Kyanid nie je len posledným riešením zachytených špiónov hollywoodskeho filmu. Je to tiež rozhodujúca súčasť skorej chémie života. A teraz, nový výskum zistil, že kyanid mohol jazdiť na Zemi na meteoritoch.
Vzorky konkrétnej skupiny primitívnych meteoritov - vrátane veľkých, ktoré spadli blízko Murchison v Austrálii v roku 1969 - všetky obsahujú kyanid viazaný v stabilnej konfigurácii s oxidom železa a uhlíka. Rovnaké druhy štruktúr sa nachádzajú v enzýmoch nazývaných hydrogenázy v moderných baktériách a archaeach, čo by mohlo naznačovať, že raný život si požičal od meteoritov alebo že raná zemská geológia vytvorila rovnaký druh kyanidových zlúčenín, uviedol analytik štúdie Michael Callahan, analytik chemik Boise State University.
„Keď študujete tieto primitívne meteority, akoby ste skočili do strojčeka času a môžete sa vrátiť a študovať tieto starodávne materiály,“ povedal Callahan Live Science. „A potom nájdete tieto súvislosti so životom a starodávnou biológiou.“
Hľadám kyanid
Callahan a jeho kolegovia začali hľadať kyanid vo vesmírnych horninách po vydaní článku z roku 2011, v ktorom objavili nukleobázy v meteoritoch. Nukleobázy, ako napríklad guanín alebo adenín, patria medzi stavebné prvky DNA. Chémia nukleobáz a ich rodičovských asteroidov vyzerala, akoby to bolo závislé od kyanidu ako reakčného činidla, uviedol Callahan. Nebol však presvedčený, že v meteoritoch dokážu nájsť nejakého kyanidu, aj keby kedysi existoval. Kyanid je mimoriadne reaktívny, uviedol Callahan, takže očakával, že by sa vyčerpal a transformoval dlho predtým, ako pristane na Zemi.
Štúdia spoluautorka Karen Smith, analytická chemička z Boise State, však mala skúsenosti s analýzou kyanidov, takže vedci zhromažďovali a testovali vzorky meteoritov, z ktorých väčšina bola objavená v Antarktíde. Päť meteoritov bolo zvláštnym druhom uhlíkatých chondritov nazývaných CM chondrity, ktoré obsahujú nukleobázy, ako aj ďalšie stavebné prvky biologie, ako sú napríklad aminokyseliny. Jedným z týchto CM chondritov bol meteorit Murchison, ktorý pristál v Austrálii v roku 1969 a ohromil miestnych obyvateľov veľkou ohnivou guľou.
Na nájdenie a extrakciu kyanidu si vedci požičali techniky, ktoré sa zvyčajne používajú na nájdenie toxických látok v odpadových vodách, ktoré zostali z priemyselných procesov, uviedol Callahan. Kyseliny použili na extrakciu zlúčenín z meteoritov a potom ich podrobili analýze, vrátane hmotnostnej spektrometrie a kvapalinovej chromatografie, čo im umožnilo identifikovať zložky extrahovaného materiálu.
Kyanidové prekvapenia
K ich prekvapeniu vedci našli kyanid. Každý z CM chondritov obsahoval chemickú látku, zatiaľ čo žiadny z ostatných typov meteoritov tak neurobil. (Vedci dokonca otestovali slávny meteorit na Marse, o ktorom sa kedysi tvrdilo, že je dôkazom mimozemského života - neexistuje tam žiadny kyanid.)
Zdá sa, že kyanid prežil miliardy rokov vo vesmíre a ohnivý výlet na odpočinok v ľadovej Antarktíde, pretože bol viazaný v stabilnej konfigurácii s oxidom uhoľnatým a železom. „Je to skutočne klasická anorganická chémia,“ povedala Callahan.
Je stabilný, kyanid sa môže uvoľňovať aj z meteoritu, dodal Callahan, čo z neho robí zaujímavého možného hráča v živote. Kombinácia vody a ultrafialového svetla mohla uvoľniť kyanid z meteoritov na začiatku Zeme, keď bolo bežné bombardovanie vesmírnymi horninami. Týmto spôsobom mohli meteority zvýšiť dostupný kyanid pre chemické reakcie, ktoré nakoniec viedli k živým bunkám, uviedol Callahan.
Callahan povedal, že skorý kyanid Zeme by mohol byť pestovaný doma. Ak áno, mohlo sa to vytvoriť veľmi podobným spôsobom ako v prípade meteoritov. Meteority sú vyrobené z rovnakého vesmírneho prachu a ľadu, ktorý tvoril planéty, ale geochemické procesy ich nezmenili.
Ďalším zaujímavým prekvapením, Callahan, je zvláštna podobnosť medzi meteoritovými zväzkami oxidu uhoľnatého, železa a kyanidu a časťami enzýmov niektorých z najstarších skupín života, archaea a baktérií. Callahan povedal, že všetky baktérie a archaea majú enzýmy nazývané hydrogenázy a aktívne miesto týchto enzýmov, kde dochádza k väzbe, je rovnaké ako kyanidové štruktúry pozorované v meteoritoch.
„Možno sú to prekurzory týchto aktívnych miest,“ uviedla Callahan.
To zatiaľ nie je dokázané, uviedol Callahan, ale výskumný tím plánuje ďalšiu prácu v oblasti chémie meteoritov. Jedným z budúcich smerov by mohlo byť zdvorilostné pokračovanie misie NASIR OSIRIS-Rex, ktorá odoberie vzorku z asteroidu Bennu a dodá ju Zemi v roku 2023. Bennu by mohol byť CM chondrit, uviedol Callahan, čo by poskytlo vynikajúcu príležitosť študovať nedotknutá vzorka rodičovského tela asteroidov.
Callahan a jeho kolegovia informovali o svojej práci 25. júna v časopise Nature Communications.
