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氰化物陨石陨石可能已经成为地球的第一生命

氰化物不仅仅是好莱坞电影中被捕间谍的最后手段。它也是早期生命化学的重要组成部分。现在,新的研究发现氰化物可能已经在陨石上骑到了地球上。

一组特殊原始陨石的样本 - 包括1969年在澳大利亚默奇森附近落下的大型陨石 - 均含有氰化物,与铁和一氧化碳结合稳定。在现代细菌和古细菌中称为氢化酶的酶中发现了这些相同类型的结构,这可能表明早期的生命要么从陨石借来,要么早期地球的地质形成同样的氰化物,研究报告的共同作者Michael Callahan说。化学家博伊西州立大学。[ 崩溃!地球上最大的10个撞击坑 ]

“当你研究这些原始陨石时,就像你正在跳进时间机器,你可以回去学习这些古老的材料,”卡拉汉告诉Live Science。“然后你会发现这些与生命和古代生物学的联系。”

寻求氰化物

卡拉汉和他的同事在发表2011年的论文后开始在太空岩石中寻找氰化物,他们在这篇论文中发现了陨石中的核碱基。像鸟嘌呤或腺嘌呤一样的核碱基是DNA的基本组成部分。卡拉汉说,核碱基及其母体小行星的化学反应似乎依赖于氰化物作为反应物。但他并不相信他们能够在陨石上找到任何氰化物,即使它曾经存在过。卡拉汉说,氰化物具有极强的反应性,所以他预计它会在它降落到地球上之前很久就会被用完和转化。

但研究的共同作者,也是博伊西州分析化学家的凯伦史密斯,有氰化物分析的背景,因此研究人员收集并测试了陨石样本,其中大部分是在南极洲发现的。其中五颗陨石是一种特殊的碳质球粒陨石,称为CM球粒陨石,含有核碱基以及其他生物学构件,如氨基酸。其中一个CM球粒陨石是Murchison 陨石,于1969年降落在澳大利亚,是一个拥有巨大火球的当地人。

卡拉汉说,为了找到并提取氰化物,研究人员借用了通常用于发现工业过程遗留下来的有毒物质的技术。他们用酸从陨石中提取化合物,然后进行一系列分析,包括质谱和液相色谱,这两种分析都可以识别提取物质的组成部分。

氰化物令人惊讶

令他们惊讶的是,研究人员发现了氰化物。每个CM球粒陨石都含有这种化学物质,而其他类型的陨石都没有。(研究人员甚至测试了一种着名的火星陨石,它曾被声称拥有外星生命的证据 - 那里没有氰化物。)

氰化物似乎已经在太空中存活了数十亿年,并且在冰冷的南极洲中进行了一次火热的休息之旅,因为它与一氧化碳和铁一起稳定运行。“这是非常经典的无机化学,”卡拉汉说。

卡拉汉补充说,无论如何稳定,氰化物也可以从陨石中释放出来,这使它成为生命起源中一个有趣的可能的参与者。当太空岩石的轰击很常见时,水和紫外线的组合可能会从地球早期的陨石中释放出氰化物。卡拉汉说,通过这种方式,陨石可以增加可用的氰化物,从而最终导致活细胞的化学反应。

另外,早期地球的氰化物可能是本土生长的,卡拉汉说。但如果是这样的话,它可能会以与陨石非常相似的方式形成。陨石由形成行星的相同空间尘埃和冰构成,但它们并未被地球化学过程改变。

卡拉汉说,另一个有趣的惊喜是陨石的一氧化碳,铁和氰化物束以及一些最古老的生命群,古菌和细菌的部分酶之间的奇怪相似之处。Callahan说,所有的细菌和古细菌都含有称为氢化酶的酶,这些酶发生键合的活性位点与陨石中的氰化物结构相同。

“也许这些[陨石化合物]是这些活性位点的前体,”卡拉汉说。

卡拉汉说,这还没有得到证实,但研究小组计划进一步研究陨石化学。未来的一个方向可能来自正在进行的美国宇航局任务OSIRIS-Rex,它将从小行星Bennu采集样本并在2023年将其传送到地球.Bennu可能是一个CM线粒体,Callahan说,这将提供一个令人兴奋的研究机会小行星母体的原始样本。

卡拉汉和他的同事于6月25日在开放获取期刊“ 自然通讯”上报道了他们的工作。