Cyanide bukan hanya pilihan terakhir untuk mata-mata yang diambil oleh film Hollywood. Ini juga merupakan komponen penting dari kimiawi awal kehidupan. Dan sekarang, penelitian baru menemukan bahwa sianida mungkin naik ke Bumi menggunakan meteorit.
Sampel kelompok meteorit primitif tertentu - termasuk yang besar yang jatuh di dekat Murchison, Australia, pada tahun 1969 - semuanya mengandung sianida, terikat dalam konfigurasi yang stabil dengan besi dan karbon monoksida. Jenis struktur yang sama ini ditemukan dalam enzim yang disebut hidrogenase pada bakteri dan archaea modern, yang dapat menunjukkan bahwa kehidupan awal dipinjam dari meteorit atau bahwa geologi awal Bumi membentuk jenis senyawa sianida yang sama, kata rekan penulis studi Michael Callahan, sebuah analisis ahli kimia Universitas Negeri Boise.
"Ketika Anda mempelajari meteorit primitif ini seperti Anda melompat ke mesin waktu dan Anda dapat kembali dan mempelajari materi kuno ini," kata Callahan kepada Live Science. "Dan kemudian kamu menemukan hubungan ini dengan kehidupan dan biologi kuno."
Mencari sianida
Callahan dan rekan-rekannya mulai mencari sianida dalam batuan luar angkasa setelah menerbitkan makalah 2011 di mana mereka menemukan nukleobase dalam meteorit. Nukleobase, seperti guanin atau adenin, adalah di antara blok-blok pembangun DNA. Kimia dari nukleobase dan asteroid induknya tampak seolah-olah bergantung pada sianida sebagai reaktan, kata Callahan. Tetapi dia tidak yakin bahwa mereka akan dapat menemukan sianida apa pun di meteorit, bahkan jika itu pernah ada. Sianida sangat reaktif, kata Callahan, jadi dia berharap itu akan habis dan berubah jauh sebelum mendarat di Bumi.
Tetapi rekan penulis studi Karen Smith, yang juga ahli kimia analitik Boise State, memiliki latar belakang dalam analisis sianida, sehingga para peneliti mengumpulkan dan menguji sampel meteorit, yang sebagian besar ditemukan di Antartika. Lima dari meteorit adalah jenis khusus dari chondrite berkarbon yang disebut CM chondrites, yang mengandung nukleobase serta blok bangunan biologi lainnya, seperti asam amino. Salah satu dari mereka chondrite CM adalah meteorit Murchison, yang mendarat di Australia pada tahun 1969, penduduk setempat yang menakjubkan dengan bola api besar.
Untuk menemukan dan mengekstrak sianida, para peneliti meminjam teknik yang biasanya digunakan untuk menemukan bahan beracun dalam air limbah yang tersisa dari proses industri, kata Callahan. Mereka menggunakan asam untuk mengekstraksi senyawa dari meteorit dan kemudian melakukan serangkaian analisis, termasuk spektrometri massa dan kromatografi cair, yang keduanya memungkinkan mereka untuk mengidentifikasi bagian-bagian penyusun bahan yang diekstraksi.
Sianida mengejutkan
Yang mengejutkan mereka, para peneliti menemukan sianida. Masing-masing CM kondroitit mengandung bahan kimia, sementara tidak ada jenis meteorit lain yang melakukannya. (Para peneliti bahkan menguji meteorit Mars yang terkenal yang pernah diklaim memiliki bukti kehidupan alien - tidak ada sianida di sana.)
Sianida tampaknya telah bertahan miliaran tahun di ruang angkasa dan perjalanan berapi-api untuk beristirahat di Antartika yang dingin karena terikat dalam konfigurasi yang stabil dengan karbon monoksida dan besi. "Ini kimia anorganik yang benar-benar klasik," kata Callahan.
Betapapun stabilnya, sianida juga dapat dilepaskan dari meteorit, tambah Callahan, dan itu membuatnya menjadi pemain yang mungkin menarik dalam asal usul kehidupan. Kombinasi air dan sinar ultraviolet bisa melepaskan sianida dari meteorit di awal Bumi, ketika pembombardan oleh batuan ruang angkasa biasa terjadi. Dengan cara itu, meteorit bisa meningkatkan sianida yang tersedia untuk reaksi kimia yang akhirnya mengarah ke sel hidup, kata Callahan.
Atau, sianida awal Bumi bisa saja tumbuh di rumah, kata Callahan. Tetapi jika demikian, itu mungkin terbentuk dengan cara yang sangat mirip dengan yang terjadi pada meteorit. Meteorit dibuat dari debu ruang dan es yang sama yang membentuk planet-planet, tetapi mereka belum diubah oleh proses geokimia.
Kejutan menarik lainnya, kata Callahan, adalah kesamaan aneh antara ikatan meteorit karbon monoksida, besi dan sianida dan bagian-bagian enzim dari beberapa kelompok kehidupan tertua, arkea dan bakteri. Semua bakteri dan archaea memiliki enzim yang disebut hidrogenase, kata Callahan, dan situs aktif dari enzim tersebut, di mana ikatan terjadi, sama dengan struktur sianida yang terlihat pada meteorit.
"Mungkin ini adalah prekursor dari situs-situs aktif ini," kata Callahan.
Itu belum terbukti, kata Callahan, tetapi tim peneliti merencanakan penelitian lebih lanjut tentang kimia meteorit. Satu arah masa depan bisa datang dari misi NASA yang sedang berlangsung OSIRIS-Rex, yang akan mengumpulkan sampel dari asteroid Bennu dan mengirimkannya ke Bumi pada tahun 2023. Bennu mungkin merupakan chondrite CM, kata Callahan, yang akan memberikan kesempatan yang menarik untuk belajar contoh murni dari tubuh induk asteroid.
Callahan dan rekan-rekannya melaporkan pekerjaan mereka pada 25 Juni di jurnal Nature Communications.
