Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Byl kyanid v meteoritech u počátků života na Zemi?

Byl kyanid v meteoritech u počátků života na Zemi?

Umělecké ztvárnění pádu meteoritů na mladou Zemi
Autor: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Kyanid a oxid uhelnatý jsou smrtelnými jedy pro člověka, avšak sloučeniny obsahující železo, kyanid a oxid uhelnatý v meteoritech bohatých na uhlík, které objevil tým vědců z Boise State University a NASA mohly pomoci rozvoji života na Zemi. Tyto mimozemské sloučeniny nalezené v meteoritech se podobají aktivním místům u tzv. hydrogenáz, což jsou enzymy, které pomáhají získávat energii bakteriím a archebakteriím (archea) rozkladem molekul vodíku (H2). Závěry vědců naznačují, že tyto sloučeniny byly rovněž přítomny na mladé Zemi ještě předtím, než se zde objevil život. A to v období, kdy Země byla nepřetržitě bombardována meteority a atmosféra byla pravděpodobně bohatá na vodík.

Když většina lidí pomyslí na kyanid, představí si špionážní filmy – člověka polykajícího pilulku, pěnu v ústech a smrt; avšak kyanidy byly pravděpodobně základní složkou pro stavbu molekul nezbytných pro život,“ vysvětluje Karen Smith, vedoucí vědecká pracovnice na Boise State University, Boise, Idaho. Kyanidy, v nichž je atom uhlíku vázaný s atomem dusíku (pozn. překladatele – kyanidy jsou soli kyseliny kyanovodíkové), jsou považovány za rozhodující pro vznik života v syntéze organických sloučenin, jako jsou aminokyseliny a nukleové báze, které jsou stavebními bloky proteinů a nukleových kyselin využívaných u všech známých forem života.

Karen Smith je hlavní autorkou článku o tomto výzkumu publikovaném 25. 6. 2019 v časopise Nature Communications. Společně s profesorem Mikem Callahanem z Boise State University, spoluautorem článku, vyvinuli nové analytické metody k extrahování a měření dávných stop kyanidu v meteoritech. Zjistili, že meteority obsahující kyanid náležejí do skupiny meteoritů bohatých na uhlík, které jsou označovány jako CM chondrity. Jiné typy studovaných meteoritů, včetně meteoritů z Marsu, stopy kyanidu neobsahovaly.

Data získaná sondou NASA s názvem OSIRIS-REx o asteroidu Bennu napovídají, že se jedná rovněž o těleso příbuzné meteoritům třídy CM chondritů,“ říká spoluautor článku Jason Dworkin z NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. „Sonda OSIRIS-Rex dopraví vzorky z asteroidu do pozemních laboratoří v roce 2023. Budeme intenzivně pátrat po těchto sloučeninách a pokusíme se propojit asteroid Bennu se známými meteority a pochopit přenos prebiotických sloučenin, jako jsou například kyanidy, které mohly napomoci vzniku života na mladé Zemi a dalších tělesech Sluneční soustavy.“

V meteoritech byly identifikovány komplexy kyano-karbonyl železa, které jsou součástí enzymů objevených u bakterií Autor: Smith et al. Nature Communications, 2019
V meteoritech byly identifikovány komplexy kyano-karbonyl železa, které jsou součástí enzymů objevených u bakterií
Autor: Smith et al. Nature Communications, 2019
Kyanidy byly objeveny v meteoritech již dříve. Avšak v této nové studii byli Smith a Callahan překvapeni zjištěním, že kyanidy společně s oxidem uhelnatým (CO) byly spojeny s železem a tvořily v meteoritech stabilní sloučeniny. Identifikovali v meteoritech dva odlišné komplexy kyano-karbonyl železa na základě použití chromatografie s vysokým rozlišením pomocí hmotového spektrometru. „Jedno z nejvíce zajímavých zjištění v naší studii je, že tyto kyano-karbonylové komplexy spojené s železem se podobají aktivním částím hydrogenáz, které mají velmi typickou strukturu,“ říká Mike Callahan.

Hydrogenázy jsou přítomny téměř ve všech současných bakteriích a archebakteriích a pravděpodobně hrály důležitou roli při jejich vývoji. Hydrogenázy jsou velké proteiny, ale aktivní oblast – část molekuly, kde dochází k chemickým reakcím – je mnohem menší organickou sloučeninou kovů obsaženou uvnitř proteinu, uvádí Mik Callahan. Je sloučeninou, která se podobá kyanidovým sloučeninám objevených v meteoritech.

Přetrvávající  záhadou týkající se vzniku života je, jak tato živá hmota mohla vzniknout na základě nebiologických chemických procesů. Podobnosti mezi aktivními oblastmi uvnitř enzymu hydrogenázy a kyanidovými sloučeninami, které vědecký tým objevil v meteoritech, napovídá, že nebiologické procesy v mateřských asteroidech a na pradávné Zemi mohly vést k vytváření molekul vhodných ke vzniku života.

Kyanid a oxid uhelnatý připojené ke kovům jsou neobvyklé a vzácné enzymy. Hydrogenázy jsou výjimkou. Když porovnáváme strukturu těchto kyano-karbonylových komplexů spojených s železem v meteoritech s těmito aktivními oblastmi v hydrogenáze, uvažujete, jestli je vůbec mezi nimi spojení,“ dodává Smith. „Je možné, že kyano-karbonylové komplexy spojené s železem mohly být prekurzorem (předchůdcem) těchto aktivních oblastí a později se začlenily do proteinu – a to vše před miliardami roků. Tyto komplexy pravděpodobně mohly stejně tak působit jako zdroje kyanidu na rané Zemi.“

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] phys.org
[2] sciencealert.com

Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí



O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.

Štítky: Hydrogenázy, Kyanidy, Vznik života na Zemi, Meteority


5. vesmírný týden 2020

5. vesmírný týden 2020

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 27. 1. do 5. 2. 2020. Měsíc bude v první čtvrti. Večer září jasná planeta Venuše, vidět lze i Neptun a Uran. Ráno je vidět Mars. Kometa C/2017 T2 je vysoko na večerní obloze. Na ISS proběhly dva výstupy do volného kosmu. Chystá se start Falconu 9 s další várkou družic Starlink. Končí mise infračervené observatoře Spitzer. Před 85 lety se narodil významný český astronom Luboš Kohoutek.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Glaxie pod Galaxií

Titul Česká astrofotografie měsíce za prosinec 2019 obdržel snímek „Galaxie pod Galaxií“, jehož autorem je Roman Ponča   „Galaxie pod Galaxií“, není to tak trochu podivný název vítězného snímku prosincového kola soutěže Česká astrofotografie měsíce? Možná, snad, … ale je

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Tesná konjunkcia

Tesná konjunkcia

Další informace »