Зарождению жизни на Земле мог помочь яд

Смертельно опасное для человека вещество могло запустить реакцию появления жизни на Земле. Речь идет о цианистом водороде — летучем и крайне ядовитом соединении, которое ученые находят в разных уголках Солнечной системы.

В условиях сильного холода, когда химические реакции почти замирают, цианистый водород способен вести себя неожиданно активно.

С помощью компьютерного моделирования американские ученые выяснили, что при очень низких температурах это вещество превращается в твердые кристаллы с необычной геометрией. Их вершины имеют многогранную форму, похожую на ограненные драгоценные камни. Именно эти поверхности оказываются химически активными: они притягивают другие кристаллы и выстраиваются в сложные паутинообразные структуры, сообщает Американское химическое общество.

Компьютерная модель кристалла из замерзшего цианистого водорода. Его вершины притягивают другие кристаллы.

Источник: ACS Central Science

Расчеты, опубликованные в журнале ACS Central Science, показали, что такая кристаллическая «паутина» способна служить своеобразной реакционной площадкой, где цианистый водород сравнительно быстро превращаться в изоцианид водорода (более реакционноспособную форму того же вещества). В зависимости от температуры этот процесс занимает от нескольких минут до нескольких дней, что по меркам криохимии считается очень быстро.

Это принципиально важно, потому что изоцианид водорода и другие родственные соединения способны участвовать в образовании более сложных молекул — аминокислот, нуклеооснований и полимеров. Именно из этих строительных блоков впоследствии формируются белки и ДНК. Иначе говоря, замерзшие кристаллы ядовитого газа могли стать отправной точкой для химических цепочек, ведущих к зарождению жизни.

Цианистый водород (или синильная кислота, HCN) содержится в косточках абрикосов, персиков, яблок, маниоке и дыме от горения. Он вызывает тканевое кислородное голодание, блокируя фермент цитохромоксидазу в митохондриях, что приводит к быстрой остановке дыхания. Пахнет горьким миндалем

Источник: Unsplash

По словам ведущего автора исследования Мартина Рама, ученые, вероятно, никогда не восстановят точный сценарий происхождения жизни. Однако понять, как могли возникать ее ключевые компоненты, вполне возможно. Исследователи предлагают своим коллегам проверить результаты моделирования экспериментально, чтобы выяснить, способны ли поверхности кристаллов запускать образование сложных молекул в экстремально холодных условиях.

Это открытие имеет большое значение для астробиологии. Цианистый водород обнаруживают на кометах и других космических объектах, в том числе на спутнике Сатурна — Титане. Если замерзшие кристаллы этого вещества действительно способны запускать пребиотическую химию, значит, подобные процессы могли происходить не только на ранней Земле, но и в других частях Солнечной системы.