kể.

Cái chết của ông ở tuổi 77 là kết quả của một cơn đau tim. Mặc dù nhiều người đã nộp đơn cho nó, ông chưa bao giờ nhận được giải Nobel cho các nghiên cứu hoặc thí nghiệm của mình.

Học thuyết

Khi Stanley Miller, vẫn còn là một sinh viên, tiếp cận người đoạt giải Nobel Harold Urey, ông đã làm như vậy với ý tưởng làm việc cùng nhau. Đề xuất của ông là thực hiện các thí nghiệm với các hợp chất hữu cơ.

Tại thời điểm đó Miller đề xuất rằng các hợp chất hữu cơ có liên quan nhất trong nguồn gốc của sự sống đã được hình thành mà không tính đến các điều kiện sinh học trên Trái đất sơ khai.

Thí nghiệm

Năm 1953, Stanley Miller quyết định kiểm tra mức độ khả thi của giả thuyết của nhà hóa học Nga Aleksandr Oparin. Để làm được điều này, ông đã có sự giúp đỡ của người cố vấn của mình, nhà hóa học Harold Urey. Họ cùng nhau làm việc để xem liệu món súp nguyên thủy (ẩn dụ về nguồn gốc của sự sống) có khả năng tạo ra một số sản phẩm sinh hóa đơn giản hay không.

Urey ban đầu không mấy thuyết phục về công việc của Miller. Vị giáo sư đại học muốn nghiên cứu sinh của mình tập trung vào các chủ đề khác, chẳng hạn như thallium trong thiên thạch.

Ý tưởng của Miller đã thắng thế và họ cùng nhau thực hiện cái mà sau này được gọi là thí nghiệm Miller-Urey. Mục tiêu là khám phá một thí nghiệm cho phép hình thành các protein đã từng tồn tại trong quá khứ.

Trong thí nghiệm, hỗn hợp khí đã được sử dụng. Những khí này được tạo thành từ amoniac, metan, hydro và hơi nước. Đối với Miller, đây là những nguyên tố rất có thể đã có trong bầu khí quyển nguyên thủy.

Sự tương tác của các khí không tạo ra bất kỳ phản ứng nào một cách tự nhiên. Vì vậy, Miller quyết định sử dụng một năng lượng có khả năng tạo ra phản ứng, vì vậy ông đã dùng đến một cú sốc điện.

Quy trình này dựa trên việc nung hỗn hợp khí có tên ở trên đến nhiệt độ trên 100ºC. Để làm điều này, ông đã sử dụng một dòng điện. Một tuần sau, Miller phân tích các chất khác nhau xuất hiện dưới đáy của một dụng cụ hình trụ được gọi là ống nghiệm.

Tổng cộng, Miller đã nhận được ba axit amin từ các thí nghiệm của mình.

phần kết luận

Miller đã có thể chứng minh rằng việc tạo ra các axit amin diễn ra một cách rất đơn giản. Điều này mặc dù thực tế là các axit amin có độ phức tạp lớn hơn các nguyên tố hóa học.

Thời gian trôi qua, nhiều phòng thí nghiệm đã tham gia và thực hiện các thí nghiệm đơn giản như những thí nghiệm mà Miller đã làm. Hơn 10 trong số 20 axit amin được tìm thấy trong cuộc sống đã được tạo ra.

Phê bình các thí nghiệm

Thí nghiệm của Miller vấp phải nhiều chỉ trích. Rõ ràng nhất liên quan đến thực tế là các axit amin được tạo ra bởi các nhà khoa học chứ không phải tự nhiên. Mặc dù những lời chỉ trích khác liên quan đến các khía cạnh kỹ thuật hơn của thử nghiệm.

Khiếu nại đầu tiên từ những người gièm pha Miller là thí nghiệm mà ông thực hiện đòi hỏi một lượng ảnh hưởng cực lớn từ nhà nghiên cứu. Theo nhiều người, sự can thiệp từ bên ngoài này làm mất hiệu lực của các kết quả, vì không có sự sản sinh tự nhiên của các yếu tố.

