Στάνλεϋ Μίλερ

Ο Στάνλεϋ Λόυντ Μίλερ (Stanley Lloyd Miller, 7 Μαρτίου 1930 – 20 Μαΐου 2007) ήταν Αμερικανός χημικός που πραγματοποίησε σημαντικά πειράματα σχετικά με την προέλευση της ζωής, αποδεικνύοντας ότι μία μεγάλη ποικιλία ζωτικών οργανικών χημικών ενώσεων μπορεί να συντεθεί με απλές χημικές αντιδράσεις από ανόργανες ουσίες. Η δημοσίευση της σχετικής έρευνάς του το 1953 του εξασφάλισε ακαριαία φήμη: πρόκειται για το γνωστό ως Πείραμα Miller-Urey (ορθότερα θα έπρεπε να λέγεται «πείραμα Miller»). Πενήντα χρόνια συνεχών ερευνών του Μίλερ στη χημική εξέλιξη της πρώιμης Γης θεμελίωσαν τη φυσική αβιοτική σύνθεση των χημικών δομικών λίθων της ζωής από ανόργανα μόρια, υπό μεταβαλλόμενες ατμοσφαιρικές συνθήκες.

Η ζωή του 
Ο Στάνλεϋ Μίλερ γεννήθηκε στο Όουκλαντ (Καλιφόρνια), ως το δεύτερο παιδί (μετά από έναν αδελφό, τον Ντόναλντ) των Νάθαν και Εντίθ Μίλερ, δύο Εβραίων με καταγωγή από τη Λευκορωσία και τη Λετονία. Ο Νάθαν Μίλερ ήταν επιτυχημένος δικηγόρος και η Εντίθ ήταν δασκάλα. Στο γυμνάσιο της πόλης ο Στάνλεϋ είχε το παρατσούκλι «μάγος της χημείας». Ακολούθησε τον αδελφό του στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϋ για να σπουδάσει χημικός, κυρίως επειδή πίστευε ότι ο Ντόναλντ θα μπορούσε να τον βοηθήσει στο αντικείμενο. Πήρε το πτυχίο του τον Ιούνιο του 1951. Είχε όμως ήδη αρχίσει να αντιμετωπίζει οικονομικά προβλήματα, καθώς ο πατέρας του πέθανε το 1946. Με τη βοήθεια καθηγητών του Μπέρκλεϋ (γιατί τότε το πανεπιστήμιο δεν έδινε την κατάλληλη υποτροφία), ο Στάνλεϋ εξασφάλισε μεταπτυχιακή υποτροφία στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου, το οποίο μάλιστα τον πλήρωσε προκαταβολικά ώστε να μπορέσει να ολοκληρώσει τις προπτυχιακές σπουδές του στο Μπέρκλεϋ. Τον Σεπτέμβριο του 1951 εγγράφηκε στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου και αναζήτησε απεγνωσμένα ένα θέμα για τη διδακτορική διατριβή του, συναντώντας τον ένα καθηγητή κατόπιν του άλλου. Και ενώ είχε φθάσει στο σημείο να εγκαταλείψει την καθαυτό χημεία, συνεργαζόμενος με τον θεωρητικό φυσικό Έντουαρντ Τέλερ στην πυρηνοσύνθεση των στοιχείων στο εσωτερικό των αστέρων, παρακολουθώντας μία διάλεξη του Χάρολντ Γιούρυ, τιμημένου με Βραβείο Νόμπελ το 1934, πάνω στην προέλευση του Ηλιακού Συστήματος και το πώς η σύνθεση οργανικών ενώσεων θα μπορούσε να είναι δυνατή σε ένα αναγωγικό περιβάλλον (όπως ήταν η ατμόσφαιρα της νεαρής Γης), ο Μίλερ ενθουσιάσθηκε. Μετά από ένα έτος άκαρπης εργασίας με τον Τέλερ, προσέγγισε τον Γιούρυ τον Σεπτέμβριο του 1952. Ο Γιούρυ δεν μοιράσθηκε εξαρχής τον ενθουσιασμό του για το θέμα, καθώς δεν προϋπήρχε καμιά επιτυχημένη εργασία, και αντιπρότεινε την έρευνα του θαλλίου των μετεωριτών. Με την επιμονή του ο Μίλερ τον μετέπεισε και τελικώς απέκτησε το διδακτορικό του το 1954 μαζί με αρκετή δόξα.

