Kyanid není jen poslední možností zachycených špionů hollywoodského filmu. Je to také zásadní součást rané chemie života. A nyní nový výzkum zjistil, že kyanid mohl na Zemi jezdit na meteoritech.
Vzorky konkrétní skupiny primitivních meteoritů - včetně velkého, který padl poblíž Murchison v Austrálii v roce 1969 - všechny obsahují kyanid vázaný ve stabilní konfiguraci oxidem železa a uhlíku. Stejné druhy struktur se nacházejí v enzymech nazývaných hydrogenázy v moderních bakteriích a archaeach, což by mohlo naznačovat, že raný život si buď půjčil od meteoritů, nebo že raná Země geologie vytvořila stejný druh kyanidových sloučenin, uvedl analytik studie Michael Callahan, analytik chemik Boise State University.
„Když studujete tyto primitivní meteority, je to, jako byste skočili do stroje času, a můžete se vrátit a studovat tyto starověké materiály,“ řekla Callahan Live Science. "A potom najdete tato spojení se životem a starou biologií."
Hledám kyanid
Callahan a jeho kolegové začali hledat kyanid ve vesmírných horninách poté, co vydali dokument z roku 2011, ve kterém objevili nukleobáze v meteoritech. Nukleobázy, jako guanin nebo adenin, patří mezi stavební kameny DNA. Chemie nukleobáz a jejich mateřských asteroidů vypadala, jako by to bylo závislé na kyanidu jako reakčním činidlu, řekl Callahan. Nebyl si však jistý, že na meteoritech najdou nějaký kyanid, i když kdysi existoval. Kyanid je mimořádně reaktivní, řekl Callahan, takže očekával, že by byl vyčerpán a transformován dlouho předtím, než přistane na Zemi.
Ale spoluzakladatelka studie Karen Smithová, analytická chemička z Boise State, měla pozadí v analýze kyanidů, takže vědci shromažďovali a testovali vzorky meteoritů, z nichž většina byla objevena v Antarktidě. Pět meteoritů bylo zvláštním druhem uhlíkatých chondritů zvaných CM chondrity, které obsahují nukleobáze a další stavební bloky biologie, jako jsou aminokyseliny. Jedním z těchto CM chondritů byl meteorit Murchison, který přistál v Austrálii v roce 1969 a ohromil místní obyvatele velkou ohnivou koulí.
K nalezení a extrakci kyanidu si vědci půjčili techniky, které obvykle používají k nalezení toxických látek v odpadních vodách, které zbyly z průmyslových procesů, uvedl Callahan. K extrakci sloučenin z meteoritů použili kyselinu a poté ji podrobili analýze, včetně hmotnostní spektrometrie a kapalinové chromatografie, což jim umožnilo identifikovat složky extrahovaného materiálu.
Kyanidová překvapení
K jejich překvapení vědci našli kyanid. Každý z CM chondritů obsahoval chemickou látku, zatímco žádný z ostatních typů meteoritů to neudělal. (Vědci dokonce testovali slavný Mars meteorit, o kterém se kdysi tvrdilo, že má důkaz o mimozemském životě - žádný kyanid.)
Zdá se, že kyanid přežil miliardy let ve vesmíru a ohnivý výlet k odpočinku v ledové Antarktidě, protože byl svázán ve stabilní konfiguraci s oxidem uhelnatým a železem. "Je to opravdu klasická anorganická chemie," řekla Callahan.
Jakkoli je stabilní, kyanid může být také uvolněn z meteoritu, dodal Callahan, což z něj dělá zajímavého možného hráče v původu života. Kombinace vody a ultrafialového světla mohla uvolnit kyanid z meteoritů na počátku Země, když bylo běžné bombardování vesmírnými kameny. Tímto způsobem mohli meteority posílit dostupný kyanid pro chemické reakce, které nakonec vedly k živým buňkám, řekl Callahan.
Alternativně mohl být kyanid rané Země vyroben doma, řekla Callahan. Pokud ano, mohlo se to vytvořit velmi podobným způsobem jako u meteoritů. Meteority jsou vyrobeny ze stejného vesmírného prachu a ledu, který tvořil planety, ale geochemické procesy se nezměnily.
Dalším zajímavým překvapením, Callahan řekl, byla podivná podobnost mezi meteoritovými svazky oxidu uhelnatého, železa a kyanidu a částmi enzymů některých z nejstarších skupin života, archaea a bakterií. Callahan řekl, že všechny bakterie a archaea mají enzymy zvané hydrogenázy a aktivní místo těchto enzymů, kde dochází k vazbě, je stejné jako kyanidové struktury pozorované v meteoritech.
„Možná to jsou předchůdci těchto aktivních stránek,“ řekla Callahan.
To ještě není prokázáno, řekl Callahan, ale výzkumný tým plánuje další práci na chemii meteoritů. Jedním z budoucích směrů by mohlo být zdvořilost probíhající mise NASIR OSIRIS-Rex, která v roce 2023 shromáždí vzorek z asteroidu Bennu a dodá ho Zemi. Bennu může být CM chondrit, uvedl Callahan, což by poskytlo vzrušující příležitost ke studiu nedotčený vzorek mateřského těla asteroidů.
Callahan a jeho kolegové informovali o své práci 25. června v časopise Nature Communications.
