Смертельный яд в космосе мог стать искрой жизни на Земле

Компьютерное моделирование открыло неожиданную роль замороженных кристаллов цианистого водорода (синильной кислоты) в зарождении пребиотической химии на ледяных космических объектах, подобных спутнику Сатурна Титану. Парадоксально, но это вещество, являющееся смертельным ядом для сложных организмов, в условиях глубокого космического холода демонстрирует высокую химическую активность, способную запускать процессы образования строительных блоков жизни, пишет ACS Central Science.

«Точный сценарий зарождения жизни, возможно, навсегда останется тайной, но мы можем реконструировать пути формирования ее компонентов. Наша работа указывает, что цианистый водород — вероятный источник этой первичной химической сложности. Мы продемонстрировали, что в холодных мирах он способен вступать в реакции с удивительной скоростью», — отметил Мартин Рам, соавтор исследования из Технологического университета Чалмерса (Швеция).

Цианистый водород — распространённое во Вселенной соединение, найденное на кометах, планетах и их спутниках. На Титане, считающемся одним из наиболее вероятных мест для обнаружения внеземных форм жизни в Солнечной системе, он присутствует не в жидкой или газообразной фазе, а в виде специфических кристаллических структур. Контактируя с водой, эти кристаллы потенциально могут катализировать синтез фундаментальных основ жизни: аминокислот, нуклеиновых оснований и полимеров.

В рамках исследования была разработана трёхмерная цифровая модель кристалла цианистого водорода длиной приблизительно 450 нанометров. Расчёты показали, что особая структура кристалла, создающая мощное электрическое поле на своей поверхности, при экстремально низких температурах способна трансформировать молекулы цианистого водорода (HCN) в его более реакционноспособный изомер — изоцианистый водород (HNC). Скорость этой изомеризации, согласно модели, варьируется от нескольких минут до нескольких дней в зависимости от температурного режима.

Учёвые выдвигают гипотезу, что поверхность таких кристаллов может служить платформой для сборки и более сложных пребиотических молекул. Теперь, получив теоретическое обоснование, научное сообщество стоит на пороге следующего этапа — экспериментальной проверки в лабораторных условиях. Подтверждение этих процессов в смоделированной холодной среде откроет новые векторы для астробиологических поисков за пределами нашей планеты.

«Химия традиционно ассоциируется с теплом, и реакции в тёплых жидкостях, безусловно, сыграли свою роль в пребиотической эволюции. Однако мы не должны забывать об огромном количестве холодных сред во Вселенной. Понимание пределов химической сложности, достижимой в таких условиях, критически важно для определения границ, в которых могла возникнуть или существовать жизнь», — подвёл итог Мартин Рам.