Jeden z najnebezpečnejších jedov mohol zohrávať úlohu pri vzniku života, hovoria vedci
Kyanovodík poznáme ako nebezpečný jed. Vedci však ukazujú, že v extrémnych podmienkach môže robiť niečo úplne iné a to narúšať chemickú rovnováhu a umožňovať reakcie, bez ktorých by sa zložitejšia chémia nemala kde rozvinúť.
O kyanide sa zvyčajne hovorí len jedným spôsobom. Ako o rýchlom a spoľahlivom jede. Hotovo. Lenže v momente, keď sa z tejto skratky stane automatická pravda, prestávame sa pýtať, čo tá látka v skutočnosti robí. A práve tam sa začína príbeh, ktorý nezapadá do jednoduchých nálepiek.
Kyanovodík ako súčasť reálnej chémie organizmu
Výskum ukazuje, že kyanovodík (HCN) nie je pre ľudské telo úplne cudzou látkou. V extrémne nízkych koncentráciách sa objavuje v procesoch súvisiacich s bunkovým metabolizmom, nervovou signalizáciou aj reguláciou imunitnej odpovede. Nejde o žiadnu výnimku ani paradox, len o dôsledok chemických mechanizmov, ktoré v tele prebiehajú neustále.
Kyanovodík je v tele priebežne neutralizovaný enzýmom rhodanázou, ktorý ho premieňa na menej toxické formy. Táto kontrola má však jasné limity. Po ich prekročení sa látka správa presne tak, ako opisuje toxikológia.
ANIRUDH), PNGwing, Úprava: Vosveteit.sk
Ako zamrznutý kyanovodík vytvára silné lokálne elektrické polia
Podstatná časť príbehu sa však neodohráva v ľudskom tele, ale mimo neho. Štúdia publikovaná v ACS Central Science, na ktorej pracoval tím okolo Martina Rahma z Chalmers University of Technology, sa zamerala na správanie kyanovodíka v pevnom, zamrznutom stave, teda v prostredí, ktoré sa doteraz bralo skôr ako chemicky pasívne.
Kryštály HCN sa v pevnom stave nesprávajú ako pasívny ľad. Majú ihlicovitú morfológiu s výrazne polárnymi špičkami, na ktorých vznikajú silné lokálne elektrické polia. Tieto polia umožňujú priebeh chemických reakcií aj pri veľmi nízkych teplotách.
Neprehliadni
V praxi ide o izomerizáciu kyanovodíka na izokyanid (HNC), ktorá prebieha s takmer nulovou energetickou bariérou. Nevyžaduje dodatočné teplo ani špecifické katalyzátory, postačuje povrch ľadu a elektrické pole vytvorené na špičkách kryštálov.
Ide o mechanizmus, ktorý narúša chemickú rovnováhu v chladných prostrediach.
Keď sa rovnaká chémia objaví aj mimo Zeme
HCN sa pritom nevyskytuje len v laboratóriu alebo v učebniciach chémie. Nachádza sa v medzihviezdnych oblakoch, v kométach aj v atmosférach planét. Mimoriadne výrazne napríklad na mesiaci , kde sa kyanovodík ukladá v podobe ľadu na povrchu aj v nižších vrstvách atmosféry.
Astrochemické merania dlhodobo naznačujú, že v týchto prostrediach sa izokyanid vyskytuje vo vyšších koncentráciách, než by zodpovedalo chemickej rovnováhe. Rovnováha je tam zjavne narušená. Výsledky štúdie pritom ukazujú, že dôvod nemusí spočívať v exotických alebo málo pravdepodobných procesoch, ale v správaní obyčajného ľadu, ktorý má v tomto prípade nečakané fyzikálne vlastnosti.
Nejde pritom o priamy opis vzniku života. Podstatné je, že chemický systém sa v týchto podmienkach nespráva rovnovážne. Práve takáto nerovnováha vytvára priestor pre zložitejšie chemické procesy.
„Možno sa nikdy presne nedozvieme, ako život vznikol, no pochopenie toho, ako sa formujú niektoré jeho chemické zložky, máme na dosah. Kyanovodík je pravdepodobne jedným zo zdrojov tejto chemickej komplexity a ukazujeme, že dokáže reagovať prekvapivo rýchlo aj v chladných prostrediach.“, uviedol Martin Rahm z Chalmers University of Technology.
Kyanovodík tak v tomto príbehu nevystupuje ako hrdina ani ako zloduch. Je to obyčajná molekula, ktorá sa v rôznych prostrediach správa podľa fyzikálnych pravidiel, nie podľa ľudských nálepiek. A práve tam vzniká problém s naším zjednodušeným pohľadom. To, čo dnes vnímame len ako jed, môže byť v inom kontexte zdrojom chemickej nestability, bez ktorej by sa zložitejšie systémy nikdy nemali kde rozvinúť.
