Cyanide bukan sekadar jalan terakhir untuk mata-mata filem Hollywood yang ditangkap. Ia juga merupakan komponen penting dalam kehidupan kimia awal. Dan sekarang, penyelidikan baru mendapati bahawa sianida mungkin telah naik ke Bumi pada meteorit.
Contoh-contoh kumpulan meteorit primitif tertentu - termasuk yang besar yang jatuh berhampiran Murchison, Australia, pada tahun 1969 - semuanya mengandungi sianida, terikat dalam konfigurasi stabil dengan besi dan karbon monoksida. Struktur yang sama seperti ini terdapat dalam enzim yang dipanggil hidrogenase dalam bakteria dan archaea moden, yang boleh mencadangkan bahawa kehidupan awal sama ada yang dipinjam dari meteorit atau bahawa geologi bumi awal membentuk sejenis sebatian sianida yang sama, kata penyelidik penulis kajian Michael Callahan, seorang analisis ahli kimia dari Boise State University.
"Apabila anda mengkaji meteorit primitif ini, anda seperti melompat ke mesin masa dan anda boleh kembali dan mempelajari bahan-bahan purba ini," kata Callahan kepada Live Science. "Dan kemudian anda mencari sambungan ini kepada kehidupan dan biologi kuno."
Mencari sianida
Callahan dan rakan-rakannya mula mencari sianida di batuan ruang selepas menerbitkan sebuah kertas kerja 2011 di mana mereka menemui nukleobase dalam meteorit. Nukleobase, seperti guanine atau adenin, adalah antara blok bangunan DNA. Kimia nukleobase dan asteroid ibu bapa mereka kelihatan seolah-olah ia bergantung kepada sianida sebagai reaktan, kata Callahan. Tetapi dia tidak yakin bahawa mereka akan dapat mencari mana-mana sianida pada meteorit, walaupun ia pernah wujud. Sianida sangat reaktif, kata Callahan, jadi dia menjangkakan bahawa ia akan digunakan dan berubah jauh sebelum ia mendarat di Bumi.
Tetapi penyelidik bersama kajian Karen Smith, juga seorang ahli kimia analisis Boise, mempunyai latar belakang dalam analisis sianida, jadi penyelidik mengumpul dan menguji sampel meteorit, yang kebanyakannya telah ditemui di Antartika. Lima meteorit adalah sejenis chondrite karbon yang dipanggil chondrite CM, yang mengandungi nucleobases serta blok biologi lain seperti asid amino. Salah satu daripada chondrites CM adalah Murchison meteorite, yang mendarat di Australia pada tahun 1969, penduduk tempatan yang menakjubkan dengan bola api besar.
Untuk mencari dan mengekstrak sianida, para penyelidik meminjam teknik yang biasanya digunakan untuk mencari bahan toksik dalam air sisa yang tersisa daripada proses industri, kata Callahan. Mereka menggunakan asid untuk mengeluarkan sebatian dari meteorit dan kemudian dikenakannya kepada bateri analisis, termasuk spektrometri jisim dan kromatografi cecair, kedua-duanya membolehkan mereka mengenal pasti bahagian konstituen bahan yang diekstrak.
Kejutan sianida
Mengejutkan mereka, para penyelidik mendapati sianida. Setiap daripada chondrites CM mengandungi bahan kimia, sementara tidak ada jenis meteorit yang lain. (Para penyelidik juga menguji meteorit Marikh yang terkenal yang pernah mendakwa mempunyai bukti kehidupan asing - tiada sianida di sana.)
Sianida nampaknya telah bertahan berbilion tahun di angkasa dan perjalanan yang berapi-api untuk beristirahat di Antartika yang icy kerana ia terikat dalam konfigurasi stabil dengan karbon monoksida dan besi. "Ia adalah kimia tak organik yang benar-benar klasik," kata Callahan.
Walau bagaimanapun stabilnya, sianida juga boleh dilepaskan dari meteorit, tambah Callahan, dan itu menjadikannya pemain yang mungkin menarik dalam asal usul kehidupan. Kombinasi air dan cahaya ultraviolet boleh mengeluarkan sianida dari meteorit di Bumi awal, ketika pengeboman oleh batuan ruang adalah umum. Dengan cara itu, meteorit dapat meningkatkan cyanide yang tersedia untuk tindak balas kimia yang membawa, akhirnya, ke sel hidup, kata Callahan.
Sebagai alternatif, sianida awal bumi boleh tumbuh di rumah, kata Callahan. Tetapi jika ya, ia mungkin terbentuk dengan cara yang sama seperti yang berlaku pada meteorit. Meteorit diperbuat daripada habuk dan ais yang sama yang membentuk planet, tetapi mereka tidak diubah oleh proses geokimia.
Satu lagi kejutan yang menarik, kata Callahan, adalah persamaan aneh di antara kumpulan karbon monoksida, besi dan sianida meteorit dan sebahagian enzim dari beberapa kumpulan kehidupan, archaea dan bakteria yang paling tua. Semua bakteria dan archaea mempunyai enzim yang dipanggil hidrogenase, kata Callahan, dan tapak aktif enzim-enzim tersebut, di mana ikatan tersebut berlaku, adalah sama dengan struktur sianida yang dilihat pada meteorit.
"Mungkin ini adalah pelopor tapak aktif ini," kata Callahan.
Itu belum terbukti, kata Callahan, tetapi pasukan penyelidikan merancang untuk bekerja lebih lanjut mengenai kimia meteorit. Satu arah masa depan dapat disampaikan oleh misi NASA yang sedang berlangsung OSIRIS-Rex, yang akan mengumpulkan sampel dari asteroid Bennu dan menyampaikannya ke Bumi pada tahun 2023. Bennu mungkin menjadi konduktor CM, kata Callahan, yang akan memberikan peluang yang menarik untuk belajar sampel murni badan induk asteroid.
Callahan dan rakannya melaporkan kerja mereka 25 Jun di jurnal Access Nature Nature Journal.
