Ruski naučnik A. I. Oparin i britanski naučnik J. B. S. Haldejn su 1920- tih godina izneli su teoriju da su munje u primitivnoj atmosferi mogle da proizvedu hemijske gradivne blokove života.
Darvin je razmišljao da je život mogao da počne u „nekoj toploj maloj bari". Slično tome, Oparin i Haldejn su hipotetisali da su se hemikalije proizvedene u atmosferi rastvarale u prvobitnim morima formirajući „toplu razvodnjenu supu" iz koje su proistekle prve žive ćelije.
Oparin-Haldejnova hipoteza je zaokupila maštu mnogih naučnika i tako postala „ono što naučnici misle" o prvim koracima u postanku života. Ali je ostala kao netestirana hipoteza sve do ranih 1950-tih kada su američki postdiplomac Stenli Miler i njegov mentor Harold Uri proizveli neke od hemijskih gradivnih blokova života ubacujući električnu varnicu u mešavinu gasova za koju su smatrali da je simulirala Zemljinu primitivnu atmosferu.
Godine 1953, Miler-Urijev eksperiment je stvorio ogromno uzbuđenje u naučnoj zajednici i uskoro je našao svoj put u skoro svaki srednjoškolski i fakultetski udžbenik biologije kao dokaz da su naučnici demonstrirali prvi korak u nastanku života - bez Boga.
Milerov eksperiment je još uvek istaknuto prikazan u udžbenicima, časopisima i televizijskim dokumentarnim filmovima, kao ikona evolucije. Pa ipak, više od decenije većina hemičara je bila ubeđena da eksperiment nije uspeo da simulira uslove na ranoj Zemlji i da tako ima malo ili nimalo veze sa poreklom života. Evo zašto.
Oparin-Haldejnov scenario
Prvi korak u Oparin-Haldejnovom scenariju proizvodnje životnih hemijskih gradivnih blokova uz pomoć munja presudno zavisi od sastava atmosfere. Zemljina sadašnja atmosfera sadrži oko 21% kiseonika. Skloni smo da mislimo da je atmosfera bogata kiseonikom bitna za život, jer bismo umrli bez nje. Pa ipak, što je paradoksalno, životni gradivni blokovi se ne bi mogli formirati u takvoj atmosferi.
Nije iznenađujuće da je isti kiseonik koji je bitan za disanje često fatalan za organsku sintezu. Električna varnica u zatvorenoj posudi sa močvarnim gasom (metanom) može da proizvede neke interesantne organske molekule, ali ako je prisutna samo mala količina kiseonika varnica će proizvesti eksploziju.
Pošto slobodan kiseonik može da uništi mnogo organskih molekula, hemičari često moraju da uklanjaju kiseonik i koriste zatvorene posude gde sintetišu i čuvaju organske hemikalije u laboratoriji. Ali pre postanka života, kada nije bilo ni hemičara ni laboratorija, hemijski gradivni blokovi života su mogli da se formiraju samo u prirodnoj sredini koja nije imala kiseonik.
Prema Oparinu i Haldejnu, ta sredina je bila Zemljina primitivna atmosfera. Zemljina sadašnja atmosfera je jako oksidujuća. Oparin i Haldejn su pretpostavili njenu suštu suprotnost - jako redukujuću atmosferu bogatu vodonikom.
U to vreme, činilo se razumljivim pretpostaviti jako redukujuću atmosferu. Naučnici su verovali da je Zemlja prvobitno formirana zgušnjavanjem međuzvezdane prašine i gasa, pa je bilo razumno pretpostaviti da je prvobitna atmosfera ličila na međuzvezdane gasove koji se sastoje prvenstveno od vodonika.
Godine 1952., dobitnik Nobelove nagrade, hemičar Harold Uri, zaključio je da se rana atmosfera sastojala prvenstveno od vodonika, metana, amonijaka i vodene pare - baš kao što su Oparin i Haldejn pretpostavili.
Urijev postdiplomac na Čikago Univerzitetu, Stenli Miler, rešio je da eksperimentalno testira Oparin-Haldejnovu hipotezu. Miler je sastavio zatvorenu staklenu aparaturu u Urijevoj laboratoriji, ispumpao vazduh i zamenio ga metanom, amonijakom, vodonikom i vodom.
(Da nije uklonio vazduh, njegov sledeći korak je mogao da mu bude i poslednji.) Onda je zagrevao vodu i pustio da gasovi prelaze preko visoko voltažnih električnih varnica da bi stimulisao munje (vidi sliku).
„Do kraja nedelje", izjavio je Miler, voda „je bila tamno crvena i mutna". Uzeo je deo za hemijsku analizu i identifikovao nekoliko organskih jedinjenja. Među njima su bili i glicin i alanin, dve najprostije aminokiseline nađene u proteinima. Ipak, većina produkata reakcije bila su prosta organska jedinjenja koja se ne javljaju u živim organizmima.
Godine 1977, istraživači porekla života Sidni Foks i Klaus Dous objavili su da je važniji razlog zašto je za Zemljinu primitivnu atmosferu „rasprostranjeno verovanje da u svojim ranijim fazama nije sadržala značajnije količine kiseonika" taj da „eksperimenti pokazuju da bi hemijska evolucija, kakva se opisuje sadašnjim modelima, bila uveliko sprečena kiseonikom".
Džejms C. G. Voker je takođe pisao da je „najjači dokaz" za sastav primitivne atmosfere „obezbeđen uslovima za nastanak života. Redukujuća atmosfera je potrebna".