Учёные выяснили, как цианистый водород мог запускать пребиотические реакции на Земле

Точный момент зарождения жизни на Земле остаётся неизвестным, но учёные могут изучать процессы, предшествовавшие этому событию. Особое внимание уделяется поиску строительных блоков жизни и механизмов их образования.

Новое исследование, опубликованное в журнале ACS Central Science, показало, что цианистый водород (HCN) мог играть ключевую роль в химии жизни. Несмотря на токсичность, при взаимодействии с водой HCN способен образовывать полимеры, аминокислоты и нуклеооснования — важные пребиотические соединения.

Учёные предполагают, что HCN мог появляться на поверхности Земли во время поздней интенсивной бомбардировки астероидами. Он также обнаружен в других местах Солнечной системы и в межзвёздных облаках. Например, на спутнике Сатурна Титане HCN в виде льда может участвовать в химических и геологических процессах.

Особенности кристаллов HCN делают его особенно интересным. Они формируют игольчатые, паутинообразные структуры с вершинами, обладающими сильными электрическими полями. Эти поля способны ускорять химические реакции даже при низких температурах. Разрушение кристаллов открывает активные поверхности, которые могут способствовать изомеризации HCN в HNC (изоцианид).

HNC более реакционноспособен, чем HCN, и может связывать простые молекулы в более сложные пребиотические соединения. Моделирование показало, что образование HNC может происходить за часы или дни, что создаёт условия для последующего появления ещё более сложных молекул.

Исследователи подчёркивают, что следующие шаги включают лабораторные эксперименты при криогенных температурах, чтобы проверить, как физические воздействия на кристаллы HCN ускоряют химические реакции. Также планируются астрохимические наблюдения для оценки распространённости этих процессов в космических условиях.

Результаты работы помогают понять, как простые молекулы могли преобразовываться в предшественники жизни ещё на ранней Земле и других холодных объектах Солнечной системы.

Читайте также: