밀러 실험

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실험 도해

밀러 실험 혹은 밀러-유리 실험(Miller-Urey experiment)은 초기 지구의 가상적인 환경을 실험실에서 만들어, 그 조건에서 화학적 진화(chemical evolution)가 일어나는지 여부를 알아보는 실험이다. (오파린홀데인의 가설에 따르면, 원시 지구는 무기 화합물이 유기화합물로 합성되기 좋은 조건이었다고 한다.; 유리-밀러 실험은 이 가설을 검증하려 했다.) 이 실험은 생명의 근원에 관한 고전적인 실험으로 여겨지며, 1953년 시카고 대학스탠리 밀러해럴드 클레이턴 유리가 처음 실행했다.

실험 과정[편집]

실험에는 (H2O), 메테인 (CH4), 암모니아 (NH3), 수소 (H2)가 사용된다. 화학물질들은 살균된 유리관과 플라스크로 이루어진 루프형의 실험기구 안에 밀봉된다. 실험기구 중에 플라스크 하나에는 물이 반쯤 채워져 있고, 다른 하나에는 한 쌍의 전극이 들어있다. 물은 가열하여 기화시키고, 수증기가 포함된 내부 공기중에 불꽃을 튀겨, 자연의 번개를 흉내낸다. 그리고, 다시 공기는 식혀져서 수증기는 물이 되고 처음 플라스크로 돌아가는 이 과정을 계속 반복한다.

일주일 동안 계속 실험을 행한 결과, 유리와 밀러는 10 ~ 15%의 탄소가 유기물질로 합성되어 있는 것을 관찰하였다. 더욱이, 2%의 탄소는 살아있는 세포의 단백질을 구성하는 아미노산 중에 몇 종류의 형태라는 결과도 얻었다. 결론 적으로 밀러는 원시대기의 조성을 기초하여 원시지구의 모형을 만들고 결과 반응을 조사하는 것이 연구의 테마였다.

해석[편집]

생성된 분자들은 완전한 살아있는 생화학적 시스템을 이루기에는 상대적으로 모자란 단순한 유기물질이었다. 그러나, 실험은 이미 있는 생명체를 가정하지 않고, 자연적인 과정만으로 생명체를 이루는 기본 요소들이 생성될 수 있다는 사실을 확립시켰다.

반론[편집]

밀러의 실험에는 결정적인 오류들이 몇 가지 있다고 지적한 사례가 여럿 있다.

원시 대기[편집]

원시 대기 환경이 수소, 메테인, 암모니아 등 환원성 기체로 이루어졌다는 주장은 전혀 과학적 근거가 없는 추론이다. 반론을 제기한 과학자들은 원시 대기에는 메테인과 암모니아가 아닌 질소 (N2)와 이산화탄소 (CO2)가 포함된다고 지적했다. 원시 지구암석을 분석한 결과 초기 대기환경의 산소의 농도는 기존의 측정된 산소의 농도보다 훨씬 높다는 결과가 있었고 이에 페리스(J. Ferris) 박사와 첸(C. Chen)박사는 원시 대기 환경의 조건으로 질소와 이산화탄소 등을 사용하여 밀러의 실험을 진행한 결과, 아미노산을 전혀 생성할 수 없었다고 한다.

원시 지구암석에서 발견된 산소 또한 원시 대기에 포함이 된다면 밀러의 실험대로 아미노산이 생성되어도 금방 파괴되어 버릴 것이다.

아미노산 생성[편집]

밀러의 실험에선 L-형 아미노산과 D-형 아미노산 두 가지가 생성되었는데 생명체에는 L-형 아미노산밖에 존재하지 않는다. D-형 아미노산은 죽은 생명체에서 L-형 아미노산이 변화하여 서로 분자의 수가 같아지는데 밀러의 실험에서도 L-형과 D-형의 아미노산이 발견되므로 생물로서의 역할을 할 수가 없다.

인위적인 실험[편집]

밀러는 원시 대기환경을 실험관에 그대로 옮긴 후 번개와 같은 방전을 재현하려 했으나 밀러의 시험 장치와 실제 번개에는 큰 차이가 존재한다.

  • 밀러의 실험 장치: 6만 볼트/200℃의 열/자외선/연속적으로 모든 공간에 작용
  • 번개: 15만 볼트/30, 000℃의 열/X선, 감마선/순간적으로 제한적 일부 공간에 작용

다른 실험들[편집]

결론[편집]

외부 연결고리[편집]