Οι ερευνητές αποκαλύπτουν πώς μια δηλητηριώδης χημική ουσία θα μπορούσε να έχει βοηθήσει στην εμφάνιση ζωής.
Μια θανατηφόρα χημική ουσία
Μια χημική ουσία που είναι θανατηφόρα για τον άνθρωπο μπορεί να έχει συμβάλει στα πρώτα βήματα προς τη ζωή στη Γη. Το υδροκυάνιο μπορεί να παγώσει σε στερεούς κρυστάλλους σε χαμηλές θερμοκρασίες. Η εργασία μοντελοποίησης υπολογιστών που αναφέρεται στο ACS Central Science δείχνει ότι ορισμένες κρυσταλλικές επιφάνειες είναι εξαιρετικά αντιδραστικές, επιτρέποντας να συμβούν χημικές αντιδράσεις που κανονικά δεν θα συνέβαιναν σε τόσο ψυχρές συνθήκες. Οι ερευνητές προτείνουν ότι αυτές οι αντιδράσεις μπορεί να έχουν πυροδοτήσει μια αλυσιδωτή διαδικασία που παρήγαγε πολλά από τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία της ζωής.
«Μπορεί να μην μάθουμε ποτέ ακριβώς πώς ξεκίνησε η ζωή, αλλά η κατανόηση του πώς ορισμένα από τα συστατικά της σχηματίζονται είναι εφικτή. Το υδροκυάνιο είναι πιθανώς μια πηγή αυτής της χημικής πολυπλοκότητας και δείχνουμε ότι μπορεί να αντιδράσει εκπληκτικά γρήγορα σε ψυχρά μέρη», λέει ο Martin Rahm, ο αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης.
Υδροκυάνιο στο Διάστημα και την Πρεβιοτική Χημεία
Το υδροκυάνιο είναι κοινό σε περιβάλλοντα πέρα από τη Γη. Έχει βρεθεί σε κομήτες και στις ατμόσφαιρες πλανητών και φεγγαριών (π.χ., το φεγγάρι του Κρόνου, Τιτάνας). Όταν το υδροκυάνιο έρχεται σε επαφή με το νερό, μπορεί να δημιουργήσει πολυμερή, αμινοξέα και νουκλεοβάσεις (συστατικά πρωτεϊνών και κλώνων DNA, αντίστοιχα). Για να κατανοήσουν καλύτερα πώς συμπεριφέρεται αυτό το μόριο υπό συνθήκες κατάψυξης, οι Marco Capelletti, Hilda Sandström και Martin Rahm χρησιμοποίησαν προσομοιώσεις υπολογιστή για να μελετήσουν το στερεό υδροκυάνιο.
Προσομοίωση Σχήματων Κρυστάλλων που Παρατηρούνται στη Φύση
Στις προσομοιώσεις, η ομάδα μοντελοποίησε έναν σταθερό κρύσταλλο υδροκυανίου ως κύλινδρο μήκους περίπου 450 νανομέτρων. Η δομή περιελάμβανε μια στρογγυλεμένη βάση και μια κορυφή με πολλαπλές επίπεδες επιφάνειες, παρόμοια σε εμφάνιση με μια κομμένη πολύτιμη πέτρα. Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτή η γεωμετρία ταιριάζει με προηγούμενες παρατηρήσεις κρυσταλλικών σχηματισμών που περιγράφονται ως «ιστοί αράχνης» που εξαπλώνονται προς τα έξω από ένα κεντρικό σημείο όπου συναντώνται τα πολύπλευρα άκρα.
Απροσδόκητη Χημική Δραστηριότητα σε Ακραίο Ψύχος
Οι υπολογισμοί έδειξαν ότι αυτοί οι κατεψυγμένοι κρύσταλλοι θα μπορούσαν να προωθήσουν χημικές αντιδράσεις που σπάνια συμβαίνουν σε εξαιρετικά κρύα περιβάλλοντα. Αναλύοντας τη χημεία των κρυσταλλικών επιφανειών, οι ερευνητές εντόπισαν δύο οδούς αντίδρασης που θα μπορούσαν να μετατρέψουν το υδροκυάνιο σε ισοκυανιούχο υδρογόνο, μια πιο αντιδραστική ένωση.
Ανάλογα με τη θερμοκρασία, αυτός ο μετασχηματισμός θα μπορούσε να λάβει χώρα μέσα σε λίγα λεπτά ή σε διάστημα αρκετών ημερών. Η παρουσία ισοκυανιούχου υδρογόνου στην επιφάνεια του κρυστάλλου υποδηλώνει ότι ακόμη πιο σύνθετοι πρεβιοτικοί πρόδρομοι θα μπορούσαν να σχηματιστούν σε αυτές τις περιοχές.
Επόμενα Βήματα Προς Πειραματικές Δοκιμές
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι οι προβλέψεις τους θα δοκιμαστούν σε εργαστηριακά πειράματα. Μια πιθανή προσέγγιση θα περιελάμβανε τη σύνθλιψη κρυστάλλων υδροκυανίου παρουσία ουσιών όπως το νερό. Η έκθεση φρέσκων κρυσταλλικών επιφανειών θα μπορούσε να αποκαλύψει εάν αυτές οι επιφάνειες ενθαρρύνουν πραγματικά τον σχηματισμό σύνθετων μορίων σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες.
www.worldenergynews.gr