Στη συνέχεια ο Μίλερ εργάσθηκε στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια το 1954 και το 1955, πάνω στον μηχανισμό συνθέσεως των αμινοξέων και των υδροξυοξέων. Ακολούθως διορίσθηκε στο Τμήμα Βιοχημείας της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κολούμπια, στη Νέα Υόρκη, όπου εργάσθηκε για τα επόμενα 5 χρόνια. Με την ίδρυση του νέου Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο, ο Μίλερ έγινε ο πρώτος επίκουρος καθηγητής του στο Τμήμα Χημείας, το 1960, αναπληρωτής καθηγητής το 1962 και καθηγητής το 1968.

Το πείραμα Miller-Urey 

Το πείραμα δημοσιεύθηκε στις 15 Μαΐου 1953 στο περιοδικό Science και μετέβαλε τις επιστημονικές απόψεις για την προέλευση της ζωής σε ένα σοβαρό πεδίο εμπειρικών ερευνών. Υπήρξε η πρώτη ξεκάθαρη πειραματική επιβεβαίωση της θεωρίας της «αρχέγονης σούπας» των Οπάριν και Χάλντεϊν. Οι Γιούρυ και Μίλερ σχεδίασαν μία προσομοίωση των ωκεάνιων και ατμοσφαιρικών συνθηκών της πρωτόγονης Γης, χρησιμοποιώντας συνεχή παροχέτευση υδρατμών σε ένα μίγμα μεθανίου (CH4), αμμωνίας (NH3) και υδρογόνου (H2). Στη συνέχεια το αέριο μίγμα εκτέθηκε σε ηλεκτρικές εκκενώσεις, που πυροδότησαν χημικές αντιδράσεις. Μετά από μία εβδομάδα τέτοιων αντιδράσεων, ο Μίλερ ανίχνευσε τον σχηματισμό αμινοξέων, όπως η γλυκίνη και η α- και β-αλανίνη, με τη χρήση χρωματογραφίας χάρτου. Ανίχνευσε επίσης ασπαραγινικό οξύ και γ-αμινοβουτυρικό οξύ, αλλά για αυτά τα δύο δεν ήταν σίγουρος, επειδή οι κηλίδες τους ήταν δυσδιάκριτες. Καθώς τα αμινοξέα αποτελούν τα βασικά δομικά και λειτουργικά συστατικά της κυτταρικής ζωής, το πείραμα κατέδειξε τη δυνατότητα της φυσικής οργανικής συνθέσεως για την προέλευση της ζωής πάνω στη Γη.

Πρόβλημα με τη δημοσίευση 
Ο Μίλερ έδειξε τα αποτελέσματά του στον Γιούρυ, ο οποίος πρότεινε άμεση δημοσίευση. Ο Γιούρυ αρνήθηκε να είναι το όνομά του στους συγγραφείς της εργασίας. Το χειρόγραφο με τον Μίλερ ως τον μοναδικό συγγραφέα ταχυδρομήθηκε στο περιοδικό Science στις 10 Φεβρουαρίου 1953. Δύο εβδομάδες μετά, και αφού δεν είχαν λάβει καμιά απάντηση, ο Γιούρυ έγραψε ανυπόμονος στον αρχισυντάκτη σχετικώς με την αδράνειά τους. Ακόμα δύο εβδομάδες πέρασαν και στις 10 Μαρτίου ο αγανακτισμένος Γιούρυ απαίτησε την επιστροφή του χειρογράφου και το επανυπέβαλε ο ίδιος στο Journal of the American Chemical Society στις 13/3. Την ίδια όμως ημέρα, ο συντάκτης του Science, προφανώς ενοχλημένος από την επιστολή του Γιούρυ, έγραψε κατευθείαν στον Μίλερ ότι το χειρόγραφο θα δημοσιευόταν. Ο Μίλερ το δέχθηκε, και είπε στον Γιούρυ να αποσύρουν την εργασία από το Journal of the American Chemical Society.

