Stanley Lloyd Miller

MILLER-Apparatur

Die Apparatur bestand aus zwei Hauptreaktionsräumen:
Im unteren Gefäß simulierte MILLER die Urozeane mit Wasser, das von ihm erhitzt wurde. Der aufsteigende Wasserdampf konnte durch die Apparatur zirkulieren. In das obere Gefäß, das mit $H_2$, $N{H}_3$, Methan und Wasserdampf gefüllt war (Uratmosphäre), führten zwei Elektroden, mit denen er Blitze erzeugen konnte. Die W-förmige Konstruktion am Boden des Kreislaufs diente zum Auffangen wässriger Reaktionsprodukte, die zuvor durch den Kühler geleitet wurden.

Dieser klassische Versuch, der im Jahr 1953 durchgeführt wurde, brachte ein interessantes Ergebnis:
Die Durchführung dieses Experimentes dauerte eine Woche. Bei der Analyse der Reaktionsprodukte dieser experimentell simulierten Uratmosphäre konnte neben Kohlenstoffoxiden eine Fülle organischer Substanzen, darunter auch eine Anzahl von Aminosäuren, die zu den unentbehrlichen Bausteinen der Eiweißstoffe zählen, nachgewiesen werden. Auch Essigsäure und Harnstoff befanden sich in dem entstandenen Gemisch.

Einige Produkte des MILLER-Experiments:

Produkte (Mikromol pro l Gasgemisch):

• Ameisensäure (466)
• Glycin (126)
• Glykolsäure (112)
• Alanin (68)
• Milchsäure (62)

Die bei diesem Experiment entstandenen verschiedenen Kohlenhydrate, Aminosäuren, Fettsäuren usw. sind ein Beweis dafür, dass lebenswichtige organische Stoffe aus anorganischen entstehen können.
Jahre nach diesem Experiment fand man 1969 einen Meteoriten bei Murchison in Australien, der eine ähnliche Zusammensetzung an Aminosäuren hatte wie das Ergebnis beim MILLER-Experiment. Darin sehen einige Wissenschaftler einen Beweis dafür, dass Meteoriten an der Entstehung von Leben auf der Erde beteiligt gewesen sein könnten.

Entstehung komplizierter Verbindungen von Makromolekülen

Die wesentliche Frage, die sich vielen Wissenschaftlern stellte und noch immer stellt, ist, wie sich aus einfachen chemischen Verbindungen komplexere gebildet haben könnten, die als Voraussetzung für die Bildung lebender Strukturen angesehen werden können.

Nach MILLERS gelungenem Experiment wurden vergleichbare Experimente mit verschiedensten Modifizierungen durchgeführt. So wurden die Gase und deren Konzentration sowie die Art der Energiequellen (z. B. Hitze, UV-Licht, Neutronenstrahlen, Licht, Schockwellen und Katalysatoren) und die Feuchtigkeit im Versuchsansatz variiert. Weiterhin setzte man Mineralien zu, von denen man eine Wirkung als Katalysator chemischer Reaktionen erwartete. Auf diese Weise gelang es, über hundert verschiedene organische Stoffe aus einfachen Ausgangsstoffen herzustellen.

All diesen Versuchsaufbauten war und ist gemeinsam, dass sie nur in reduzierenden Atmosphären nennenswerte Ergebnisse bei den organischen Synthesen liefern, d.h. bei Abwesenheit von Sauerstoff. So gesehen war die Uratmosphäre tatsächlich das ideale Labor zur Synthese organischer Substanzen, denn in der heutigen oxidierenden Atmosphäre wäre die abiotische Bildung organischer Substanzen nicht mehr möglich.

Der erste Schritt war getan. Aus „unbelebter“ Materie lassen sich also organische Substanzen herstellen, die sonst von Lebewesen gebildet werden. So könnte es auch damals vor etwa 4 Milliarden Jahren gewesen sein, als sich in kleinen stehenden Gewässern oder abgeschirmten Buchten die gebildeten Substanzen anreicherten und als Ursuppe dafür sorgten, dass diese Makromoleküle untereinander in Wechselwirkung treten konnten: Die biologische Evolution, das Auftauchen der ersten Zellen konnte beginnen. Die typischen notwendigen organischen Moleküle einer Zelle, wie z. B. Proteine, Fette und Karbonsäuren, waren wie beschrieben bereits entstanden.

Aber war das tatsächlich so? Weitere Theorien zur Entstehung von Leben auf der Erde wurden entwickelt, Wissenschaftler sind sich jedoch noch immer nicht einig. Bis heute ist es nicht gelungen, experimentell Lebewesen zu erzeugen.