Cijanid nije samo posljednje utočište za zarobljene špijune hollywoodskog filma. To je također presudna komponenta rane kemije života. I sada, nova istraživanja otkrivaju da bi se cijanid mogao voziti na Zemlju na meteoritima.
Uzorci određene skupine primitivnih meteorita - uključujući i onaj veliki koji je pao u blizini Murchisona u Australiji 1969. - svi sadrže cijanid, vezan u stabilnoj konfiguraciji s željezom i ugljikovim monoksidom. Te iste vrste građe nalaze se u enzimima zvanim hidrogenazama u modernim bakterijama i arheama, što bi moglo sugerirati da je rani život bio posuđen od meteorita ili da je rana zemaljska geologija formirala istu vrstu cijanidnih spojeva, rekao je analitičar Michael Callahan, analitičar kemičar Sveučilišta Boise.
"Kad proučavate ove primitivne meteorite, to je kao da skačete u vremenski stroj i možete se vratiti i proučiti te drevne materijale", rekao je Callahan za Live Science. "A onda pronalazite te veze sa životom i drevnom biologijom."
Traže cijanid
Callahan i njegovi kolege počeli su tražiti cijanid u svemirskim stijenama nakon objavljivanja rada iz 2011. u kojem su otkrili nukleobaze u meteoritima. Nukleobaze, poput gvanina ili adenina, spadaju u sastavne dijelove DNK. Kemija nukleobaza i njihovih matičnih asteroida izgledala je kao da ovisi o cijanidu kao reaktantu, rekao je Callahan. Ali nije bio uvjeren da će uspjeti pronaći bilo koji cijanid na meteoritima, čak i da je on to postojao. Cijanid je izuzetno reaktivan, rekao je Callahan, tako da je očekivao da će ga upotrijebiti i transformirati mnogo prije nego što je sletio na Zemlju.
No, koautorica studije Karen Smith, također analitička kemičarka Boise State, imala je pozadinu u analizi cijanida, pa su istraživači prikupili i testirali uzorke meteorita, od kojih je većina otkrivena na Antarktiku. Pet meteorita bili su posebna vrsta hondrita ugljika zvani CM hondriti, koji sadrže nukleobaze kao i druge sastavne dijelove biologije, poput aminokiselina. Jedan od tih kondritata CM bio je meteorit Murchison, koji je sletio u Australiju 1969. godine, zadivljujući domaće stanovnike velikom vatrenom kuglom.
Da bi pronašli i izvadili cijanid, istraživači su posudili tehnike koje su se obično koristile za pronalaženje otrovnih tvari u otpadnoj vodi koja su zaostala iz industrijskih procesa, rekao je Callahan. Koristili su kiselinu za vađenje spojeva iz meteorita, a zatim su je podvrgli bateriji analiza, uključujući masenu spektrometriju i tekućinsku kromatografiju, koje su im omogućile identifikaciju sastavnih dijelova ekstrahiranog materijala.
Cijanid iznenadi
Na njihovo iznenađenje, istraživači su pronašli cijanid. Svaki od CM hondrita sadržavao je kemikaliju, dok nitko od ostalih vrsta meteorita nije. (Istraživači su čak testirali poznati Mars-meteorit za kojeg se jednom tvrdilo da drži dokaze o vanzemaljskom životu - tamo nema cijanida.)
Čini se da je cijanid preživio milijarde godina u svemiru i vatreno putovanje na odmor na ledenom Antarktiku jer je bio vezan u stabilnoj konfiguraciji s ugljičnim monoksidom i željezom. "Ovo je stvarno klasična anorganska kemija", rekao je Callahan.
Koliko god bio stabilan, cijanid se također može osloboditi od meteorita, dodao je Callahan, i to ga čini intrigantnim mogućim igračem u podrijetlu života. Kombinacija vode i ultraljubičastog svjetla mogla je osloboditi cijanid iz meteorita na ranoj Zemlji, kada je bilo bombardiranje svemirskim stijenama. Na taj bi način meteoriti mogli povećati raspoloživi cijanid za kemijske reakcije koje su, na kraju, dovele do živih stanica, rekao je Callahan.
Alternativno, rani zemni cijanid mogao se uzgajati u kući, rekao je Callahan. Ali ako je tako, možda bi se formirao na vrlo slične načine kao na meteoritima. Meteoriti su načinjeni od iste svemirske prašine i leda koji su formirali planete, ali ih geokemijski procesi nisu izmijenili.
Drugo intrigantno iznenađenje, rekao je Callahan, bile su neobične sličnosti između meteoritnih snopova ugljičnog monoksida, željeza i cijanida i dijelova enzima nekih od najstarijih životnih skupina, arheje i bakterija. Sve bakterije i arheje sadrže enzime nazvane hidrogenaze, rekao je Callahan, a aktivno mjesto tih enzima, gdje se vezanje događa, je isto kao i cijanidne strukture koje se vide u meteoritima.
"Možda su to prethodnici ovih aktivnih nalazišta", rekao je Callahan.
To još nije dokazano, rekao je Callahan, ali istraživački tim planira daljnji rad na kemiji meteorita. Jedan budući smjer mogao bi doći ljubaznošću tekuće NASA-ine misije OSIRIS-Rex, koja će 2023. prikupiti uzorak iz asteroida Bennu i dostaviti ga Zemlji. Bennu bi mogao biti kondrit iz CM-a, rekao je Callahan, što će pružiti uzbudljivu priliku za studiranje netaknut uzorak tijela roditelja asteroida.
Callahan i njegovi kolege izvijestili su o svom radu 25. lipnja u časopisu Nature Communications otvorenog pristupa.
