Cyanide ni le zadnje sredstvo za ujete vohune hollywoodskega filma. Prav tako je ključna sestavina zgodnje kemije življenja. Zdaj pa nove raziskave ugotavljajo, da bi cianid morda pripeljal na Zemljo na meteorite.
Vzorci določene skupine primitivnih meteoritov - vključno z velikim, ki je leta 1969 padel v bližini mesta Murchison v Avstraliji - vsebujejo cianid, vezan v stabilni konfiguraciji z železom in ogljikovim monoksidom. Te iste vrste struktur najdemo v encimih, imenovanih hidrogenaze v sodobnih bakterijah in arhejah, kar bi lahko nakazovalo, da se je zgodnje življenje bodisi izposojalo iz meteoritov bodisi da je zgodnja geologija Zemlje tvorila isto vrsto cianidnih spojin, je povedal soavtor raziskave Michael Callahan, analitik kemika univerza Boise State.
"Ko preučujete te primitivne meteorite, je to, kot da skačete v časovni stroj in se lahko vrnete nazaj in preučite te starodavne materiale," je Callahan povedal Live Science. "In potem najdeš te povezave z življenjem in starodavno biologijo."
Išče cianid
Callahan in njegovi sodelavci so začeli iskati cianid v vesoljskih skalah po objavi prispevka iz leta 2011, v katerem so odkrili nukleobaze v meteoritih. Nukleobaze, kot sta gvanin ali adenin, so med gradniki DNK. Callahan je dejal, da je kemija nukleobaz in njihovih matičnih asteroidov videti, kot da je odvisna od cianida kot reaktanta. Toda ni bil prepričan, da bodo na meteoritih našli cianid, četudi je že obstajal. Cianid je izjemno reaktiven, je dejal Callahan, zato je pričakoval, da bi ga izrabili in preoblikovali že dolgo, preden bi pristal na Zemlji.
Toda soavtorica študije Karen Smith, tudi analitična kemičarka Boise State, je imela podlago pri analizi cianidov, zato so raziskovalci zbirali in testirali vzorce meteoritov, od katerih so večino odkrili na Antarktiki. Pet meteoritov je predstavljalo posebno vrsto ogljikovega hondrita, imenovanega CM hondriti, ki vsebuje nukleobaze in druge gradnike biologije, na primer aminokisline. Eden takih hondritov CM je bil meteorit Murchison, ki je leta 1969 pristal v Avstraliji in osupnil domačine z veliko ognjeno kroglo.
Da bi našli in izločili cianid, so si raziskovalci izposodili tehnike, ki so se običajno uporabljale za iskanje strupenih snovi v odpadni vodi, ki je ostala od industrijskih procesov, je dejal Callahan. Uporabili so kislino za pridobivanje spojin iz meteoritov in jo nato podvrgli bateriji analiz, vključno z masno spektrometrijo in tekočinsko kromatografijo, ki sta jim omogočili identifikacijo sestavnih delov ekstrahiranega materiala.
Cianid preseneti
Na njihovo presenečenje so raziskovalci našli cianid. Vsak hondrit iz CM je vseboval kemikalijo, medtem ko nobeden od drugih vrst meteoritov ni. (Raziskovalci so celo preizkusili znameniti Mars-meteorit, za katerega se je nekoč trdilo, da ima dokaze o tujčevem življenju - tam ni cianida.)
Zdi se, da je cianid preživel več milijard let v vesolju in se ognil potovanju na ledeni Antarktiki, ker je bil vezan v stabilni konfiguraciji z ogljikovim monoksidom in železom. "To je res klasična anorganska kemija," je dejal Callahan.
Ne glede na to, koliko je stabilen, se cianid lahko sprosti tudi iz meteorita, je še dodal Callahan, zaradi česar je možen intriganten igralec v izvoru življenja. Kombinacija vode in ultravijolične svetlobe bi lahko sprožila cianid iz meteoritov na zgodnji Zemlji, ko so bila obstreljevanja s vesoljskimi skalami pogosta. Tako bi meteoriti lahko povečali razpoložljivi cianid za kemične reakcije, ki so sčasoma pripeljale do živih celic, je dejal Callahan.
Callahan je dejal, da bi zgodnji zemeljski cianid lahko doma pridelali. Če pa je tako, bi se lahko oblikoval na zelo podobne načine kot pri meteoritih. Meteoriti so narejeni iz istega vesoljskega prahu in ledu, ki je tvoril planete, vendar jih geokemični procesi niso spremenili.
Drugo intrigantno presenečenje, je dejal Callahan, so bile nenavadne podobnosti med meteoritnimi svežnjami ogljikovega monoksida, železa in cianida ter deli encimov nekaterih najstarejših skupin življenja, arhej in bakterij. Vse bakterije in arheje imajo encime, imenovane hidrogenaze, je dejal Callahan, aktivno mesto teh encimov, kjer se vezanje zgodi, pa je enako kot cianidne strukture, ki jih vidimo v meteoritih.
"Mogoče so to predhodniki teh aktivnih mest," je dejal Callahan.
To še ni dokazano, je dejal Callahan, toda raziskovalna skupina načrtuje nadaljnje delo na področju kemije meteorita. Ena prihodnja smer bi se lahko zbrala v sodelovanju z NASA-ino misijo OSIRIS-Rex, ki bo zbrala vzorec asteroida Bennu in ga dostavila na Zemljo leta 2023. Bennu bi lahko bil hondrit v CM-ju, je dejal Callahan, kar bi zagotovilo vznemirljivo priložnost za študij neokrnjen vzorec matičnega telesa asteroida.
Callahan in njegovi sodelavci so o svojem delu poročali 25. junija v reviji Nature Communications.
