Cianura nu este doar ultima soluție pentru spionii surprinși ai filmului Hollywood. Este, de asemenea, o componentă crucială a chimiei timpurii a vieții. Și acum, noile cercetări descoperă că cianura ar fi putut călări pe Pământ pe meteoriți.
Probele unui anumit grup de meteoriți primitivi - inclusiv unul mare, care a căzut în apropiere de Murchison, în Australia, în 1969 - toate conțin cianură, legate într-o configurație stabilă cu fier și monoxid de carbon. Aceste aceleași tipuri de structuri se regăsesc în enzime numite hidrogenaze din bacteriile și arhaea moderne, ceea ce ar putea sugera că viața timpurie fie împrumutată de la meteoriți, fie că geologia timpurie a Pământului a format același tip de compuși cianuri, a declarat co-autorul studiului Michael Callahan, un analitic chimistul Universitatea de Stat Boise
„Când studiezi acești meteoriți primitivi este ca și cum ai sări într-o mașină a timpului și poți să te întorci și să studiezi aceste materiale antice”, a spus Callahan pentru Live Science. „Și atunci veți găsi aceste conexiuni cu viața și biologia antică”.
În căutarea cianurii
Callahan și colegii săi au început să caute cianură în rocile spațiale după ce au publicat o lucrare din 2011 în care au descoperit nucleobazele la meteoriți. Nucleobazele, cum ar fi guanina sau adenina, sunt printre blocurile de construcție ale ADN-ului. Callahan a spus că chimia nucleobazelor și a asteroizilor lor părinți depindea de cianură. Dar nu era sigur că vor putea găsi vreun cianură pe meteoriți, chiar dacă ar fi existat cândva. Cianura este extrem de reactivă, a spus Callahan, așa că se aștepta ca acesta ar fi fost folosit și transformat cu mult înainte de aterizarea pe Pământ.
Însă co-autorul studiului Karen Smith, de asemenea chimist analitic al statului Boise, a avut un fundal în analiza cianurilor, astfel că cercetătorii au adunat și au testat probe de meteoriți, majoritatea fiind descoperite în Antarctica. Cinci dintre meteoriți au fost un fel particular de condrita carbonică numită condrită CM, care conține nucleobaze precum și alte blocuri de biologie, cum ar fi aminoacizii. Unul dintre acești condimente CM a fost meteoritul Murchison, care a aterizat în Australia în 1969, uimind localnicii cu o minge de foc mare.
Pentru a găsi și extrage cianură, cercetătorii au împrumutat tehnici care obișnuiau să găsească chestii toxice în apele uzate rămase din procesele industriale, a spus Callahan. Au utilizat acidul pentru a extrage compuși de la meteoriți și apoi l-au supus unei baterii de analize, inclusiv spectrometrie de masă și cromatografie lichidă, ambele care le-au permis identificarea părților componente ale materialului extras.
Cianura surprinde
Spre surprinderea lor, cercetătorii au găsit cianură. Fiecare condiri CM conținea substanța chimică, în timp ce niciunul dintre celelalte tipuri de meteoriți nu o făcea. (Cercetătorii chiar au testat un celebru meteorit de pe Marte despre care se pretindea că deține dovezi despre viața extraterestră - nu există cianură acolo.)
Cianura pare să fi supraviețuit miliarde de ani în spațiu și o călătorie aprigă pentru a se odihni în Antarctica glaciară, deoarece a fost legată într-o configurație stabilă cu monoxid de carbon și fier. „Este o chimie anorganică cu adevărat clasică”, a spus Callahan.
Oricât de stabilă este, cianura poate fi eliberată și de meteorit, a adăugat Callahan și asta îl face un jucător intrigant posibil în originea vieții. O combinație de apă și lumină ultravioletă ar fi putut elibera cianură de la meteoriți pe Pământul timpuriu, când bombardarea de roci spațiale era comună. În acest fel, meteoriții ar fi putut stimula cianura disponibilă pentru reacțiile chimice care au dus, în cele din urmă, la celulele vii, a spus Callahan.
Ca alternativă, cianura timpurie a Pământului ar fi putut fi crescută acasă, a spus Callahan. Dar dacă da, s-ar fi putut forma în moduri foarte asemănătoare ca în cazul meteoritelor. Meteoritele sunt făcute din același spațiu praf și gheață care au format planetele, dar nu au fost modificate de procesele geochimice.
Cealaltă surpriză intrigantă, a spus Callahan, a fost asemănările ciudate dintre pachetele meteoritului de monoxid de carbon, fier și cianură și părți ale enzimelor unora dintre cele mai vechi grupuri ale vieții, arhaea și bacteriile. Toate bacteriile și arhaea au enzime numite hidrogenaze, a spus Callahan, iar locul activ al acelor enzime, unde se întâmplă legarea, este același cu structurile de cianură văzute la meteoriți.
„Poate că aceștia sunt precursorii acestor site-uri active”, a spus Callahan.
Acest lucru nu este încă dovedit, a spus Callahan, dar echipa de cercetare intenționează să lucreze în continuare la chimia meteoritelor. O direcție viitoare ar putea veni cu amabilitatea misiunii în curs de desfășurare a NASA, OSIRIS-Rex, care va colecta un eșantion de la asteroidul Bennu și îl va livra pe Pământ în 2023. Bennu ar putea fi un condrit CM, a spus Callahan, ceea ce ar oferi o oportunitate interesantă de studiu un eșantion curat al unui corp părinte de asteroizi.
Callahan și colegii săi și-au raportat munca pe 25 iunie în jurnalul cu acces deschis, Nature Communications.