Η συνέχεια 
Ο Μίλερ συνέχισε τις έρευνές του πάνω στο θέμα μέχρι τον θάνατό του το 2007. Καθώς η γνώση μας για την αρχική ατμόσφαιρα της Γης εμπλουτίσθηκε και οι τεχνικές χημικών αναλύσεων προόδευσαν, συνέχισε να βελτιώνει τις μεθόδους του. Πέτυχε να συνθέσει όλο και περισσότερα είδη αμινοξέων, αλλά και μία ποικιλία ανόργανων και οργανικών ενώσεων που είναι ουσιώδεις για την κατασκευή και τον μεταβολισμό του κυττάρου. Αρκετοί ανεξάρτητοι ερευνητές επιβεβαίωσαν τις χημικές αυτές συνθέσεις. Η κυριότερη και σοβαρότατη μεταβολή υπήρξε η αποκάλυψη, μετά το 1980, ότι, αντίθετα με την αρχική παραδοχή του Μίλερ πως οι συνθήκες ήταν ισχυρά αναγωγικές, η πρωτόγονη γήινη ατμόσφαιρα ήταν μάλλον ουδέτερη, περιέχουσα και άλλα αέρια σε διάφορες αναλογίες. Μόλις οι τελευταίες εργασίες του Μίλερ, που δημοσιεύθηκαν μεταθανατίως το 2008, αναφέρουν την επιτυχή σύνθεση οργανικών ενώσεων κάτω από τέτοιες συνθήκες.

Λίγο πριν τον θάνατο του Μίλερ, αρκετά κουτιά που περιείχαν φιαλίδια με αποξηραμένα υπολείμματα ανακαλύφθηκαν μεταξύ των εργαστηριακών υλικών του στο πανεπιστήμιο. Συνοδευτικές σημειώσεις υπεδείκνυαν ότι κάποια από αυτά προέρχονταν από τα αρχικά του πειράματα του 1952-1954, με τη χρήση τριων διαφορετικών συσκευών, και άλλο ένα από το 1958, που περιελάμβανε υδρόθειο στο αεριώδες μίγμα για πρώτη φορά και το αποτέλεσμα δεν είχε δημοσιευθεί ποτέ. Το 2008 οι φοιτητές του ανέλυσαν ξανά τα δείγματα του 1952 με τη χρήση πιο ευαίσθητων τεχνικών. Το αποτέλεσμα έδειξε τη σύνθεση 22 αμινοξέων και 5 αμινών, αποκαλύπτοντας ότι το αρχικό πείραμα του Μίλερ είχε συνθέσει πολύ περισσότερες ουσίες από αυτές που είχαν αναφερθεί το 1953.. Τα αδημοσίευτα δείγματα του 1958 αναλύθηκαν το 2011 και σε αυτά ανιχνεύθηκαν 23 αμινοξέα και 4 αμίνες, μεταξύ των οποίων και 7 θειούχες ενώσεις.

Θάνατος
Ο Στάνλεϋ Μίλερ υπέστη μία σειρά από εγκεφαλικά επεισόδια από τον Νοέμβριο του 1999 και εξής, που περιόρισαν τη φυσική του δραστηριότητα. Απεβίωσε σε ένα νοσοκομείο κοντά στον οίκο φροντίδας, όπου ζούσε κατά το τελευταίο διάστημα, στο Νάσιοναλ Σίτυ της Καλιφόρνια, νοτίως του Σαν Ντιέγκο. Τον κήδευσαν ο αδελφός του Ντόναλντ και η αφοσιωμένη συντρόφισσά του Μαρία Μόρις.

Τιμητικές διακρίσεις
Ο Μίλερ εκλέχθηκε μέλος της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών το 1973. Το 1983 του απονεμήθηκε το Μετάλλιο Οπάριν από τη Διεθνή Εταιρεία Μελέτης της Προελεύσεως της Ζωής, της οποίας αργότερα διετέλεσε πρόεδρος, από το 1986 ως το 1989.

Ο Μίλερ προτάθηκε επανειλημμένα για το Βραβείο Νόμπελ, αλλά δεν το πήρε ποτέ.

Το «Βραβείο Στάνλεϋ Λ. Μίλερ» για νέους επιστήμονες (κάτω των 37 ετών) θεσμοθετήθηκε από τη Διεθνή Εταιρεία Αστροβιολογίας από το 2008.

Δείτε επίσης
 Αβιογένεση
 Αλεξάντρ Οπάριν
 Βιοχημεία
 Μικρόσφαιρα
 Πρωτεϊνοειδές

Σημειώσεις

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

 «Χαμένο» πείραμα Miller-Urey δημιούργησε περισσότερους δομικούς λίθους της ζωής
 Βιογραφία στη NNDB
 Βιογραφία στην Encyclopaedia Britannica

Αμερικανοί χημικοί
Αμερικανοί βιοχημικοί
Αμερικανοεβραίοι επιστήμονες
Χημικοί του 20ού αιώνα
Προέλευση της ζωής