Ученые: цианид дал толчок развитию жизни на Земле
Сегодня бесцветный и смертоносный цианистый газ известен как быстродействующий яд и химическое оружие. Однако четыре миллиарда лет назад он, возможно, был предвестником жизни.
Химики из Scripps Research впервые показали, как цианид мог помочь некоторым из самых ранних метаболических реакций создавать соединения на основе углерода из углекислого газа. В дополнение к пониманию эволюции жизни на Земле, это открытие дает ученым представление о потенциальной химии жизни на других планетах, сообщает Phys.org.
"Когда мы ищем признаки зарождения жизни - на Земле или на других планетах - мы основываемся на биохимии, которая, как мы знаем, существует в жизни сегодня. Тот факт, что эти метаболические реакции могут быть вызваны цианидом, показывает, что жизнь может быть очень разной", - говорит Раманараянан Кришнамурти, доктор философии, доцент химии в Scripps Research.
Некоторые бактерии на Земле используют серию химических реакций, известных как обратный цикл трикарбоновой кислоты (цикл r-TCA). Он нужен для превращения углекислого газа и воды в химические соединения, необходимые для жизни. Ученые подозревают, что цикл r-TCA произошел на поверхности ранней Земли, создав молекулы, необходимых для жизни. Единственная проблема: сегодняшний цикл r-TCA опирается на набор сложных белков, которых не могло существовать до развития жизни. Исследования показали, что в первоначальной субстанции 4 мрлд лет назад некоторые металлы могли вызвать те же реакции без белков. Однако для этого нужны чрезвычайно окисленные и высокотемпературные условия, которые не предполагались на ранней Земле.
Кришнамурти и его коллеги задались вопросом, может ли другая молекула стимулировать те же реакции в более умеренных условиях. Они знали, что цианид присутствовал в атмосфере ранней Земли, и начали выдвигать гипотезы о наборе реакций, которые могли бы использовать цианид для производства органических молекул из углекислого газа. Затем они повторяли реакции в пробирке. Это сработало - цианид действовал вместо белков или металлов и двигал электроны между молекулами.
"Было страшно, насколько это было просто, - говорит Кришнамурти, - нам действительно не нужно было делать ничего особенного, мы смешивали эти молекулы, ждали, и реакция произошла спонтанно».
В отличие от предыдущих версий r-TCA, в которых использовались металлы, цикл на основе цианида работал при комнатной температуре и в широком диапазоне рН. Вероятно, такие органические реакции и происходили на ранней Земле.
Он добавляет, что невозможно доказать, какие химические реакции происходили на Земле при зарождении жизни. Но открытие нового набора реакций позволяет выдвигать новые теории, которые могут быть совместимы с жизнью. И это имеет значение для поиска жизни - в прошлом, в других местах нашей планеты и за ее пределами.
Ранее Первый Севастопольский писал, что американские химики синтезировали сверхлегкий и суперпрочный пластик. Новый полимер превосходит металл по долговечности и износостойкости.