Синильная кислота: неожиданный ингредиент для жизни на холодных планетах

Новости МирТесен

Компьютерное моделирование выявило, что замерзшие кристаллы цианистого водорода, также известного как синильная кислота, потенциально могут играть ключевую роль в возникновении жизни на холодных небесных объектах, например, на спутнике Сатурна Титан. Хотя в свободной форме это вещество опасно для живых организмов, его кристаллические структуры при экстремально низких температурах демонстрируют повышенную реакционную способность, что может стимулировать протекание химических процессов, важных для создания пребиотических соединений.

«Возможно, точный механизм возникновения жизни нам никогда не откроется, однако понять, как формируются некоторые её составляющие, вполне реально. Цианистый водород, вероятно, является одним из источников этой химической сложности, и наши исследования демонстрируют, что он способен к удивительно быстрым реакциям даже при низких температурах », — прокомментировал соавтор исследования Мартин Рам, работающий в Технологическом университете Чалмерса в шведском городе Гётеборге.

Цианистый водород встречается повсеместно во Вселенной и был найден на кометах, спутниках и планетах. На Титане, спутнике, который считается одним из наиболее вероятных мест для обнаружения внеземной жизни в Солнечной системе, он присутствует не в виде газа или жидкости, а в форме специфических кристаллов. При взаимодействии с водой он способен стимулировать формирование основных компонентов жизни: полимеров, нуклеиновых оснований и аминокислот.

В результате проведенного исследования ученые разработали трехмерную компьютерную модель кристалла цианистого водорода размером приблизительно 450 нанометров. Полученная модель показала, что особенная структура кристалла, в частности, выраженное электрическое поле на его поверхности, способна при сверхнизких температурах изменять цианистый водород (HCN) на его более активный изомер — изоцианистый водород (HNC). Продолжительность этого процесса, зависящая от температуры, может колебаться от нескольких минут до нескольких дней.

В своей работе авторы высказывают предположение о возможности образования более сложных пребиотических соединений на поверхности кристаллов. Теперь, когда эта гипотеза получила теоретическое подтверждение, следующим этапом должны стать лабораторные исследования. Подтверждение практическим опытом возможности подобных реакций в условиях экстремально низких температур укажет ученым новые пути в поисках жизни за пределами нашей планеты.

«Химические процессы ускоряются при повышении температуры. Несмотря на то, что реакции в жидкой среде при более высоких температурах, безусловно, играют важную роль в пребиотической химии, существует множество холодных сред. Определение пределов химической сложности в таких условиях необходимо для понимания границ существования жизни и ее предшественников », — заключил Мартин Рам.

Исследование было в журнале ACS Central Science.