Смертельный яд мог послужить причиной зарождения жизни на Земле

Новое исследование, опубликованное в журнале ACS Central Science, показало, что смертельно опасный для человека цианистый водород мог сыграть неожиданно важную роль в зарождении жизни на ранней Земле. В условиях экстремального холода это соединение способно кристаллизоваться, образуя структуры с высокой химической активностью, что делает его потенциальным участником пребиотических процессов.

Как следует из компьютерного моделирования, выполненного Марко Капеллетти, Хильдой Сандстрём и Мартином Рамом, замёрзший цианистый водород формирует кристаллы сложной геометрии, напоминающие огранённые драгоценные камни с множеством граней. При соприкосновении таких поверхностей между собой могут возникать разветвлённые сетчатые структуры, аналогичные тем, которые ранее наблюдались в лабораторных экспериментах.

Авторы работы отмечают, что, хотя точный сценарий появления жизни, вероятно, навсегда останется неизвестным, механизмы формирования её химических «строительных блоков» поддаются изучению. По словам ведущего автора исследования Мартина Рама, цианистый водород может быть одним из ключевых источников химической сложности, поскольку способен вступать в реакции значительно быстрее, чем ожидалось, даже в крайне холодной среде.

Расчёты показали, что поверхность кристаллов замороженного HCN может запускать реакции, которые в обычных условиях низких температур практически невозможны. В частности, моделирование выявило два вероятных механизма превращения цианистого водорода в более реакционноспособный изоцианистый водород, причём этот процесс может занимать от нескольких минут до нескольких дней в зависимости от температурного режима.

Значимость открытия усиливается тем, что цианистый водород широко распространён за пределами Земли. Его обнаруживают в составе комет, а также в атмосферах планет и их спутников, включая Титан — крупнейший спутник Сатурна. Кроме того, при взаимодействии с водой HCN способен образовывать полимеры, аминокислоты и нуклеобазы, которые являются основой белков и молекул ДНК.

Исследователи рассчитывают, что полученные теоретические выводы станут отправной точкой для новых лабораторных экспериментов. В частности, предлагается проверять, может ли разрушение кристаллов цианистого водорода в водной среде действительно стимулировать синтез сложных пребиотических соединений при экстремально низких температурах.

Читайте также: