Le cyanure n'est pas seulement le dernier recours pour les espions capturés du film hollywoodien. C'est également un élément crucial de la chimie de la vie au début. Et maintenant, de nouvelles recherches révèlent que le cyanure pourrait avoir pénétré sur Terre sur des météorites.
Des échantillons d'un groupe particulier de météorites primitives - dont un grand qui est tombé près de Murchison, en Australie, en 1969 - contiennent tous du cyanure, lié dans une configuration stable avec du fer et du monoxyde de carbone. Ces mêmes types de structures se trouvent dans des enzymes appelées hydrogénases dans les bactéries et les archées modernes, ce qui pourrait suggérer que la première vie soit empruntée aux météorites ou que la géologie de la Terre ancienne formait le même type de composés cyanurés, a déclaré le co-auteur de l'étude Michael Callahan, un analyste chimiste Boise State University.
"Lorsque vous étudiez ces météorites primitives, c'est comme si vous sautiez dans une machine à voyager dans le temps et vous pouvez revenir en arrière et étudier ces matériaux anciens", a déclaré Callahan à Live Science. "Et puis vous trouvez ces liens avec la vie et la biologie ancienne."
Cherchant du cyanure
Callahan et ses collègues ont commencé à chercher du cyanure dans les roches spatiales après avoir publié un article de 2011 dans lequel ils ont découvert des nucléobases dans des météorites. Les nucléobases, comme la guanine ou l'adénine, font partie des éléments constitutifs de l'ADN. La chimie des nucléobases et de leurs astéroïdes parents semblait dépendre du cyanure comme réactif, a déclaré Callahan. Mais il n'était pas convaincu qu'ils seraient en mesure de trouver du cyanure sur les météorites, même s'il avait déjà existé. Le cyanure est extrêmement réactif, a déclaré Callahan, alors il s'attendait à ce qu'il soit épuisé et transformé bien avant son atterrissage sur Terre.
Mais la co-auteur de l'étude, Karen Smith, également chimiste analytique de l'État de Boise, avait une formation en analyse du cyanure.Les chercheurs ont donc rassemblé et testé des échantillons de météorites, dont la plupart avaient été découverts en Antarctique. Cinq des météorites étaient un type particulier de chondrite carbonée appelé chondrites CM, qui contiennent des nucléobases ainsi que d'autres éléments constitutifs de la biologie, tels que les acides aminés. L'une de ces chondrites CM était la météorite Murchison, qui a atterri en Australie en 1969, étonnant les habitants avec une grosse boule de feu.
Pour trouver et extraire le cyanure, les chercheurs ont emprunté des techniques qui permettaient généralement de trouver les substances toxiques dans les eaux usées provenant des processus industriels, a déclaré Callahan. Ils ont utilisé de l'acide pour extraire des composés des météorites, puis l'ont soumis à une batterie d'analyses, y compris la spectrométrie de masse et la chromatographie liquide, qui ont toutes deux permis d'identifier les parties constitutives du matériau extrait.
Surprises au cyanure
À leur grande surprise, les chercheurs ont trouvé du cyanure. Chacune des chondrites CM contenait le produit chimique, contrairement à aucun des autres types de météorites. (Les chercheurs ont même testé une célèbre météorite de Mars qui contenait autrefois des preuves de vie extraterrestre - pas de cyanure là-bas.)
Le cyanure semble avoir survécu à des milliards d'années dans l'espace et à un voyage enflammé pour se reposer en Antarctique glacial car il était lié dans une configuration stable avec du monoxyde de carbone et du fer. "C'est cette chimie inorganique vraiment classique", a déclaré Callahan.
Aussi stable soit-il, le cyanure peut également être libéré de la météorite, a ajouté Callahan, ce qui en fait un acteur possible intrigant dans l'origine de la vie. Une combinaison d'eau et de lumière ultraviolette aurait pu libérer du cyanure des météorites de la Terre primitive, lorsque le bombardement par des roches spatiales était courant. De cette façon, les météorites auraient pu augmenter le cyanure disponible pour les réactions chimiques qui ont finalement conduit à des cellules vivantes, a déclaré Callahan.
Alternativement, les premiers cyanures de la Terre auraient pu être cultivés sur place, a déclaré Callahan. Mais si c'est le cas, il se pourrait qu'il se soit formé de manière très similaire à celle des météorites. Les météorites sont faites de la même poussière spatiale et de la glace qui ont formé les planètes, mais elles n'ont pas été altérées par des processus géochimiques.
L'autre surprise intrigante, a déclaré Callahan, était les similitudes étranges entre les faisceaux de monoxyde de carbone, de fer et de cyanure de la météorite et des parties des enzymes de certains des plus anciens groupes de la vie, des archées et des bactéries. Toutes les bactéries et les archées ont des enzymes appelées hydrogénases, a déclaré Callahan, et le site actif de ces enzymes, où la liaison se produit, est le même que les structures de cyanure observées dans les météorites.
"Peut-être que ce sont les précurseurs de ces sites actifs", a déclaré Callahan.
Ce n'est pas encore prouvé, a déclaré Callahan, mais l'équipe de recherche prévoit de poursuivre les travaux sur la chimie des météorites. Une orientation future pourrait venir grâce à la mission en cours de la NASA OSIRIS-Rex, qui va collecter un échantillon de l'astéroïde Bennu et le livrer à la Terre en 2023. Bennu pourrait être un chondrite CM, a déclaré Callahan, ce qui fournirait une opportunité passionnante d'étudier un échantillon vierge d'un corps parent d'astéroïde.
Callahan et ses collègues ont rendu compte de leur travail le 25 juin dans la revue en libre accès Nature Communications.
