Ναι, σωστά διαβάσατε. Κυάνιο.
Κατά τη διάρκεια της ιστορίας, το κυάνιο έχει κερδίσει επάξια τη φήμη του ως ένα εξαιρετικά τοξικό δηλητήριο. Η χρήση του ως βιολογικό όπλο χρονολογείται από τον γαλλοπρωσικό πόλεμο στα τέλη του 1800, μέχρι τους δύο Παγκόσμιους Πολέμους, ενώ ορισμένα στοιχεία υποστηρίζουν τον ρόλο του στον πόλεμο Ιράν-Ιράκ. Έχει διεισδύσει ακόμη και στην ποπ κουλτούρα, γνωστός και ως το διάσημο τροπάριο των κατασκοπικών ταινιών, όπου προσφέρεται σε μυστικούς πράκτορες που προβλέπουν μια επιλογή μεταξύ προδοσίας και θανάτου.
Αλλά σε μια εργασία που δημοσιεύθηκε την Πέμπτη στο περιοδικό Nature, μια ομάδα χημικών προτείνει ότι ενώ το κυάνιο βάζει τέλος στη ζωή όπως την ξέρουμε, θα μπορούσε να έχει βοηθήσει στην εξέλιξη της ζωής από τα πρώτα χρόνια της Γης, πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Τότε, ο κόσμος έμοιαζε πολύ διαφορετικός. Το οξυγόνο που αναπνέουμε, για παράδειγμα, δεν υπήρχε ακόμα.
"Το κυάνιο είναι δηλητηριώδες για το είδος της βιολογίας με την οποία εργαζόμαστε σήμερα", δήλωσε ο Ramanarayan Krishnamurthy, χημικός στο Ερευνητικό Ινστιτούτο Scripps στην Καλιφόρνια και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. "Αλλά μπορεί να μην είναι δηλητηριώδες αν η βιολογία ξέρει πώς να το χειριστεί".
Σε ένα εργαστήριο, ο ίδιος και οι συνάδελφοί του ερευνητές ουσιαστικά ανακάτεψαν ένα σωρό μόρια που υπήρχαν στην πρώιμη Γη και έριξαν λίγο κυάνιο μέσα στη γλίτσα.
Κατά ειρωνικό τρόπο, το επικίνδυνο υλικό βοήθησε στη σύνθεση των απλούστερων συστατικών της ζωής - υπό μέτριες συνθήκες αντίδρασης και με σχετικά λίγα βήματα. Όλα ήταν απροσδόκητα απλά. "Αυτό σε τρομάζει μερικές φορές, όταν είναι τόσο απλό", δήλωσε ο Krishnamurthy. "Το είχαμε ελέγξει από τρεις ή τέσσερις διαφορετικούς ανθρώπους για να διασφαλίσουμε ότι όντως είχαμε τις σωστές ερμηνείες".
Η ομάδα λέει ότι ο μοναδικός μηχανισμός της σηματοδοτεί την "πρώτη επίδειξη" αυτού του είδους της βιολογικής οδού προς τις ρίζες της ζωής - και μάλιστα πολύ απλούστερη από την ευρέως αποδεκτή, μη τοξική αντίστοιχη που απαιτεί ακραίες συνθήκες αντίδρασης, πολύπλοκα βήματα και μια δόση εμπιστοσύνης.
Τι συνέβη πραγματικά πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια;
Αναδρομή στο μάθημα των φυσικών επιστημών: "ή αλλιώς οι κουβάδες διαφόρων μορίων που κάποτε στροβιλίζονταν ελεύθερα στους πρώιμους ωκεανούς της Γης.
Οι ειδικοί πιστεύουν εδώ και πολύ καιρό ότι αυτό το στοιχειακό στιφάδο ανάγκασε τα μόρια να αλληλεπιδράσουν και να σχηματίσουν πολύπλοκες ενώσεις, οι οποίες στη συνέχεια αναμείχθηκαν, και πολλά βήματα προς τα κάτω, έδωσαν το έναυσμα για την εμφάνιση απλών οργανισμών. Πολύ (πολύ) αργότερα, όλα αυτά τα πράγματα μετατράπηκαν σε εμάς.
Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό σε αυτό το έπος είναι - προετοιμαστείτε για ένα μεγάλο στόμα - ο αναγωγικός κύκλος του τρικαρβοξυλικού οξέος, ή κύκλος r-TCA. Αυτή η βιολογική διαδικασία οκτώ βημάτων χρησιμοποιεί πρωτεΐνες για να σχηματίσει ενώσεις που συντηρούν τη ζωή. Εν ολίγοις, θεωρείται απαραίτητος για τη ζωή σήμερα, οπότε οι ειδικοί πιστεύουν ότι πιθανότατα ήταν ζωτικής σημασίας για τη ζωή πολύ καιρό πριν, αναφλεγόμενος στην αρχέγονη σούπα.
