Bliksem in de oersoep
Reageerbuisjes Miller-experiment teruggevonden
De wereldberoemde oersoepexperimenten van Stanley Miller uit de jaren vijftig hebben veel meer opgeleverd dan hij zelf dacht. Dat blijkt uit de analyse van een serie teruggevonden reageerbuisjes van Millers experimenten.
Een plens water en wat ammoniak. Beetje waterstofgas erbij en een dot methaan. Lekker heet stoken, en dan de bliksem erin. Na een week levert dat een troebel, olieachtig soepje op waarin aminozuren drijven, de kleine moleculen waaruit eiwitten zijn opgebouwd. Zo moeten de bouwsteentjes van het leven zijn ontstaan, concludeerde de jonge, Amerikaanse onderzoeker Stanley Miller vijftig jaar geleden. Door blikseminslagen in een vijandige atmosfeer, gevuld met methaan, waterstofgas en ammoniak, boven de lege oceanen van de nog jonge aarde.
Millers beroemde oersoepexperiment, officieel het Miller-Urey-experiment geheten, leverde Miller in 1953 een publicatie op in het wetenschappelijke tijdschrift Science. Naar verluidt trok Harold Urey, die het recept voor de oer-atmosfeer had bedacht, zich bescheiden terug als mede-auteur met de mededeling: "Ik heb al een Nobelprijs." In het artikel beschreef Miller de vijf aminozuren en enkele andere organische verbindingen die hij in de oersoep had gevonden. Maar Millers experimenten blijken veel meer te hebben opgeleverd dan hij zelf wist. Dat blijkt uit de analyse van de bewaard gebleven reageerbuisjes met oersoepresten.
Die buisjes doken vorig jaar, na het overlijden van Stanley Miller, op in zijn laboratorium op het Scripps Instituut voor Oceanografie in San Diego. Jeffrey Bada, een van Millers eerste studenten en officieel erfgenaam van Millers labororiumspullen, analyseerde de inhoud van de buisjes met geavanceerde chemische scheidingsmethodes. Miller had vijftig jaar geleden slechts de beschikking over papierchromatografie: met een stuk vloeipapier en wat geduld kun je daarmee in grote lijnen de verschillende moleculen in een vloeistof onderscheiden door de afstand die ze over het vloeipapier afleggen.
Bada vond dan ook een stuk meer, wel veertien verschillende aminozuren in de buisjes van Millers beroemde experiment. Maar het werd nog veel spannender toen Bada en collega´s de reageerbuisjes analyseerden die overgebleven waren van een tweede experiment, waar Miller de resultaten om onduidelijke redenen nooit van heeft gepubliceerd. Voor dat tweede experiment gebruikte Miller een iets aangepaste versie van zijn opstelling, zo blijkt uit bewaard gebleven notities. Daarbij werd de waterdamp uit de ‘kokende oceaan’ via een versmalde glazen buis de ‘atmosfeer’ ingeleid, en de versmalling zorgde ervoor dat dat met een veel hogere snelheid gebeurde.
Van dit tweede experiment zijn elf reageerbuisjes met gedroogde resten oersoep bewaard gebleven, en Bada ontdekte maar liefst 22 verschillende aminozuren in de buisjes. De tweede variant van het experiment blijkt dus veel succesvoller te zijn geweest. De onderzoekers vermoeden dat de kracht waarmee de waterdamp in het tweede experiment door de namaakatmosfeer blaast, ervoor zorgt dat alle net gevormde organische bouwsteentjes er aan de andere kant van de glazen bol met hoge snelheid worden uitgeblazen. Een soort verversingsproces dus.
Die extra hoge snelheid waarmee waterdamp de namaakatmosfeer in geblazen wordt, doet een beetje denken aan vulkanische erupties, schrijven Bada en collega´s deze week in Science, en ze opperen dat die een belangrijke rol moeten hebben gespeeld bij het ontstaan van leven op aarde.
De onderzoekers vonden ook de reageerbuisjes terug van experimenten met een derde opstelling, waarbij de vonk op een andere manier werd gemaakt, maar de resultaten daarvan waren weinig opzienbarend.
Jacqueline de Vree
Jeffrey Bada et al, 'The Miller Volcanic Spark Discharge Experiment', in: Science, 17 oktober 2008