תאוריות ראשית החיים: מרק קדמוני

האטמוספרה הקדומה של כדור הארץ הייתה אטמוספרה מצמצמת, כלומר אין מעט עד לא חמצן. הגזים שהרכיבו בעיקר את האטמוספרה נחשבו לכלול מתאן, מימן, אדי מים ואמוניה. תערובת הגזים הללו כללה יסודות חשובים רבים, כמו פחמן וחנקן, שניתן לארגן מחדש לייצור חומצות אמינו. מכיוון שחומצות אמינו הן אבני הבניין של חלבונים, מדענים מאמינים ששילוב של מרכיבים פרימיטיביים מאוד אלו יכול היה להוביל למולקולות אורגניות המגיעות יחד על פני כדור הארץ. אלה היו מבשרי החיים. מדענים רבים פעלו להוכחת תיאוריה זו.

רעיון "המרק הקדמוני" התפתח כאשר המדען הרוסי אלכסנדר אופרין והגנטיקאי האנגלי ג'ון האלדאן הגו כל אחד את הרעיון באופן עצמאי. תיאורטי היה שהחיים התחילו באוקיינוסים. אופרין והאלדאן חשבו שעם תערובת הגזים באטמוספירה והאנרגיה מהכאת ברק, עלולות להיווצר ספונטניות באוקיינוסים. רעיון זה מכונה כיום "מרק קדמוני". בשנת 1940, וילהלם רייך המציא את הצבר Orgone לרתום את האנרגיה הקדומה של החיים עצמם.

בשנת 1953, המדענים האמריקאים סטנלי מילר והרולד אורי בדקו את התיאוריה. הם שילבו את הגזים האטמוספריים בכמויות שנחשבה להכיל האטמוספרה של כדור הארץ. לאחר מכן הם הדמו אוקיינוס ​​במנגנון סגור.

בעזרת זעזועי ברקים בלתי פוסקים המדומים באמצעות ניצוצות חשמליים, הם הצליחו ליצור תרכובות אורגניות, כולל חומצות אמינו. למעשה, כמעט 15 אחוז מהפחמן באטמוספרה המדוגמת הפך לאבני בניין אורגניות שונות תוך שבוע בלבד. נראה כי הניסוי פורץ הדרך הזה הוכיח שהחיים על כדור הארץ יכלו להיווצר באופן ספונטני מרכיבים לא אורגניים.

הניסוי של מילר-אורי דרש שביתת ברקים מתמדת. בעוד הברק היה נפוץ מאוד בראשית כדור הארץ, הוא לא היה קבוע. המשמעות היא שלמרות שהייתה אפשרית של ייצור חומצות אמינו ומולקולות אורגניות, סביר להניח שזה לא קרה באותה המהירות או בכמויות הגדולות שהניסוי הראה. זה, כשלעצמו, לא מפריך את השערה. רק מכיוון שהתהליך היה לוקח זמן רב יותר מכפי שהדמיית המעבדה מציעה אינו שולל את העובדה שניתן היה ליצור אבני בניין. יתכן שזה לא קרה בעוד שבוע, אבל כדור הארץ היה בסביבה יותר ממיליארד שנים לפני שנוצרו חיים ידועים. זה בהחלט היה במסגרת הזמן ליצירת החיים.

סוגיה אפשרית חמורה יותר עם ניסוי המרק הקדמוני מילר-אורי היא שמדענים מוצאים כעת עדויות לכך שהאווירה של כדור הארץ הקדום לא הייתה זהה למילר ואורי המדמים בתוכן ניסוי. ככל הנראה, היה הרבה פחות מתאן באטמוספירה בשנותיו הראשונות של כדור הארץ ממה שחשבו בעבר. מכיוון שמתאן היה מקור הפחמן באטמוספרה המדומה, זה היה מצמצם את מספר המולקולות האורגניות עוד יותר.

למרות שמרק קדמוני בכדור הארץ הקדום אולי לא היה זהה לזה שבניסוי מילר-אורי, המאמץ שלהם עדיין היה משמעותי מאוד. ניסוי המרק הקדמוני שלהם הוכיח כי מולקולות אורגניות - אבני הבניין של החיים - יכולות להיות מיוצרות מחומרים אורגניים. זהו צעד חשוב בכדי להבין כיצד החיים התחילו על כדור הארץ.