• Ciência Dura

O que o famoso experimento de Miller-Urey deu errado

Crédito: elen31 / Adobe Stock

• O famoso experimento mostrou que uma mistura de gases e água poderia produzir aminoácidos e outros precursores biomoleculares.
• No entanto, novas pesquisas mostram que um fator inesperado pode ter desempenhado um papel importante no resultado: vidraria.
• Experimentos complexos precisam de bons controles, e o experimento de Miller-Urey falhou nesse sentido.

A ciência no início do século 20 estava passando por muitas revoluções simultâneas. A datação radiológica contabilizou os anos de existência da Terra na casa dos bilhões, e eras de sedimentos demonstraram sua evolução geológica. A teoria biológica da evolução havia se tornado aceita, mas os mistérios permaneciam sobre seu mecanismo de seleção e a biologia molecular da genética. Remanescentes de vida datavam de muito, muito tempo atrás, começando com organismos simples. Essas ideias vieram à tona com a questão de abiogênese : poderia a primeira vida ter surgido de matéria inanimada?

Em 1952, um estudante de pós-graduação chamado Stanley Miller, de apenas 22 anos, projetou um experimentar para testar se os aminoácidos que formam as proteínas poderiam ser criados sob as condições que se pensava existirem na Terra primordial. Trabalhando com seu conselheiro Harold Urey, ganhador do Prêmio Nobel, ele realizou o experimento, que agora é contado repetidamente em livros didáticos de todo o mundo.

O experimento misturou água e gases simples – metano, amônia e hidrogênio – e os chocou com raios artificiais dentro um aparelho de vidro selado . Em poucos dias, uma substância espessa e colorida se formou no fundo do aparelho. Esse detrito continha cinco das moléculas básicas comuns aos seres vivos. Revisando esse experimento ao longo dos anos, Miller afirmou encontrar até 11 aminoácidos. Trabalhos subsequentes variando a faísca elétrica, os gases e o próprio aparelho criaram mais uma dúzia. Após a morte de Miller em 2007, os restos de seus experimentos originais foram reexaminado por seu ex-aluno . Pode ter havido até 20-25 aminoácidos criados mesmo naquele experimento original primitivo.

O experimento de Miller-Urey é um exemplo ousado de testar uma hipótese complexa. É também uma lição para tirar dela mais do que as mais cautelosas e limitadas conclusões.

Alguém considerou os copos?

Nos anos seguintes ao trabalho original, várias limitaçõesempolgação contida com o resultado. Os aminoácidos simples não se combinaram para formar proteínas mais complexas ou qualquer coisa parecida com a vida primitiva. Além disso, a composição exata da jovem Terra não correspondia às condições de Miller. E pequenos detalhes da configuração parecem ter afetado os resultados. Uma nova estude publicado no mês passado em Relatórios Científicos investiga um desses detalhes irritantes. Ele descobre que a composição precisa do aparato que abriga o experimento é crucial para a formação de aminoácidos.

O caldo químico altamente alcalino dissolve uma pequena quantidade do recipiente do reator de vidro borossilicato usado nos experimentos originais e subsequentes. Pedaços dissolvidos de sílica permeiam o líquido, provavelmente criando e catalisando reações . As paredes erodidas do vidro também pode aumentar a catálise de várias reações. Isso aumenta a produção total de aminoácidos e permite a formação de alguns produtos químicos que são não criado quando o experimento é repetido em um aparelho feito de Teflon. Mas, executando o experimento em um aparelho de Teflon deliberadamente contaminado com borossilicato, recuperou parte da produção de aminoácidos perdida.

Perguntas complexas precisam de experimentos cuidadosamente projetados

O experimento de Miller-Urey foi baseado em um sistema complicado. Ao longo dos anos, muitas variáveis ​​foram ajustadas, como a concentração e a composição dos gases. Com o objetivo de demonstrar o que pode ser plausível – isto é, se biomoléculas podem ser criadas a partir de materiais inorgânicos – foi um sucesso impressionante. Mas não havia um bom controle. Agora vemos que pode ter sido um grande erro.

Um dos elementos da arte na ciência é adivinhar quais de inúmeras complexidades importam e quais não. Quais variáveis ​​podem ser explicadas ou compreendidas sem testes e quais podem ser habilmente eliminadas pelo projeto experimental? Esta é uma fronteira entre a ciência dura e a arte intuitiva. Certamente não é óbvio que o vidro desempenharia um papel no resultado, mas aparentemente desempenha.

Uma forma de ciência mais certa e cuidadosa é conduzir um experimento que varia de um e apenas um variável por vez. Este é um processo lento e trabalhoso. Pode ser proibitivamente difícil testar hipóteses complexas como: A vida poderia evoluir da não-vida na Terra primitiva? Os autores do novo trabalho realizaram exatamente esse teste de variável única. Eles executaram todo o experimento Miller-Urey várias vezes, variando apenas a presença de vidro de silicato. As corridas realizadas em recipientes de vidro produziram um conjunto de resultados, enquanto aquelas usando um aparelho de Teflon produziram outro.

Marchar sistematicamente através de cada variável potencial, uma de cada vez, pode ser chamado de força bruta. Mas há arte aqui também, ou seja, em decidir qual variável única dentre muitas possibilidades testar e de que maneira. Nesse caso, aprendemos que os silicatos de vidro desempenharam um papel importante no experimento de Miller-Urey. Talvez isso signifique que as formações rochosas de silicato na Terra primitiva eram necessárias para produzir vida. Pode ser.

Compartilhar: