Цианид мог быть ключевым предшественником жизни на нашей планете

Ложка углерода, немножко водорода и капля цианида — это может быть фрагментами рецепта «первичного бульона». Да, вы прочитали это правильно. Цианид.

На протяжении истории цианид заслуженно заслужил репутацию чрезвычайно токсичного яда. Его использование в качестве биологического оружия восходит к франко-прусской войне в конце 1800-х годов, вплоть до обеих мировых войн, а некоторые свидетельства подтверждают его роль даже в относительно недавней ирано-иракской войне. Цианид проник даже в поп-культуру — вспомните шпионские фильмы про Джеймса Бонда или «Семнадцать мгновений весны», где героям приходится делать выбор между предательством и смертью.

Но в статье, опубликованной в начале февраля в журнале Nature, группа химиков утверждает, что, хотя цианид уничтожает жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, он мог способствовать ее развитию на Земле около 4 млрд лет назад. Тогда мир выглядел совсем иначе. Кислорода, которым мы дышим, например, еще не существовало.

«Цианид ядовит для той биологии, с которой мы работаем сегодня. Но он может быть не ядовитым, если биология знает, как с ним обращаться», — рассказал Раманараян Кришнамурти, химик из Исследовательского института Скриппса в Калифорнии и ведущий автор исследования.

В лаборатории он и его коллеги-исследователи смешали множество молекул, присутствовавших на Земле в момент ее зарождения, и добавили в эту смесь немного цианида.

По иронии судьбы, опасные вещества помогли синтезировать простейшие компоненты жизни — при умеренных условиях реакции и за относительно небольшое количество шагов. По словам ученых, «все было на удивление просто».

«Наш уникальный механизм представляет собой самую первую демонстрацию такого рода биологического пути к корням жизни — и он намного проще, чем его широко распространенный, нетоксичный аналог, который требует экстремальных условий реакции», — заявил Кришнамурти.

Эксперты долгое время полагали, что элементарный хаос заставляет молекулы взаимодействовать и образовывать сложные соединения, которые затем смешались и превратились в простые организмы. А в конце концов — и в нас.

Что на самом деле произошло 4 млрд лет назад?

Советский биолог Александр Опарин в 1924 году выдвинул теорию о возникновении жизни на Земле через превращение в ходе постепенной химической эволюции молекул, содержащих углерод, в «первичный бульон». Одной из важных особенностей этого процесса является восстановительный цикл трикарбоновых кислот, или цикл r-TCA. В этом восьмиступенчатом биологическом процессе белки используются для образования соединений, поддерживающих жизнь. Сегодня он считается необходимым для жизни , поэтому эксперты считают, что он, вероятно, был жизненно необходим для зарождения жизни на Земле.

Но вот проблема: окружающая среда ранней Земли не была идеальной для r-TCA. Когда наша планета была моложе, на ней не было ни кислорода, ни белков, поддерживающих цикл. По распространенному среди ученых мнению, некоторые металлы в принципе могли бы работать, но для этого требовались бы экстремальные условия — например, сверхвысокая температура. По словам Кришнамурти, мало того, что эти условия вряд ли существовали на ранней Земле, они также не позволяют ученым шаг за шагом имитировать древнюю r-TCA в лаборатории. Химикам приходится собирать все вместе, применять условия, ждать и наблюдать.

Хотя такие эксперименты действительно дают соединения r-TCA, трудно доказать, что они действительно произошли из цикла. По сути, неясно, действительно ли r-TCA произошла 4 млрд лет назад.

Пытаясь продемонстрировать альтернативный восстановительный цикл, в результате которого образуются исходные соединения жизни, Кришнамурти провел эксперимент с цианидом вместо проблемных металлов. Примечательно, что он обнаружил, что молекулы следуют тому же пути, что и r-TCA, но с меньшим количеством шагов и в гораздо более мягких условиях.

Кришнамурти заявил, что не стоит сравнивать биологию, существующую сегодня, и биологию, которая была в момент зарождения нашей планеты. Он привел замечательную аналогию:

«Представьте себе, что к вам в Нью-Йорк приехал кто-то из отдаленной деревни, кто умеет строить дома только из кирпича. Он с благоговением смотрел бы на небоскребы и, возможно, спрашивал вас, как могли быть сделаны эти металлические башни. Однако он упускает из виду, что эти небоскребы были построены не из кирпичей и определенно не небольшой группой строителей. Они были сделаны из стали с использованием кранов и огромного оборудования. Так и здесь — сейчас мы смотрим на биологию, как на огромное красивое здание. Но мы не знаем, как оно было построено», — объяснил ученый.


Читать далее

Грибок, заражающий ковидных пациентов «черной плесенью», научился обходить иммунитет

Вероятно, протоны гораздо меньше, чем считалось ранее

Астрономы сфотографировали черную дыру в центре спиральной галактики

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Создано музыкальное приложение для реабилитации после инсульта
Наука
«Эффект аккордеона» превращает жесткий графен в эластичный материал
Наука
ИИ восстановил имя автора свитка, который пережил последний день Помпеи
Наука
Частный лунный модуль вышел на орбиту спутника после двух месяцев полета
Космос
Предок тираннозавра «иммигрировал» в Америку из Азии, считают ученые
Наука
Обновленный Gemini 2.5 Pro от Google возглавил рейтинг ИИ для разработчиков
Новости
Ученые решили проблему, которая мешала запуску термоядерных реакторов почти 70 лет
Наука
Китайское «супероружие» для подводных диверсий оказалось не таким, как считалось
Новости
Отключение мобильного интернета в Москве: какие последствия для бизнеса
Новости
Киберполиция назвала новые схемы мошенников: как они воруют аккаунты на «Госуслугах»
Новости
Хокинг предсказал гибель Земли: оказалось, НАСА сочло угрозу реальной
Наука
Создатель Ethereum признал свои ошибки и решил изменить криптовалюту
Новости
«Ред ОС 8» заработала на Arm-платформах — теперь и на «Байкале»
Новости
Компания Цукерберга использовала уязвимость подростков для рекламы
Новости
Старая модель не работает: ученые ищут новые объяснения устройства Вселенной
Космос
Пыльцевая буря накрыла центр России: что это и как защититься аллергикам
Наука
3400-летние артефакты загадочного племени нашли на вершине потухшего вулкана в Венгрии
Наука
На 3D-принтере напечатали электрод, который работает эффективнее ЭЭГ
Наука
Древесная стружка и ветки: открыт необычный способ мумификации с удивительной эффективностью
Наука
Физики MIT наблюдали квантовые взаимодействия между атомами
Наука