Ядовитый цианистый водород мог помочь зарождению жизни на Земле

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале ACS Central Science, ядовитый для человека цианистый водород (HCN) мог сыграть ключевую роль в формировании «семян» жизни на ранней Земле. В холодных условиях это вещество образует кристаллы, поверхность которых обладает неожиданной химической активностью.

Компьютерное моделирование, проведённое Марко Капеллетти, Хильдой Сандстрём и Мартином Рамом, показало, что кристаллы замороженного цианистого водорода имеют форму, напоминающую огранённый драгоценный камень с многочисленными гранями. Именно эти грани, сталкиваясь друг с другом, могут образовывать сложные паутинообразные структуры, наблюдаемые в экспериментах.

«Мы, возможно, никогда не узнаем точно, как началась жизнь, но понять, как формируются некоторые её ингредиенты, нам по силам. Цианистый водород, вероятно, является одним из источников этой химической сложности, и мы показываем, что он может реагировать удивительно быстро в холодных местах», — говорит Мартин Рам, ведущий автор исследования.

Расчёты показали, что поверхность таких кристаллов способна запускать химические реакции, которые обычно не происходят в условиях экстремального холода. В частности, моделирование предсказало два возможных пути превращения цианистого водорода в более реакционноспособный изоцианистый водород всего за несколько минут или дней, в зависимости от температуры.

Это открытие особенно важно, потому что цианистый водород в изобилии присутствует за пределами Земли — в кометах и атмосферах планет и спутников, например, на Титане, спутнике Сатурна. Кроме того, в сочетании с водой HCN может образовывать полимеры, аминокислоты и нуклеобазы — ключевые компоненты белков и цепочек ДНК.

Исследователи надеются, что их теоретические предсказания вдохновят других учёных на проведение экспериментов. Например, можно будет измельчать кристаллы цианистого водорода в присутствии воды, чтобы проверить, действительно ли обнажённая поверхность кристаллов может катализировать образование сложных пребиотических молекул при крайне низких температурах.

Источник: American Chemical Society