Một thìa carbon, một giọt hydro và một chút xyanua – đây có thể là một đoạn mã của một công thức tạo ra các khối xây dựng của sự sống. Vâng, bạn đã đọc đúng tên của nó: Xyanua hóa học cực độc.
Ngược dòng lịch sử, xyanua xứng đáng được coi là một chất cực độc. Nó đã được sử dụng làm vũ khí sinh học từ cuộc chiến tranh Pháp-Phổ vào cuối những năm 1800, qua cả hai cuộc Thế chiến và một số bằng chứng ủng hộ vai trò của nó trong cuộc chiến tranh Iran-Iraq. Nó thậm chí còn xâm nhập vào văn hóa đại chúng, xuất hiện trong các bộ phim hay truyện tranh nổi tiếng khi thường được sử dụng bởi các mật vụ, hoặc những người đang cân nhắc lựa chọn giữa phản bội và cái chết.
Chất độc xyanua khá phổ biến trong văn hóa đại chúng, đặc biệt là truyện tranh.
Nhưng trong một bài báo gần đây được xuất bản trên tạp chí Nature, một nhóm các nhà hóa học gợi ý rằng mặc dù xyanua thường là dấu chấm hết cho sự sống như chúng ta vẫn biết, nhưng nó có thể đã giúp phát triển sự sống từ thời cổ đại. Trái đất sơ khai, khoảng 4 tỷ năm trước. Hồi đó, thế giới bây giờ trông rất khác. Ví dụ, oxy chúng ta hít thở chưa tồn tại.
Ramanarayan Krishnamurthy, một nhà hóa học tại Viện Nghiên cứu Scripps ở California và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Cyanide là chất độc đối với các cơ chế sinh học mà chúng ta đang nghiên cứu ngày nay. có thể không độc hại nếu thiên nhiên biết cách xử lý ”.
Trong phòng thí nghiệm, ông và các nhà nghiên cứu về cơ bản trộn với nhau một loạt các phân tử có trên Trái đất sơ khai và sau đó thêm một số xyanua.
Trớ trêu thay, thứ nguy hiểm đã giúp nó có thể tổng hợp những thành phần đơn giản nhất của sự sống – trong điều kiện phản ứng vừa phải và tương đối ít bước. Tất cả đều đơn giản một cách đáng ngạc nhiên.
Krishnamurthy nói: “Đôi khi, kiểu đó khiến bạn sợ hãi, khi nó quá đơn giản. “Chúng tôi đã kiểm tra điều này bởi ba hoặc bốn người khác nhau để đảm bảo rằng chúng tôi có cách diễn giải chính xác.”
Nhóm nghiên cứu cho biết cơ chế độc đáo của nó đánh dấu “sự trình diễn đầu tiên” của loại con đường sinh học này về nguồn gốc sự sống – và một cơ chế đơn giản hơn nhiều so với cơ chế không độc hại. , nó được chấp nhận rộng rãi, đòi hỏi các điều kiện phản ứng khắc nghiệt, các bước phức tạp và sự tin tưởng.
Chúng ta không thể biết điều gì đã xảy ra lúc ban đầu, nhưng …
Từ lâu, các chuyên gia đã tin rằng trong các đại dương sơ khai của Trái đất là một nồi “súp nguyên thủy”, bao gồm một thùng chứa nhiều phân tử khác nhau xoay quanh không ngừng. Và “nguyên tố hầm” này buộc các phân tử tương tác và tạo thành các hợp chất phức tạp, sau đó trộn lẫn, và nhiều bước sau đó, tạo ra các sinh vật đơn giản. Cách này sau đó đã tạo ra mọi thứ, bao gồm cả chúng tôi.
Một tính năng quan trọng trong câu chuyện này là chu trình axit tricarboxylic giảm, hoặc chu trình r-TCA. Quy trình sinh học tám bước này sử dụng protein để tạo thành các hợp chất duy trì sự sống. Tóm lại, nó được coi là thiết yếu đối với cuộc sống ngày nay, vì vậy các chuyên gia cho rằng nó có khả năng quan trọng đối với cuộc sống từ rất lâu trước đây, và đã biến mất trong món súp nguyên thủy.
