Em 1952, o cientista norte-americano Stanley Lloyd Miller (1930-2007) realizou um experimento notável na Universidade de Chicago, conhecido como o experimento de Miller, com a orientação do químico também norte-americano Harold Clayton Urey (1893-1981). Nesse estudo pioneiro, Miller buscou replicar em um aparelho as condições da Terra primitiva em seu laboratório, combinando amônia (NH3), metano (CH4), hidrogênio (H2) e vapor de água (H2O).
Através de aquecimento, resfriamento e a aplicação de descargas elétricas, ele procurou simular os processos físico-químicos que teriam ocorrido na Terra primitiva. Em poucos dias de experimentação, Miller conseguiu produzir uma variedade impressionante de compostos orgânicos, incluindo aminoácidos e bases nitrogenadas, além de substâncias como cianeto e formaldeído. Esse coquetel complexo ficou conhecido como a “sopa prebiótica”.
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A descoberta desses compostos orgânicos em condições semelhantes às da Terra na época, publicada na revista científica “Science”, em 1953, levantou a intrigante possibilidade de que a matéria precursora da vida poderia ter surgido espontaneamente a partir de substâncias simples e abundantes na época.
Essa ideia ganhou ainda mais credibilidade quando análises posteriores revelaram que o meteorito Murchinson continha os mesmos aminoácidos encontrados no experimento de Miller, em proporções semelhantes, sugerindo que esses compostos orgânicos poderiam ser comuns no universo e não exclusivos da Terra.
O que foi o experimento de Miller?
O experimento de Miller foi concebido como um teste das teorias propostas pelo biólogo e químico russo Aleksandr Oparin (1894-1980) e pelo geneticista e biólogo britânico John Burdon Sanderson Haldane (1892 – 1964), sobre a origem da vida na Terra.
O aparato experimental consistia em uma montagem intricada de tubos e balões de vidro, especialmente projetados e interligados. Neles, foram introduzidos os compostos que se acredita terem estado presentes na atmosfera primitiva, conforme sugerido por Oparin: amônia (NH3), metano (CH4), hidrogênio (H2) e vapor de água (H2O).
Ilustração do experimento Miller – Imagem: Reprodução
O sistema foi submetido a aquecimento e descargas elétricas, simulando as condições ancestrais de altas temperaturas e tempestades do planeta Terra. No condensador, a mistura gasosa foi resfriada para imitar o resfriamento da Terra, onde as gotículas d’água condensadas escorriam, simulando a ocorrência de chuvas. O ciclo desse processo era provocado pelo aquecimento.
Após uma semana de intensas descargas elétricas, o conteúdo dos recipientes foi notavelmente alterado. A água tornou-se turva, adquirindo uma tonalidade avermelhada, e material amarelo-acastanhado foi observado nos eletrodos. Após esse período, a água coletada na armadilha foi submetida a uma série de análises, revelando a presença de aminoácidos e outras substâncias químicas simples. Esse trabalho inovador é reconhecido como a primeira síntese intencional e eficaz de biomoléculas em condições simuladas da Terra primitiva.
Embora hoje saibamos que a composição atmosférica proposta por Oparin e utilizada por Miller difere da realidade da Terra primitiva, com estudos recentes indicando uma atmosfera composta principalmente por gás carbônico (CO2), metano (CH4), monóxido de carbono (CO) e gás nitrogênio (N2), o experimento de Miller continua a ser um marco significativo. Ele demonstrou que, mesmo sob condições diferentes das previamente imaginadas, as condições da Terra primitiva poderiam ter favorecido a formação de aminoácidos.
Experimento de Miller: resultado
O resultado do experimento de Miller, confirmou a hipótese de Oparin e gerou a síntese abiótica de moléculas orgânicas complexas a partir dos componentes da atmosfera primitiva, como metano, amônia, hidrogênio e vapor d’água. A descoberta incluiu também aminoácidos como glicina, alanina, ácido aspártico e ácido amino-n-butírico, essenciais para as proteínas.
Imagem: Yurchanka Siarhei/Shutterstock
Isso inspirou outros cientistas a explorar a origem das moléculas orgânicas, levando à reprodução dos vinte aminoácidos conhecidos em laboratório, além da criação de nucleotídeos, blocos básicos do DNA e RNA, a base universal de todas as formas de vida da Terra.
O estudo demonstrou que substâncias orgânicas podem surgir de inorgânicas em ambientes similares à Terra primitiva. Isso reforçou a ideia de que a vida pode ter começado a partir de reações químicas simples em condições adequadas, além de impactar áreas como biologia, química e astrobiologia.
O experimento de Miller influenciou no desenvolvimento da biologia evolutiva, sustentando a teoria da abiogênese e também da compreensão da origem da vida no nosso planeta e no universo como um todo.
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