Цианидът не е само последната мярка за заловените шпиони от холивудския филм. Това е също така важен компонент от ранната химия на живота. И сега, нови изследвания откриват, че цианидът може да се е возил на Земята на метеорити.
Проби от определена група примитивни метеорити - включително голям, който падна близо до Мърчисън, Австралия, през 1969 г. - всички съдържат цианид, свързан в стабилна конфигурация с желязо и въглероден окис. Същите тези видове структури се намират в ензимите, наречени хидрогенази в съвременните бактерии и археи, които биха могли да предположат, че ранният живот или е взаимстван от метеорити, или че ранната геология на Земята е образувала същия вид цианидни съединения, каза съавторът на изследването Майкъл Калахан, аналитик химик държавен университет Boise.
"Когато изучавате тези примитивни метеорити, все едно скачате във машина на времето и можете да се върнете назад и да изучите тези древни материали", каза Калахан пред Live Science. "И тогава намирате тези връзки с живота и древната биология."
Търся цианид
Калахан и неговите колеги започнаха да търсят цианид в космическите скали, след като публикуваха книга от 2011 г., в която откриха нуклеобази в метеорити. Нуклеобазите, като гуанин или аденин, са сред градивните елементи на ДНК. Химията на нуклеобазите и техните родители астероиди изглеждаше така, сякаш зависи от цианида като реагент, каза Калахан. Но той не беше уверен, че ще успеят да намерят някакъв цианид на метеорити, дори ако някога е съществувал. Цианидът е изключително реактивен, каза Калахан, така че очакваше, че той ще бъде използван и трансформиран много преди да кацне на Земята.
Но съавторът на изследването Карън Смит, също аналитичен химик на Boise State, имаше опит в анализа на цианидите, така че изследователите събраха и тестваха проби от метеорити, повечето от които бяха открити в Антарктида. Пет от метеоритите бяха особен вид въглероден хондрит, наречен CM хондрити, които съдържат нуклеобази, както и други градивни елементи на биологията, като аминокиселини. Един от тези хондрити на CM е метеоритът Мърчисън, който кацна в Австралия през 1969 г., зашеметяващ местните жители с голяма огнена топка.
За да намерят и извлекат цианид, изследователите заимстват техники, които обикновено се използват за намиране на токсичните неща в отпадъчните води, останали от индустриалните процеси, каза Калахан. Те използваха киселина за извличане на съединения от метеоритите и след това я подложиха на батерия от анализи, включително масспектрометрия и течна хроматография, които и двете им позволиха да идентифицират съставните части на извлечения материал.
Цианидни изненади
За тяхна изненада изследователите откриха цианид. Всеки от хондритите на СМ съдържа химикал, докато никой от другите видове метеорити не го прави. (Изследователите дори тествали известен метеорит на Марс, за когото някога се твърди, че притежава доказателства за живот на извънземни - няма цианид там.)
Цианидът изглежда е преживял милиарди години в космоса и огнено пътуване за почивка в ледената Антарктида, защото е бил свързан в стабилна конфигурация с въглероден окис и желязо. "Това е наистина класическата неорганична химия", каза Калахан.
Колкото и да е стабилен, цианидът може да се освободи и от метеорита, добави Калахан и това го прави интригуващ възможен играч в произхода на живота. Комбинация от вода и ултравиолетова светлина би могла да освободи цианид от метеоритите на ранната Земя, когато бомбардирането от космически скали е често. По този начин метеоритите биха могли да увеличат наличния цианид за химични реакции, които в крайна сметка доведоха до живи клетки, каза Калахан.
Алтернативно, ранният земен цианид е можел да се отглежда в домашни условия, каза Калахан. Но ако е така, тя може да се е образувала по много сходни начини, както при метеоритите. Метеоритите са направени от същия космически прах и лед, които са образували планетите, но те не са променени от геохимични процеси.
Другата интригуваща изненада, каза Калахан, бяха странните прилики между метеоритовите снопове въглероден окис, желязо и цианид и части от ензимите на някои от най-старите групи от живота, археи и бактерии. Всички бактерии и археи имат ензими, наречени хидрогенази, каза Калахан, а активното място на тези ензими, където свързването се случва, е същото като цианидните структури, наблюдавани в метеоритите.
"Може би това са предшествениците на тези активни сайтове", каза Калахан.
Това все още не е доказано, каза Калахан, но изследователският екип планира по-нататъшна работа по химията на метеорита. Една бъдеща посока би могла да бъде предоставена от любезността на продължаващата мисия на НАСА OSIRIS-Rex, която ще събере проба от астероида Bennu и ще я достави на Земята през 2023 г. Bennu може да бъде хондрит на СМ, каза Калахан, което ще предостави вълнуваща възможност за изучаване девствена проба на родителско тяло на астероид.
Калахан и неговите колеги отчитат работата си на 25 юни в списанието за отворен достъп Nature Communications.