Nhưng vấn đề là môi trường sơ khai của Trái đất không lý tưởng cho r-TCA. Oxy không có sẵn khi Trái đất còn rất trẻ, và các protein cũng không phải là động lực của chu kỳ. Các nhà khoa học thường nói rằng một số kim loại có thể làm cho mọi thứ xảy ra, nhưng điều đó đòi hỏi những điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như nhiệt độ cực cao.
Nhà hóa học Krishnamurthy giải thích rằng nhiều điều kiện trong số đó không chỉ tồn tại trên Trái đất sơ khai mà còn ngăn cản các nhà khoa học thực hiện các bước để tái tạo các bản tái tạo r-TCA cổ đại trong phòng thí nghiệm. Các nhà hóa học phải kết hợp mọi thứ lại với nhau, áp dụng các điều kiện, chờ đợi và quan sát.
Trong khi các thí nghiệm như vậy tạo ra các hợp chất r-TCA, rất khó để chứng minh chúng thực sự đến từ chu trình. Về cơ bản, không rõ liệu r-TCA có thực sự xuất hiện cách đây 4 tỷ năm hay không.
Trong nỗ lực chứng minh một chu trình khử thay thế tạo ra các hợp chất khởi đầu sự sống, Krishnamurthy đã tiến hành các thí nghiệm với xyanua thay cho các kim loại rắc rối. Đáng chú ý, ông phát hiện ra rằng các phân tử đi theo cùng một con đường như r-TCA, từng bước một, nhưng với ít giai đoạn tổng thể hơn và trong điều kiện nhẹ nhàng hơn nhiều.
Nó dường như kể câu chuyện về sự sống sơ khai của Trái đất theo một cách dễ dàng hơn, đáng kể.
Mặc dù vậy, các nhà nghiên cứu đang xem kết quả của họ chỉ bằng một hạt muối giữa đại dương. Krishnamurthy cho biết: “Cyanide được cho là đã có mặt trên Trái đất sơ khai, mặc dù không có bằng chứng trực tiếp cho điều đó vì nó là một phân tử phản ứng có thể đã được tiêu thụ,” Krishnamurthy nói.
Theo nhà hóa học Krishnamurthy, hãy ngừng giả định về sinh học và chỉ nhìn vào cách mọi thứ được tạo ra theo nhiều cách.
Krishnamurthy cũng rút ra một phép loại suy trong việc giải thích khái niệm này.
Hãy tưởng tượng đưa một người từ một ngôi làng hẻo lánh chỉ biết xây một ngôi nhà bằng gạch và một vài người thợ xây đến thành phố New York. Họ sẽ ngạc nhiên trước những tòa nhà chọc trời và có thể sẽ hỏi bạn rằng những tòa tháp kim loại này đã được tạo ra như thế nào.
Tất nhiên, những gì họ không biết là những tòa nhà chọc trời này không được làm bằng gạch và chắc chắn không phải bởi một nhóm nhỏ công nhân xây dựng. Chúng được làm từ thép, sử dụng cần cẩu và thiết bị khổng lồ.
Krishnamurthy nói: “Những gì chúng tôi đang xem xét về mặt sinh học, là tòa nhà khổng lồ, đẹp đẽ này. ngoài.”
Theo ông, nếu có đủ xyanua trên Trái đất sơ khai, sự sống rất có thể mắc nợ thứ mà chúng ta ngày nay chấp nhận là chất độc. Và tiến thêm một bước nữa, nếu ngoài Trái đất tồn tại trên các hành tinh khác, có lẽ xyanua cũng đã “nhúng tay” vào.
Krishnamurthy nói: “Chúng tôi đang cố gắng để hóa học cho chúng ta biết mọi thứ hoạt động như thế nào. “Thay vì cho rằng chúng ta đã biết các quá trình sinh học hoạt động như thế nào cách đây 4 tỷ năm. Không, rõ ràng là chúng ta không biết gì về thời gian đó.”
Tham khảo Cnet
Tổng hợp: Công Nghệ Chính Nhân
