Cianura de hidrogen, o substanță extrem de toxică pentru om, ar fi putut contribui la apariția vieții pe Terra. La temperaturi scăzute, aceasta îngheață și formează cristale. Un studiu publicat în ACS Central Science, bazat pe simulări computerizate și citat de Sciencedaily, arată că anumite suprafețe ale acestor cristale devin foarte reactive. Această proprietate permite desfășurarea unor procese chimice imposibile în mod normal la temperaturi atât de joase.
Cuprins
Un catalizator pentru blocurile fundamentale ale vieții
Oamenii de știință consideră că reacțiile respective ar fi putut iniția un lanț de evenimente ce a dus la formarea unora dintre elementele esențiale vieții. Cianura de hidrogen este prezentă în univers, fiind detectată pe comete sau în atmosfera unor planete și sateliți, precum Titan, luna lui Saturn. În interacțiune cu apa, compusul poate genera polimeri, aminoacizi și nucleobaze – componentele de bază ale proteinelor și ADN-ului. Facilitate de starea înghețată, aceste procese chimice ar fi putut furniza materia primă pentru molecule mai complexe, vitale pentru apariția organismelor.
Simulări computerizate ale cristalelor înghețate
O echipă formată din Marco Capelletti, Hilda Sandström și Martin Rahm a folosit modelarea computerizată pentru a analiza reactivitatea cianurii de hidrogen în stare solidă. Simulările au vizat un cristal stabil, sub forma unui cilindru de circa 450 de nanometri lungime. Modelul prezenta o bază rotunjită și un vârf cu fațete multiple, similar unei pietre prețioase. Acest design corespunde unor observații anterioare ale unor structuri cristaline descrise ca „pânze de păianjen”, extinse dintr-un punct central. Calculele au indicat că aceste cristale înghețate pot cataliza reacții chimice care nu au loc în mod obișnuit în medii foarte reci.
O transformare chimică rapidă în condiții extreme
Studiul comportamentului chimic al suprafețelor a relevat două căi de reacție prin care cianura de hidrogen se poate transforma în izocianură de hidrogen, un compus mai reactiv. Procesul de conversie poate dura de la câteva minute la câteva zile, în funcție de temperatură. Conform cercetătorilor, prezența izocianurii de hidrogen pe suprafața cristalului favorizează formarea unor molecule prebiotice mai complexe. Rezultatele oferă un posibil mecanism pentru creșterea complexității chimice în mediile reci de pe Pământul timpuriu sau de pe alte corpuri cerești.
„O sursă a acestei complexități chimice”
Martin Rahm, autorul corespondent al studiului, a explicat importanța rezultatelor. „S-ar putea să nu știm niciodată cu precizie cum a început viața, dar înțelegerea modului în care se formează unele dintre ingredientele sale este posibilă. Cianura de hidrogen este probabil o sursă a acestei complexități chimice și demonstrăm că poate reacționa surprinzător de repede în locuri reci”, a afirmat Rahm. Abordarea studiului se axează pe procesele chimice fundamentale care ar fi putut preceda biologia, ceea ce deschide calea către noi ipoteze privind originea vieții.
Experimente de laborator pentru validarea predicțiilor
Cercetătorii speră ca studiul lor să inspire experimente de laborator care să testeze aceste predicții. Una dintre metodele propuse este zdrobirea cristalelor de cianură de hidrogen în prezența apei, pentru a expune suprafețe noi. Astfel, s-ar putea observa dacă aceste suprafețe favorizează formarea de molecule complexe la temperaturi foarte scăzute. Autorii menționează că studiul a fost finanțat de Consiliul Suedez de Cercetare și de Infrastructura Academică Națională pentru Supercomputing din Suedia. American Chemical Society a furnizat materialele.
