Najnowsze badania sugerują, że cyjanowodór, substancja znana z silnych właściwości trujących, mógł odegrać kluczową rolę w powstaniu życia na naszej planecie. Choć dla człowieka jest śmiertelnie niebezpieczny, w warunkach ekstremalnego zimna cyjanowodór tworzy kryształy, które według najnowszych symulacji komputerowych mogą inicjować reakcje chemiczne prowadzące do powstania podstawowych składników życia. Piszą o tym na łamach czasopisma American Chemical Society "ACS Central Science" naukowcy z Chalmers University of Technology w Goeteborgu.
Po więcej aktualnych informacji zapraszamy na RMF24.pl.
Autorzy pracy zwracają uwagę, że choć dokładny przebieg narodzin życia na Ziemi wciąż pozostaje tajemnicą, coraz lepiej rozumiemy, jak mogły powstawać jego elementarne składniki.
Cyjanowodór, obecny nie tylko na naszej planecie, ale również w przestrzeni kosmicznej, na kometach czy w atmosferze planet i księżyców takich jak Tytan, satelita Saturna, może być jednym z kluczowych elementów tej chemicznej układanki. W sprzyjających warunkach, szczególnie w obecności wody, cyjanowodór może bowiem tworzyć polimery, aminokwasy oraz zasady azotowe, związki stanowiące podstawę białek i kwasów nukleinowych, a więc najważniejszych cząsteczek życia.
Aby lepiej zrozumieć jego potencjał, zespół naukowców przeprowadził zaawansowane symulacje komputerowe, analizując zachowanie zamrożonego cyjanowodoru. Modelowanie wykazało, że kryształ cyjanowodoru przyjmuje postać cylindra o długości 450 nm, z zaokrągloną podstawą i wielopłaszczyznowym wierzchołkiem przypominającym szlifowany kamień szlachetny. Taka struktura odpowiada wcześniejszym obserwacjom, w których kryształy cyjanowodoru rozgałęziały się niczym pajęczyny, tworząc złożone sieci.
Najciekawsze okazały się jednak właściwości chemiczne powierzchni tych kryształów. Obliczenia wykazały, że niektóre ich fragmenty są wyjątkowo reaktywne, co umożliwia przeprowadzanie reakcji chemicznych, które w normalnych warunkach, zwłaszcza w ekstremalnie niskich temperaturach, byłyby niemożliwe. Naukowcy zidentyfikowali dwa szlaki reakcji, dzięki którym cyjanowodór może przekształcać się w bardziej reaktywny izocyjanowodór w ciągu kilku minut lub dni, w zależności od temperatury otoczenia.
Obecność izocyjanowodoru na powierzchni kryształów sugeruje, że mogą tam powstawać kolejne, bardziej złożone związki, będące prekursorami życia. To odkrycie otwiera nowe możliwości w badaniach nad pochodzeniem życia, zwłaszcza w kontekście warunków panujących na młodej Ziemi czy innych ciałach niebieskich.
Zespół badawczy podkreśla, że kolejnym krokiem powinny być eksperymenty laboratoryjne, podczas których kryształy cyjanowodoru zostaną rozdrobnione w obecności wody i innych substancji. Pozwoli to sprawdzić, czy rzeczywiście powierzchnie tych kryształów są w stanie katalizować powstawanie złożonych cząsteczek organicznych w bardzo niskich temperaturach.
Odkrycie to rzuca nowe światło na rolę prostych związków chemicznych w procesach prowadzących do powstania życia. Pokazuje również, że nawet w najbardziej niegościnnych warunkach mogą zachodzić reakcje, które z czasem owocują powstaniem coraz bardziej złożonych form materii. Badania nad cyjanowodorem i jego niezwykłymi właściwościami mogą więc przybliżyć nas do rozwiązania jednej z największych zagadek nauki – jak z nieożywionej materii powstało życie.
"Możemy nigdy nie poznać dokładnie, jak powstało życie, ale zrozumienie, jak niektóre z jego składników się formują, jest w zasięgu ręki. Cyjanowodór jest prawdopodobnie jednym ze źródeł tej chemicznej złożoności, a my pokazujemy, że może on reagować zaskakująco szybko w bardzo zimnych miejscach" - mówi współautor pracy Martin Rahm.
