연구자들이 고전적인 "원시 수프" 실험을 재현하면서 흥미로운 줄거리 반전

May 28, 2023

과학은 재현성을 바탕으로 만들어졌습니다. 다른 사람이 귀하의 결과를 복제할 수 있다면 귀하가 진실을 보고 있을 가능성이 매우 높습니다. 재현성에 대한 제한 법령도 없습니다. 70년 전의 실험조차도 새로운 모습을 위한 공정한 게임입니다. 좋은 예는 1952년 Miller-Urey "원시 수프" 실험의 최근 재부팅으로 몇 가지 흥미로운 결과를 얻었습니다.

Miller-Urey 실험의 중심에는 고전적인 닭과 달걀의 역설이 있었습니다. 아미노산과 핵산과 같은 복잡한 유기 분자는 생명체의 필수 구성 요소이지만 생명체가 존재하기 전에 지구에서 어떻게 생겨났습니까? 이에 답하기 위해 1952년 Harold Urey의 대학원생이었던 Stanley Miller는 행성의 초기에 존재했다고 가정되는 조건에서 복잡한 분자가 더 단순한 물질로 형성될 수 있는지 알아보기 위한 실험을 고안했습니다. 밀러는 복잡한 유리 장치를 조립하고 수증기와 암모니아, 수소, 메탄과 같은 가스를 채운 다음 전기 아크를 발생시켜 번개를 시뮬레이션했습니다. 그는 반응 용기에 풍부한 아미노산이 축적되어 있음을 발견했습니다. 분석 결과, 슬러지에는 20가지 아미노산 중 5가지가 포함되어 있는 것으로 나타났습니다.

Miller-Urey 실험은 유사한 결과로 계속해서 반복되었지만 최근 재부팅에서는 다른 방식을 취하고 실험실 장치 자체가 결과에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 살펴보았습니다. Joaquin Criado-Reyes와 동료들은 테플론 플라스크에서 실험을 수행했을 때 유기 화합물이 훨씬 적게 생성된다는 사실을 발견했습니다. 흥미롭게도, 테플론 반응 챔버에 붕규산 유리 조각을 추가하면 생성된 국물의 풍부함이 회복되었으며, 이는 유리 제품의 규산염이 유기 수프를 생성하는 데 촉매 역할을 했을 수 있음을 시사합니다. 그들은 또한 높은 알칼리성 반응 조건이 유리 제품의 벽에 미세한 구멍을 만들어 유기물의 형성을 가속화하는 반응 센터 역할을 할 수 있다고 가정했습니다.

이는 이론에 구멍을 뚫는 것처럼 보이지만 실제로는 이를 뒷받침하는 발견의 훌륭한 예입니다. 표면적으로는 Miller와 Urey가 유리 제품의 오염으로 인해 유기물만 생산했기 때문에 틀렸다고 주장할 수 있습니다. 그리고 규산염이 유기 분자의 비생물적 생성에 필요하다는 것은 사실인 것 같습니다. 그러나 초기 지구에 풍부한 것이 하나 있다면 그것은 점토, 미사, 모래, 암석, 먼지 형태의 규산염이었습니다. 따라서 이 실험은 지구와 아마도 다른 암석 세계에서도 유기 분자의 비생물적 기원을 뒷받침합니다.

[특집 이미지 출처: Roger Ressmeyer/CORBIS, 과학사 연구소를 통해]