A cianid nem csak a hollywoodi filmben elfogott kémek utolsó eszköze. Ez az élet korai kémiájának kritikus eleme. És most, új kutatások azt találják, hogy a cianid a meteoritokon keresztül a Föld felé lovagolhatott.
A primitív meteoritok egy adott csoportjának mintái - köztük egy nagy, amely 1969-ben az ausztráliai Murchison közelében esett le - mind cianidot tartalmaznak, stabil konfigurációban vas- és szén-monoxid-kötéssel. Ugyanezek a fajta szerkezetek találhatók a hidrogénázoknak nevezett enzimekben a modern baktériumokban és az archaában, ami arra utalhat, hogy a korai élet vagy a meteoritoktól kölcsönzött, vagy hogy a korai Föld geológiája azonos típusú cianidvegyületeket képez - mondta Michael Callahan, a tanulmány elemzője Boise Állami Egyetem vegyész.
"Amikor ezeket a primitív meteoritokat tanulmányozza, olyan van, mintha egy időgépbe ugrálnál, és visszamehetsz tanulmányozni ezeket az ősi anyagokat" - mondta Callahan a Live Science-nek. "És akkor megtalálja ezeket az összefüggéseket az élettel és az ősi biológiával."
Cianidot keresek
Callahan és kollégái cianidot kerestek az űrkövekben, miután egy 2011. évi tanulmányt közzétették, amelyben nukleáris bázisokat fedeztek fel a meteoritokban. A nukleáris bázisok, mint például a guanin vagy az adenin, a DNS építőkövei közé tartoznak. A nukleobázisok és szülő aszteroidáik kémiája úgy nézett ki, mintha a reagens cianidjától függne, mondta Callahan. De nem volt benne biztos, hogy bármilyen cianidot megtalálnak a meteoritokon, még ha ez is létezett. A cianid rendkívül reakcióképes - mondta Callahan, ezért azt vélte, hogy azt jóval a Földre való leszállás előtt felhasználják és átalakítják.
A tanulmány társszerzője, Karen Smith, szintén a Boise State analitikus kémikusa, háttérrel rendelkezik a cianid analízis során, így a kutatók összegyűjtötték és megvizsgálták a meteoritok mintáit, amelyek nagy részét Antarktiszon fedezték fel. A meteoritok közül öt a CM-chondritnak nevezett széntartalmú chondrit volt, amelyek nukleobázakat és más biológiai építőelemeket, például aminosavakat tartalmaznak. Az egyik ilyen CM chritrit volt a Murchison meteorit, amely 1969-ben landolt Ausztráliában, és lenyűgözi a helyiek nagy tűzgolyóval.
A cianid megtalálására és kinyerésére a kutatók olyan technikákat kölcsönöztek, amelyek jellemzően az ipari folyamatokból származó szennyvízben található mérgező anyagok megtalálására szolgáltak - mondta Callahan. Savat használtak a vegyületek kivonására a meteoritokból, majd elemzés-elemzésnek vetették alá őket, ideértve a tömegspektrometriát és a folyadékkromatográfiát, amelyek mindkettő lehetővé tették számukra az extrahált anyag alkotóelemeinek azonosítását.
A cianid meglepő
Meglepetésükre, a kutatók cianidot találtak. A CM-chritritek mindegyike tartalmazta a vegyi anyagot, míg a többi meteorit típus nem. (A kutatók még egy híres Mars meteoritot teszteltek, amelyről azt állították, hogy az idegen élet bizonyítéka - ott nincs cianid.)
Úgy tűnik, hogy a cianid milliárd évet őrizte meg az űrben, és egy tüzes kirándulást tett a jeges Antarktiszba pihenni, mert stabil konfigurációban szén-monoxiddal és vasgal kötődött. "Ez valóban klasszikus szervetlen kémia" - mondta Callahan.
Bármennyire is stabil, a cianid felszabadulhat a meteoritból is - tette hozzá Callahan, és ez érdekes érdekes szereplővé teszi az élet eredetét. A víz és az ultraibolya fény kombinációja felszabadíthatta volna a cianidot a meteoritokból a korai Földön, amikor az űrkőzetek általi bombázás gyakori volt. Ilyen módon a meteoritok növelhetik a rendelkezésre álló cianidot a kémiai reakciókhoz, amelyek végül élő sejtekhez vezettek - mondta Callahan.
Alternatív megoldásként a korai Föld-cianid otthoni termesztés alatt állhatott - mondta Callahan. De ha igen, akkor valószínűleg nagyon hasonló módon alakul ki, mint a meteoritokon. A meteoritok ugyanabból az űrporból és jégből készülnek, amelyek a bolygók képezték, de a geokémiai folyamatok nem változtattak meg.
A másik érdekes meglepetés, mondta Callahan, a furcsa hasonlóságok a meteorit szén-monoxid, vas és cianid kötegei, valamint az élet legrégebbi csoportjai, az archaea és a baktériumok enzimeinek részei között. Callahan szerint az összes baktérium és archaea hidrogénáznak nevezett enzimekkel rendelkezik, és ezen enzimek aktív helye, ahol a kötés megtörténik, megegyezik a meteoritokban látható cianid szerkezetekkel.
"Lehet, hogy ezek az aktív oldalak előfutárai" - mondta Callahan.
Ez még nem bizonyított - mondta Callahan, de a kutatócsoport további munkát tervez a meteorit kémiával kapcsolatban. Az egyik jövőbeli irány lehet a folyamatban lévő NASA misszió OSIRIS-Rex, amely 2023-ban összegyűjti a mintát a Bennu aszteroidából és 2023-ban a Földre szállítja. egy aszteroida szülőtest tiszta mintája.
Callahan és kollégái a Nature Communications nyílt hozzáférésű folyóiratában június 25-én számoltak be munkájukról.
