En ny studie tyder på att vätecyanid, en mycket giftig kemikalie, kan ha spelat en nyckelroll i livets ursprung genom att bilda reaktiva iskristaller i extrem kyla. Datorsimuleringar visar att dessa kristaller främjar ovanliga kemiska reaktioner som producerar livets byggstenar. Resultaten belyser den kemiska potentialen i frusna miljöer, inklusive sådana utanför jorden.
Vätecyanid, känt för sin toxicitet för människor, fryser till kristaller vid låga temperaturer och skapar ovanligt reaktiva ytor. Forskare använde dator-modellering för att undersöka dessa kristaller och fann att de kan driva kemiska processer som normalt är omöjliga i kalla förhållanden. Studien, publicerad i ACS Central Science, indikerar att sådana reaktioner kan ha initierat bildandet av livets grundläggande komponenter. Teamet, ledd av Martin Rahm, modellerade en vätecyanidkristall som liknar en 450 nanometer lång cylinder med rund bas och mångfacetterad topp, liknande tidigare observationer av »spindelnät»-formationer. Deras simuleringar identifierade två vägar som omvandlar vätecyanid till den mer reaktiva väteisocyaniden, som sker inom minuter till dagar beroende på temperatur. Denna förening på kristallytor kan underlätta skapandet av komplexa prebiotiska molekyler. »Vi kanske aldrig får veta exakt hur livet började, men att förstå hur några av dess ingredienser formas är inom räckhåll. Vätecyanid är troligen en källa till denna kemiska komplexitet, och vi visar att det kan reagera förvånansvärt snabbt på kalla platser«, säger Rahm. Vätecyanid är vanligt i rymden och har upptäckts på kometer och i atmosfärer som på Saturnus måne Titan. Vid interaktion med vatten bildar det polymerer, aminosyror och nukleobaser – essentiella för proteiner och DNA. Forskarnas Marco Cappelletti, Hilda Sandström och Rahm föreslår labbtester, såsom att krossa kristaller med vatten för att exponera ytor och observera molekylbildning i kalla miljöer. Finansierat av Swedish Research Council och Sveriges Nationella Akademiska Infrastruktur för Superdatorer, understryker arbetet att isvärldar kan vara kemiskt mer aktiva än tidigare antagits, med implikationer för prebiotisk kemi på tidig jord och annat.