Αλλά εδώ είναι το πρόβλημα: το περιβάλλον της πρώιμης Γης δεν ήταν ιδανικό για την r-TCA. Το οξυγόνο δεν υπήρχε όταν η σφαίρα μας ήταν νεότερη, ούτε και οι πρωτεΐνες που προωθούν τον κύκλο. Οι επιστήμονες συχνά λένε ότι ορισμένα μέταλλα θα μπορούσαν να έχουν βάλει τα πράγματα σε κίνηση, αλλά αυτό θα χρειαζόταν ακραίες συνθήκες, όπως υπερβολικά υψηλή θερμότητα. Και εννοώ ακραίες.
Τόσο πολύ, εξηγεί ο Krishnamurthy, που όχι μόνο είναι απίθανο αυτές οι συνθήκες να υπήρχαν στην πρώιμη Γη, αλλά και εμποδίζουν τους επιστήμονες να μιμηθούν την αρχαία r-TCA στο εργαστήριο, βήμα προς βήμα. Οι χημικοί πρέπει να τα πετάξουν όλα μαζί, να εφαρμόσουν τις συνθήκες, να περιμένουν και να παρακολουθούν.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
Ο πλανήτης που βλέπετε.... δεν υπάρχει! Και όμως είναι εκεί - Πονοκέφαλος για τους αστρονόμους
Ενώ τέτοια πειράματα δίνουν ενώσεις r-TCA, είναι δύσκολο να αποδειχθεί ότι προέρχονται πραγματικά από τον κύκλο. Ουσιαστικά, δεν είναι σαφές αν η r-TCA συνέβη πραγματικά πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια.
Σε μια προσπάθεια να αποδείξει έναν εναλλακτικό αναγωγικό κύκλο που παράγει τις αρχικές ενώσεις της ζωής, ο Krishnamurthy διεξήγαγε το πείραμα με κυάνιο στη θέση των προβληματικών μετάλλων. Είναι αξιοσημείωτο ότι διαπίστωσε ότι τα μόρια ακολούθησαν την ίδια πορεία με την r-TCA, βήμα προς βήμα, αλλά με λιγότερα συνολικά στάδια και υπό πολύ ηπιότερες συνθήκες.
Φάνηκε να αφηγείται την ιστορία της πρώιμης γήινης ζωής με σημαντικά ευκολότερο τρόπο.
Αν και, οι ερευνητές αντιμετωπίζουν τα αποτελέσματά τους με επιφύλαξη. Ο Krishnamurthy λέει ότι "το κυάνιο θεωρείται ότι υπήρχε στην πρώιμη Γη, αν και δεν υπάρχουν άμεσες αποδείξεις ότι υπήρχε, επειδή είναι ένα αντιδραστικό μόριο που θα μπορούσε να έχει καταναλωθεί".
Η βιολογία έχει παρελθόν
Ανεξάρτητα από αυτό, τα αποτελέσματα της ομάδας υπογραμμίζουν με τρομερό τρόπο την ιδεολογία του Krishnamurthy: "Αυτό που κάνει η βιολογία σήμερα είναι αυτό που κάνει η βιολογία σήμερα. Δεν χρειάζεται να είναι αυτό στο οποίο βασίστηκε η βιολογία πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια".
Ο Krishnamurthy ζωγραφίζει μια θαυμάσια αναλογία για το πώς να αφομοιώσουμε την έννοια.
Φανταστείτε να φέρετε κάποιον από ένα απομακρυσμένο χωριό, ο οποίος ξέρει μόνο πώς να κατασκευάζει σπίτια με τούβλα και μερικούς οικοδόμους στη Νέα Υόρκη. Θα κοιτούσε με δέος τους ουρανοξύστες και ίσως θα σας ρωτούσε πώς είναι δυνατόν να έχουν κατασκευαστεί αυτοί οι μεταλλικοί πύργοι.
Αυτό που τους διαφεύγει, όμως, είναι ότι αυτοί οι ουρανοξύστες δεν κατασκευάστηκαν από τούβλα και σίγουρα όχι από μια μικρή ομάδα οικοδόμων. Φτιάχτηκαν από ατσάλι, με τη χρήση γερανών και τεράστιου εξοπλισμού. "Κοιτάμε τώρα τη βιολογία, η οποία είναι αυτό το τεράστιο, όμορφο κτίριο", δήλωσε ο Krishnamurthy. "Αλλά δεν ξέρουμε πώς κατασκευάστηκε και τι υπήρχε πριν που το επέτρεψε να συμβεί".
Αν υπήρχε αρκετό κυάνιο στην πρώιμη Γη, η ζωή θα μπορούσε κάλλιστα να οφείλει τον εαυτό της σε αυτό που τώρα έχουμε αποδεχτεί ως δηλητήριο. Και πηγαίνοντας ένα βήμα παραπέρα, αν υπάρχουν εξωγήινοι οργανισμοί σε άλλους πλανήτες, ίσως το κυάνιο έβαλε το χεράκι του και εκεί.
"Αφήνουμε τη χημεία να μας το πει", δήλωσε ο Krishnamurthy. "Αντί να υποθέτουμε ότι γνωρίζουμε ήδη ποια θα έπρεπε να ήταν η βιολογία πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια.
"Δεν το ξέρουμε".
