Η ζωή στη Γη μπορεί να γεννήθηκε μέσα από ένα παγωμένο δηλητήριο

Η αναζήτηση της απαρχής της ζωής στη Γη αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα επιστημονικά ερωτήματα όλων των εποχών. Παρότι η οριστική απάντηση ίσως να μη δοθεί ποτέ, η σύγχρονη επιστήμη πλησιάζει ολοένα και περισσότερο στην κατανόηση των μηχανισμών που θα μπορούσαν να οδηγήσουν από την άβια ύλη στα πρώτα ζωντανά συστήματα. Μία νέα μελέτη έρχεται να ανατρέψει τις καθιερωμένες αντιλήψεις, προτείνοντας ότι ένα παγωμένο, τοξικό μόριο, θανατηφόρο για τον άνθρωπο, ίσως αποτέλεσε κρίσιμο κρίκο στην αλυσίδα της προέλευσης της ζωής.

Το υδροκυάνιο, γνωστό κυρίως ως ισχυρό δηλητήριο, φαίνεται πως υπό ακραίες συνθήκες ψύχους θα μπορούσε να λειτουργήσει ως καταλύτης χημικής πολυπλοκότητας, ανοίγοντας τον δρόμο για τη δημιουργία βασικών δομικών στοιχείων της ζωής.

Ένα δηλητήριο με απροσδόκητο ρόλο

Το υδροκυάνιο (HCN) είναι εξαιρετικά επικίνδυνο για τον άνθρωπο, ωστόσο στη χημεία της πρώιμης Γης –και όχι μόνο– φαίνεται να είχε έναν εντελώς διαφορετικό ρόλο. Σε χαμηλές θερμοκρασίες μπορεί να παγώσει και να σχηματίσει στερεούς κρυστάλλους, οι οποίοι, σύμφωνα με νέες υπολογιστικές προσομοιώσεις, διαθέτουν επιφάνειες με ιδιαίτερα αυξημένη χημική δραστικότητα.

Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό ACS Central Science, δείχνει ότι σε αυτές τις παγωμένες κρυσταλλικές επιφάνειες μπορούν να συμβούν αντιδράσεις που υπό κανονικές συνθήκες θα ήταν σχεδόν αδύνατες. Πρόκειται για αντιδράσεις ικανές να πυροδοτήσουν μια αλυσιδωτή χημική διαδικασία, οδηγώντας στη δημιουργία πιο σύνθετων μορίων – εκείνων που θεωρούνται θεμέλια της ζωής.

Όπως εξηγεί ο επικεφαλής της μελέτης Martin Rahm, «μπορεί να μη μάθουμε ποτέ ακριβώς πώς ξεκίνησε η ζωή, όμως μπορούμε να κατανοήσουμε πώς σχηματίστηκαν τα συστατικά της. Το υδροκυάνιο φαίνεται πως είναι μια ισχυρή πηγή αυτής της χημικής πολυπλοκότητας».

Υδροκυάνιο: από το Διάστημα στη Γη

Το υδροκυάνιο δεν είναι σπάνιο μόριο στο Σύμπαν. Έχει εντοπιστεί σε κομήτες, σε πλανητικές ατμόσφαιρες και σε παγωμένα ουράνια σώματα, γεγονός που ενισχύει την ιδέα ότι η χημεία της ζωής ίσως να μην περιορίζεται μόνο στη Γη. Όταν το υδροκυάνιο έρθει σε επαφή με νερό, μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία αμινοξέων, νουκλεοβάσεων και πολυμερών, δηλαδή μορίων που αποτελούν βασικά συστατικά των πρωτεϊνών και του DNA.

Για να διερευνήσουν τι συμβαίνει όταν αυτό το μόριο παγώνει, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν προηγμένες υπολογιστικές προσομοιώσεις, εξετάζοντας τη συμπεριφορά του στερεού υδροκυανίου σε συνθήκες ακραίου ψύχους.

Κρύσταλλοι που «δουλεύουν» χημικά

Στα μοντέλα τους, οι επιστήμονες προσομοίωσαν έναν κρύσταλλο υδροκυανίου με μήκος εκατοντάδων νανομέτρων, με γεωμετρία που θυμίζει κομμένο πολύτιμο λίθο. Αυτή η δομή δεν είναι τυχαία: παρόμοιοι κρυσταλλικοί σχηματισμοί έχουν παρατηρηθεί και στη φύση και περιγράφονται ως «ιστοί αράχνης», με επιφάνειες που εκτείνονται ακτινωτά.

Το εντυπωσιακό εύρημα είναι ότι οι επιφάνειες αυτών των κρυστάλλων λειτουργούν σαν μικροσκοπικά χημικά εργαστήρια. Εκεί, το υδροκυάνιο μπορεί να μετατραπεί σε ισοκυανιούχο υδρογόνο, μια ακόμα πιο δραστική ένωση. Ανάλογα με τη θερμοκρασία, αυτή η μετατροπή μπορεί να συμβεί μέσα σε λίγα λεπτά ή σε διάστημα ημερών, ακόμα και σε συνθήκες παγετού.

Η παρουσία αυτής της ένωσης υποδηλώνει ότι οι κρυσταλλικές επιφάνειες θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν την παραγωγή ακόμη πιο σύνθετων πρεβιοτικών μορίων, ενισχύοντας την υπόθεση ότι η ζωή ίσως ξεκίνησε όχι σε θερμά περιβάλλοντα, αλλά σε παγωμένες, ακραίες συνθήκες.

Ένα παγωμένο μονοπάτι προς τη ζωή

Το σενάριο που προτείνουν οι ερευνητές αλλάζει την εικόνα που έχουμε για την προέλευση της ζωής. Αντί για ζεστές «σούπες» χημικών ενώσεων, η ζωή ίσως γεννήθηκε μέσα από παγωμένα τοξικά μόρια, τα οποία, χάρη στη δομή τους, ευνόησαν απροσδόκητα πολύπλοκες χημικές αντιδράσεις.

Το επόμενο βήμα είναι η πειραματική επιβεβαίωση αυτών των υπολογιστικών προβλέψεων. Οι επιστήμονες σκοπεύουν να αναπαράγουν στο εργαστήριο τέτοιους κρυστάλλους υδροκυανίου και να μελετήσουν αν πράγματι, όταν εκτεθούν σε νερό ή άλλες ουσίες, μπορούν να οδηγήσουν στη δημιουργία μορίων-κλειδιών για τη ζωή.

Αν τα αποτελέσματα επιβεβαιωθούν, τότε ένα από τα πιο επικίνδυνα δηλητήρια που γνωρίζουμε ίσως αποδειχθεί πως ήταν, κάποτε, ο σιωπηλός αρχιτέκτονας της ζωής στη Γη.

Πηγή: Pagenews.gr