Một đánh giá khác tập trung vào cách Miller loại bỏ oxy trong các thử nghiệm của mình. Điều này đặc biệt có liên quan vì oxy giống như một chất độc trong việc hình thành các axit amin và chúng không thể được hình thành.

Có bằng chứng cho thấy oxy đã có mặt khi sự sống bắt đầu cách đây hơn bốn tỷ năm. Điều này sẽ làm mất hiệu lực của thử nghiệm.

Việc loại bỏ oxy khỏi thí nghiệm của ông là yếu tố làm dấy lên nhiều lời chỉ trích nhất đối với công việc của Miller. Vì nó cũng là yếu tố cơ bản để bảo vệ các phân tử hữu cơ khỏi bức xạ cực tím của tầng ozon.

Cuối cùng, thí nghiệm của Miller chỉ tạo ra một vài axit amin chứ không phải 20 axit amin như sinh vật sống. Các nhà khoa học khác đã cố gắng tạo ra các axit amin còn lại, nhưng yếu tố tự phát vẫn không thành công, vì luôn có nhiều sự can thiệp từ các nhà nghiên cứu.

Đóng góp khác

Thời gian trôi qua, Miller đã có thể tổng hợp thêm nhiều loại axit amin khác nhau, cũng như cải tiến các phương pháp của mình. Nó đạt được việc sản xuất một số lượng lớn các hợp chất hữu cơ và cả các hợp chất vô cơ cần thiết cho quá trình trao đổi chất và xây dựng ở cấp độ tế bào.

Ông không chỉ quan tâm đến nguồn gốc của sự sống. Khả năng tồn tại sự sống trên các hành tinh khác, cụ thể hơn là trên sao Hỏa, cũng bị nghi ngờ. Ông đã nhìn thấy trong axit amin một nguyên tố mà vì tính dễ của nó có thể đã được tìm thấy trên sao Hỏa.

NASA (Cục Hàng không và Vũ trụ Quốc gia) thậm chí còn góp phần phát triển một hệ thống có thể được sử dụng trong một sứ mệnh trên Sao Hỏa và có khả năng chiết xuất và phân tích các axit amin.

Các công trình nổi tiếng nhất của Stanley Miller đã tập trung vào hóa học tiền sinh học. Mặc dù sự thật là nó cũng góp phần mang lại những tiến bộ to lớn trong việc nén hydrat (còn được gọi là khí clathrat).

Nhận biết

Miller là thành viên nổi bật của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ. Ông đã nhận được nhiều sự khác biệt cho công việc của mình, bao gồm huy chương Oparin cho các thí nghiệm và nghiên cứu về sự tiến hóa và nguồn gốc của sự sống.

Nhà hóa học sinh ra ở Mỹ này đã nổi tiếng và được công nhận nhờ nghiên cứu về các phản ứng hóa học thông thường trên hành tinh nguyên thủy.

Người giới thiệu

1. Campbell, N., Taylor, M., Simon, E., Dickey, J., Hogan, K., & Reece, J. (2007). Sinh học (xuất bản lần thứ 7). Panamerican Medical.
2. Prothero, D. (2013). Đưa hóa thạch vào cuộc sống - giới thiệu về cổ sinh vật học. New York: Nhà xuất bản Đại học Columbia.
3. Schopf, J. (1992). Những sự kiện lớn trong lịch sử của cuộc đời. Boston: Nhà xuất bản Jones và Bartlett.
4. Tepedino, D. (2013). Những lý thuyết về những bí ẩn lớn của nhân loại. Buenos Aires: Ed. Dunken.
5. Werner, C., & Werner, D. (2007). Tiến hóa: cuộc thử nghiệm lớn. Máy ép lá mới.